บทท 3 วธการด าเนนงานวจย

ในงานวจยนท าการศกษาจลนพลศาสตรของการการอบแหงฟกทองภายใตการอบแหง

ดวยไอน ารอนยวดยงซงท าการเกบขอมลตางๆ เพอน าผลทไดมาวเคราะหหาจลนพลศาสตรของการอบแหงฟกทองดวยไอน ารอนยวดยง อกทงท าการวเคราะหคณภาพของฟกทองหลงการอบแหง โดยมรายละเอยดดงน 3.1 อปกรณและเครองมอวดทใชในการทดลอง

1. เครองอบแหงไอน ารอนยวดยง (รปท ก.1) 2. เครองชงน าหนกความละเอยด 0.001 กรม ยหอ Sartorius รน CR323S (รปท ก.3) 3. เวอรเนยร (รปท ก.5) 4. เครองวดส Miniscan XE plus (รปท ก.6) 5. เครองดดอากาศและเครองผนกถง (รปท ก.7) 6.เครองวด รน Testo 650 (รปท ก.8) 7. เครองมอวดอณหภม และความชนสมพทธ (รปท ก.12) 8. เครอง Texture Analyzer (TA.XT2i/50 Texture Technologies, US) (รปท ก.10)

3.2 ขนตอนการท างานของเครองอบแหงไอน ารอนยวดยง

จากรปท 3.1 แสดงระบบอบแหงดวยไอน ารอนยวดยงทใชในงานวจยน เปนการน าไอน าจากเครองก าเนดไอน าเขาสระบบผานวาลวตวท 1 (V.1) เดนพดลมเพอใชในการหมนเวยนไอน ารอนยวดยงในระบบ และท าการเพมอณหภมของไอน าใหเปนไอน ารอนยวดยงโดยผานอปกรณใหความรอน จากนนความรอนจะถายเทจากไอน ารอนยวดยงไปสวสด เพอใชในการระเหยน าออกจากวสด จนกวาความชนเฉลยของวสดมคานอยกวาหรอเทากบคาความชนทตองการ ในกรณทระบบมความดนเพมสงขนจะท าการปลอยไอน ารอนยวดยงบางสวนออกนอกระบบจากวาลวตวท 6 (V.6) เพอรกษาความดนภายในระบบ

30

รปท 3.1 แสดงระบบอบแหงดวยไอน ารอนยวดยง (1) เครองก าเนดไอน า (2) อปกรณใหความรอน (3) หองอบแหง (4) พดลม (V) วาลว (P) มาตรวด

ความดน 3.3 ขนตอนการเตรยมวสด

หนฟกทองพนธทองอ าพนทปอกเปลอกแลวดวยมดบางบนแมพมพใหเปนรปทรงลกบาศกขนาด 10×10×10 mm3

3.4 วธการทดลอง

3.4.1 วธการทดลองอบแหงฟกทองดวยไอน ารอนยวดยง การทดลองอบแหงฟกทองโดยใชไอน ารอนยวดยง

1. น าตวอยางทเตรยมไวตามหวขอ 3.3 ประมาณ 20 - 25 กรมวางบนถาด 2. เกบขอมลกอนการทดลอง คอ น าหนก ส ปรมาตรของตวอยาง

3. น าตวอยางเขาตอบแหงของเครองอบแหงดวยไอน ารอนยวดยงทเดนเครองทอณหภมภายในหองอบแหง 120°C ความเรว 2 m/s

4. ขณะท าการทดลองจะท าการเกบขอมล คอ น าหนกและอณหภมของตวอยางอณหภมและความเรวไอน ารอนยวดยงในหองอบตรงทางเขาทก ๆ 10 นาท จนกระทงตวอยางมความชนสดทายประมาณ 18% d.b.

5. น าตวอยางฟกทองหลงการอบแหงไปทดสอบคณภาพตามหวขอ 3.4.3 ตอไป

31

6. น าตวอยางเนอฟกทองไปหาน าหนกแหงโดยน าไปใสตอบทอณหภมประมาณ 103°C เปนเวลาประมาณ 72 ชวโมง แลวชงน าหนกอกครงหนง โดยน าหนกของวสดทผานการอบนมาแลวถอวาเปนน าหนกแหง

7. ท าการทดลองในท านองเดยวกนนทอณหภมเดมแตเปลยนความเรวเปน 4 m/s จากนนท าการทดลองโดยเปลยนอณหภมเปน 140, 160 และ 180°C พรอมทงเปลยนความเรวเปน 2 และ 4 m/s ตามล าดบ แตละการทดลองท า 2 ซ า (เปนการทดลองแบบท าลาย) น าขอมลทไดจากการทดลองมาค านวณหาคาความชนเรมตน คาความชน ณ เวลาอบแหงใด ๆ และคาความชนสดทาย จากนนท าการค านวณหาอตราสวนความชนเทยบกบเวลาและเปรยบเทยบการลดลงของความชนในแตละสภาวะการอบแหง

in

MMR

M (3.1)

เมอ M คอ ความชน ณ เวลาใดๆ, เศษสวนมาตรฐานแหง หรอ % d.b.

Min คอ ความชนเรมตน, เศษสวนมาตรฐานแหง หรอ % d.b.

3.4.2 การพฒนาสมการจลนพลศาสตรของการอบแหงฟกทองโดยใชไอน ารอนยวดยง น ำขอมลควำมชนขณะอบแหงทไดจำกกำรทดลองมำท ำกำรวเครำะหสมกำรถดถอยดวย

รปแบบสมกำรทำงทฤษฏและกงทฤษฎโดยรปแบบสมกำรทำงทฤษฎจะใชจลนพลศำสตรของกำรอบแหงวสดทรงลกบำศกสมกำร (2.6) โดยใชจ ำนวน 19 เทอม และรปแบบสมกำรกงทฤษฎจะใชสมกำร (2.10) โดยค ำนวณหำคำสมประสทธกำรแพรควำมชนปรำกฏและคำคงทกำรอบแหงไดจำกสมกำร (2.6) และ (2.10) ตำมล ำดบ จำกนนน ำมำวเครำะหหำควำมสมพนธกบอณหภมและควำมเรวไอน ำรอนยวดยงในรปแบบสมกำรโพลโนเมยล โดยสมกำร (3.2) ใชส ำหรบค ำนวณคำสมประสทธกำรแพรควำมชนปรำกฏทมควำมสมพนธกบอณหภมเพยงอยำงเดยวและสมกำร (3.3) ใชส ำหรบค ำนวณคำสมประสทธกำรแพรควำมชนปรำกฏทมควำมสมพนธกบอณหภมและควำมเรวไอน ำรอนยวดยง สวนสมกำร(3.4) ใชค ำนวณคำคงทกำรอบแหงทมควำมสมพนธกบอณหภมเพยงอยำงเดยวในรปแบบสมกำรโพลโนเมยลดกรท 2 และสมกำร(3.5) ใชส ำหรบค ำนวณคำคงทกำรอบแหงทมควำมสมพนธกบอณหภมและควำมเรวไอน ำรอนยวดยง โดยใชกำรวเครำะหสมกำรถดถอยก ำลงสองนอยทสด

32

แบบจ ำลองท 1 : D = a1T

2+ a2T + a3 (3.2)

แบบจ ำลองท 2 : = (a1T2+ a2T + a3)( b1v+ b2) (3.3)

แบบจ ำลองท 3 : k = a1T

2 + a2T + a3 (3.4) แบบจ ำลองท 4 : k = (a1T

2+ a2T + a3)( b1v+ b2) (3.5) 3.4.3 การทดสอบคณภาพของฟกทองหลงการอบแหง ในการตรวจสอบดานคณภาพของฟกทองนน จะพจารณาคณภาพ 4 อยางคอ 1. ส จะท าการวดโดยใชเครองวดส Hunter Lab รน Miniscan XE Plus โดยวดคาส

ออกมาเปน L เปนคาความสวาง (Lightness: 0-100; ด า - ขาว), a เปนคาสแดงและเขยว (+ Redness/-Greenness) และ b เปนคาสเหลองและน าเงน (+ Yellowness/-Blueness) ในระบบ CIE LAB โดยจะท าการวดสฟกทองกอนการอบแหงและหลงการอบแหง โดยในแตละการทดลองจะท าการวดสฟกทองจ านวน 5 ชนชนละ 3 จด ๆ ละ 3 ซ า

2. การหดตว จะท าการวดปรมาตรของตวอยางกอนและหลงการอบแหงโดยวธแทนทปรมาตรโดยการแทนทลงในน ามนพช ในแตละการทดลองจะท าการวดการหดตวของ ฟกทองจ านวน 10 ชน มขนตอนดงน

1. เตรยมตวอยางเนอฟกทองสดและหลอดทดลอง 2. น าน ามนพชเทใสหลอดทดลองใหมปรมาณทเหมาะสมไมใหมากเกน 3. น าตวอยางเนอฟกทองกอนการอบแหงมาใสลงในหลอดทดลอง 4. บนทกคาปรมาตรทเพมขนจากหลอดทดลอง 5. ทดสอบหาปรมาตรหลงการอบแหงโดยท าตามขนตอนท 1 - 4 แต

เปลยนเปนเอาเนอฟกทองหลงการอบแหงมาท าการทดสอบแทน เพอหาปรมาตรหลงการอบแหง 6. กำรหดตว จะท ำกำรวดปรมำตรของตวอยำงดวยวธกำรแทนทในของเหลว (ซงในงำนวจยนเลอกใชน ำมนพช) ท ำกำรทดลองจ ำนวน 3 ซ ำ โดยท ำกำรทดลองดงรป 3.2 ปรมำตรของวตถจะเทำกบปรมำตรของของเหลวทเพมขนในภำชนะ ดงนนจงหำปรมำตรของวตถไดจำก

D

33

s nm mV

(3.6)

เมอ V คอ ปรมำตรของวตถทตองกำรหำปรมำตร, ml ms คอ มวลทวดไดจำกเครองชงเมอใสวตถทตองกำรหำปรมำตร, g mn คอ มวลทวดไดจำกเครองชงเมอไมใสวตถทตองกำรหำปรมำตร, g คอ ควำมหนำแนนของของเหลว, g/ml แลวน ำขอมลมำค ำนวณกำรหดตวจำกควำมสมพนธดงน

0

0

% *100fV V

ShrinkageV

(3.7)

เมอ V0 คอ ปรมำตรของวตถเรมตนอบแหง, ml Vf คอ ปรมำตรของวตถหลงอบแหง, ml หรอสำมำรถเขยนไดเปน

0

0

( ) ( )% *100

( )

s n s n f

s n

m m m mShrinkage

m m

(3.8)

เมอ 0( )s nm m คอ ผลตำงมวลทวดไดกอนอบแหง, g ( )s n fm m คอ ผลตำงมวลทวดไดหลงอบแหง, g

34

รป 3.2 แสดงกำรหำปรมำตรของวตถ

(1) เครองชงน ำหนก (2) ของเหลว (3) วตถทตองกำรหำปรมำตร (4) ชดขำตงทดลอง 3. เนอสมผส จะท าการวดเนอสมผสของฟกทองตวอยางละ 10 ชนโดยใช เครอง texture analyzer รน TA XT Plus ใชหวกดแบบทรงกระบอก เสนผานศนยกลาง 25 มลลเมตร (P25 Cly Aluminium) ความเรวหววด 2.0 mm/sec และน าขอมลมาหาคาความแขง (Hardness) และคาความเหนยว (Toughness) ท าการทดลอง 2 ซ า

4. คณภาพดานการคนตว (Rehydration) การทดสอบคณภาพดานการคนตว ท าการวดฟกทองจ านวนตวอยางละ 3 ชน ใช

วธการคนตวในน ารอนทอณหภมประมาณ 90°C เปนเวลา 10 นาท (Namsanguan, 2004) ท าการชงน าหนกโดยใชเครองชง Sartorius รน CP323s ซงมคาความถกตอง ± 0.001 กรม โดยมขนตอนดงน

1. ชงน าหนกฟกทองแหงทน ามาท าการทดสอบคณภาพดานการคนตวและบนทกคา

2. น าฟกทองทน ามาทดสอบใสลงในน ารอนทมอณหภมประมาณ 90°C 3.น าฟกทองขนมาจากน ารอนเพอท าการบนทกคาน าหนกทก ๆ 1 นาท โดย

ใชระยะเวลาในการทดสอบทงหมด 10 นาท 4.ค านวณหาคาการคนตวของฟกทองจากสมการความสมพนธดงน

(Maskan, 2001)

Rehydration = (3.9)

เมอ Wt คอ มวลของฟกทองกอนแชน า, g Wd คอ มวลของฟกทองหลงแชน า, g

(1)

(2)

(3)

(4)

35

3.5 การวเคราะหขอมล ท าการวเคราะหความแมนย าของสมการจลนพลศาสตรของการอบแหง โดยเปรยบเทยบ

ผลการทดลองทไดกบผลการค านวณโดยใชคา R2 (The coefficient of determination) และ MRS (Mean residual Square) ตามสมการ (3.10) และ (3.11) เปนเกณฑเลอกใชสมการทมความเหมาะสม โดยพจารณาเปรยบเทยบผลการทดลองกบผลจากแบบจ าลองท 1 - 3 ในแตละชวงการอบแหงดงหวขอ 3.4.2 การวเคราะหหาคาสมประสทธการแพรความชนโดยรวม และคาคงทการอบแหงของแบบจ าลองจะใชโปรแกรมทางสถต (Statistica) หาความสมพนธระหวางคาคงทตางๆ ทขนอยกบอณหภมและเวลาการอบแหง

n

1j

2)prMRMR(

n1j

2)MRexp(MR

12

R (3.10)

N

n1j

2)MRpr(MR

MRS

(3.11)

เมอ MRp = คาตวแปรตามทค านวณไดจากสมการการวเคราะหแบบก าลง สองนอยทสด

= คาเฉลยของตวแปรตามทไดจากการทดลอง MRex = คาของตวแปรตามทไดจากการทดลอง N = จ านวนขอมลทงหมด

R2 = คาสมประสทธการตดสนใจ (The Coefficient of Determination) MRS = ขอผดพลาดมาตรฐานของการประมาณการ (Mean residual Square)

ในสวนการวเคราะหคณภาพส (Color), การหดตว (Shrinkage), การคนตว (Rehydration)

และเนอสมผส (Texture) จะวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ดวยโปรแกรม SPSS (รน10) มนยส าคญทางสถตทระดบความเชอมนรอยละ 95 (p < 0.05)