การประเมินสมรรถนะเครื่องอบพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับรังสีอินฟราเรด สำหรับผลิตภัณฑ์ปลา

Abstract

การพัฒนาเครื่องอบพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับรังสีอินฟราเรดสำหรับงานวิจัยนี้ได้ทำการประเมินสมรรถนะของเครื่องอบแห้ง และความสิ้นเปลืองพลังงาน การประเมินคุณภาพของผลิตภัณฑ์ปลา การศึกษาความชื้นสมดุลไอโซเทอมของปลาดุก การศึกษาจลนพลศาสตร์ และการวิเคราะห์ทางด้านเศรษฐศาสตร์สำหรับการอบแห้งปลาดุกจำนวน 20 kg ที่มีความชื้นเริ่มต้น 275.56%db จนเหลือความชื้นสุดท้าย 20%db โดยใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ร่วมกับพลังงานความร้อนจากแก๊ส LPG ซึ่งใช้หัวเผาแก๊สชนิดอินฟราเรดเป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องอบแห้งดังกล่าวเป็นเครื่องอบแห้งแบบถาดหมุนรูปทรงครึ่งพาราโบลา โดยภายในห้องอบแห้งมีปริมาตรรวมทั้งสิ้น 1.18 m3 และพื้นที่รับแสง 3.98 m2 การทดลองอบแห้งปลาดุกโดยแบ่งออกเป็น 2 ช่วงได้แก่ ทำการอบแห้งที่อุณหภูมิ 70 ºC ในช่วงแรกจำนวน 5 h และอบแห้งที่อุณหภูมิ 60 ºC ในช่วงหลังจำนวน 8 h กำหนดความเร็วรอบของถาดหมุน 6 rpm อัตราการไหลอากาศ 0.049 m3/s และอัตราการนำอากาศกลับมาใช้ใหม่ 80% จากผลการทดลองพบว่า การอบแห้งปลาดุกโดยใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับพลังงานความร้อนจากแก๊ส LPG มีปริมาณการใช้พลังงานสิ้นเปลืองในกระบวนการอบแห้งน้อยที่สุดคือ 16.70 MJ/kg H2O evap มีอัตราการอบแห้ง 1.055 kg H2O evap/h และประสิทธิภาพในการอบแห้ง 13.52% จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อนำพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์มาใช้ในกระบวนการอบแห้งร่วมกับพลังงานความร้อนจากแก๊ส LPG สามารถลดปริมาณการใช้แก๊ส LPG ได้ 57.14% การอบแห้งปลาดุกโดยใช้แหล่งพลังงานความร้อนร่วมดังกล่าวมีความเหมาะสมต่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ เนื่องจากใช้ระยะเวลาในการอบแห้งสั้น อัตราการอบแห้งสูง ประสิทธิภาพการอบแห้งสูง และมีความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะในการอบแห้งน้อย การวิเคราะห์คุณภาพผลิตภัณฑ์ปลาแห้งภายหลังเสร็จสิ้นกระบวนการอบแห้งด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน 4 วิธีพบว่า การประเมินคุณภาพผลิตภัณฑ์ปลาแห้งด้วยประสาทสัมผัสจากการสำรวจประชากรจำนวน 20 คน ด้วยวิธีการทดสอบการยอมรับโดยรวมของผู้บริโภคต่อผลิตภัณฑ์ปลาดุกแห้งที่ผ่านกระบวนการอบแห้งด้วยเครื่องอบแห้งแบบถาดหมุนอยู่ในระดับชอบมาก ซึ่งมีคะแนนความชอบโดยรวมต่อคุณลักษณะด้านรูปร่างของผลิตภัณฑ์ เนื้อสัมผัส และกลิ่นแตกต่างกันทางสถิติ (P<0.05) ได้แก่ 4.20 3.75 และ 4.00 คะแนน ตามลำดับ การประเมินลักษณะสีของผลิตภัณฑ์ปลาแห้งโดยใช้สมุดคู่มือเทียบสีผลการประเมินพบว่า ผลิตภัณฑ์ปลาแห้งที่มีจำหน่ายทั่วไปตามท้องตลาด และผลิตภัณฑ์ปลาแห้งที่ได้จากการทดลองมีลักษณะสีที่อยู่ในกลุ่มเฉดสีเดียวกัน ได้แก่ GREYED-ORANGE GROUP 163 การประเมินคุณภาพด้านการคืนตัวของผลิตภัณฑ์ปลาแห้ง โดยผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าค่าการคืนตัวของผลิตภัณฑ์ปลาดุกแห้งที่จำหน่ายตามท้องตลาด และผลิตภัณฑ์ปลาดุกแห้งจากการทดลองมีค่าที่ใกล้เคียงกัน ได้แก่ 40.75 และ 38.16% ตามลำดับ และการวิเคราะห์คุณค่าทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์ปลาแห้งผลการวิเคราะห์พบว่า ผลิตภัณฑ์ปลาดุกแห้งที่ได้จากการทดลองมีปริมาณโปรตีน และไขมัน คือ 38.71 g ต่อ 100 g และ 24.38 g ต่อ 100 g ตามลำดับ ซึ่งมีความเหมาะสมต่อผู้บริโภค การศึกษาความชื้นสมดุลไอโซเทอมของปลาดุกที่อุณหภูมิ 40 50 60 และ 70 ºC โดยวิธีสถิตในช่วงความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ 0.1 - 0.9 ผลการวิเคราะห์ดังกล่าวพบว่า แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ Modified mujica สามารถอธิบายผลการทดลองได้ดีที่สุด การศึกษาจลนพลศาสตร์ของการอบแห้งปลาดุกในรูปแบบของอัตราส่วนความชื้นพบว่า ความชื้นสมดุลในปลาดุกมีค่าน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าความชื้นเริ่มต้น โดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ Page สามารถอธิบายจลนพลศาสตร์ของการอบแห้งปลาดุกด้วยพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ร่วมกับพลังงานความร้อนจากแก๊ส LPG ได้ดีที่สุด โดยความสัมพันธ์ของสมการดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในการทำนายค่าความชื้นของวัสดุทดสอบ ณ เวลาใดๆ ได้อย่างถูกต้อง การวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางด้านเศรษฐศาสตร์เมื่อมีการใช้เครื่องอบแห้งแบบถาดหมุนโดยใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ร่วมกับพลังงานความร้อนจากแก๊ส LPG ทดแทนการตากแดดตามธรรมชาติพบว่า มีรายได้สุทธิ 189,486.98 บาท/ปี และระยะเวลาการคืนทุน 0.53 ปี