การอบแห้งกระชายดำด้วยเทคนิคผสมผสาน
คำสำคัญ:
การอบแห้งด้วยลมร้อน, การอบแห้งด้วยอินฟราเรด, สมการอบแห้งชั้นบางบทคัดย่อ
กระชายดำมีสรรพคุณทางยารักษาโรคและยังเป็นพืชสมุนไพรเชิงเศรษฐกิจที่สามารถต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลากหลายรูปแบบ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์การอบแห้งกระชายดำโดยใช้ 3 เทคนิค คือ การอบแห้งด้วยลมร้อน การอบแห้งด้วยอินฟราเรด และการอบแห้งด้วยลมร้อนผสมผสานอินฟราเรด การทดลองดำเนินการภายใต้อุณหภูมิอบแห้ง 45 oC และความเร็วลม 2.0 m/s โดยทำการอบแห้งกระชายดำจากความชื้นเริ่มต้น 136.0 %d.b. จนเหลือความชื้นสุดท้าย 8.0 %d.b. สำหรับพารามิเตอร์ที่ใช้เป็นเกณฑ์ในการศึกษาสมรรถนะการอบแห้ง ได้แก่ คุณภาพด้านสี ปริมาณน้ำอิสระ ความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ และแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายจลนพลศาสตร์การอบแห้ง ผลจากการศึกษาพบว่า ความชื้นกระชายดำลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อใช้พลังงานอินฟราเรดกระตุ้น โดยพบว่าการอบแห้งด้วยอินฟราเรด การอบแห้งด้วยลมร้อนผสมผสานกับอินฟราเรด และการอบแห้งด้วยลมร้อนใช้เวลาในการอบแห้งเท่ากับ 515 557 และ 935 นาที ตามลำดับ ในส่วนของคุณภาพด้านสีพบว่า การอบแห้งด้วยอินฟราเรดมีค่าการเปลี่ยนแปลงของสีน้อยกว่าการอบแห้งด้วยลมร้อนผสมผสานกับอินฟราเรดและการอบแห้งด้วยลมร้อนเท่ากับ 2.67 และ 21.46 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ นอกจากนั้นยังพบว่า การอบแห้งด้วยลมร้อนผสมผสานกับอินฟราเรดมีความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะน้อยที่สุด สำหรับปริมาณน้ำอิสระพบว่า การอบแห้งทุกเทคนิคอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานของอาหารแห้ง และสุดท้ายยังพบว่า แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สามารถทำนายจลนพลศาสตร์การอบแห้งกระชายดำด้วยลมร้อน, อินฟราเรด และลมร้อนผสมผสานอินฟราเรดได้ดีที่สุดคือ Weibull distribution, Two-term และ Weibull distribution ตามลำดับ
References
Association of Official Analytical Chemists. (2000). Official methods of analysis.
(17th ed.). Maryland: Gaithersburg.
Aymen, E., Sami, K., Ilhem, H., & Abdelhamid, F. (2015). Experimental investigation and economic evaluation of a new mixed-mode solar greenhouse dryer for drying of red pepper and grape. Renewable Energy, 77, 1-8.
Caparino, O.A., Tang, J., Nindo, C. I., Sablani, S. S., Powers, J. R., & Fellman, J. K. (2012). Effect of drying methods on the physical properties and microstructures of mango (Philippine ‘Carabao’ var.) powder. Journal of Food Engineering, 111, 135-148.
Corzo, O., Bracho, N., Pereira, A., & Vásquez, A. (2008). Weibull distribution for modeling
air drying of coroba slices. LWT- Food Science and Technology, 41, 2023-2028.
Dan, H., Pei, Y., Xiaohong, T., Lei, L., & Bengt, S. (2021). Application of infrared radiation in the drying of food products, Trends in Food Science & Technology, 110, 765-777.
Daniel, I.O., Norhashila, H., & Guangnan, C. (2016). Recent advances of novel thermal combined hot air drying of agricultural crops. Trends in Food Science & Technology, 57, 132-145.
Daniel, I.O., Norhashila, H., Khalina, A., Rimfiel, J., & Guangnan, C. (2019). The effectiveness of combined infrared and hot-air drying strategies for sweet potato. Journal of Food Engineering, 241, 75-87.
Darvishi, H., Azadbakht, M., Rezaeiasl, A., & Farhang, A. (2013). Drying characteristics of
sardine fish dried with microwave heating. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 12, 121-127.
Faruq, A.A., Zhang, M., & Fan, D. (2019). Modeling the dehydration and analysis of dielectric properties of ultrasound and microwave combined vacuum frying apple slices. Drying Technology, 37(3), 409-423.
Gokhale, S.V., & Lele, S.S. (2011). Dehydration of red beet root (beta vulgaris) by hot air drying: process optimization and mathematical modeling. Food Science and Biotechnology, 20(4), 955-964.
Guo, Y., Wu, B., Guo, X., Ding, F., Pan, Z., & Ma, H. (2020). Effects of power ultrasound
enhancement on infrared drying of carrot slices: Moisture migration and quality characterizations. LWT- Food Science and Technology, 126, 109312.
Doi: 10.1016/j.lwt.2020.109312
Hajar, E., Mohammed, B., Rachid, T., & Bargach, M.N. (2018). Experimental and theoretical analysis of drying grapes under an indirect solar dryer and in open sun. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 49, 58-64.
Henderson, S. M. (1974). Progress in developing the thin layer drying equation. Trans ASAE, 17, 1167-1172.
Khampakool, A., Soisungwan, S., & Park, S. H. (2019). Potential application of infrared assisted freeze drying (IRAFD) for banana snacks: Drying kinetics, energy consumption, and texture. Lebensmittel-Wissenschaft & Technologie, 99, 355-363.
Karthikeyan, A.K., & Murugavelh, S. (2018). Thin layer drying kinetics and exergy analysis of turmeric (Curcuma longa) in a mixed mode forced convection solar tunnel dryer. Renewable Energy, 128, 305-312.
Kaveh, M., Chayjan, R.A., Taghinezhad, E., Sharabiani, V.R., & Motevali, A. (2020). Evaluation of specific energy consumption and GHG emissions for different drying methods (Case study: Pistacia Atlantica). Journal of cleaner production, 259, 120963. Doi: 10.1016/j.jclepro.2020.120963
Khuthadzo, M., & Tilahun S.W. (2021). The kinetics of thin-layer drying and modelling for mango slices and the influence of differing hot-air drying methods on quality. Heliyon, 7, 1-15.
Kroehnke, J., Szadzinska, J., Stasiak, M., Radziejewska-Kubzdela, E., Bieganska-Marecik, R., & Musielak, G. (2018). Ultrasound- and microwave-assisted convective drying of carrots-process kinetics and product’s quality analysis. Ultrasonics Sonochemistry, 48, 249-258.
Muga, F.C., Marenya, M.O., & Workneh, T.S. (2021). Modelling the thin-layer drying kinetics of marinated beef during infrared-assisted hot air processing of biltong. International Journal of Food Science, 8819780. Doi: 10.1155/ 2021/8819780
Nathakaranakule, A., Paengkanya, S. & Soponronnarit, S. (2019). Durian chips drying using combined microwave techniques with step-down microwave power input. Food and Bioproducts Processing, 116, 105-117.
Onwude, D.I., Hashim, N., Chen, G. (2016). Recent advances of novel thermal combined hot air drying of agricultural crops. Trends in Food Science & Technology, 57, 132-145.
Page, G. (1949). Factors influencing the maximum rates of air-drying shelled corn in thin layer. M.S. thesis, Department of Mechanical Engineering, Purdue University, West Lafayette, IN.
Papu, S., Singh, A., Jaivir, S., Sweta, S., Arya, A.M. & Singh, B.R. (2014). Effect of drying characteristics of garlic-A Review. Food Processing & Technology, 5(4), 1-6.
Pitakpawasutthi, Y., Palanuvej, C., & Ruangrungsi, N. (2018). Quality evaluation of Kaempferia parviflora rhizome with reference to 5, 7-dimethoxyflavone. Journal of Advanced Pharmaceutical Technology & Research, 9(1), 26-31.
Pekke, M.A., Pan, Z.L., Atungulu, G.G., Smith, G., & Thompson, J.F. (2013). Drying characteristics and quality of bananas under infrared radiation heating. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 6(3), 58-70.
Riadh, M.H., Ahmad, S.A.B., Marhaban, M.H. & Soh, A.C. (2015). Infrared heating in food drying: An overview. Drying Technology, 33(3), 322-335.
Sa-adchom, P., Swasdisevi, T., Nathakaranakule, A., & Soponronnarit, S. (2011). Mathematical model of pork slice drying using superheated steam. Journal of Food Engineering, 104, 499-507.
Sakare, P., Prasad, N., Thombare, N., Singh, R. & Sharma, S.C. (2020). Infrared drying of food materials: Recent advances. Food Engineering Reviews, 12, 381-398.
Silva, W.P., Silva, C.M.D.P.S., Gama, F.J.A., & Gomes, J.P. (2014). Mathematical models to describe thin-layer drying and to determine drying rate of whole bananas. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 13, 67-74.
Verma, L.R., Bucklin, R.A., Endan, J.B., Wratten, F.T. (1985). Effects of drying air parameters on rice drying models. Trans ASAE, 28, 296-301.
Vijayan, S., Arjunan, T.V., & Kumar, A. (2016). Mathematical modeling and performance analysis of thin layer drying of bitter gourd in sensible storage based indirect solar dryer. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 36, 59-67.
Vonggrachit, K. (2019). The government is preparing to push 4 top economic herbs. Retrieved from http://www.voicetv.co.th/read/Hk3DwZ0lQ
Wang, J., Law, C.L., Nema, P.K., Zhao, J.H., Liu, Z.L. Deng, L.Z., Gao, Z.J., & Xiao, H.W. (2018). Pulsed vacuum drying enhances drying kinetics and quality of lemon slices. Journal of Food Engineering, 224, 129-138.
Wang, Q., Li, S., Han, X., Ni, Y., Zhao, D., & Hao, J. (2019). Quality evaluation and drying kinetics of shitake mushrooms dried by hot air, infrared and intermittent microwave assisted drying methods. Lebensmittel-Wissenschaft & Technologie, 107, 236-242.
กิตติศักดิ์ วิธินันทกิตต์ และศรีมา แจ้คำ. (2562).แบบจำลองทางคณิตศาสตร์การอบแห้งข่าด้วยสุญญากาศร่วมกับรังสีอินฟราเรด.วารสารวิศวกรรมสารเกษมบัณฑิต, 9(3), 29-44.
ศรีมา แจ้คำ, กิตติศักดิ์ วิธินันทกิตต์ และเอกภูมิ บุญธรรม. (2564). การอบแห้งสมุนไพรด้วยระบบสุญญากาศร่วมกับรังสีอินฟราเรดและอากาศร้อน. วารสารวิชาการเทคโนโลยีอุตสาหกรรมและวิศวกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏพิบูลสงคราม, 3(1), 32-43.
