Drying Characteristics and Kinetic Modeling of Paddy Rice in an Infrared Dryer Powered by Liquefied Petroleum Gas
Main Article Content
Abstract
This study aim to investigate the drying characteristics and kinetic modeling of paddy rice using an infrared dryer powered by liquefied petroleum gas and to develop a mathematical model to predict moisture changes during the drying process. Paddy rice samples with initial moisture contents of 20% and 30% (wet basis) were dried at infrared temperatures of 550, 650, and 750°C for 2, 4, 6, 8, and 10 minutes. The moisture ratio (MR) was calculated as a function of drying time and fitted to thin-layer drying models Newton Model, Page Model and Logarithmic models. Model performance was evaluated using the coefficient of determination (R²), root mean square error (RMSE), and chi-square (X²). The results showed that increasing infrared temperature significantly enhanced the drying rate. Infrared temperature of 750°C resulted in rapid moisture reduction but led to elevated grain temperature, increasing the risk of structural damage. Infrared temperature of 550°C produced a lower moisture reduction rate and required a longer drying time. The infrared temperature of 650°C provided a suitable balance between drying efficiency and grain temperature control. Among the tested models, the Page model, expressed as MR = exp(−ktn), provided the highest accuracy under all conditions. At Infrared temperature 650°C with an initial moisture content of 30% (wet basis), the model R² = 0.99488 and RMSE = 0.00608 with kinetic parameters k = 0.32446 and n = 0.44687. The model accurately predicted the drying behavior and demonstrated potential for application in the design and control of paddy rice drying processes.
Downloads
Article Details

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
The owner (Research and Development Institute, Kalasin University), the authors agree that any copies of the article or any part thereof distributed or posted by them in print or electronic format as permitted will include the notice of copyright as stipulated in the journal and a full citation to the final published version of the contribution in the journal as published by Research and Development Institute, Kalasin University.
References
เดชา ปะเขทานัง, เชิดพงษ์ เชี่ยวชาญวัฒนะ, จักรมาส เลาหวณิช, พีระยศ แข็งขัน, สุพรรณ ยั่งยืน. อิทธิพลของรังสีอินฟราเรดร่วมกับลมร้อนและการเทมเปอร์ริงต่อร้อยละการงอกและการเจริญเติบโตต้นอ่อนของเมล็ดพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105. วารสารสมาคมวิศวกรรมเกษตรแห่งประเทศไทย. 2563; 26(1): 52-61. https://li01.tci-thaijo.org/index.php/TSAEJ/article/view/217433
ธีรศาสตร์ คณาศรี, ปวริศ อุตทอง, สุภาภรณ์ ยอดสำโรง. แนวทางการอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเครื่องอบแห้งแบบกระบะลมร้อน. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 2560; 48(3 ฉบับพิเศษ): 55-58. https://www.phtnet.org/download/phtic-seminar/1706.pdf
ประชา บุญยวานิชกุล. การประเมินกระบวนการเตรียมตัวอย่างอ้างอิงสำหรับเครื่องวัดความชื้นข้าวเปลือก. วารสารมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ (สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี). 2556; 5(9): 47-55. https://ejournals.swu.ac.th/index.php/SWUJournal/article/view/3447/3477
ยุทธนา ฏิระวณิชย์กุล, สุภวรรณ ฏิระวณิชย์กุล, อิลีหย๊ะ สนิโช. การอบแห้งข้าวเปลือกด้วยวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร: พารามิเตอร์พื้นฐานทางกายภาพและแบบจำลองจลนศาสตร์การอบแห้ง. วารสารสงขลานครินทร์ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 2550; 29(ฉบับพิเศษ 2): 347-363. https://www.thaiscience.info/Journals/Article/SONG/10462746.pdf
จักรมาส เลาหวณิช. โครงการการอบแห้งข้าวเปลือกโดยรังสีอินฟราเรด ลมร้อน และการเทมเปอร์ริ่ง. รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์. มหาสารคาม: มหาวิทยาลัยมหาสารคาม; 2559 https://elibrary.tsri.or.th/fullP/MRG5280115/MRG5280115_full.pdf
บุญฑริกา ศิลา. (2565) การพัฒนาระบบอบแห้งข้าวเปลือกแบบพาหะลมเสริมการทำงานด้วยอินฟราเรด (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี).
http://sutir.sut.ac.th:8080/jspui/bitstream/123456789/9779/19/Fulltext.pdf
เจษฎา แพรกนันเธอ, มณฑล ชูโชนาค, มุสตาฟา ยะภา, เอนก สุทธิฤทธ์. ปัจจัยที่มีผลต่อการอบแห้งข้าวเปลือกพันธุ์ ปทุมธานี 1 ด้วยเครื่องอบแห้งแบบพาหะลมที่ใช้ท่ออบแห้งโค้ง. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. 2022; 41(2): 80-89. https://li01.tci-thaijo.org/index.php/scimsujournal/article/download/252937/174010
บังอร แสนศรี, อรวรรณ ศรีโสมพันธ์, ศุภรัตน์ จิตต์จำนง, พัชรี สิริตระกูลศักดิ์. ประสิทธิภาพการผลิตเชิงเทคนิคของการผลิตข้าวขาวดอกมะลิ 105 ในจังหวัดร้อยเอ็ด. แก่นเกษตร. 2557; 42(ฉบับพิเศษ 1): 136-141. https://ag2.kku.ac.th/kaj/PDF.cfm?filename=O22.pdf&id=1192&keeptrack=1
สิงหนาท พวงจันทน์แดง, ปัญญา แสนชัย, กฤษณ์ จันท์โชติกุล. การพัฒนาเครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นเพื่อพัฒนาการทำแห้งพืชผักสมุนไพรไทย (ใบกะเพรา). อาหาร. 2546; 33(2): 146-155. https://kukr.lib.ku.ac.th/kukr_es/covid19/search_detail/result/29430
วีรชัย แผ่นอุไร, ศราวุธ รัตนวงษ์, เจริญ เบ้าทอง, จิรวัฒน์ วรุณโรจน์. การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการอบแห้งเข่าคลอนด้วยเครื่องอบแห้งแบบปั๊มความร้อน. ใน: รายงานการประชุมวิชาการและนำเสนอผลงานวิจัยระดับชาติ ครั้งที่ 9 และระดับนานาชาติ ครั้งที่ 7, 28 พฤษภาคม 2565, มหาวิทยาลัยภาคตะวันออกเฉียงเหนือ. ขอนแก่น: 2565. หน้า 574-584. https://idcneu.com/neunic22/file_article/st/neunic2022-st-17.pdf
ศิวกร ศรีธัญญากร, กีรติ สุลักษณ์, ทวิช จิตรสมบูรณ์. แบบจำลองสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นสำหรับการอบแห้งชั้นบางของข้าวเปลือกด้วยเครื่องอบแห้งแบบเป่าพ่นหล่นอิสระ. วารสารวิชาการและวิจัย มทร.พระนคร สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 2563;14(2):183-197. https://agkb.lib.ku.ac.th/agrisservice/search_detail/result/416216
กิตติ สถาพรประสาธน์ และ โพธิ์ทอง ปราณีตพลกรัง. แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเครื่องอบแห้งแบบเจ็ทสเปาต์เตดเบด. วิศวสารลาดกระบัง. 2560; 34(4): 22-29. https://ph01.tci-thaijo.org/index.php/lej/article/download/240176/163720
สุภวรรณ ฏิระวณิชย์กุล, ยุทธนา ฏิระวณิชย์กุล. จลนพลศาสตร์ของการอบแห้งข้าวเปลือกงอกสายพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 แบบสองขั้นตอนด้วยไมโครเวฟร่วมกับรังสีอินฟราเรด. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 2560; 48(3 ฉบับพิเศษ): 68-71. https://www.phtnet.org/download/phtic-seminar/1709.pdf
ทรงพล วิจารณ์จักร, สุพรรณ ยั่งยืน, จักรมาส เลาหวณิช. การศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้เครื่องอบแห้งแบบถังทรงกระบอกหมุนด้วยรังสีอินฟราเรดร่วมลมร้อนปล่อยทิ้งในกระบวนการผลิตข้าวกล้องงอก. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 2560; 48(3 ฉบับพิเศษ): 51-54. https://www.phtnet.org/download/phtic-seminar/1705.pdf
ปาริชาติ เทียนจุมพล, รณฤทธิ์ ฤทธิรณ, สงวนศักดิ์ ธนาพรพูนพงษ์, สุชาดา เวียรศิลป์. การหาปริมาณความชื้นอย่างแม่นยำสูงในข้าวสารพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 ด้วยเนียร์อินฟราเรดสเปกโตรสโกปี. วารสารเกษตร. 2549; 22(3): 213-222. https://kukr.lib.ku.ac.th/kukr_es/kukr/search_detail/result/104844
ศราวุธ รัตนวงษ์, วีรชัย แผ่นอุไร, พงษ์พันธุ์ พรมพิพักต์, เกยูร ดวงอุปมา. การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเครื่องอบแบบถังทรงกระบอกหมุน. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี. 2565; 10(1): 125-142. https://ph01.tci-thaijo.org/index.php/scudru/article/view/246539/168471
Dongbang, W., Nuantong, W. (2018). Drying kinetics of glutinous rice using an infrared irradiation technique. Engineering and Applied Science Research, 45(2), 127-131. https://ph01.tci-thaijo.org/index.php/easr/article/view/89519
International Rice Research Institute. (2013). Paddy drying training manual. http://www.knowledgebank.irri.org/images/docs/training-manual-paddy-drying.pdf
Khir, R., Pan, Z., Salim, A., Hartsough, B. R., Mohamed, S. (2011). Moisture diffusivity of rough rice under infrared radiation drying. LWT – Food Science and Technology, 44(4), 1126-1132. https://agronomy-rice.ucdavis.edu/sites/g/files/dgvnsk11966/files/media/documents/Moisture%20diffusivity%20of%20rough%20rice%20under%20infrared%20radiation%20drying.pdf
Meeso N, Nathakaranakule A, Madhiyanon T, Soponronnarit S. (2007). Modelling of far-infrared irradiation in paddy drying process. J Food Eng, 78(4), 1248-1258. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0260877406000392
Du, Y., Yan, J., Wei, H., Xie, H., Wu, Y., Zhou, J. (2023) Drying kinetics of paddy drying with graphene far-infrared drying equipment at different IR temperatures, radiations-distances, grain-flow, and dehumidifying-velocities. Case Stud Therm Eng. 43:102780. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214157X23000862
Huang, D., Yang, P., Tang, X., Luo, L., Sundén, B. (2021). Application of infrared radiation in the drying of food products. Trends in Food Science & Technology, 110, 765-777. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224421001461
ทิวานัถ แก้วสอนดี, วราเดช แสงบุญ, สรินทรเทพ สายเนตร, พูลทวี ศรพรหม, จักรมาส เลาหวณิช. (2560). การอบแห้งสมอด้วยเครื่องอบแห้งแบบโรตารีโดยใช้ความร้อนจากรังสีอินฟราเรด. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร, 48(3 ฉบับพิเศษ), 59-62. https://www.phtnet.org/download/phtic-seminar/1707.pdf