การประยุกต์วัสดุพรุนชนิดตาข่ายสแตนเลสเพื่อลดการสิ้นเปลืองพลังงานของการอบแห้งเห็ดหลินจือแบบพาความร้อนApplication of Wire Mesh Stainless Porous Material for Reduce Energy Consumption in the Convective Drying of Lingzhi Mushroom

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อลดการสิ้นเปลืองพลังงานของการอบแห้งแบบพาความร้อนด้วยการประยุกต์ใช้วัสดุพรุนชนิดตาข่ายสแตนเลส โดยวัสดุพรุนชนิดตาข่ายสแตนเลสจะถูกศึกษาที่ขนาดแตกต่างกัน คือ จำนวนช่องต่อหนึ่งนิ้ว 6 8 และ 12 ช่อง และจำนวนชั้นตาข่าย 4 8 และ 12 ชั้น ซึ่งจะถูกติดตั้งภายในท่อลมร้อนขาเข้าของห้องอบแห้งและให้ลมร้อนไหลผ่านวัสดุพรุนนี้ด้วยอุณหภูมิและความเร็วคงที่ 70 องศาเซลเซียส และ 2 เมตรต่อวินาที ตามลำดับ ในการทดลองใช้ เห็ดหลินจือเป็นตัวอย่างผลิตภัณฑ์อบแห้ง ซึ่งถูกหั่นเป็นแผ่นให้มีขนาดความหนา 3 มิลลิเมตร ระหว่างกระบวนการอบแห้งมวลของเห็ดหลินจือจะถูกบันทึกทุกๆ 5 นาที จนกว่าเหลือปริมาณความชื้นร้อยละ 10 มาตรฐานเปียก ในงานวิจัยนี้ การสิ้นเปลืองพลังงานของการอบแห้งจะนำเสนอด้วยตัวแปรความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ และปริมาณความชื้นมาตรฐานเปียกจะถูกใช้ในการพิจารณาพฤติกรรมการอบแห้งของเห็ดหลินจือ จากผลการทดลองพบว่า ระยะเวลาที่ใช้ในการอบแห้งจะอยู่ในช่วง 80-145 นาที โดยการอบแห้งที่ติดตั้งวัสดุพรุนภายในท่อลมร้อนจะส่งผลให้ปริมาณความชื้นลดลงได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งระยะเวลาในการอบแห้งจะน้อยลงตามการเพิ่มขึ้นของจำนวนช่องต่อหนึ่งนิ้วและจำนวนชั้นตาข่าย โดยที่จำนวนช่องต่อหนึ่งนิ้วจะส่งผลต่อการลดลงของปริมาณความชื้นมากกว่าจำนวนชั้นตาข่าย สำหรับการสิ้นเปลืองพลังงานพบว่า ค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะมีค่าน้อยที่สุดเท่ากับ 3.70 เมกะจูลต่อกิโลกรัมน้ำ ถูกพบที่ขนาดตาข่ายจำนวนช่องต่อหนึ่งนิ้วเท่ากับ 8 ช่อง และจำนวนชั้นตาข่ายเท่ากับ 12 ชั้น โดยสามารถลดความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะได้มากที่สุดคิดเป็นร้อยละ 44.28 เมื่อเทียบกับการอบแห้งที่ไม่มีการติดตั้งวัสดุพรุน

This research aimed to reduce energy consumption in the convective drying by applying the wire mesh stainless porous material. The wire mesh stainless porous materials were investigated with different sizes of 6, 8 and 12 PPI (pores per inch) and wire mesh layers (WL) of 4, 8 and 12 layers which installed inside the hot air duct at the inlet of drying chamber. The hot air flowed through these porous materials at a constant temperature of 70 ºC and a velocity of 2 m/s. In the experiment, the lingzhi mushroom sliced at a 3 mm thickness was used as a drying sample. The mass of lingzhi mushroom is recorded at 5 minute intervals during the drying process until reaching the final moisture content of 10 %w.b. Drying energy consumption was investigated with the specific energy consumption (SEC) and wet basis moisture content (Mw) was a parameter for investigating the drying behavior. Based on the experimental result, the drying time was in a range from 80–145 minutes. The porous materials installed inside the hot air duct of a dryer resulted in the rapid decrease of Mw while the drying time decreased with the increase of PPI and WL. The decreasing of Mw was affected by PPI more than that of WL. The lowest SEC of 3.70 MJ/kgwater was found at PPI=8 and WL=12 with the greatest reduction of SEC at 44.28% when comparing with the drying process without wire mesh stainless porous material.