การออกแบบและพัฒนาเครื่องคัดแยกขนาดเมล็ดกาแฟโรบัสต้ากึ่งอัตโนมัติ และการหาสภาวะที่เหมาะสมโดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนอง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
วิสาหกิจชุมชนหินช้างสี คอฟฟี่ จังหวัดขอนแก่น ประสบปัญหาคอขวดในกระบวนการคัดแยกขนาดเมล็ดกาแฟ โดยมีกำลังการผลิตเพียง 3.04 kg/h ต่ำกว่าเป้าหมาย 100 kg/day งานวิจัยนี้จึงออกแบบและพัฒนาเครื่องคัดแยกขนาดเมล็ดกาแฟโรบัสต้ากึ่งอัตโนมัติ ประกอบด้วย 7 หน่วยย่อย ได้แก่ ชุดควบคุมไฟฟ้า ชุดส่งกำลัง ชุดถังพักเมล็ด ชุดดูดลำเลียง ชุดคัดแยกสิ่งเจือปนด้วยลม ชุดตะแกรงหมุน 3 ระดับ (รู 7.5, 6.5 และ 5.2 มม. ตาม มกษ. 5700-2561) และชุดลำเลียงออก โครงสร้างวิเคราะห์ด้วย FEM ได้ σmax=33.73 MPa และ FoS=18 หาสภาวะที่เหมาะสมด้วย RSM แบบ Box-Behnken Design (BBD) 3 ปัจจัย ได้แก่ เวลาดูดเมล็ด X1 (10-20 s) ความเร็วลมเป่า X2 (6.08-10.09 m/s) และความเร็วรอบตะแกรง X3 (10-20 rpm) โมเดล Quadratic (R²=0.9989) แสดงว่า X3 เป็นปัจจัยหลัก (β₃=-4.092, p<0.001) สอดคล้องกับทฤษฎี Residence Time X2 มีผลรองลงมา (β₂=-0.751, p<0.001) X1 ไม่มีนัยสำคัญ (p=1.000) สภาวะที่เหมาะสมคือ X1=15 s, X2 =6.08 m/s และ X3=10 rpm ให้ η=99.35% กำลังการผลิต 38.49 kg/h สูงกว่าวิธีเดิม 12.66 เท่า (1,166.12%) และอัตราการปนเปื้อน ≤4% ผ่านมาตรฐาน มกษ. 5700-2561
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารฯ ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารฯ หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อกระทำการใดๆ จะได้รับอนุญาต แต่ห้ามนำไปใช้เพื่่อประโยชน์ทางธุรกิจ และห้ามดัดแปลง
เอกสารอ้างอิง
ICO. Coffee Market Report. International Coffee Organization; 2023.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. สถานการณ์สินค้าเกษตรที่สำคัญ. กรุงเทพฯ: กระทรวงเกษตรและสหกรณ์; 2566.
FAO. Coffee production and value chain analysis. Rome: Food and Agriculture Organization; 2022.
Yeretzian C, Jordan A, Badoud R, Lindinger W. From the green bean to the cup of coffee: investigating coffee roasting by on-line monitoring of volatiles. European Food Research and Technology. 2002; 214: 92-104.
Illy A, Viani R. Espresso Coffee: The Science of Quality. 2nd ed. London: Elsevier Academic Press; 2005.
สำนักงานมาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ. มาตรฐานสินค้าเกษตร มกษ. 5700-2561: เมล็ดกาแฟ. กรุงเทพฯ: กระทรวงเกษตรและสหกรณ์; 2561.
Mutua JM, Njoroge SM, Imathiu S. Coffee processing technologies in Africa: a review. Journal of Food Processing and Preservation. 2021; 45(3): e15234.
Shigley JE, Mischke CR, Budynas RG. Mechanical Engineering Design. 7th ed. New York: McGraw-Hill; 2004.
Montgomery DC. Design and Analysis of Experiments. 9th ed. New Jersey: John Wiley & Sons; 2017.
Myers RH, Montgomery DC, Anderson-Cook CM. Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments. 4th ed. New Jersey: John Wiley & Sons; 2016.
