4

2. ตรวจเอกสาร

2.1 นาในอาหาร นาเปนสารประกอบทมอยในอาหารธรรมชาตทวๆไป คอ มอยระหวางรอยละ 7-95 ซงนาทอยในอาหารมกเรยกวา “ ความชน” นาเปนสวนประกอบหลกของอาหารทกชนดโดยอยในรปอสระ (free water) และเกาะเกยวกบสารอน (bound water) นาอสระเปนนาทแทรกอยในชองวางของอาหาร อาจมการเกาะกบองคประกอบของอาหารบางดวยแรงทไมแขงแรงมากนก มคณสมบตเหมอนนาปกต สามารถเปนตวทาละลายได มสวนเกยวของกบปฏกรยาเคม และ จลนทรยสามารถนาไปใชในการดารงชวตได แตนาสวนนกยงมคณสมบตไมเหมอนกบนาอสระในธรรมชาตอยางแทจรง จงมกเรยกนาอสระนวา active water ซงหมายถง นาทยงคงรกษาคณสมบตของนาอสระไวได สวนนาทเกาะเกยวกบสารอนเปนนาทเกาะตดกบอาหารดวยพนธะทแขงแรงมาก อาจเปนพนธะโควาเลนตหรอพนธะอนๆ ไมมคณสมบตเปนตวทาละลาย ไมมสวนในปฏกรยาเคม และ จลนทรยไมสามารถนาไปใชประโยชนได (วไล, 2543) นาในอาหารจะมผลตออาหารดงน

1. ชวยเพมนาหนกของอาหาร 2. ชวยทาใหอาหารสด เชน นาในเนอสตว ผกและผลไม นอกจากนยงทาใหอาหารนม เชน

นาในขนมปง และ ขาวทหงสกแลว เปนตน 3. นาในอาหารทาใหจลนทรยเตบโต จงเปนผลใหอาหารเกบไดไมนาน ดงนนการกาจดนา

ออกไปจากอาหาร หรอ ทาใหอาหารแหง จงเปนการถนอมอาหารวธหนง 4. นาทาใหอาหารทมลกษณะเปนเมดละเอยดจบกนเปนกอน เชน แปง นาตาล เกลอ 5. นาในอาหารจะมผลตอปรมาณแคลอรในอาหาร เชน นาผลไมจะใหแคลอรตากวาผลไม

แหง เนองจากนาทาใหอาหารเจอจางลง (ศศเกษม และพรรณ, 2530)

5

ประเภทของนาในอาหาร นาในอาหารแบงไดเปน 2 ประเภท คอ 1. นาอสระ (Free water) คอ นาทสามารถแยกจาก ( หรอเกดปฏกรยากบ )สารอนๆได เชน

การอบแหง หรอ การแชเยอกแขงแหง เปนการแยกนาอสระออกจากอาหาร 2. นายดเหนยว (Bound Water) คอ นาทถกยดเหนยวไวทาใหไมสามารถแยกออกมาไดดวย

วธการอบแหง หรอ การแชเยอกแขงแหง เชน นายดเหนยวทอยในรปของผลกนา (Hydrate) ในสารมอโนแคลเซยมฟอสเฟตโมโนไฮเดรต(CaH4(PO4)2.H2O) ซงเปนสารทชวยใหขนมปงฟ โดยทวไปยดเหนยวอยกบสารโมเลกลใหญในอาหาร เชน เซลลโลส แปง เพกตน ซงนาในชนนเปนนาทมแรงยดเหนยวมากทสด และ แรงยดเหนยวนอยลงในนาอสระ (รงสน, 2546) 2.2 การแชเยอกแขง (Freezing)

การใชความเยนในการรกษาอาหาร เปนสงทไดมการปฏบตกนมาตงแตสมยโบราณโดยอาศยจากประสบการณการสงเกตของผทอาศยอยในเขตหนาวเยนของของโลก ดงเชน ในสมยโรมนมการแชไวนดวยหมะทผสม potassium nitrate สวน Benjamin ไดจดสทธบตร British Patent No. 9240ไวในป ค.ศ. 1842 สาหรบการแชแขงอาหารโดยการจม (immersion) ลงในตวทาความเยน หลงจากนนกมการพฒนาขบวนการแชแขงอาหารตางๆ เรอยมาทงยโรปและสหรฐอเมรกา จนถงป ค.ศ. 1880 อตสาหกรรมแชแขงและผลตภณฑเนอสตว สตวปก และปลาในสหรฐอเมรกากกลายเปนสวนหนงของชวตประจาวน และกลายเปนอตสาหกรรมอาหารทสาคญ ป ค.ศ. 1905 พบวา การแชแขงผลไมในระดบอตสาหกรรมไดเรมทากนอยางจรงจง โดยผทมสวนสาคญทางดานการพฒนาอตสาหกรรมแชแขงในยคแรกไดรบยกยองใหเปน "บดาของอตสาหกรรมอาหารแชแขงของสหรฐฯ" คอ Mr. Clarence Birdseye ซงทาการวจยคนควา ออกแบบเครองแชแขง กอตงบรษทอตสาหกรรมอาหารแชแขงทเปนทรจกแพรหลายทวไป และเปนผทเนนใหเหนถงความสาคญของการคดเลอก การเตรยมการเกบรกษา การขนยาย และจดจาหนาย ทมผลตอคณภาพของอาหารแชแขง ป ค.ศ. 1929 Joslyn และ Cruess ไดเสนอถงความสาคญและความจาเปนในการลวก (Blanch) ผกตางๆ กอนการแชแขงเพอหยดยงการเปลยนแปลง เนองจากเอนไซม (Enzymes) ตางๆ หลงจากนนวงการอตสาหกรรมอาหารแชแขงกไดพฒนาอยางมระบบขนตอน ประกอบกบความกาวหนาในดานวศวกรรมเครองเยนและแชแขง เชน ชวงป ค.ศ. 1960-1962 ไดมการออกแบบสรางเครอง Fluidized-bed freezer, IQF (Individually-Quick Frozen) freezer, Liquid nitrogen food freezer หลงจากนนชวง 2 ศตวรรษทผานมา อตสาหกรรมอาหารแชแขงกไดมการขยายตวขนอยางรวดเรว โดยในสหราชอาณาจกร (UK) ไดมยอดขายของป

6

พ.ศ. 2529 ถง 76 พนลานพนบาท สาหรบประเทศไทย ป 2531 มมลคาการสงออก ไก กง ปลาหมกแชแขงประมาณ 18.4 พนลานบาท จะสงเกตไดวาความกาวหนาทางดานอตสาหกรรมอาหารแชแขงไดถกรงไวดวยความกาวหนาทางดานการผลตเครองทาความเยน หองเยน และเครองแชแขง หากผบรโภคยงไมสามารถมตเยนหรอชองแชแขงใชประจาบาน ความสะดวกและประโยชนของอาหารแชแขงกจะไมเปนทแพรหลายมากนก (คงจากดอยในวงการอาหารระดบสถาบนและหนวยงานตางๆ เชน ภตตาคารโรงแรม) ทานองเดยวกนการพฒนาในระดบของเครองแชแขงขนาดใหญ รถบรรทกแชแขงในการขนสง และหองเกบรกษาอาหารแชแขงใหถงผบรโภคทยงไมไดรบการสงเสรมเทาทควร กเปนปจจยทชลอความกาวหนาของอตสาหกรรมอาหารแชแขงและรงความกาวหนาของอตสาหกรรมนในอดต (บรษท จารพาเทคเซนเตอร จากด, 2547) การแชเยอกแขงเปนกรรมวธการลดอณหภมของอาหารใหตาลงกวาจดเยอกแขงโดยสวนของนาจะเปลยนสภาพไปเปนผลกนาแขง การตรงนากบนาแขงและผลจากการเขมขนขนของตวทาละลายในนาทยงไมแขงตวจะทาใหคาวอเตอรแอคทวตของอาหารลดลง จงถอเปนการถนอมรกษาอาหารโดยการลดอณหภม และลดคาวอเตอรแอคทวต หรออาจใชกรรมวธการลวกประกอบดวย ถาใชวธแชเยอกแขงและเกบรกษาทถกตองเหมาะสม อาหารจะเกดการเปลยนแปลงดานโภชนาการและประสาทสมผสนอยมาก (วไล, 2543)

การเกบรกษาอาหารโดยการแชแขงนนเปนทนยมกนอยางแพรหลาย เนองจากเปนวธทสามารถรกษากลน รส ส และคณคาทางอาหารไดอยางมประสทธภาพเมอปฏบตอยางถกตอง ในการแชแขงอาหารลกษณะทสาคญอยางหนงทไมอาจละเลยไดคอ คณสมบตของผลตภณฑ โดยเฉพาะในดานบทบาทของนา และการเปลยนสถานะของนาระหวางกระบวนการแชแขง ทงนเนองจากอาหารจะมนาเปนองคประกอบอยสง และมตวถกละลายอยบาง ทาใหจดเยอกแขงจรง หรอ จดเยอกแขงเรมแรกของอาหารนนลดตากวาของนาบรสทธ (รงนภา, 2535) อาหารแชเยอกแขงทมการผลตในอตสาหกรรมแบงเปน 6 กลมใหญไดดงน

1. ผลไม เชน สตรอเบอร มงคด ราสเบอร แบลคเคอรเรนท ทเปนลกหรอบด หรอเปนนาผลไมเขมขน

2. ผก เชน ถว เมลดถวลนเตา หนอไมฝรง ขาวโพดหวาน ผกโขม และมนฝรง 3. เนอปลาแลและอาหารทะเล ปลาคอด กง และเนอป รวมทง ปลาบด ลกชนปลา หรออาหาร

ทะเลสาเรจรปทมซอสราด

7

4. เนอ เชน เนอวว เนอแกะ เนอไก ในลกษณะซากหรอกอน และผลตภณฑเนอ เชน ไสกรอก เบอรเกอรเนอ เนอสเตกแปรรป

5. อาหารอบ เชน ขนมปง ขนมเคก พายเนอและผลไม 6. อาหารสาเรจรปพรอมบรโภคไดทนท เชน พซซา ขนม ไอศกรม อาหารชด อาหารทให

ความรอนแลวแชเยอกแขง ตารางท 2.2.1 ปรมาณนาและจดเยอกแขงของอาหารบางชนด

อาหาร ปรมาณนา(%) จดเยอกแขง(%) ผก 72-92 -0.8 ถง -2.8

ผลไม 87-95 -0.9 ถง -2.7 เนอ 55-70 -1.7 ถง -2.2 ปลา 65-81 -0.6 ถง -2.0 นม 87 -0.5 ไข 74 -0.5

ทมา : วไล (2543) ถามการมอนเตอรอณหภมทจดเยนชาทสดของอาหารขณะทความรอนถกกาจดไปจะได

เสนกราฟทมลกษณะเฉพาะ (รปท 2.2.1 ) ซงพอจะแบงเสนกราฟไดเปน 6 ชวงดงน

8

รปท 2.2.1 ความสมพนธระหวางเวลาและอณหภมระหวางการแชเยอกแขง ทมา : วไล (2543)

AS อณหภมของอาหารจะลดลงตากวาจดเยอกแขง θf ซงนอกจากนาบรสทธแลวจะตากวา

00C เสมอ ทจด S นาจะยงเปนของเหลวอยแมวาจะมอณหภมตากวาจดเยอกแขงกตาม ปรากฏการณนเรยกวา การทาใหเยนยงยวด (supercooling) ซงบางครงอาจตากวาจดเยอกแขงถง 10 0 C

SB อณหภมจะเพมขนอยางรวดเรวจนถงจดเยอกแขงในขณะทเรมมผลกนาแขงเกดขนและมการปลอยความรอนแฝงสาหรบการตกผลก

BC มการกาจดความรอนออกจากอาหารในอตราเรวกวาเดม เกดนาแขงขนในขณะทมการกาจดความรอนแฝงออกไป แตอณหภมยงคงคอนขางเทาเดม จดเยอกแขงจะลดลงเนองจากความเขมขนของสารละลายในของเหลวทยงไมแขงตวเพมขน อณหภมจะลดลงเลกนอย นาแขงสวนใหญจะเกดขนในชวงน

CD สารละลายหนงจะเกดการอมตวยงยวดและตกผลกออกมา ความรอนแฝงของการตกผลกถกปลอยออกมา อณหภมจะเพมสงขนถงอณหภม ยเตกตก (eutectic) สาหรบสารละลายนนๆ

DE การตกผลกของนาและสารละลายดาเนนตอไป กาหนดเวลาทงหมด tf (freezing plateau) ไดโดยอตราการกาจดความรอน

EF อณหภมสวนผสมนา – นาแขง ลดลงสอณหภมของเครองแชเยอกแขง มนาสวนหนงจะยงไมแขงตวทอณหภมทใชในการแชเยอกแขงระดบอตสาหกรรม ปรมานาดงกลาวขนอยกบชนดและองคประกอบของอาหารและอณหภมของอาหารแชเยอกแขง เชน ทอณหภม –20 0 C มนาแขง 88% ในเนอแกะ 91% ในปลา และ 93% ในอลบมนของไข (วไล, 2543)

9

ผลของการเกบรกษาอาหารแชเยอกแขง การสญเสยคณภาพทงทเกดจากการเปลยนแปลงทางเคม และอาหารบางชนดอาจเกดจาก

activity ของเอนไซมดวย การเปลยนแปลงดงกลาวอาจเกดไดเรวขน เมอความเขมขนของตวถกละลายสงขนรอบๆผลกนาแขง ทาใหคา water activity ลดลง (เชนเหลอประมาณ 0.82 ทอณหภม –20 องศาเซลเซยส ในอาหารทมนาเปนองคประกอบ) นอกจากนยงมการเปลยนคา pH และ redox potential ดวย ถาเอนไซมไมถกทาลายขณะทเซลเมมเบรนถกทาลายดวยผลกนาแขงจะทาใหเอนไซมเขาไปทาปฏกรยากบตวถกละลายทอยภายในและมความเขมขนมากขน ตวอยางการเปลยนแปลงทเกดขนตออาหารแชเยอกแขงระหวางการเกบรกษามดงน

1. การเสอมสลายของสารส เชน ระหวางการเกบรกษาอาหารแชเยอกแขงประเภทผกสเขยว สารสเขยวหรอคลอโรฟลลจะคอยๆสลายตวอยางชาๆ ไดเปนสารสนาตาลของฟโอไฟตน

2. การสญเสยวตามน โดยวตามนทละลายไดดในนา เชน วตามนซและกรดแพนโททนก จะสญเสยไดถงแมทอณหภมตากวาจดเยอกแขงกตาม ตารางท 2.2.2 การสญเสยวตามนชนดตางๆ ระหวางการเกบรกษาอาหารแชเยอกแขงบางชนด

% การสญเสยระหวางการเกบรกษาทอณหภม -18 องศาเซลเซยส นาน 12เดอน อาหาร วตามนซ วตามนบ 1 วตามนบ 2 ไนอะซน วตามนบ 6 กรดแพนโททนก แคโรทน

ถวแขก 52 0-32 0 0 0-21 53 0-23 ถวลนเตา 11 0-16 0-8 0-8 7 29 0-4 ผลไม 0-50 0-66 0-67 0-33 - - 0-78

ชนเนอสเตก* - 8 9 0 24 22 - ชนเนอหม* - 0-18 0-37 0-5 0-8 18 -

* เกบรกษานาน 6 เดอน ทมา : นธยา (2544)

3. Activity ของเอนไซมทเหลออย ถาเปนเอนไซมทยอยสลายโปรตนและไขมนในเนอสตว

อาจทาใหเกดการเปลยนแปลงของรสชาตและลกษณะเนอสมผสเมอเกบรกษาไวเปนเวลานาน

10

4. ออกซเดชนของไขมน ปฏกรยานสามารถเกดขนไดอยางชาๆ ทอณหภม –18 องศาเซลเซยส (นธยา, 2544) 2.3 การทาละลาย (Thawing) โดยทวไปนาแขงทผวหนาของอาหารจะถกทาละลายกลายเปนชนของนากอน นามคาการนาความรอนและการแพรความรอนตากวานาแขง อตราการนาความรอนของผวหนาสนาแขงดานในของอาหารจงลดลง ผลของการเปนฉนวนนจะเพมขนเมอชนของอาหารทนาแขงละลายแลวในอาหารนหนาขน ในทางกลบกน เมอชนนาแขงนหนาขนในระหวางการแชเยอกแขงจะเปนการเรงการถายเทความรอน การทาละลายจงเปนกระบวนการทใชเวลานานกวาการแชเยอกแขง เมอใชความแตกตางของอณหภมหรอสภาวะอนๆคลายคลงกน

กระบวนการแชแขงกบการทาละลายอาหารแชแขงนนยอนกลบกนในแงของการใหและการดงความรอน แตตางกนในแงของการสงผานความรอนของนาและนาแขง ดงนน ความสมพนธของอณหภมอาหารกบเวลาในการปฏบตหรอ Freezing Curve กบ Thawing Curve จงตางกน ดงรปท 2.3.1

รปท 2.3.1 กราฟแสดง Freezing Curve และ Thawing Curve

ทมา : บรษท จารพาเทคเซนเตอร จากด, 2547

ในระหวางการทาละลายอณหภมของอาหารจะเพมขนอยางรวดเรวในชวงแรก เนองจากไมมชนนาลอมรอบอาหาร สวนชวงทอาหารมอณหภมใกลเคยงกบนาแขงทกาลงถกทาละลายจะใช

11

เวลานานขน ความเสยหายของเซลลเนองจากการแชแขงแบบชาๆหรอการตกผลกใหม ทาใหเกดนาซม องคประกอบภายในเซลลละลายออกมา จงเกดการสญเสยสารอาหารทละลายนาได นอกจากนนาไหลซมยงทาใหเกดสารตงตนสาหรบเอนไซม หรอการเกดปฏกรยาโดยจลนทรย การปนเปอนของจลนทรยในขนตอนการทาความสะอาดหรอการลวกทไมสมบรณจงมผลอยางมาก (วไล, 2543) 2.3.1 การทาละลายอาหารทะเล

การทาละลายเปนกระบวนการเปลยนสภาพของผลตภณฑจากการแชแขงใหกลายเปนไมแชแขง ซงนาไปสการถายเทความรอนใหแกผลตภณฑแชแขง ในทานองเดยวกบการแชแขง การทาละลายควรจะตองใชเวลาสนทสดเทาทจะสามารถทาไดเพอเปนการรกษาคณภาพของผลตภณฑ ระยะเวลาในการทาละลายของผลตภณฑสวนใหญขนอยกบ ความหนาของผลตภณฑ และ ระยะเวลาทความรอนจะสามารถถายเทเขาไปสจดกงกลางของผลตภณฑ การทาละลายจะถอวาเสรจสมบรณกตอเมอไมมนาแขงเหลออยในเนอของผลตภณฑ ซงมนจะเกดขนเมออณหภมทจดกงกลางของผลตภณฑเทากบ –1 องศาเซลเซยส (Aitken , Mackie , Merrritt and Windsor, 1982 ) สงสาคญกคอผลตภณฑตองไมไดรบความรอนมากเกนไปในระหวางการทาละลาย ถากระบวนการทาละลายไมถกวธ จะสงผลกระทบตอคณภาพของผลตภณฑ เงอนไขในการทาละลายทสาคญคอ จะตองไมใหมการเจรญเตบโตของจลนทรย และใหมการสญเสยสภาพของเนอสมผสของอาหารทะเลสดไปนอยทสด

การทาละลายทใชในอตสาหกรรมอาหารม 2 วธหลกคอ การใชอากาศในการทาละลาย และ ใชนาในการทาละลาย วธการอนกสามารถทาได เชน วธสญญากาศ และ วธทางไฟฟา เชน dielectric heating , electrical resistance heating และ microwave heating อยางไรกตามวธเหลานยงไมเปนทนยมในอตสาหกรรมอาหารทะเล(Aitken , Mackie , Merrritt and Windsor, 1982 )

การใชอากาศในการทาละลาย การใชอากาศในการทาละลายทาไดโดยการนาผลตภณฑออกจากถงบรรจ แลววางทงไวในอากาศสภาพปกต หรอ ในททมอณหภมเยน จนกระทงการทาละลายเสรจสมบรณ วธนไมนยมกบผลตภณฑทมขนาดใหญ ขอด

1. ดตอคณภาพของผลตภณฑทมขนาดเลก 2. สามารถใชไดกบผลตภณฑทไมสามารถใชนาในการทาละลาย 3. มการสญเสยในเรองกลน และ รสชาตนอย

12

ขอเสย 1. ใชเวลานาน 2. ไมเหมาะสมกบผลตภณฑทมขนาดใหญ 3. ยากตอการควบคม 4. ใชพนทมาก การใชนาในการทาละลาย

วธนใชกนโดยทวไปในโรงงานอตสาหกรรมอาหารทะเล สามารถใชไดกบหลากหลายผลตภณฑ และ ยงใชพนทนอยกวาวธการทาละลายดวยอากาศ แตตองใชนาปรมาณมาก

ขอด 1. เรวสาหรบผลตภณฑทมขนาดใหญ 2. ไมตองใชเนอทมาก ขอเสย 1. ทาใหเกดการสญเสยคา yield เนอสมผส และ รสชาต ถาไมมการควบคม 2. ใชนาปรมาณมาก ปจจยทสงผลกระทบตอเวลาทใชในการทาละลายดวยวธตางๆ

1 ชนด ขนาด และ รปรางของผลตภณฑ ; การทาละลายปลาแชแขงในถาดจะชากวาการทาละลายปลาเปนตวๆ และ ถาดของปลาขนาดใหญกจะใชเวลามากกวาถาดของปลาขนาดเลก

2. วธการทาละลาย ; การทาละลายดวยนาจะเรวกวาการทาละลายดวยอากาศ 3. อณหภมของนา หรอ อากาศ ; นาและอากาศอนจะละลายไดเรวกวาทอณหภมปกต แตตอง

ไมรอนมากเกนไปจนทาลายผลตภณฑ 4. ปรมาณผลตภณฑ ; ถาใสวตถดบเขาไปมากตอการทาละลายแตละครง กจะทาละลายไดชา

ลง 5. การแยกของชนวสดระหวางการทาละลาย ; ถามชองวางหรอชองหางระหวางผลตภณฑจะ

ทาใหเวลาในการทาละลายลดลง เพราะชองหางระหวางผลตภณฑ จะทาใหมพนผวทสมผสกบนาและอากาศมากขน

6. อตราการไหลของนา ; ถาอตราการไหลของนาเรวจะทาใหเวลาในการทาละลายเรวขน แตกสงผลใหเกดนาเสยมากขนไดดวย

13

การควบคมเวลาในการทาละลาย สาหรบการทาละลายดวยนา

1. ควรควบคมอณหภมของนาทเขาใหมอณหภมประมาณ 16-18 องศาเซลเซยส 2. ควรจดใหวาถาดของผลตภณฑแชแขงทเขาไป ไดถกแยกออกจากกนแลว เมอจะนา

ผลตภณฑไปทาละลาย เพอปองกนการทาละลายในลกษณะของผลตภณฑขนาดใหญ 3. ใหอตราการไหลของนาเพยงพอ แตตองไมมากเกนไปเพราะจะทาใหมนาเสยมาก 4. อาจตองคอยชวยทาใหผลตภณฑแยกออกเปนชนๆ เพอเปดโอกาสใหมพนทผวของ

ผลตภณฑสมผสกบนาไดมากขน สาหรบการทาละลายดวยอากาศ 1. ควรกระจายผลตภณฑไปทวๆเทาทมพนท 2. พยายามรกษาอณหภมของอากาศใหอยประมาณ 16-18 องศาเซลเซยส หรอ เยนกวาน 3. ชวยแยกผลตภณฑออกจากกน (ถาตดกน) เพอเพมพนทสมผสกบอากาศ

การทาละลายและคา yield ของอาหารทะเล คา yield ของอาหารทะเล Yield คอ นาหนกของผลตภณฑทไดเมอเปรยบเทยบกบนาหนกเรมตนของวตถดบ คา yield ของผลตภณฑ จะไดรบผลกระทบจากการทาละลาย โดยถาการทาละลายไมไดรบการควบคม จะทาใหนาหนกสญเสยมากเกนไป เชนปลาโดยทวไปจะมนาหนกสญเสยไดถง 5 % ระหวางการทาละลาย ปจจยทสงผลกระทบตอ yield เมอทาละลาย

1. สภาพผลตภณฑเรมตน ; ผลตภณฑเรมตนทมสภาพทไมด หรอ มการเกบทไมดกอนการทาละลายจะทาใหไดคา yield ตา

2. สภาพการทาละลายสดทาย ; ถาปลาไมไดผานการทาละลายทสมบรณ และ บรเวณสวน back boneยงคงลอมรอบดวยนาแขง จะทาใหยากตอการเอาเนอออกอยางสมบรณ และทาใหคา yield ตา แตถาปลามสวนทถกทาละลายแลวจนเขาใกลสวน back bone จะทาใหงายตอการเอาเนอออกอยางสมบรณ และ คาyield สงขน ตามมาดวย อยางไรกตามถาปลาถกทาละลายมากเกนไป (over-thawed) เนอปลากจะนม ซงเปนปญหาในการใชเครองแลเนอเพราะ เนอปลาทนมมากเกนไปจะถกทาลาย และไมถกแลออกเปนผลตภณฑ คาyield กจะลดลง ยงถาผลตภณฑไดรบความรอนมากเกนไป (over -heated) ระหวางการทาละลาย ตวอยางเชน อณหภมสงเกนกวา 7 องศาเซลเซยส เนอปลากจะเปลยนส สวนของเนอทเปลยนสไปตองถกกาจดออก จงสงผลใหคา yield ลดลง นอกจากนการทเนอปลาไดรบ

14

ความรอนมากเกนไปยงเพมโอกาสทจะเนาเสยดวยจลนทรย และ เกดการสญเสยนาออกจากผลตภณฑ (drip loss)

3. เวลาในการเกบหลงจากการทาละลาย ; ผลตภณฑควรนาเขาสกระบวนการตอไปใหเรวทสดเทาทจะทาได หลงจากการทาละลาย หากทงไวนานๆ จะทาใหสญเสยนาหนก และ คา yield ลดลง เชน การเกบไวในนาแขง จะทาใหนาหนกปลาสญเสย 1.5 % แตถาเกบไวในหองเยนทไมมนาแขงจะสญเสยนาหนกถง 2-3 % วธการทาใหไดคา yield ทสงขนในการทาละลาย เพอใหไดคา yield ทเพมขน ควรควบคมกระบวนการทาละลาย

1. เลอกวธทเหมาะสมกบผลตภณฑในการทาละลาย 2. ผลตภณฑไมควรทาละลายนอยเกนไป (under-thawed) ควรนาออกจากระบบการทา

ละลายเมอจดศนยกลาง(core)มอณหภมประมาณ –3 องศาเซลเซยส และมการทงไวใหเขาสสมดลของอณหภมในตวปลา หรอ ผลตภณฑกอนนาไปแปรรปตอ

3. ผลตภณฑไมควรทาละลายมากเกนไป (over-thawed) อณหภมของผลตภณฑไมควรสงกวา 7 องศาเซลเซยส

4. ผลตภณฑควรเขาสกระบวนการแปรรปตอไปทนทหลงจากการทาละลาย 5. ผลตภณฑควรควบคมดวยความระมดระวงตลอดการทาละลาย

(Aitken , Mackie , Merrritt and Windsor, 1982 ) 2.3.2 กรรมวธการทาละลาย การทาละลายผลตภณฑแชแขงโดยทวไปสามารถทาไดหลายวธคอ

1. ในสภาพบรรยากาศปกต (thawing in ambient air ) ผลตภณฑอาหารทะเลแชแขงสามารถถกทาละลายทอณหภมหองโดยทงไวคางคน และ

อณหภมไมควรเกน 18 องศาเซลเซยส คณภาพผลตภณฑจะยงดอย แตมผลตภณฑบางชนด เชน ปลาเฮอรง จะตองทาละลายในระยะเวลาทสน เนองจากจะมกลนไมดถาใชเวลาในการทาละลายนาน โดยวธนมขอเสยของการทาละลายคอ ตองการเนอทมาก ใชเวลานาน

2. ใชพดลมเปา (air blast thawing ) วธการนประยกตมาจากวธแรก แตมประสทธภาพทดกวา เวลาทใชขนอยกบอณหภมของ

อากาศ ความเรวของลม รปรางและขนาดของผลตภณฑ อณหภมของอากาศตองไมสงกวา 20 องศา

15

เซลเซยส ความเรวลมทพดผานผลตภณฑไมตากวา 6 เมตรตอวนาท ลมเปาตองอมตวดวยไอนาจงไมทาใหผลตภณฑแหง ซงจะมผลทาใหไดลกษณะไมดและนาหนกลดลง

ผลตภณฑทมพนผวมากจะใชเวลานอยลง พวกทเปนกอนจะใชเวลามากกวา เชน ปลาเปนตวแชแขงเปนกอนหนา 6 เซนตเมตร ทอณหภม 20 องศาเซลเซยส มพดลมเปา 8 เมตรตอวนาท ใชเวลาในการละลายนาแขงออก 4-4.5 ชวโมง เครองทาละลายนแสดงดงรปท 2.3.2

รปท 2.3.2 Air Blast Thawer

ทมา : มยร (2532)

3. ใชนาในการชวยทาละลาย ( thawing in water) วธนคาใชจายคอนขางตาแตนาทใชตองสะอาด อาจใชวธพนนาหรอจมในนา หรอทงสองวธ

รวมกน โดยตองบรรจผลตภณฑในตะกรา วธนใชไดดกบปลาเปนตว แตถาปลาเปนชน ขนาดชนเลก การจมลงในนาจะทาใหรสชาตเสยไป อณหภมของนาทใชไมเกน 18 องศาเซลเซยส สาหรบตวอยางหนา 100 มลลเมตร จะใชเวลาประมาณ 4 ชวโมง

สาหรบอตสาหกรรมทมขนาดเลกควรใช simple immersion thawing (รปท 2.3.3) โดยเรยงกอนผลตภณฑเปนแถว และมทางนาไหลเขาออกผานกอนผลตภณฑทเรยงไว มแผนกระดาษบงคบทศทางการไหลของนา วธนจะชวยใหการละลายนาแขงออกสาหรบผลตภณฑทมปรมาณไมมากนกเรวขน

16

รปท 2.3.3 Simple Immersion Thawer

ทมา : มยร (2532)

ถาเปนอตสาหกรรมขนาดใหญใช continuous immersion thawer (รปท 2.3.4) การลาเลยงผลตภณฑเยอกแขงใชสายพานรบและสงเขาไปผานภาชนะบรรจนา อณหภมประมาณ 18 องศาเซลเซยส และผานออกไปเมอละลายนาแขงออกเกอบหมด ระยะเวลาทผานภาชนะบรรจนาสามารถเปลยนแปลงไดตามขนาดกอนผลตภณฑ ทงนอาจมการพนนาดานบนชวยดวย ความระมดระวงอยทความสะอาดของนาทใช ถาสกปรกจะทาใหมการแพรกระจายของเชอโรคได บางครงจงตองมเครองกรองและมการถายเทนาออก และเปลยนนาใหมเปนครงคราว

รปท 2.3.4 Continuous Immersion Thawer ทมา : มยร (2532)

4. การทาละลายภายใตสภาพสญญากาศ (vacuum thawing)

17

หลกการคอใชความรอนทาใหนากลนตวในสภาพสญญากาศ แลวนาทกลนกตกลงบนอาหารแชเยอกแขง ดงนนจงแทบจะไมมปญหาเรองการปนเปอนของจลนทรยเลย นาทใชในการละลายนาแขงกนอยมาก เครองทาละลายแบบนแสดงดงรปท 2.3.5

รปท 2.3.5 Vacuum Thawer ทมา : มยร (2532)

ในป 1980, Tatsu ไดนาหลกการการทาละลายนาแขงออกภายใตสญญากาศนไปปรบปรง และ คดคนพฒนาเครองทาละลายโดยใชสญญากาศดงแสดงในรป 2.3.6

18

รปท 2.3.6 Vacuum thawing device

ทมา: Tatsu (2547)

การออกแบบนเพอเปนการปองกนการปะทของนาเขาไปในหองสญญากาศ และ เพอทาใหการทาละลายวสดแชแขงเปนไปอยางสมดล เครองจงมสวนของแผนโลหะ baffle เพอปองกนการปะทของนาขณะเปดทอ และใหนาไหลเขาและระบายออกทบรเวณดานลางของหองทาละลาย

เครองทาละลายโดยใชสญญากาศนประกอบดวย ชนสาหรบวาง (3) กลองวสดแชแขง (2) ถกบรรจอยในหองสญญากาศ (4) และทอปรบความดน (8) เชอมตอกบหองสญญากาศ (4) และไดแยกตอไปยงวาลวปรบลดความดน (9) ปมสญญากาศ (10) และ breaker สาหรบสภาพสญญากาศและอากาศ(11) สวน steam generator (5) และ heater (7) จะทาใหนาระเหยจากดานลางของหอง และมแผนโลหะ baffle เพอปองกนการปะทของนาเมอมการเปดทอเพอระบายนาเขาและออกจากสวนลาง (15) ( Tatsu, 1980)

ตอมาป 1994, Takemi ไดนาพลงงานไมโครเวฟมาปรบใชควบคกบการทาละลายภายใตสญญากาศ ซงเปนเครองมอทาละลายดวยสญญากาศททาใหไดผลตภณฑทด มความรวดเรว และมการทาละลายอยางสมาเสมอ มการกระจายความรอนอยางทวถง และไมทาใหผวหนาของวสดแชแขงแหง โดยใชพลงงานไมโครเวฟ รวมกบ ความรอนแฝงของการกลนตวของไอนาในสภาพสญญากาศ และ

หมายเลข 1 คอ วตถดบ หมายเลข 2 คอ กลองวสดแชแขง หมายเลข 3 คอ ชนสาหรบวาง หมายเลข 4 คอหองสญญากาศ หมายเลข 5 คอ steam generator หมายเลข 6 คอ นา หมายเลข 7 คอ heater หมายเลข 8 คอ ทอปรบความดน หมายเลข 9 คอวาลวปรบลดความดน หมายเลข 10 คอ ปมสญญากาศ หมายเลข 11 คอ breaker หมายเลข 15 คอแผนโลหะ baffle

19

สามารถลดเวลาทใชในการปรบสภาพจากความดนบรรยากาศไปสสภาพสญญากาศ หรอ อาศยการลดความดนดวยการจดเรยงใหมหองดานหนาในระบบดงแสดงในรป 2.3.7

รปท 2.3.7 Equipment for vacuum thawing of frozen material ทมา : Takemi (1994)

สวนประกอบของเครองมดงน steam generator (7) และ ปมสญญากาศ (8) จะตอเขากบหองทาละลาย (6) ซงมการเชอมตอกบ

magnetron (5) ผานตวนาคลน (51) และ หองดานหนา 1, 2 ,3 และ 4 สวนบรรจนา (70) และ ปมสญญากาศ (8) จะเชอมตอกบหองทาละลาย (6) ผานวาลวไอนา (71) และวาลวปลอยสญญากาศ (61) ตามลาดบ หองดานหนาแตละหอง 1, 2, 3 และ 4 จะเชอมตอกบ ปมสญญากาศ โดยผาน วาลวปลอยสญญากาศ 11,12,13 และ 14 ตามลาดบ และ ถกแยกจากหองทาละลาย (6) โดย gate valve 31, 32, 33 และ 34 (Takemi, 1994)

หมายเลข 1,2,3และ4 คอหองดานหนา หมายเลข 5 คอ magnetron หมายเลข 6 คอ หองทาละลาย หมายเลข 7 คอ steam generator หมายเลข 8 คอ ปมสญญากาศ หมายเลข 11,12,13,14 และ 61 คอ

วาลวปลอยสญญากาศ หมายเลข 31,32,33 และ 34คอ gate

valve หมายเลข 51 คอ ตวนาคลน หมายเลข 70 คอ สวนบรรจนา หมายเลข 71 คอ วาลวไอนา

20

ป 2544, มณจรา และ ชวลต ไดสรางระบบทาละลายอาหารแชเยอกแขงโดยใชของผสมระหวางอากาศและไอนาทาใหไดไอนาความดนตาโดยการออกแบบและสรางระบบทาละลายซงมสวนประกอบหลก 2 สวนคอ ถงผสม และ หองทาละลายขนาดใหญทเหมาะกบผลตภณฑแชแขงขนาด 5-20 กโลกรม/ชน ระบบจะทาการผสมของผสมระหวางอากาศจากถงลมและไอนาจากเครองกาเนดไอนาในถงผสมจนไดอณหภมและความดนทเหมาะสมแลวจงทาการปลอยของผสมเขาทาละลายชนอาหารในหองทาละลายแสดงดงรป 2.3.8

รปท 2.3.8 เครองทาละลายอาหารแชเยอกแขงโดยใชของผสม ระหวางอากาศและไอนา

ทมา : มณจราและชวลต (2545)

5. การใชไฟฟา ( electrical method ) วธนใชความรอนจากไฟฟาโดยตรง อาจใชแผนโลหะสองแผนวางประกบกนแลววางกอนผลตภณฑไวตรงกลาง ใชความรอน 5 กโลวตตอณหภม 20 องศาเซลเซยส เวลาทใชสาหรบผลตภณฑหนา 100 มลลเมตร ประมาณ 1 ชวโมง (มยร, 2532)

6. การใชไมโครเวฟ (microwave heating) เปนการอาศยความรอนทเกดขนจากชวงความถของคลนแมเหลกไฟฟาในระดบไมโครเวฟ วธนจะประหยดเวลา และเนอทไดมาก และสามารถจดทา

หองทาละลาย

Mixin

21

เปนกระบวนการแบบตอเนองไดด การสญเสยในรปของนาทไหลเยมออกมานอยทสด ผลตภณฑไมตองสมผสกบของเหลวอนททาใหสญเสยคณคา แตเปนวธทตองลงทนสง

7. ใชเตาอบ วธนนยมใชกบผลตภณฑทตองผานวธการหงตมโดยการอบใหสกไปพรอมกบการคนตว แลวพรอมทจะนาไปรบประทานเลย (สายสนม, 2539)

อยางไรกตามพบวาการทาละลายนาแขงในระดบอตสาหกรรมจะใชตสญญากาศ โดยอาศยการกลนตวของไอนาทอณหภมตา (ประมาณ 20 องศาเซลเซยส )หรอโดยอากาศชนซงหมนเวยนอยเหนออาหาร หรออาจใชตอบไมโครเวฟ หรอเครองใหความรอนแบบไดอเลกทรกกไดโดยสงทตองคานงถงในการละลายนาแขงไดแก 1) ระมดระวงการใหความรอนสงเกนไป 2) ใชเวลาในการละลายนอยทสด 3) ระวงไมใหอาหารเกดการเสยนามากเกนไป (วไล, 2543)

จากการศกษาวธของ Tatsu พบวา การใหความรอนดวยการตมนาดวยขดลวด heater จากดานลางของเครองยากแกการควบคม และ จาเปนจะตองใชแผนโลหะ baffer ซงเปนอปกรณทในโรงงานอตสาหกรรมอาจจะไมม แตในโรงงานอตสาหกรรมอาหารจะมหมอไอนาเปนแหลงพลงงานทใชอยโดยทวไป จงควรเลอกใช Steam generator เปนแหลงพลงงานแทนการใชความรอนจากการตมนาดวย heater สวนวธของ Takemi จะเหนไดวา เครองมอสาหรบการทาละลายดวยสญญากาศสาหรบวสดแชแขงน มการใชพลงงานจากคลนไมโครเวฟซงมคาใชจายในการใชงานสง และอาจเปนอนตรายหากใชไมถกวธ จงไมเหมาะสมกบการนามาใชงาน แตเนองจากมรปแบบการทางานทนาสนใจจงไดนารปแบบมาปรบปรง เพอใหเหมาะสมกบการใชงาน และ มการลงทนทตากวาการใชคลนไมโครเวฟ โดยการใชไอนาความดนตาเนองจากพลงงานจากไอนาสามารถหาไดงายในโรงงานอตสาหกรรม และเมอพจารณาวธของมณจรา และ ชวลต จะพบวาเครองทาละลายอาหารแชเยอกแขงโดยใชของผสมระหวางอากาศและไอนานเหมาะสาหรบการทาละลายปลาแชเยอกแขงตวใหญ และในหองทาละลายจะทาละลายไดทอณหภมหนงทตงคาไวแตละครงเทานน ถาตองการอณหภมทแตกตางกนและทาพรอมกนจะยงทาไมได เครองจงยงคงตองพฒนาใหเหมาะสมกบความตองการในลกษณะน

2.4. แกสผสม

แกสผสมทประกอบดวยแกส 2 ชนดหรอมากกวา โดยทองคประกอบทางเคมนนไมมการเปลยนแปลง จะถกเรยกวา แกสผสมทไมเกดปฏกรยา(nonreacting gas mixture) องคประกอบของแกสผสมสามารถถกนยามเปน สดสวนเชงมวล(mfi , mass fraction)หรอ สดสวนเชงโมล(yi , mole fraction) ของสวนประกอบแตละตวดงน

22

mfi = mi/mm และ yi= Ni/Nm k k เมอ mm=∑mi และ Nm =∑Ni i=1 i =1

เมอ mi คอมวลของแกสแตละชนดในแกสผสม Ni คอโมลของแกสแตละชนดในแกสผสม mm คอ มวลของแกสผสม Nm คอ โมลของแกสผสม การคานวณหามวลตอโมลทปรากฏ(หรอเฉลย)หรอ Mm และคาคงทของแกส(gas constant)

ของแกสผสมหรอ Rmสามารถแสดงดงน k Mm = mm = ∑ mi = ∑ NiMi = ∑ yiMi (kg/kmol) Nm Nm Nm i=1 และ Rm = Ru [ kJ/(kg.K)] Mm

Mi คอ มวลตอโมล(molar mass) ของสารนน Ru คอ คาคงทของแกส(universal gas constant)มคาเทากบ 8.314 kJ/(kmol.K) ความดนทเพมขนตามกฎของ Dalton กลาววาความดนรวมของแกสผสมเทากบผลรวมของ

ความดนแกสแตละชนดทมอยในแกสผสมนน โดยความดนของแกสผสมแตละชนดนนสามารถคานวณไดโดยพจารณาใหแกสนนเปรยบเสมอนอยโดดเดยวทสภาวะอณหภมและปรมาตรของแกสผสมนน

ปรมาตรทเพมขนตามกฎของ Amagat กลาววา ปรมาตรรวมของแกสผสมเทากบผลรวมของปรมาตรของแกสแตละชนดทมอยในแกสผสมนน โดยปรมาตรของแกสโดยปรมาตรของแตละชนดนนสามารถคานวณไดโดยพจารณาใหแกสนนเปรยบเสมอนอยโดดเดยวทสภาวะอณหภมและความดนของแกสผสมนน ทงกฎของ Dalton และ Amagat จะใหคาทถกตองแมนยาในกรณของแกสผสมอดมคต แตจะใหคาเพยงโดยประมาณในกรณของแกสผสมจรง กฎทงสองสามารถแสดงไดดงน k

23

กฎของ Dalton Pm = ∑ Pi(Tm,Vm) I=1 k

กฎของ Amagat Vm = ∑ Vi(Tm,Vm) I=1 เมอ Pi คอ ความดนของสวนประกอบ (component pressure) และ Vi คอ ปรมาตรของ

สวนประกอบ(component volume) อตราสวน Pi/Pm จะถกเรยกวาสดสวนความดน และอตราสวน Vi/Vm จะถกเรยกวาสดสวนปรมาตร ของสวนประกอบ iในกรณของแกสอดมคต Pi และ Vi จะสมพนธกบ yi ดงสมการ

ดงนน Pi/ Pm = Vi / Vm = Ni/ Nm = yi คาปรมาณ yiPm คอความดนยอย (partial pressure) และคาปรมาณ yiVm คอปรมาตรยอย (partial

volume) ความสมพนธระหวาง P-T-V ของแกสผสมจรงสามารถถกแทนไดโดยใชแผนภมสภาพอดตวไดทวไป (สมชย และ ขวญจต, 2545)

2.5 หมอไอนา

หมอไอนา จดเปนเครองจกรตนกาลงททาหนาทผลตไอนาจากนนจงนาไอนาทไดไปใชงานไอนาสามารถนาไปใชประโยชนไดหลายอยาง เชน ใชปอนเขากงหนไอนาสาหรบผลตกระแสไฟฟาใชพลงงานความรอนไอนาสาหรบอบแหงหรอฆาเชอโรค โรงงานอตสาหกรรมมการนาหมอไอนามาใชมากมาย เชน โรงงานอาหารกระปอง โรงงานนาตาลโรงไฟฟา

หมอไอนา (Boiler) หมายถง เครองกาเนดไอนาชนดภาชนะปดทาดวยเหลกกลาหรอวสดอนทมคณสมบตคลายกน ซงไดรบการออกแบบและสรางอยางแขงแรงถกหลกวศวกรรม ภายในบรรจดวยนาสวนหนงและอกสวนหนงสาหรบเกบไอ

ไอนา (Steam) หมายถงนาทแตกตวมาในสภาวะของแกสบางสวน ดงนนไอนาจะประกอบดวยของเหลวและแกส เมอตมนาในภาชนะปดนาจะเดอดทอณหภม 212 องศาฟาเรนไฮท หรอ 100 องศาเซลเซยส ทความดนบรรยากาศ ( 14.7 ปอนดตอตารางนว)

ความดน (Pressure) หมายถงแรงทกระทาตอหนวยพนท ความดนในหมอไอนาเกดจากการทนาภายในหมอไอนาไดรบความรอนจนกลายเปนไอแตไมสามารถออกไปภายนอก จงเกดการอดแนน

24

เปนความดน หนวยทวดความดนไอนามหลายอยางแตทนยมใช ไดแก ปอนดตอตารางนว (psi) กโลกรมตอตารางเซนตเมตร(kg/cm2 ) บาร (Bar) และปาสคาล(pa)

อตราการผลตไอนา(Steam rate) หมายถง ความสามารถของหมอไอนาทผลตไอนาไดในเวลา 1 ชวโมง เมอมาตรวดความดนหรอเกจ อานคาได 0 ปอนดตอตารางนว หรอทความดนบรรยากาศ ไอนาจะมอณหภม 100 องศาเซลเซยส หนวยทใชเรยกเปนกโลกรมตอชวโมง หรอตนตอชวโมง เชน หมอไอนาขนาด 5 ตนตอชวโมง หมายถง หมอไอนาทมความสามารถผลตไอนาได 5 ตนในเวลา 1 ชวโมง

คณสมบตของไอนา 1. ไอนาอมตว เหมาะทจะใชในการถายเทความรอน สวนซปเปอรฮตสตรมเหมาะสะหรบใช

ในการขบเทอรไบน 2. พลงงานความรอนทใชในการถายเท กบอณหภมหรอความดนมความสมพนธกนดงตาราง

ท 2.5.1 จะเหนวาไอนาทอณหภมสงจะมพลงงานความรอนทใชในการถายเทตา 3. ซปเปอรฮตสตม เมอถายเทความรอนออกไปอณหภมจะลดลงจนถงจดอมตวคาความรอน

ทถายเทไปนนเปนของกาซ จงไมมการกลนตวเปนนา ตารางท 2.5.1 แสดงความสมพนธระหวางความดน อณหภมและพลงงานความรอนทใชในการถายเท

ความดนทเกจ จดเดอด พลงงานความรอนทใชในการถายเท ปอนด/ตรนว กก.ตร.ซม. ฟ ซ บทย / ปอนด กโลแคลอร / กก.

0 0.03 212 100 970 538.8 5 0.35 228 109 960 533 15 1.05 250 121 945 525 35 2.5 281 138 924 513 45 3 292 144 915 508 85 6 328 164 888 493 185 13 382 194 843 469 285 20 417 214 809 449

25

ทมา : วชย (2539)

4. ไอนาอมตว เมอถายเทความรอนออกไปอณหภมจะไมลดลง เพราะพลงงานความรอนทถายเทออกไป คอความรอนแฝงของการกลายเปนไอ

5. การถายเทความรอน จนกระทงกอใหเกดการกลนตว นาคอนเดนเสดทไดจะมอณหภมเทากบไอนาอมตว(วชย, 2539)

ไอนาทเกดจากหมอไอนาไมไดเปนไอนาแหงอยางสมบรณ โดยปกตจะเปนไอนาทมอตราสวนความแหง 95 - 99% ซงขนอยกบขดความสามารถในการแยกนาและไอนา และสภาวะของการเดนเครอง เหตผลทสาคญทเราใชไอนาเปนแหลงความรอนนนกคอ การใชความรอนแฝงของไอนานนเอง

เนองจากไอนาอมตวแหงมความรอนแฝงในการควบแนนมาก ดงนนเมอสมผสกบผวทอณหภมตากจะควบแนนทนท และคายความรอนแฝงออกมาโดยทปรมาณนาระบายมนอย และอณหภมกคงท ดงนนจงเหมาะกบการใชเปนแหลงความรอนสาหรบการใหความรอนเปนอยางยง ในทางตรงกนขาม ไอนาชนจะอยในภาวะทควบแนนงาย ดงนนเมอสมผสกบผวทอณหภมตา จะควบแนนเปนนาระบายและคายความรอนแฝงออกมาทนทแตเนองจากความรอนแฝงทสะสมอยมนอย ดงนนประสทธภาพจงตาดวย นอกจากนจะตองปลอยนาระบายทงเปนจานวนมาก ดงนนการสญเสยเนองจากการรวไหลของไอนาทเกดขนพรอมกบการไลนาระบายจงมมากขนดวย

ความดนของไอนาทใชกบอปกรณตางๆมขอบเขตกวางขวางตงแตความดนสงไปจนถงความดนตา ความดนนถกกาหนดตามการใช และวตถประสงคของกระบวนการผลตนนๆ หมอไอนาจะตองเดนเครองทความดนเทากบความดนสงสดทฝายใชไอนาตองการบวกกบความดนทลดลงขณะสงไอนาดวย ดงนนกอนทไอนาความดนสงจากหมอไอนาจะเขาอปกรณตางๆจะตองมการลดความดนลงใหเทากบความดนทตองการ ซงการลดความดนของไอนามผลดงน

1. ปรมาณความรอนแฝงในการระเหยเปนไอตอหนวยนาหนกจะเพมขน ทาใหสามารถใชความรอนสวนทเพมขนนนใหเปนประโยชนได จงชวยใหประหยดเชอเพลงได แตสงทตองระวงในการลดความดนกคอ ถงแมจะใชความรอนอยางมประสทธภาพได แตถาขดความสามารถในการทางานของอปกรณลดลงกจะไมไดประโยชน

2. อตราสวนความแหงของไอนาจะเพมขน ดงนนความรอนในไอนาจะเพมขนดวย

26

3. ในกรณททานารอนโดยการพนไอนาเขาไปในนาโดยตรง การใชไอนาทลดความดนใหตาลงจะชวยใหสามารถลดการสญเสยเนองจากไอนากลายเปนฟองและหนออกสบรรยากาศได ดงนนจงชวยใหประหยดพลงงานได

4. ในกรณทใหความรอนโดยการพนไอนาโดยตรง เชน ในอโมงคใหความรอน เปนตน การใชไอนาความดนตาจะชวยใหไอนามความสมาเสมอ และสามารถรกษาอณหภมใหสมาเสมอได ไอนาทหนออกสบรรยากาศกนอยกวา จงชวยใหประหยดพลงงานได

5. ถารกษาความดนดานทตยภมใหคงทโดยการลดความดน ความเรวในการแลกเปลยนความรอนจะคงทดวย ทาใหสามารถทาการผลตไดอยางสมาเสมอ การทผลตภณฑมคณภาพสมาเสมอขน จะมผลทางออมในการประหยดพลงงาน และเพมผลผลตใหดขนได(ทาคามระ, 2543) 2.6 เครองอดลม(Air Compressor)

เครองอดลมมหนาทผลตลมใหไดความดนทตองการ จากนนจะสงลมทมความดนเหลานไปตามทอตางๆเพอไปยงอปกรณอนๆ(พรจต, 2521) เครองอดลมจะใชพลงงานไฟฟาในการหมนมอเตอรทใชอดลม โดยเครองอดลมถกออกแบบขนเพอทาการอดลมทความดนบรรยากาศใหได 1 kgf/cm2 หรอมากกวานน เครองอดลมทใหความดนนอยกวา 1 kgf/cm2 แตมากกวา 0.1 kgf/cm2 เรยกวาโบลเวอร(blower) สวนเครองอดลมทใหความดนนอยกวา 0. 1 kgf/cm2 นนเรยกวา พดลม(fan) เครองอดลมลกสบชก เครองอดลมแบบลกสบชกถกสรางขนเพอดดอากาศเขามาในกระบอกสบโดยลกสบ แลวทาการอดอากาศ เพอทาการสงตอไป โดยทวไป เครองอดลมประเภทนสามารถแบงออกได 2 แบบ คอ แบบมการหลอลน ซงใชนามนสาหรบการหลอลนบรเวณกระบอกสบและลกสบ และแบบไมมกระบอกสบ ซงมลกสบในรปแบบของแผนไดอะแฟรม(ณรงค, 2542)

27

3. การออกแบบ สวนประกอบของเครอง และหลกการทางาน

3.1 แบบแปลนของชดอปกรณทาละลายรวดเรวดวยไอนาความดนตา เนองจากการทาละลายตองการทาละลายใหมอณหภม 40°C , 50°C และ 60°C โดยตองการทา

ละลายพรอมกน จงไดออกแบบใหมหองทาละลาย 3 ชน ซงกาหนดใหชนบนมอณหภม 40°C ใหชนกลางมอณหภม 50°C และใหชนลางมอณหภม 60°C ซงมโซลนอยดวาลว 1 ,โซลนอยดวาลว 2 และโซลนอยดวาลว 3 ทาหนาทควบคมอณหภมของหองทาละลายชนบน กลาง และลาง ตามลาดบ

รปท 3.1.1 แสดงแบบแปลนของอปกรณทาละลายรวดเรวดวยไอนาความดนตา

Steam

ปมลม

Mixing

หองทา ต Control 1

โซลนอยด วาลว 4

โซลนอยด วาลว 5

โซลนอยดวาลว 1 โซลนอยดวาลว 2 โซลนอยดวาลว 3

ต Control 2

28

3.2 สวนประกอบของเครอง เครองทาละลายนมสวนประกอบ 2 สวนหลกๆ คอ

1. Chamber (หองทาละลาย) 2. Mixing Tank (ถงผสม)

ซงแตละสวนจะมลกษณะและหนาทดงตอไปน 1. Chamber เปนหองทใชในการทาละลายมทงหมด 3 หอง ซงจะมทอจายของผสมของไอนาและอากาศท

รบมาจากถงผสมเขาสแตละหอง โดยในหองทาละลายมตะแกรงไวสาหรบวางผลตภณฑอาหารทะเลแชแขง และมชองสาหรบระบายของผสมทเหลอหลงจากการถายเทความรอนแลวออกสภายนอก เพอปองกนการสะสมของพลงงานความรอนทางดานขางของแตละหอง ดงรปท 3.2.1

รปท 3.2.1 แสดงรปChamber ดานหนา และดานขาง

ภายในหองทาละลายไดมการออกแบบใหมทอจายของผสมนอย 3 ทอภายในแตละหองเพอใหมการกระจายความรอนทเปนไปอยางสมาเสมอ โดยใหดานบนมทอจายของผสม 2 ทอ และอก 1 ทออยดานลาง ซงดานบนของหองทาละลายไดมการตดตงแผนโคงเพอชวยใหของผสมจากทอดานบนไดมการกระจายตวอยางสมาเสมอดงแสดงในรปท 3.2.1.1 และ รปท 3.2.1.2

Mixing Tank

โซลนอยดวาลว 1

โซลนอยดวาลว 2

โซลนอยดวาลว 3

29

รปท 3.2.1.1 แสดงการกระจายตวของไอนาภายในหองทาละลายดานขาง

โดยแผนโคงชวยใหของผสมจากทอดานบนไดมการกระจายตวอยางสมาเสมอ

และทบรเวณดานลางของหองทาละลายทาเปนระนาบเอยงเพอชวยในการระบาย นาจากการทาละลาย

รปท 3.2.1.2 แสดงการกระจายตวของไอนาภายในหองทาละลายดานหนา

ทอไอนา

ทอไอนา

แผนโคง

30

2. Mixing Tank (ถงผสม) เปนสวนทใชในการผสมไอนากบอากาศใหไดตามอตราสวนทกาหนดไวดงแสดงในตารางท

3.3.1 ซงจะควบคมโดยอาศยการควบคมจากโซลนอยดวาลว

รปท 3.2.2 Mixing Tank

3.3 หลกการทางานของเครอง ใชของผสมระหวางไอนาจาก Steam generator กบ อากาศ จากปมลมโดยทาการผสมไอนากบ

อากาศภายใน Mixing Tank ใหมอณหภม 80°C (ไดจากการคานวณโดยใชกฎของแกสผสมและกฎของดาลตน) และมความดนภายในถงเทากบ 2 Bar gauge (เปนความดนออกแบบของถงผสมโดยมคาระหวาง 1-3 Bar gaugeและเพอใหของผสมจากถงผสมสามารถดนเขาสหองทาละลายได) จากนนจงทาการปลอยของผสมนเขาสหองทาละลายโดยมการควบคมอณหภมภายในหองทาละลาย ซงการควบคมการทางานของเครองมการแบงการควบคมออกเปน 2 สวนคอ

1. สวนของถงผสม เนองจากตองการของผสมทมอณหภมเทากบ 80°C การผสมจาเปนทจะตองทาการควบคม

อตราสวนระหวางอากาศกบไอนาใหเหมาะสม โดยจะตองทาการควบคมโดยใช Temperature Control และ สวตซควบคมความดนภายในถงผสมใหมคา เทากบ 2 Bar gauge ดงรปท 3.3.1 โดยเมออณหภมภายในถงผสมมคาเทากบ 80°C Temperature Controlจะสงใหโซลนอยดวาลวทาการปดวาลวจายของไอนา ถาหากอณหภมภายในถงผสมตากวา80°C Temperature Controlจะสงใหโซลนอยดวาลวทาการเปดวาลวจายของไอนา ในขณะเดยวกนเมอความดนภายในถงผสมมคาเทากบ 2 Bar gauge แลว

Pressure Control

โซลนอยดวาลว

Safety valve

ทอจายของผสม

Thermocouple

31

Pressure Control จะทาการปดวาลวจายอากาศ ถาหากความดนภายในถงผสมตากวา 2 Bar gauge Pressure Control จะทาการเปดวาลวจายอากาศ โดยแสดงการควบคมไดดงตารางท 3.3.1

ความดนกบอณหภมในถงผสม วาลวไอนา วาลวลม

1.T<80 °C , P < 2 bar gauge เปด เปด 2. T>80 °C , P > 2 bar gauge ปด ปด 3. T> 80 °C , P< 2 bar gauge ปด เปด 4. T<80 °C , P> 2 bar gauge เปด ปด

ตารางท 3.3.1 แสดงการควบคมการทางานของวาลวไอนาและวาลวลม

รปท 3.3.1 แสดงระบบการควบคมของชดอปกรณทาละลายรวดเรวดวยไอนาความดนตา โดยหมายเลข 1-7 คอ Temperature Control หมายเลข 8 คอ สวตซควบคมความดน

ต control 1 (ควบคมอณหภม หองทาละลาย)

ต control 2 (ควบคมอณหภมถงผสม)

1

6

3

2

5

4

7

8

32

สวนควบคมหองทาละลาย หมายเลข 1 แสดง Temperature Control ควบคมอณหภมของหองบนใหมอณหภม 40°C

โดยการควบคมการเปดปดของโซลนอยดวาลว 1 หมายเลข 2 แสดง Temperature Control ควบคมอณหภมของหองกลางใหมอณหภม 50°C โดยการควบคมการเปดปดของโซลนอยดวาลว 2 หมายเลข 3 แสดง Temperature Control ควบคมอณหภมของหองลางใหมอณหภม 60°C โดยการควบคมการเปดปดของโซลนอยดวาลว 3 หมายเลข 4 แสดง Temperature Control ควบคมอณหภมทจดกงกลางตวกงของหองบน ใหมอณหภม 15 °C หมายเลข 5 แสดง Temperature Control ควบคมอณหภมทจดกงกลางตวกงของหองกลาง ใหมอณหภม 15 °C หมายเลข 6 แสดง Temperature Control ควบคมอณหภมทจดกงกลางตวกงของหองลาง ใหมอณหภม 15 °C สวนควบคมถงผสม หมายเลข 7 แสดง Temperature Control ควบคมอณหภมภายในถงผสมใหมอณหภม 80°C หมายเลข 8 แสดง สวตซควบคมความดนภายในถงผสมใหมความดน 2 Bar gauge 2. สวนของหองทาละลาย

ภายในหองทาละลายจะมการควบคมอณหภมโดยใหชนบนมอณหภมภายในหอง 40°C ชนกลางมอณหภมภายในหอง 50°C และชนลางมอณหภม 60°C โดยใช Temperature Control ควบคมอณหภม ตวอยางเชน เมออณหภมภายในหองบนมอณหภม 40°C Temperature Control (หมายเลข 1) จะทาการสงให โซลนอยดวาลว 1 ทาการปดวาลวจายของผสม เมออณหภมภายในหองบนตากวา 40°C Temperature Control(หมายเลข 1 )จะทาการสงให โซลนอยดวาลว 1 ทาการเปดวาลวจายของผสม และทาเชนนตลอดการทางานจนกวา Probe ทตดอยทจดกงกลางของวตถดบอานคาได 15°C Temperature Control (หมายเลข 4 ) จะทาการสงใหโซลนอยดวาลว 1 ทาการปดวาลวจายของผสม นนคอ สนสดการทางาน กลาวคอ ภายในหองทาละลาย 1 หอง จะมการควบคมอณหภม 2 จด คอ อณหภมภายในหอง และ อณหภมของวตถดบ จงมการตดตง Temperature Control 2 ตว ตอ 1 หองทาละลาย ดงแสดงในรปท 3.3.1

33

3.4 การทดสอบการทางานของเครองและการกระจายตวของอณหภมของของผสมภายในหองทาละลาย

จากการทดลองเดนเครองเพอทดสอบการควบคมและการเปดปดของโซลนอยดวาลวพบวา การเปดปดของ โซลนอยดวาลวเปนไปตามทออกแบบไว ตวอยางเชน เมออณหภมของ mixing tank ได 80°C โซลนอยดวาลว4 ของรปท 3.1.1 จะทาการปดวาลวจายไอนา แตถาความดนไมถง 2 Bar gauge โซลนอยดวาลว 5 ของรปท 3.1.1จะยงไมทาการปดวาลวจายอากาศ และเมออณหภมในหองทาละลายถงคาทตงไวซงกคอ 60°C (ในทนพจารณาท 60°C ) โซลนอยดวาลว1, 2 และ 3 ของรปท 3.1.1จะทาการปดวาลวจายของผสมเขาสหองทาละลาย หลงจากนนเมอทาการทดสอบการกระจายตวของของผสมภายในหองทาละลายแตละหองโดยใช Temperature recorder บนทกอณหภมภายในหองทาละลายทกๆ 5 นาท โดยทาการตดตง probe (Thermocouple type T) ในแตละหองไวหองละ 3 จด คอ ดานซาย ดานขวา และดานกลางของหอง ดงรปท 3.4.1 จะสงเกตไดวาการกระจายตวของของผสมเปนไปอยางสมาเสมอทกหอง ดงแสดงในตารางท 3.4.1

รปท 3.4.1 แสดงตาแหนงของ probe ทตดตงภายในหองทาละลายทง 3 จดในแตละหองทาละลาย โดยจดทง

3 นเปนจดทเหมาะสม เนองจากเปนทวางวตถดบในการทาละลายจรง

จดตดตง probe ดานขวาของหอง

จดตดตง probe ดานซายของหอง

จดตดตง probe ตรงกลางหอง

34

ตารางท 3.4.1 แสดงการกระจายตวของอณหภมในหองทาละลายทง 3 หอง หมายเหต: การทดสอบนทาการตงอณหภม mixing tank ท 60°C เพอทดสอบการกระจายตวของอณหภมในหองทาละลายเทานน ซงสาเหตทอณหภมในแต ละชนมคาไมเทากน เนองจากเปนการออกแบบเพอใชในการทดลอง หากตองการนาไปใชงานจรงสามารถทาใหอณหภมแตละหองมคาเทากนได

ชนบน ชนกลาง ชนลาง เวลา (นาท)

Probe 1 Probe 2 Probe 3 เฉลย

Probe 1 Probe 2 Probe 3 เฉลย

Probe 1 Probe 2 Probe 3 เฉลย

0 30.6 30.7 30.7 30.67 31.2 31.3 31 31.17 30.5 30.7 30.3 30.50 5 31 30.8 30.9 30.90 34.6 34.6 34.5 34.57 38.9 38.1 39.1 38.70 10 31.4 31.4 31.4 31.40 37 37.3 36.4 36.90 42.5 42.9 42.4 42.60 15 32 32.1 32.2 32.10 39.3 38.3 38.5 38.70 44.3 44.3 44.9 44.50 20 32.5 32.5 32.7 32.57 40.8 39.7 40.4 40.30 46.4 46.8 46.1 46.43 25 32.8 33.1 33.3 33.07 41.9 40.7 41.3 41.30 47.9 48.4 47.9 48.07 30 33.4 33.6 33.8 33.60 42.9 41.9 42.6 42.47 47.8 48 48 47.93