การเพิ่มสมรรถนะการอบแห้งด้วยลมร้อนโดยควบคุมการหมุนเวียนอากาศอัจฉริยะผ่านระบบไอโอที
คำสำคัญ:
การนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้, ความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ , พลังงาน , เปอร์เซ็นต์การหมุนเวียนอากาศบทคัดย่อ
การอบแห้งเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานสูง ซึ่งมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารและเกษตรกรรมเพื่อการลดความชื้นผลิตภัณฑ์ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาเทคนิคการเพิ่มสมรรถนะการอบแห้งด้วยลมร้อนโดยการประยุกต์ใช้ระบบควบคุมการหมุนเวียนอากาศที่ปรับเปลี่ยนได้แบบเรียลไทม์บนพื้นฐานของเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง การทดลองดำเนินการภายใต้สภาวะอุณหภูมิอบแห้งที่ 50°C 60°C และ 70°C ร่วมกับเปอร์เซ็นต์การหมุนเวียนอากาศ 0% 25% 50% และ 75% โดยควบคุมความเร็วลมคงที่เท่ากับ 1.5 m/s สำหรับตัวอย่างที่ใช้ในการศึกษา คือ เนื้อหมูสันใน เกณฑ์ที่ใช้ในการประเมินสมรรถนะการอบแห้ง ได้แก่ อัตราการอบแห้ง และความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ ผลการศึกษาพบว่า การเพิ่มอุณหภูมิอบแห้งส่งผลให้อัตราการอบแห้งและความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม การเพิ่มเปอร์เซ็นต์การหมุนเวียนอากาศช่วยลดค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะในขณะที่อัตราการอบแห้งเพิ่มขึ้น ภายใต้สภาวะอุณหภูมิอบแห้งเท่ากับ 70°C การเพิ่มเปอร์เซ็นต์การหมุนเวียนอากาศจาก 0% เป็น 75% ส่งผลให้ค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะลดลง 61% และอัตราการอบแห้งเพิ่มขึ้น 11% นอกจากนี้ยังพบว่า ที่เงื่อนไขอุณหภูมิอบแห้ง 50°C และเปอร์เซ็นต์การหมุนเวียนอากาศ 75% ให้ค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะต่ำที่สุดเท่ากับ 17.11 kWh/kg ผลการศึกษานี้ยืนยันว่า การบูรณาการระบบควบคุมเปอร์เซ็นต์การหมุนเวียนอากาศเข้ากับเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งสามารถเพิ่มสมรรถนะการอบแห้งได้อย่างมีนัยสำคัญ แนวทางนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพการประยุกต์ใช้งานในระดับอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในระบบอบแห้งที่เน้นการประหยัดพลังงานและการพัฒนาอย่างยั่งยืนในระยะยาว
เอกสารอ้างอิง
Adeyeye, S. A. O., Ashaolu, T. J., & Babu, A. S. (2022). Food drying: A review. Agricultural Reviews, 1(8), 1–8. https://doi.org/10.18805/ag.R-2537
Afzali, F., Darvishi, H., & Behroozi-Khazaei, N. (2019). Optimizing exergetic performance of a continuous conveyor infrared-hot air dryer with air recycling system. Applied Thermal Engineering, 154, 358–367. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.03.096
Al Faik, M. A., Roy, M., Azam, M. S., Ahmmed, R., Hoque, M. M., & Alam, M. M. (2024). Comprehensive study on potato drying in convective air dryer: Experimental observations, mathematical modeling, and model validation. Measurement: Food, 14, 100170. https://doi.org/10.1016/j.meafoo.2024.100170
AOAC. (2019). Official methods of analysis of AOAC international. Association of Official Analytical Chemists: Virginia.
Aranibar, C., Aguirre, A., & Borneo, R. (2023). Effect of temperature on drying kinetics and quality of partially deoiled chia flour wheat pasta. Food Science and Engineering, 5(1), 10–25. https://doi.org/10.37256/fse.5120243238
Bai, R., Sun, J., Qiao, X., Zheng, Z., Li, M., & Zhang, B. (2023). Hot air convective drying of ginger slices: Drying behaviour, quality characteristics, optimisation of parameters, and volatile fingerprints analysis. Foods, 12(6), 1283. https://doi.org/10.3390/foods12061283
Dadhaneeya, H., Nema, P. K., & Arora, V. K. (2023). Internet of things in food processing and its potential in Industry 4.0 era: A review. Trends in Food Science & Technology, 139, 104109. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2023.07.006
Djaeni, M., Hadiyanto, H., Kumoro, A. C., Utari, F. D., & Hii, C. L. (2021). Improvements in thermal efficiency of onion slice drying by exhaust air recycling. Cogent Engineering, 8(1), 1920562. https://doi.org/10.1080/23311916.2021.1920562
Fu, D., Wu, W., Wang, G., Xu, H., Han, F., & Liu, Z. (2023). Novel method of increased efficiency corn drying on a fixed bed by condensation. Foods, 12(5), 1027. https://doi.org/10.3390/foods12051027
Gu, C., Ma, H., Tuly, J. A., Guo, L., Zhang, X., Liu, D., Ouyang, N., Luo, X., & Shan, Y. (2022). Effects of catalytic infrared drying in combination with hot air drying and freeze drying on the drying characteristics and product quality of chives. LWT, 161, 113363. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113363
Ju, H.-Y., Vidyarthi, S. K., Karim, M., Yu, X. L., Zhang, W. P., & Xiao, H.-W. (2023). Drying quality and energy consumption efficient improvements in hot air drying of papaya slices by step-down relative humidity based on heat and mass transfer characteristics and 3D simulation. Drying Technology, 41(3), 460–476. https://doi.org/10.1080/07373937.2022.2099416
Masud, M. H., Ananno, A. A., Ahmed, N., Dabnichki, P., & Salehin, K. (2020). Experimental investigation of a novel waste heat based food drying system. Journal of Food Engineering, 281, 110002. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110002
Miano, J. I., Nabua, M. A., Gaw, A. R., Alce, A. R. B., Ecleo, C. A. M., Repulle, J. V., & Omar, J. J. (2023). Optimizing drying efficiency through an IoT-based direct solar dryer system: Integration of web data logger and SMS notification. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 14(7), 223–230. https://doi.org/10.14569/IJACSA.2023.0140726
Mishra, L., Hauchhum, L., & Gupta, R. (2022). Development and performance investigation of a novel solar-biomass hybrid dryer. Applied Thermal Engineering, 211, 118492. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118492
Mishra, N., Jain, S., Agrawal, N., Jain, N., Wadhawan, N., & Panwar, N. (2023). Development of drying system by using internet of things for food quality monitoring and controlling. Energy Nexus, 11, 100219. https://doi.org/10.1016/j.nexus.2023.100219
Mohammadi, I., Tabatabaekoloor, R., & Motevali, A. (2019). Effect of air recirculation and heat pump on mass transfer and energy parameters in drying of kiwifruit slices. Energy, 170, 149–158. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.12.099
Okunola, A. A., Adekanye, T. A., Okonkwo, C. E., Kaveh, M., Szymanek, M., Idahosa, E. O., Olayanju, A. T., & Wojciechowska, K. (2023). Drying characteristics, kinetic modeling, energy and exergy analyses of water yam (Dioscorea alata) in a hot air dryer. Energies, 16(4), 1569. https://doi.org/10.3390/en16041569
Pakdeekaew, A., Treeamnuk, K., & Treeamnuk, T. (2023). Humidity control for air circulation in the drying process. Advances in Technology Innovation, 8, 278–289. https://doi.org/10.46604/aiti.2023.12030
Shaukat, M. N., Fallico, B., & Nazir, A. (2024). Impact of air-drying temperatures on drying kinetics, physicochemical properties, and bioactive profile of ginger. Foods, 13(7), 1096. https://doi.org/10.3390/foods13071096
Vinai, B., Praphanpong, S., Eakpoom, B., Apinunt, N., & Umphisak, T. (2024). Improve drying performance of noodles using hot air combined with infrared stimulation. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 118(2), 47–61. https://doi.org/10.37934/arfmts.118.2.4761
Wang, G., Qiao, F., & Yue, Z. (2022). Research on energy saving and environmental protection electric power grain circulation drying system. Journal of Advanced Thermal Science Research, 9, 38–49. https://doi.org/10.15377/2409-5826.2022.09.4
Zeng, Z., Han, C., Wang, Q., Yuan, H., Zhang, X., & Li, B. (2024). Analysis of drying characteristic, effective moisture diffusivity and energy, exergy and environment performance indicators during thin layer drying of tea in a convective-hot air dryer. Frontiers in Sustainable Food Systems, 8, 1371696. https://doi.org/10.3389/fsufs.2024.1371696
Zlatanović, I., Komatina, M., & Antonijević, D. (2017). Experimental investigation of the efficiency of heat pump drying system with full air recirculation. Journal of Food Process Engineering, 40(2), e12386. https://doi.org/10.1111/jfpe.12386
Zohrabi, S., Aghbashlo, M., Seiiedlou, S. S., Scaar, H., & Mellmann, J. (2020). Energy saving in a convective dryer by using novel real-time exergy-based control schemes adjusting exhaust air recirculation. Journal of Cleaner Production, 257, 120394. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120394
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2025 วารสารเกษตรศาสตร์และเทคโนโลยี มทร.อีสาน
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรงซึ่งกองบรรณาธิการวารสาร ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื่อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการดีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่หรือเพื่อกระทำการใดๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักอักษรณ์จากวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ก่อนเท่านั้น
