การออกแบบและพัฒนาเครื่องอบแห้งข้าวเปลือกแบบท่อหมุนระบบอัจฉริยะที่ใช้พลังงานร่วมจากแก๊สซิไฟเออร์แกลบและชีวมวลอัดเม็ด
คำสำคัญ:
เครื่องอบแห้งข้าวเปลือก, ท่อหมุน, แก๊สซิไฟเออร์, ระบบควบคุมอัจฉริยะบทคัดย่อ
การศึกษานี้มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนาเครื่องอบแห้งข้าวเปลือกแบบท่อหมุนระบบอัจฉริยะที่ใช้พลังงานร่วมจากแก๊สซิไฟเออร์แกลบและชีวมวลอัดเม็ด สำหรับกระบวนการอบแห้งแบบต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและยกระดับคุณภาพผลผลิตข้าวเปลือก ทั้งนี้เลือกโรงสีชุมชนเป็นพื้นที่กรณีศึกษา เครื่องอบแห้งที่พัฒนาขึ้นมีกำลังการผลิต 500 kg/hour และสามารถควบคุมอุณหภูมิรวมถึงความชื้นของอากาศร้อนได้อย่างแม่นยำผ่านชุดเซนเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ ช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการควบคุมด้วยแรงงานคน การทดสอบภาคสนามใช้ข้าวเปลือกที่มีความชื้นเริ่มต้นเฉลี่ยอยู่ในช่วง 25–28% มาตรฐานฐานเปียก (% w.b.) โดยกำหนดอุณหภูมิการอบที่ระดับ 70, 80, 90 และ 100 องศาเซลเซียส และปรับอัตราการไหลของลมร้อนให้อยู่ระหว่าง 50 m3/min ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเครื่องอบแห้งสามารถลดความชื้นของข้าวเปลือกลงสู่ระดับมาตรฐาน 14–15% w.b. ภายในระยะเวลา 5–6 hour ให้ประสิทธิภาพการอบแห้งเฉลี่ยอยู่ที่ 85–88% และมีอัตราการใช้เชื้อเพลิงแกลบและชีวมวลอัดเม็ด เฉลี่ย 0.138, 0.117, 0.0984 และ 0.0888 kg/kg ข้าวเปลือก เมื่อเปรียบเทียบกับการอบแห้งที่ใช้เชื้อเพลิง LPG และการควบคุมแบบใช้แรงงานคน พบว่าระบบที่พัฒนาขึ้นสามารถลดต้นทุนพลังงานได้ประมาณร้อยละ 18–22 อีกทั้งยังลดความผันผวนของอุณหภูมิในกระบวนการอบ ส่งผลให้คุณภาพผลผลิตดีกว่าอย่างชัดเจน จากการวิเคราะห์พบว่าอุณหภูมิการอบที่เหมาะสมที่สุดคือ 90 ºC ซึ่งให้สมดุลที่เหมาะสมระหว่างเวลาอบแห้ง การใช้พลังงาน และคุณภาพของข้าว โดยสามารถเพิ่มสัดส่วนข้าวต้นได้เฉลี่ย 3–4% และลดการแตกร้าวของเมล็ดข้าวเมื่อเทียบกับวิธีการอบแห้งแบบดั้งเดิม
เอกสารอ้างอิง
Ahmad, F., Al-Sulaiman, S., & Mehmood, S. (2021). Performance evaluation of a biomass gasifier-based drying system for agricultural products. Renewable Energy, 174, 1020–1035. Doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.04.112
Chen, X., Li, Y., & Zhang, W. (2024). Smart drying system: Integration of IoT and fuzzy logic for temperature control in paddy drying. Journal of Food Process Engineering, 47(2), e14567. Doi: https://doi.org/10.1111/jfpe.14567
Jha, P.K., & Prasad, S. (2018). Continuous drying of paddy in a rotary dryer: Modeling and simulation. Journal of Food Engineering, 222, 121–130.
Doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.11.015
Kaur, R., Pandey, A.K., & Singh, S. (2022). Comparative study on heating values and efficiency of different biomass pellets in gasification systems. Biomass Conversion and Biorefinery, 12(4), 1145–1158.
Doi: https://doi.org/10.1007/s13399-021-01678-x
Kumar, M., Singh, R., & Upadhyay, A. (2022). Low-cost Arduino-based temperature control for biomass gasifier combustion chambers. International Journal of Agricultural Engineering, 15(1), 45–52.
Phan, T.Q., Nguyen, V.H., & Tran, D.L. (2023). Automation of drying processes to mitigate human error in industrial applications. Journal of Mechanical Systems and Control, 9(3), 214–225.
Sethi, S.K., Singh, J., & Chauhan, R. (2017). Airflow dynamics in downdraft biomass gasifiers for stable thermal output. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 39(22), 2110–2117.
Doi: https://doi.org/10.1080/15567036.2017.1403510
Vattanakul, P., & Soponronnarit, S. (2010). Economic analysis of rice husk gasification for community-scale rice mills. Applied Energy, 87(1), 197–203.
Vengov, R., Ivanov, P., Petrov, D., & Markov, S. (2020). Transitioning from fossil fuels to biomass in rural drying applications. Sustainability, 12(18), 7421.
Wetchacama, S., & Soponronnarit, S. (2015). Moisture diffusion and thermal stress in paddy drying. Journal of Agricultural Engineering Research, 53, 1–15.
