การทำแห้งข้าวเปลือกในเครื่องทำแห้งด้วยเมมเบรนไคโตซานPaddy Drying in Chitosan Membrane Dryer

Abstract

งานวิจัยนี้ใช้เมมเบรนไคโตซานที่ประกอบอยู่ในอุปกรณ์หนึ่งในการทำหน้าที่แยกไอน้ำที่ระเหยออกจากข้าวเปลือกชื้นให้ออกจากอุปกรณ์ไป ได้ข้าวเปลือกที่แห้งมากขึ้นเรียกอุปกรณ์ดังกล่าวว่า “เครื่องทำแห้งด้วยเมมเบรน” โดยมีเป้าหมายเพื่อใช้แทนการตากแห้งกลางแจ้งตามแบบดั้งเดิมในกรณีซึ่งไม่สามารถดำเนินการได้ เช่น ฝนตกหรือน้ำท่วมงานวิจัยนี้ใช้ผลการวิเคราะห์รูปแบบการไหลของอากาศ ด้วยแบบจำลองคณิตศาสตร์ในขั้นตอนการออกแบบสร้างเครื่องทำแห้งต้นแบบเพื่อให้ได้ลักษณะของเครื่องทำแห้งที่เหมาะสม โดยพบว่ารูปแบบการไหลของอากาศแบบ Over Flow ที่มีช่องทางการไหลของอากาศเป็นแบบสามเหลี่ยมเป็นลักษณะที่เหมาะสมที่สุด ผลการศึกษาสมรรถนะการทำแห้งข้าวเปลือกพบว่าเครื่องทำแห้งที่ใช้เมมเบรนไคโตซานไม่เชื่อมขวางแบบเนื้อแน่นและแบบคอมโพสิตบนผ้าสปันปอนด์ให้อัตราการทำแห้งสูงสุดในเวลา 1 ชั่วโมง เท่ากับ 0.0464±0.0004 และ 0.0578±0.0009 กิโลกรัมน้ำต่อกิโลกรัมมวลเปียก ตามลำดับ ในขณะที่วิธีการตากแห้งกลางแจ้งและการอบในตู้อบลมร้อนที่อุณหภูมิ 40°C ให้อัตราการทำแห้งสูงสุดในเวลา 1 ชั่วโมง เท่ากับ 0.0527±0.0011 และ 0.0402±0.0007 กิโลกรัมน้ำ/กิโลกรัมมวลเปียกตามลำดับ แสดงว่าสามารถใช้เครื่องทำแห้งด้วยเมมเบรนไคโตซานตามงานวิจัยนี้เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการทำแห้งวัสดุชีวมวล เช่น ข้าวเปลือก ได้ โดยการใช้เมมเบรนไม่เชื่อมขวางแบบคอมโพสิตบนผ้าสปันปอนด์สามารถลดความชื้นสัมพัทธ์ของข้าวเปลือกจาก 22–23% เหลือ 14–15% ภายใน 2 ชั่วโมง

Chitosan membrane equipped in an apparatus was used to separate water vapor evaporated from moist paddy out of the apparatus. The said apparatus was called “membrane dryer”. This study aimed at developing an alternative approach of paddy drying instead of the traditional open air technique which commonly encounter rainy or flooding problems. The prototype of membrane dryer was designed from mathematical air flow pattern analysis results. It was found that the airflow in overflow mode with triangular air flow path was the desired feature of the dryer. The performance results showed that the dryer using uncrosslinked dense and compositeon- spunbond chitosan membranes presented the highest drying rate in the first hour at 0.0464±0.0004 and 0.0578±0.0009 kg water/kg wet mass, respectively. As compared the drying rate by an open air technique and a hot air oven at 40°C of 0.0527±0.0011 and 0.0402±0.0007 kg water/kg wet mass respectively, the chitosan membrane dryer could be used as an alternative in drying biomass such as paddy. It was found that the uncrosslinked composite chitosan membrane dryer could reduce the moist paddy from 22–23% to 14–15% within 2 hours.