จลนพลศาสตร์การอบแห้งด้วยคลื่นไมโครเวฟระบบสุญญากาศของสาหร่ายเตา

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนความชื้นในระหว่างการอบแห้งด้วยคลื่นไมโครเวฟ ระบบสุญญากาศที่ระดับความเข้มของกําลังงานคลื่นไมโครเวฟ 0.77, 1.55, 2.00 และ 2.50 W g^-1 โดยใช้สาหร่ายน้ําหนัก 300 g  จากผลการศึกษาพบว่าเวลาที่ใช้ในการอบแห้งสาหร่ายเตาจากความชื้นเริ่มต้น 8.55±0.20 g_water/g_{dry matter} อบแห้งจนเหลือความชื้น 0.15±0.01 g_water/g_{dry matter} อยู่ในช่วง 5.0 ถึง 34.0 minutes  สมการเอมพิริคัลที่นิยมใช้ในการศึกษาจลนพลศาสตร์การเปลี่ยนแปลง อัตราส่วนความชื้นการอบแห้งของผลผลิตทางการเกษตรและวัสดุชีวภาพจํานวน 7 สมการ ได้แก่ Newton, Page, Modified Page, Midilli et al., Henderson and Pabis, Logarithmic และ Wang and Singh ถูกนํามาใช้ในการศึกษาเพื่อหาแบบจําลองทาง คณิตศาสตร์ที่เหมาะสมในการทํานายอัตราการเปลี่ยนแปลงความชื้นในระหว่างการอบแห้งด้วยคลื่นไมโครเวฟที่ระดับกําลังงานต่างๆ ด้วยวิธีการปรับเส้นโค้ง พบว่าแบบจําลองของ Page มีค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจสูงสุด (R²) ในขณะที่ค่าไคกําลังสอง (²) และค่าราก ที่สองของความคลาดเคลื่อนกําลังสองเฉลี่ย (RMSE) มีค่าต่ําสุด ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผล (D_eff) จะขึ้นอยู่กับระดับ ความเข้มของกําลังงานคลื่นไมโครเวฟและมีความสัมพันธ์ตามสมการของอาร์เรเนียส ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผลของ สาหร่ายเตาในระหว่างการอบแห้งมีค่าอยู่ในช่วง 0.62x10^-6 ถึง 4.5x10^-6 m² s^-1 และค่าพลังงานกระตุ้น (E_a) เท่ากับ 2.61 W g^-1  จากผลการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงคุณภาพสี พบว่าค่าสีแดง/สีเขียว (redness/greenness) และค่าความแตกต่างสีโดยรวม (total color difference) ของสาหร่ายเตาอบแห้งที่ระดับความเข้มของกําลังงานไมโครเวฟระดับต่างๆ มีค่าเท่ากับ 1.91±0.24, 1.66±0.28, 1.78±0.22, 2.56±0.20 และ 20.15±0.31, 18.00±0.27, 19.40±0.22, 19.32±0.16 ตามลําดับ และปริมาณสารประกอบฟีนอลิก  มีค่าเท่ากับ 1,667.42±22.43, 2078.34±28.23, 2254.34±32.21 และ 2347.16±42.27 mg_GAE/100 g_{dry weight} ตามลําดับ โดยที่ ระดับความเข้มของกําลังงานคลื่นไมโครเวฟเท่ากับ 2.00 W g^-1 เป็นสภาวะการอบแห้งสาหร่ายเตาที่เหมาะสมที่สุด