EFFECTS OF DRYING WITH HEAT PUMP, HEATER AND HYBRID SYSTEMS ON QUALITY OF KAFFIR LIME LEAVES AND ENERGY CONSUMPTION

Abstract

The objectives of this research were to study the effects of drying kaffir lime leaves using heat pump, heater and hybrid system of heater and heat pump at temperatures of 45, 55 and 65°C on physical and chemical properties and specific energy consumption. The results showed that increase in drying rate occurred when drying temperature was higher. Among three heating systems at the same drying temperature, an average drying rate of hybrid system exhibited the highest value resulting in shorter drying time than heat pump and heater system. For the result of color of kaffir lime leaves after drying, it was found that dried kaffir lime leaves with either heater or hybrid system at either 45 or 55°C provided the best color value. Moreover, when considering the antioxidant content and activity, the results showed that dried kaffir lime leaves with either heater or hybrid system at 55°C contained the highest content of beta-carotene and phenolic compounds and antioxidant activity. However, the result of energy usage revealed that heater had the highest specific energy consumption. Therefore, overall results indicated that drying with hybrid system of heater and heat pump at 55°C for 330 min led to dried kaffir lime leaves with the best of physical and chemical properties and the lowest energy consumption. Moreover, the study of empirical mathematical model for thin layer drying revealed that Page’s model was the most suitable for predicting drying behavior.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการอบแห้งด้วยระบบปั๊มความร้อน ระบบฮีตเตอร์ และระบบผสมผสานของฮีตเตอร์ร่วมกับปั๊มความร้อนที่อุณหภูมิ 45 55 และ 65 องศาเซลเซียส ต่อสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของใบมะกรูดรวมทั้งค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะในการอบแห้ง โดยผลการศึกษาพบว่า อัตราการอบแห้งใบมะกรูดมีค่ามากขึ้นเมื่อใช้อุณหภูมิการอบแห้งสูงขึ้น และการอบแห้งด้วยระบบผสมผสานมีอัตราการอบแห้งเฉลี่ยสูงที่สุดในขณะที่ระบบปั๊มความร้อนมีอัตราการอบแห้งน้อยที่สุดจึงส่งผลให้เวลาที่ใช้ในการอบแห้งใบมะกรูดด้วยระบบผสมผสานสั้นกว่าระบบปั๊มความร้อนและฮีตเตอร์เมื่อพิจารณาที่อุณหภูมิการอบแห้งเดียวกัน ส่วนผลการศึกษาค่าสีของใบมะกรูดหลังการอบแห้งพบว่า การใช้ระบบฮีตเตอร์และระบบผสมผสานที่อุณหภูมิ 45 และ 55 องศาเซลเซียส ส่งผลให้ใบมะกรูดอบแห้งมีค่าสีดีที่สุด นอกจากนี้เมื่อพิจารณาจากปริมาณของสารและฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระพบว่า ใบมะกรูดที่อบแห้งด้วยระบบฮีตเตอร์และระบบผสมผสานที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส มีปริมาณเบต้าแคโรทีน ปริมาณฟีนอลิกและฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระมากที่สุด แต่อย่างไรก็ตามจากผลการศึกษาค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะนั้นพบว่า การอบแห้งด้วยระบบฮีตเตอร์ใช้พลังงานมากที่สุด ดังนั้นหากพิจารณาจากผลการศึกษาโดยรวมทั้งหมด สามารถสรุปได้ว่าการอบแห้งด้วยระบบผสมผสานของฮีตเตอร์ร่วมกับปั๊มความร้อนที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 330 นาที ส่งผลให้ใบมะกรูดอบแห้งมีสมบัติทางเคมีและทางกายภาพดีที่สุดโดยที่ใช้พลังงานในการอบแห้งน้อยที่สุด นอกจากนี้ผลการศึกษาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการอบแห้งชั้นบาง แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองของ Page สามารถทำนายพฤติกรรมการอบแห้งได้ดีที่สุด