MICROWAVE DRYING KINETICS OF SPIROGYRA SP.

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนความชื้นในระหว่างการอบแห้งของสาหร่ายเตาด้วยคลื่นไมโครเวฟที่ระดับพลังงาน 231, 465, 605 และ 752 W โดยใช้สาหร่ายน้ำหนัก 300 g และศึกษาผลของน้ำหนักตัวอย่าง 150, 200, 250 และ 300 g อบแห้งที่ระดับพลังงานคงที่ 465 W จากการศึกษาพบว่าเวลาที่ใช้ในการอบแห้งสาหร่ายเตาจากความชื้นเริ่มต้น 8.55±0.20 g_water/g_{dry matter} อบแห้งจนเหลือ 0.15±0.01 g_water/g_{dry matter} ที่ระดับพลังงาน 231 ถึง 752 W อยู่ในช่วง 21 ถึง 80 min และที่น้ำหนักตัวอย่าง 150 ถึง 300 g จะใช้เวลาในการอบแห้งระหว่าง 25 ถึง 43 min แบบจำลอง  เอมพิริคัล 5 แบบ ได้แก่ Lewis, Page, Midilli et al., Henderson and Pabis และ Logarithmic ถูกนำมาใช้ในการศึกษาเพื่อหาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสม ผลการทดลองพบว่าแบบจำลองของ Logarithmic มีความแม่นยำในการทำนายพฤติกรรมการอบแห้งสาหร่ายเตามากที่สุด เนื่องจากให้ค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจสูงสุด (R²) ในขณะที่ค่าไคกำลังสอง (c²) และค่ารากที่สองของความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (RMSE) มีค่าต่ำสุด ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผล (D_eff) ของสาหร่ายเตามีค่าอยู่ในช่วง 2.27x10^-7 ถึง 10.64x10^-7 m²/s และค่าพลังงานกระตุ้น (E_a) เท่ากับ 1.12 W/g

The aim of this study was to investigate the effect of microwave output power and sample amount on the microwave drying kinetics models of dried Spirogyra sp. The various microwave power levels ranging from to 231 to 752 W were used for drying of 300 g of Spirogyra sp. To investigate the effect of sample mass on drying, the samples in the range of 150 to 300 g were dried at microwave power level of 465 W. The time required to reduce moisture content from 8.55±0.20 g_water/g_{dry matter} to 0.15±0.01 g_water/g_{dry matter}within 21 to 80 min of microwave power levels from 231 to 752 W and the time required to dry Spirogyra sp. was in the range 25 to 43 min for sample mass in the range of 150 to 300 g. Five of the well known empirical models as Lewis, Page, Midilli et al., Henderson and Pabis and Logarithmic were fitted to the microwave vacuum of Spirogyra sp. The Logarithmic model has shown an excellent fit to predict drying behavior of the Spirogyra sp. because this model gave the highest coefficient of determination (R²) and the lowest chi-square (c²) and root mean square error (RMSE). The effective diffusivity varied from 2.27x10^-7 to 10.64x10^-7 m²/s and the activation energy of moisture diffusion during drying was found to be 1.12 W/g.