การจำลองสภาวะและศึกษาหาแนวทางการอบแห้งลำไยที่เหมาะสมที่สุด
อารีย์ อัจฉริยวิริยะ
ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต (เทคโนโลยีพลังงาน) ภาควิชาเทคโนโลยีพลังงาน สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, กรุงเทพฯ. 152 หน้า.
2544
บทคัดย่อ
จากการพัฒนาแบบจำลองของสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นของลำไยเฉพาะเนื้อโดยที่ตัวแปรอาร์รีเนียสและตัวแปรพลังงานกระตุ้นเป็นฟังก์ชันกับความชื้น พบว่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นรวมที่ได้จากแบบจำลองที่พัฒนาโดยตัวแปรอาร์รีเนียสเป็นฟังก์ชันเอกโปเนเชียลดีที่สุด แบบจำลองความชื้นสมดุลของลำไยเฉพาะเนื้อซึ่งถูกพัฒนามาจากข้อมูลการทดลองโดยใช้แบบจำลองที่เป็นที่รู้จักกันดี พบว่า แบบจำลองของออสวินสามารถทำนายความชื้นสมดุลได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่มีความชื้นสัมพัทธ์สูง นอกจากนี้ ยังได้ศึกษาถึงผลกระทบของอุณหภูมิที่มีต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ จากการพิจารณาการอบแห้งลำไยเฉพาะเนื้อโดยพิจารณาคุณภาพของผลิตภัณฑ์พบว่า อุณหภูมิที่เหมาะสมคืออุณหภูมิลมร้อน 65 °C
การพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสัมประสิทธิ์การแพร่ของการอบแห้งลำไยทั้งลูกพบว่าแบบจำลองที่ตัวแปรอาร์รีเนียสเป็นฟังก์ชันเอกโปเนลเชียลและตัวแปรพลังงานกระตุ้นเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นดีที่สุด และการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของความชื้นสมดุลของลำไยทั้งลูก พบว่า แบบจำลองของออสวินก็ใช้ได้ดีที่สุดเหมือนกัน
แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการอบแห้งลำไยทั้งลูกและลำไยเฉพาะเนื้อ ประกอบด้วยสมการจลศาสตร์การอบแห้ง สมการสมดุลความร้อนและมวลสาร และสมการคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์และอากาศชื้น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์นี้ทดสอบความถูกต้องโดยการเปรียบเทียบผลจากการจำลองสภาพกับผลจากการทดลอง บรรทัดฐานของการประเมินสมรรถนะคือ ความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะและเวลาการอบแห้ง ซึ่งพบว่าผลของการจำลองสภาพที่มีค่าใกล้เคียงกับผลจากการทดลอง
ผลจากการจำลองสภาพพบว่าทุกตัวแปร (อุณหภูมิการอบแห้ง อัตราการไหลอากาศจำเพาะ และสัดส่วนอากาศที่นำกลับมาใช้ใหม่) มีผลต่อความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ ผลจากการจำลองสภาพเพื่อหาเงื่อนไขที่เหมาะสมของการอบแห้งลำไยเฉพาะเนื้อ พบว่า ความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะมีค่า 5.5 เมกกะจูล/กิโลกรัมน้ำ ซึ่งเงื่อนไขที่เหมาะสมคือ สัดส่วนอากาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ 80% อัตราการไหลอากาศจำเพาะ 100 กิโลกรัมอากาศแห้ง/ชั่วโมง-กิโลกรัมลำไยแห้ง และอุณหภูมิการอบแห้ง 65 °C สำหรับการอบแห้งลำไยทั้งลูก พบว่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะมีค่า 4.2 เมกกะจูล/กิโลกรัมน้ำ ซึ่งเงื่อนไขที่เหมาะสมคือ สัดส่วนอากาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ 90% อัตราการไหลอากาศจำเพาะ 25 กิโลกรัมอากาศแห้ง/ชั่วโมง-กิโลกรัมลำไยแห้ง และอุณหภูมิการอบแห้ง 75 °C