การอบแห้งขนุนด้วยพลังงานความร้อนร่วมของรังสีอินฟราเรด/ไมโครเวฟ และลมร้อน : จลนพลศาสตร์ คุณภาพและการทดสอบประสาทสัมผัส

Combined Infrared/Microwave and Hot Air Drying for Jackfruit: Kinetics, Quality and Sensory Analysis

Abstract

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อศึกษาปัจจัยของสภาวะในการอบแห้งต่อจลนพลศาสตร์ และคุณภาพของขนุนแห้งสายพันธุ์ทองประเสริฐ ด้วยสภาวะการทดลองอบแห้งที่แตกต่างกัน 4 เงื่อนไข ได้แก่ การอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรด การอบแห้งด้วยพลังงานความร้อนร่วมระหว่างรังสีอินฟราเรดและลมร้อน การอบแห้งแบบสองขั้นตอนด้วย ไมโครเวฟและลมร้อน และสุดท้ายคือการอบแห้งด้วยลมร้อนอย่างเดียว โดยในทุกการทดลองที่อบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดจะใช้กำลังเท่ากับ 1,000 W และกำลังของไมโครเวฟที่ 90 W (โดยใช้เวลาอบแห้ง 3 นาที) สำหรับกรณีที่ใช้ลมร้อนจะใช้ความเร็วของอากาศเท่ากับ 1.1 m/s และทุกเงื่อนไขของการอบแห้ง จะทดลองอบแห้งขนุนในช่วงอุณหภูมิ 40-60°C โดยมีค่าความชื้นเริ่มต้นของขนุนอยู่ในช่วง 300-400% dry-basis (d.b.) และอบแห้งจนค่าความชื้นสุดท้ายของขนุนอยู่ในช่วง 12-19% dry-basis จากผลการทดลอง พบว่า อัตราการอบแห้งขนุนขึ้นกับอุณหภูมิอบแห้งอย่างมากเมื่อเทียบกับความชื้นเริ่มต้นของตัวอย่าง สำหรับการศึกษาจลนพลศาสตร์ของการอบแห้งชั้นบางของขนุน พบว่า แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการอบแห้งขนุนแบบชั้นบางโดยใช้สมการแบบ Logarithmic, Approximation of Diffusion และ Modified Page สามารถใช้อธิบายพฤติกรรมการอบแห้งขนุนด้วยรังสีอินฟราเรด การอบแห้งด้วยพลังงานความร้อนร่วมระหว่างรังสีอินฟราเรดร่วมกับลมร้อน และการอบแห้งแบบ 2 ขั้นตอนด้วยคลื่นไมโครเวฟกับลมร้อนได้เป็นอย่างดี ตามลำดับ เมื่อพิจารณาแหล่งพลังงานที่ใช้ พบว่า การอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดมีอัตราการอบแห้งสูงกว่าการอบแห้งด้วยแหล่งพลังงานอื่นๆ นอกจากนี้ พบว่าการอบแห้งด้วยอุณหภูมิอบแห้งที่สูงจะมีความสิ้นเปลืองพลังงานต่ำกว่ากรณีการอบแห้งด้วยอุณหภูมิต่ำ สำหรับการวิเคราะห์คุณภาพของผลิตภัณฑ์ ได้แก่ การหดตัว สี และความยอมรับในการบริโภค พบว่า เมื่ออุณหภูมิอบแห้งสูงขึ้น ค่าความสว่าง (L*) มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ค่าความเป็นสีเหลือง (b*) เพิ่มขึ้น และการเปลี่ยนแปลงสีรวม (ΔE*)  เพิ่มขึ้น ในทางตรงข้าม พบว่า ค่าความเป็นสีแดง (a*) และการหดตัวมีค่าลดลง นอกจากนี้ การทดสอบทางประสาทสัมผัสโดยการชิมและความยอมรับได้ในการบริโภคในแต่ละสภาวะอบแห้ง พบว่าขนุนอบแห้งทุกเงื่อนไขการทดลองไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดยไม่ขึ้นกับอุณหภูมิอบแห้ง (ที่ระดับความเชื่อมั่น 95%) และร้อยละของการหดตัวของผลิตภัณฑ์ The main objective of this research was to study effect of drying conditions on kinetics and quality of Thong-Prasert jackfruit. Four different drying conditions were carried on using Infrared (IR) drying, combined infrared and hot air (HA) drying , two-stage drying with microwave (MW) and HA and finally, HA heating. Power of IR radiation for all drying conditions was fixed at 1,000 W and power for MW radiation was fixed at 90 W (by operating period of 3 min). The hot air velocity for all experiment was fixed at 1.1 m/s. All drying conditions was run under the conditions of drying temperature between 40 and 60°C. The initial moisture content was in range between 300 and 400% dry-basis (d.b.). After drying the final moisture content of dried jackfruit was varied between 12 and 19% dry-basis. The results stated that drying rate of sample relatively depend on drying temperature compared to initial moisture content of sample. For determination of thin-layer drying kinetics, results showed that using Logarithmic, Approximation of Diffusion and Modified Page model have a good relation to the experimental drying results using IR, Combined IR-HA and two stages of MW-HA drying, respectively. For evaluating of heat sources of drying, the results showed that IR drying rate is higher than drying with IR-HA, HA and MW-HA heat sources. Moreover, the specific energy consumption for drying with high temperature was relatively low correlated to short period of drying and drying rate. Finally, quality analysis of dried jackfruit showed that percentage of shrinkage, lightness (L*), yellowness value (b*) and the total color difference (ΔE*) increased with increase of drying temperature. In the other hand side, the redness value and percentage of shrinkage slightly decreased when drying temperature increased. Moreover, the sensory evaluation and total acceptability of dried jackfruit in each drying condition was insignificantly different and was not affected by drying temperature (p<0.05).