ปัจจัยของการอบแห้งด้วยแหล่งพลังงานความร้อนแบบการพาและการแผ่รังสีความร้อนที่มีต่อจลนพลศาสตร์ และคุณภาพของพริกไทยดำ

Abstract

บทคัดย่อ         วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ เพื่อศึกษาปัจจัยของสภาวะในการอบแห้งต่อจลนพลศาสตร์และคุณภาพการอบแห้งพริกไทย โดยกระบวนการอบแห้งแบบ 1 ขั้นตอน ด้วยการพาความร้อนของลมร้อน การแผ่รังสีใต้แดงและกระบวนการอบแห้งแบบ 2 ขั้นตอน ด้วยการแผ่รังสีของไมโครเวฟร่วมการพาความร้อนด้วยลมร้อน และการอบแห้ง 2 ขั้นตอนด้วยไมโครเวฟและรังสีใต้แดง โดยความชื้นเริ่มต้นของเม็ดพริกไทยสดและความชื้นสุดท้ายของเม็ดพริกไทยแห้งอยู่ในช่วงร้อยละ 300-400 ของมูลฐานแห้งและร้อยละ 12-16ของมูลฐานแห้ง ตามลําดับ ผลทดลองพบว่า การอบแห้งพริกไทยเกิดขึ้นในช่วงอัตราการอบแห้งลดลง โดยอุณหภูมิอบแห้งมีผล โดยตรงต่ออัตราการอบแห้งและระยะเวลาอบแห้ง นอกจากนี้ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า การอบแห้งด้วยอุณหภูมิอบแห้งสูงทุกแหล่งพลังงานความร้อนจะมีความสิ้นเปลืองพลังงานจําเพาะต่ำกว่ากรณีอบแห้งด้วยอุณหภูมิอบแห้งต่ำ และที่อุณหภูมิอบแห้งเดียวกันการอบแห้งด้วยรังสีใต้แดงเพียงอย่างเดียวมีอัตราการอบแห้งและค่าสัมประสิทธิ์ การแพร่ยังผลสูงที่สุด ในกรณีการสร้างแบบจําลอง ทํานายจลนพลศาสตร์ของการอบแห้งภายใต้เงื่อนไขต่างๆ ด้วยวิธีการถดถอยแบบไม่เชิงเส้น สรุปได้ว่า แบบจําลองของ Page สามารถ ทํานายผลจลนพลศาสตร์การอบแห้งพริกไทยด้วยรังสีใต้แดงทั้งแบบขั้นตอนเดียว การอบแห้งด้วยลมร้อนแบบขั้นตอนเดียว และ การอบแห้ง 2 ขั้นตอนด้วยไมโครเวฟและรังสีใต้แดงได้ดีที่สุด ส่วนกรณีการอบแห้งแบบ 2 ขั้นตอน โดยใช้ไมโครเวฟกับลมร้อน ผลการ ทดลองอัตราส่วนความชื้นจะมีความสัมพันธ์สอดคล้องกับผลการทํานายด้วยแบบจําลองลอการิทึม (Logarithmic model) และ จากการวิเคราะห์เชิงคุณภาพได้แก่ การหาค่าสีในระบบ CIE-lab ในเทอมของความสว่าง (L*) ความเป็นสีแดง (a*) และความเป็นสีเหลือง (b*) และร้อยละของการหดตัว สรุปได้ว่า ที่อุณหภูมิอบแห้งต่ำ (อัตราการอบแห้งต่ำ) การหดตัวของพริกไทยมีค่าสูงเมื่อเปรียบเทียบกับการอบแห้งที่อุณหภูมิอบแห้งสูง (อัตราการอบแห้งสูง) และค่าความสว่าง (L*) ของพริกไทยภายหลังการอบแห้ง ที่อุณหภูมิต่ำ มีแนวโน้มลดลงเมื่อเทียบกับการอบแห้งด้วยอุณหภูมิสูง การอบแห้งด้วยลมร้อนนั้นค่าความสว่างลดลงกว่ากรณีเงื่อนไขอบแห้งอื่นๆ โดยอุณหภูมิในการอบแห้งไม่มีผลต่อการทดสอบทางประสาทสัมผัสอย่างมีนัยสําคัญเชิงสถิติ (p<0.05) และผลิตภัณฑ์พริกไทยดําอบแห้งสําหรับทุกสภาวะการทดลองเป็นที่ยอมรับในการบริโภค สําหรับการหาค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจําเพาะ สรุปได้ว่าการอบแห้งโดยการแผ่รังสีความร้อนจากรังสีใต้แดง และการใช้แหล่งพลังงานความร้อนร่วมไมโครเวฟและรังสีใต้แดงมีค่าความสิ้นเปลือง พลังงานจําเพาะต่ำเมื่อเทียบกับสภาวะการอบแห้งอื่นๆ ในการอบแห้งพริกไทยดําที่อุณหภูมิอบแห้งในช่วง 50-80°C. ABSTRACT          The objective of this research was to study the effect of drying conditions on drying kinetics and physical qualities of pepper. The drying processes consisted of 1 stage hot air (HA) drying, 1 stage infrared (IR) drying, two stages drying with microwave (MW) and HA sources and two stages drying with MW and IR sources. The initial moisture content and final moisture content was fixed in ranges of 300-400% dry-basis and 12-16% dry-basis, respectively. The results showed that the drying rate of pepper was in the falling drying rate period. For all drying processes, the drying temperature relatively affected to rate of drying and drying time. In addition, the specific energy consumption of all drying processes with a higher temperature was lower than drying with a lower temperature. At the same drying temperature, the pepper dried with IR source has the highest drying rate and give the highest effective diffusion coefficient value compared to the other drying processes. According to mathematical drying modeling using non-linear regression analysis, the conclusion stated that the predicted values using the Page’s model was the best fitting with experimental values for 1 stage IR drying, 1 stage HA drying and 2 stages drying with MW and IR sources. Additionally, the simulated value using Logarithmic model had a good relation with exact values for 2 stages drying with MW and HA sources. To determine the physical quality of dried pepper samples in terms of colorness values (lightness (L*), redness (a*) and yellowness (b*) CIE-lab scale) and percentage of shrinkage, the conclusion stated that shrinkage value of pepper dried with a lower temperature (low drying rate) was relatively high compared to a higher temperature drying (high drying rate). The lightness value (L*) of dried pepper with low temperature tend to decrease compared to drying with high temperature. And the HA drying had high decreasing lightness value (L*) compared to the other drying processes and drying temperature had insignificant effect to sensory evaluation (p<0.05). Dried black pepper product under all drying conditions was in overall acceptable level. For energy consumption evaluation, the conclusion stated that radiative heat transfer by infrared and combined microwave-infrared drying had relatively low energy consumption compared to the other drying conditions of 50-80°C.