Influence of Flow-Obstructing Fins and Air Temperature on the Paddy Drying Processอิทธิพลของครีบขวางการไหลและอุณหภูมิอากาศที่มีต่อกระบวนการอบแห้งข้าวเปลือก

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของการติดตั้งอุปกรณ์ขวางการไหลในบริเวณท่ออบแห้งข้าวเปลือกและอุณภูมิอากาศที่ส่งผลต่อกระบวนการอบแห้งข้าวเปลือก ศึกษาการทดสอบอบแห้งข้าวเปลือกพันธุ์หอมมะลิ 105 น้ำหนัก 3 กิโลกรัม ความชื้นเริ่มต้นร้อยละ 21-25 มาตรฐานเปียก อบแห้งด้วยอากาศอุณหภูมิ 60°C และ 80°C ลดความชื้นลงให้เหลือร้อยละ 14 ทดสอบโดยสร้างเครื่องต้นแบบขนาดเล็กที่มีความสูงโดยรวม 2.5 เมตร ออกแบบให้บริเวณห้องแลกเปลี่ยนความร้อนและความชื้นระหว่างอากาศกับเมล็ดข้าวเปลือกเป็นท่อตรงทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4.5 นิ้ว ยาว 1.5 เมตร ทดสอบเปรียบเทียบการอบแห้งด้วยท่อ 2 รูปแบบ คือ ท่อตรงที่ไม่ติดตั้งครีบเกลียวภายใน และท่อตรงที่ติดตั้งครีบเกลียวภายในท่อ ทำการทดสอบ 3 ซ้ำ โดยพิจารณาถึงการเพิ่มขึ้นของอุณภูมิในเมล็ดข้าวเปลือก การลดลงของความชื้นข้าวเปลือกกับเวลา อัตราการอบแห้ง และอัตราการสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ ผลการทดสอบพบว่าการอบแห้งด้วยท่อตรงที่ติดตั้งครีบเกลียวภายในสามารถเพิ่มอุณหภูมิให้กับเมล็ดข้าวเปลือกได้ดีกว่าท่อตรงที่ไม่ติดตั้งครีบเกลียว พิจารณาที่อุณหภูมิทดสอบ 60°C และเวลาเดียวกันเมื่อยุติการทดสอบ ซึ่งสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้มากกว่า 4.47 เปอร์เซ็นต์ อิทธิพลนี้ยังมีผลทำให้อัตราการอบแห้งมีค่าที่มากขึ้นถึง 56.67 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่อัตราการสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะมีค่าลดลง 21.42 เปอร์เซ็นต์ และเมื่อพิจารณาที่อุณหภูมิทดสอบ 80°C ให้ผลในทางที่สอดคล้องกัน ซึ่งเป็นทิศทางที่ดีที่แสดงให้เห็นว่าการติดตั้งอุปกรณ์ขวาง การไหลภายในท่อสามารถเพิ่มการถ่ายเทความร้อนและส่งผลดีต่อระบบอบแห้งได้

This research aims to investigate the influence of installing flow obstructing devices within the paddy drying duct and the drying air temperature on the paddy drying process. Experiments were conducted using 3 kilograms of Thai jasmine paddy rice 105 with initial moisture contents ranging from 21-25% wet basis. The drying air temperatures were set at 60°C and 80°C, with the target final moisture content reduced to 14% wet basis. A small-scale prototype dryer, 2.5 meters in overall height, was developed for this study. The heat and mass exchange zone was designed as a straight cylindrical vertical tube, 4.5 inches in diameter and 1.5 meters in length. Two configurations of the drying tube were examined: (1) a straight tube without an internal helical fin, and (2) a straight tube fitted with an internal helical fin. Each configuration was tested in triplicate, focusing on the increase in grain temperature, the reduction of moisture content over time, drying rate, and the specific energy consumption. The results showed that the use of the helical fin significantly enhanced heat transfer to the grains compared to the plain tube. At a drying air temperature of 60°C, the grain temperature increased by more than 4.47% under identical testing durations. This enhancement contributed to a 56.67% improvement in the drying rate, while the specific energy consumption decreased by 21.42%. A similar trend was observed at the higher air temperature of 80°C, confirming the beneficial effects of installing internal flow obstruction devices in enhancing heat transfer and improving overall drying performance.