การศึกษาพฤติกรรมและจลนพลศาสตร์การอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเครื่องอบแห้งแบบอินฟราเรดที่ใช้แก๊สปิโตรเลียมเหลวเป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมและจลนพลศาสตร์การอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเครื่องอบแห้งแบบอินฟราเรดที่ใช้แก๊สปิโตรเลียมเหลวเป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อน และพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับทำนายการเปลี่ยนแปลงความชื้นระหว่างกระบวนการอบแห้ง การทดสอบข้าวเปลือกที่ความชื้นเริ่มต้น 20% และ 30% ฐานเปียก อุณหภูมิอินฟราเรด 550, 650 และ 750 องศาเซลเซียส โดยกำหนดช่วงเวลาอบแห้ง 2, 4, 6, 8 และ 10 นาที คำนวณค่าอัตราส่วนความชื้น (Moisture Ratio : MR) เป็นฟังก์ชันของเวลา และนำข้อมูลไปปรับกับแบบจำลองการอบแห้งแบบชั้นบาง Newton Model, Page Model และ Logarithmic Model โดยประเมินความเหมาะสมของแบบจำลองด้วยค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (R²) ค่าความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ยรากที่สอง (RMSE) และค่าไคสแควร์ (X²) ผลการทดลองพบว่า การเพิ่มอุณหภูมิอินฟราเรดส่งผลให้อัตราการอบแห้งเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน โดยอุณหภูมิอินฟราเรด 750 องศาเซลเซียส สามารถลดความชื้นได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้อุณหภูมิเมล็ดข้าวสูงเสี่ยงต่อความเสียหายของโครงสร้างเมล็ด อุณหภูมิอินฟราเรด         550 องศาเซลเซียส มีอัตราการลดความชื้นต่ำ ส่งผลต่อเวลาการอบแห้งยาวนานขึ้น ขณะที่อุณหภูมิอินฟราเรด 650 องศาเซลเซียส ให้ความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างประสิทธิภาพการลดความชื้นและการควบคุมอุณหภูมิเมล็ดข้าว ผลการเปรียบเทียบแบบจำลอง Page Model สมการ MR = exp(−ktⁿ) ให้ความแม่นยำสูงสุดในทุกสภาวะ และอุณหภูมิอินฟราเรด 650 องศาเซลเซียส ความชื้นเริ่มต้น 30% ฐานเปียก ให้ค่า R² = 0.99882 และ RMSE = 0.00608 ค่าพารามิเตอร์ k = 0.32446 และ n = 0.44687 ซึ่งแบบจำลองดังกล่าวสามารถทำนายพฤติกรรมการอบแห้งได้อย่างแม่นยำ เหมาะสมต่อการประยุกต์ใช้ในการออกแบบและควบคุมกระบวนการอบแห้งข้าวเปลือก