รายละเอียดโครงการวิจัย
กลับไปหน้าโครงการวิจัยทั้งหมด

รหัสโครงการ :R000000591
ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :การเพิ่มประสิทธิภาพการอบแห้งฝรั่งสามรสโดยใช้เทคโนโลยีการอบแห้งด้วยโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ ณ วิสาหกิจชุมชนกลุ่มฝรั่งบ้านมะเกลือ ม. 7
ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :Optimization of drying guava trio using solar drying technology at Ban Makluea Guava Group Community Enterprise, Moo 7
คำสำคัญของโครงการ(Keyword) :อบแห้ง, ฝรั่งสามรส, พลังงานแสงอาทิตย์
หน่วยงานเจ้าของโครงการ :คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม > ภาควิชาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
ลักษณะโครงการวิจัย :โครงการวิจัยเดี่ยว
ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
ประเภทโครงการ :โครงการวิจัยใหม่
สถานะของโครงการ :propersal
งบประมาณที่เสนอขอ :10000
งบประมาณทั้งโครงการ :10,000.00 บาท
วันเริ่มต้นโครงการ :01 พฤศจิกายน 2564
วันสิ้นสุดโครงการ :01 มิถุนายน 2565
ประเภทของโครงการ :งานวิจัยประยุกต์
กลุ่มสาขาวิชาการ :วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี
สาขาวิชาการ :สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย
กลุ่มวิชาการ :วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีพื้นฐานทางวิศวกรรมศาสตร์
ลักษณะโครงการวิจัย :ระดับชาติ
สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์ : สะท้อนถึงการใช้ความรู้เชิงอัตลักษณ์
สร้างความร่วมมือประหว่างประเทศ GMS : ไม่สร้างความร่วมมือทางการวิจัยระหว่างประเทศ
นำไปใช้ในการพัฒนาคุณภาพการศึกษา :นำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาณภาพการศึกษา
เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต : เกิดจากความร่วมมือกับภาคการผลิต
ความสำคัญและที่มาของปัญหา :จากปัญหาและความต้องการที่จะพัฒนาวิสาหกิจชุมชนกลุ่มฝรั่งบ้านมะเกลือ ม. 7 ในจังหวัดนครสวรรค์นี้มีสมาชิกรวมกันในชุมชน 7 คนจาก 7 ครอบครัว ได้มีการพัฒนาสูตรและผลิตฝรั่งหยีหรือฝรั่งสามรส ประกอบด้วยรส หวาน เปรี้ยว เค็ม ขึ้นจนเป็นที่ยอมรับในรสชาต ความสะอาด และความอร่อย จนมีชื่อเสียงในจังหวัดนครสวรรค์และจังหวัดใกล้เคียง จึงได้รับการติดต่อให้ไปออกบูทขายสินค้าตามงานต่างๆ ในประเทศอย่างมากมาย แต่ปัญหาที่เป็นอุปสรรคในการทำฝรั่งหยีคือกระบวนการอบแห้งในโรงอบแห้ง ซึ่งทางกลุ่มต้องการองค์ความรู้ด้านการวิจัยในเรื่องของกระบวนการอบแห้งฝรั่งสามรส ซึ่งจะส่งผลต่อต้นทุนการผลิต รวมถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ทางคณะผู้วิจัยจึงมีความประสงค์จะเข้าไปช่วยดำเนินการวิจัยและทดสอบ รวมถึงวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและอัตราการอบแห้งฝรั่งสามรสด้วยโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ ณ วิสาหกิจชุมชนกลุ่มฝรั่งบ้านมะเกลือ ม. 7 เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพผลิตภัณฑ์ในกระบวนการผลิตให้กับชุมชน
จุดเด่นของโครงการ :การศึกษาและวิจัยครั้งนี้ใช้แนวทางในการวิจัยเชิงคุณภาพเป็นการศึกษาแนวทางการปรับปรุงกระบวนการอบแห้งฝรั่งสามรสจากเดิมใช้วิธีการผึ่งแดดโดยธรรมดา และได้ดำเนินการนำฝรั่งสามรสมาทำอบแห้งผ่านโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงทำการวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและอัตราการอบแห้งเพื่อนำข้อมูลที่ได้มาเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการผลิต
วัตถุประสงค์ของโครงการ :2.1 เพื่อวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานในกระบวนการอบแห้งฝรั่งสามรสด้วยเทคโนโลยีการอบแห้งด้วยโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ 2.2 เพื่อวิเคราะห์อัตราการอบแห้งในกระบวนการอบแห้งฝรั่งสามรสเทคโนโลยีการอบแห้งด้วยโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์
ขอบเขตของโครงการ :3.1 ขอบเขตพื้นที่ : วิสาหกิจชุมชนกลุ่มฝรั่งบ้านมะเกลือ ม. 7 อำเภอเมือง จังหวัดนครสวรรค์ 3.2 ขอบเขตเวลา : ทำการทดสอบการวิจัย พฤศจิกายน พ.ศ. 2564 จนถึงวันที่ เดือนมิถุนายน พ.ศ.2565 3.3 ขอบเขตตัวแปรและเนื้อหา : - ทำการทดสอบอบแห้งฝรั่งสามรสโดยใช้โรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ - วิเคราะห์อัตราการอบแห้งฝรั่งสามรสโดยใช้โรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ - การอบแห้งจะใช้อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส - 60 องศาเซลเซียส
ผลที่คาดว่าจะได้รับ :7.1 ได้กระบวนการผลิตอบแห้งฝรั่งสามรสที่มีคุณภาพเป็นไปตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชน 7.2 ชุมชนสามารถใช้โรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีคุณภาพในการผลิต 7.3 เกิดความร่วมมือในการพัฒนากระบวนการผลิตอบแห้งฝรั่งสามรส กลุ่มวิสาหกิจชุมชนกลุ่มฝรั่งบ้านมะเกลือ ม. 7 7.4 สามารถนำข้อมูลที่ได้ไปเผยแพร่แก่กลุ่มอบแห้งฝรั่งสามรสกลุ่มอื่นๆ 7.5 ลดระยะเวลา และลดจำนวนแรงงานในการอบแห้งฝรั่งสามรส ทำให้เพิ่มปริมาณการผลิต 7.6 สามารถผลิตฝรั่งสามรสได้ตลอดทั้งปี และลดระยะเวลาการทำแห้ง
การทบทวนวรรณกรรม/สารสนเทศ :วิวัฒน์ ตัณฑะพานิชกุล (2522) อธิบายไว้ว่า เครื่องอบแห้งแบบหมุนเป็นเครื่องอบแห้งที่ใช้อบแห้งวัสดุที่เป็นเม็ดเป็นสเก็ดและเป็นก้อน ลักษณะเด่นของเครื่องอบแห้งแบบหมุนได้แก่ มีลักษณะไม่ยุ่งยากสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงๆ และอบแห้งอย่างต่อเนื่องในปริมาณมาก อีกทั้งมีความสามารถทำให้ผลิตภัณฑ์ที่อบแห้งความชื้นค่อนข้างสม่ำเสมอทั้งๆ ที่ความชั้นของวัสดุที่ป้อนเข้าอาจเปลี่ยนแปลงอย่างไม่สม่ำเสมอ สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ (2529) อธิบายไว้ว่า เครื่องอบแห้งแบบหมุนประกอบด้วยตัวถังทรงกระบอกที่ทำมุมเอียงเล็กน้อยกับแนวระดับ เมล็ดพืชจะถูกนำเข้าทางด้านสูง และเมล็ดพืชแห้งจะออกทางด้านต่ำ ภายในตัวถังมีตัวตัก (Filghts) ติดอยู่ที่ผนังตามแนวนอน ขณะที่ตัวถังหมุน เมล็ดพืชจะถูกตักขึ้นไปตามเส้นรอบวงและตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก และปะทะกับกระแสอากาศร้อน การอบแห้งส่วนใหญ่เกิดขึ้นขณะที่เมล็ดพืชตกผ่านกระแสอากาศร้อน การตกของเมล็ดพืชทำให้เมล็ดพืชเคลื่อนที่ไปตามแนวนอนของตัวถังซึ่งมีความลาดเอียง การเคลื่อนที่ของเมล็ดพืชยังเนื่องมาจากการพัดพาของกระแสอากาศอีกด้วย ลักษณะการไหลของกระแสอากาศกับเมล็ดพืชแบ่งเป็นสองแบบ คือ แบบไหลตามกัน และแบบไหลสวนทางกัน การเลือกชนิดไหนนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่นำมาอบแห้ง ถ้าวัสดุมีความไวต่อความร้อนควรใช้แบบไหลตามกัน เพราะวัสดุจะสัมผัสกับอากาศที่ไม่ร้อนมากนัก เมล็ดพืชจัดเป็นวัสดุที่มีความไวต่อความร้อน จักรมาส เลาหวณิชและ สุพรรณ ยั่งยืน (2553) การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการอบแห้งข้าวโพดด้วยเทคนิคการใช้ลมร้อนที่ระดับอุณหภูมิ 40,50 และ60 องศาเซลเซียส เปรียบเทียบกับการใช้รังสีอินฟราเรดที่ระดับความยาวคลื่นสูงสุดของแหล่งกำเนิดรังสี 2.97, 2.70 และ 2.47 ไมครอน โดยใช้ข้าวโพดที่มีความชื้นเริ่มต้นร้อยละ 20, 25 และ 30 มาตรฐานเปียกชื้น ผลการทดสอบพบว่า อัตราการอบแห้งของการใช้รังสีอินฟราเรดสูงกว่าการใช้ลมร้อนประมาณ 15 เท่า สำหรับการอบแห้งด้วยลมร้อน อุณหภูมิของเมล็ดมีค่าเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาการอบแห้งจนกระทั่งเข้าสู่สมดุลความร้อนกับอุณหภูมิของลมร้อน อย่างไรก็ตามอุณหภูมิของเมล็ดยังคงมีค่าต่ำกว่าอุณหภูมิของลมร้อน ในขณะที่อุณหภูมิของเมล็ดที่อบแห้งด้วยรังสีอินฟาเรดมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน เมื่อความชื้นเริ่มต้น และความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดรังสีเป็นร้อยละ 20 มาตรฐานเปียกชื้น และ 2.47 ไมครอน ธีรเดช ใหญ่บก (2553) งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการอบแห้งปลาด้วยเครื่องอบแห้งพลังงานร่วมแสงอาทิตย์-ไฟฟ้า เพื่อต้องการพัฒนา กระบวนการผลิตปลาแห้งอนามัยภายใต้สภาพภูมิอากาศทางภาคใต้ของประเทศไทย โดยออกแบบเครื่องอบแห้งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานหลักและพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเสริม ประกอบด้วยตู้อบชนิดโปร่งแสง แผงรับรังสีอาทิตย์มีขนาด 4.08 ขดลวดไฟฟ้าสำหรับทำความร้อนขนาด 800 วัตต์ จำนวน 2 ชุด มีความจุของปลาที่ใช้อบ ได้ 50 กิโลกรัม จากการทดลองอบแห้งปลา 2 ชนิด คือ ปลาช่อนและปลาดุก โดยให้อุณหภูมิในห้องอบแห้ง 40, 50 และ 60 ?C พบว่าการอบแห้งปลาช่อนแบบใช้พลังงานร่วมแสงอาทิตย์-ไฟฟ้าที่อุณหภูมิ 60 ?C มีความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ ในการอบแห้งน้อยสุดเท่ากับ 42.57 และมีประสิทธิภาพในการอบแห้ง 5.54% ใช้ระยะเวลาใน การอบแห้ง 6 ชั่วโมง ส่วนการอบแห้งปลาดุกด้วยพลังงานความร้อนร่วมแสงอาทิตย์-ไฟฟ้าที่อุณหภูมิ 50 ?C มีการ และมีประสิทธิภาพในการ อบแห้ง 2.98% และใช้ระยะเวลาการอบแห้ง 8 ชั่วโมง ธีระศักดิ์ หุดากร (2552) งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาสมรรถนะของตัวเก็บรังสีอาทิตย์แผ่นราบแบบร่องรูปตัววีสำหรับ เครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วย ห้องอบแห้งขนาด 1?1?0.7 ลูกบาศก์เมตร ตัวเก็บรังสีอาทิตย์แผ่นราบขนาด 3 ?1 ตารางเมตร ซึ่งมีลักษณะเป็นร่องรูปตัววี โดยใช้อัตราการไหลของอากาศ เท่ากับ 0.04 กิโลกรัมต่อวินาที ผลิตผลที่ใช้ในการอบแห้ง คือ มะเขือเทศราชินีแช่อิ่ม โดยมีความชื่นเริ่มต้น 91 เปอร์เซ็นต์มาตรฐานเปียก ทำการอบแห้งครั้งละ 5 กิโลกรัม จำนวน 4 ถาดๆละ 1.25 กิโลกรัม จนกระทั่งเหลือ ความชื้นสุดท้ายเท่ากับ 40.30 เปอร์เซ็นต์ มาตรฐานเปียก จากการทดลองพบว่าในช่วงเวลา 9.00 - 17.00 น. ของ วันที่มีท้องฟ้าแจ่มใสอุณหภูมิภายในห้องอบแห้งเฉลี่ยทั้งวันอยู่ที่ 47.0 ?C และมีอุณหภูมิสูงสุดที่ 54.10 ?C โดย มีประสิทธิภาพของตัวเก็บรังสีอาทิตย์สูงสุดที่ 56.23 % และมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์สูงสุดเท่ากับ 16.90 % เครื่องอบแห้งนี้สามารถอบมะเขือเทศราชะนีแช่อิ่ม ในเวลา 24 ชั่วโมง ในขณะที่ตากแดดตามธรรมชาติใช้เวลาถึง 48 ชั่วโมง ตัวเก็บรังสีอาทิตย์แผ่นราบแบบร่องรูปตัววี, เครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์, มะเขือเทศราชินี ประทุม สงวนตระกูล (2527) ในการทดลองครั้งนี้ใช้ตู้อบพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสม (Direct and Indirect Solar dryer) พัดผ่านแล้วให้ลมร้อนนี้พัดผ่านอาหารอีกทางหนึ่ง ตัวโครงตู้ทำด้วยเหล็กกล้า มีขนาด กว้าง 105 เซนติเมตร สูง 115 เซนติเมตร และลึก 79 เซนติเมตร ด้านบนและด้านข้างอีก 3 ด้าน เป็นแผ่นกระจกใสหนา 3 มิลลิเมตร เพื่อให้พลังงานกระจายมาถูกอาหารที่วางแผ่ไว้เป็นชั้นบางๆ บนถาด ตะแกรงสเตนเลส ภายในตู้เป็นชั้นๆ ด้านหลังและพื้นเป็นไม้ทาสีดำด้านใน ส่วนบนของผนังด้านหลังทำเป็นช่องระบายอากาศชื้นออกจากตู้ ต่อจากตัวตู้ด้านหน้าจะเป็นฉากขนาด กว้าง 105 เซนติเมตร ยาว 178 เซนติเมตร ด้านบนเป็นแผ่นกระจกใส ด้านล่างเป็นพื้นไม้ทาสีดำ โดยวางแผ่นกระจกเอียงทำมุม 105 องศากับตัวตู้เพื่อรับแสงอาทิตย์ ลมเย็นจากภายนอกจะพัดผ่านช่องระหว่างกระจกกับพื้นไม้สีดำ และพาความร้อนที่พื้นฉากสีดำดูดรับไว้ไปผ่านชั้นอาหารในตัวตู้แล้วระบายออกทางช่องด้านบนหลังตู้ ตัวตู้วางในแนวเหนือใต้เพื่อให้ไดรับแสงอาทิตย์ได้ตลอดวัน ประเทือง ฝั้นแก้ว , กีรติ วุฒิจารี (2557) เครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์อาศัยหลักการ ทำงานของเครื่องอบแห้งแบบตู้ โดยการใช้แสงแดดเป็นพลังงานความร้อนให้กับเครื่องอบ เครื่องอบแห้งพลังงาน แสงอาทิตย์โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ ส่วน ที่ใช้อบแห้งซึ่งใส่ตัวอย่างที่ต้องการอบแห้ง และส่วนที่เป็น ตัวรับรังสีแสงอาทิตย์เพื่อทาให้อากาศร้อน ทำหน้าที่เปลี่ยน พลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นความร้อน เพื่อนำมาใช้อุ่นอากาศ ก่อนที่จะไหลเขาห้องอบแห้ง นอกจากนั้นยังอาจมีส่วนประกอบ อื่นๆ เช่น แหล่งความร้อนเสริม และพัดลม การออกแบบตู้อบแห้งโดยพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบ ขนาดโดยเฉลี่ยของชิ้นสับปะรดที่ใช้ในการอบมีน้ำหนักโดยเฉลี่ยชิ้นละ 40 g ในการอบแห้งสับปะรดมีน้ำหนัก รวม 10 kg โดยสับปะรดมีจำนวน 250 ชิ้น ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 cm จึงแบ่งชั้นวางสับปะรดเป็น 5 ชั้น โดย แต่ละชั้นจะมีน้ำหนักของสับปะรดชั้นละ 2 kg แผงรับแสงอาทิตย์มีขนาด 2m ปิดด้วยกระจกแผ่นเรียบหนา 5mm.ด้านในทาสีดำด้านใน ติดตั้งหันไปทางทิศใต้เอียงทามุมกับแนวระดับ 17 องศาด้านหน้ามีพัดลมดูดอากาศมีอัตราการไหล 24.5m3/hr ตู้อบแห้งโดยพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบที่สร้างขึ้น นำแผงรับแสงอาทิตย์มาประกอบเขากับตู้อบ สับปะรดบริเวณที่โล่งกว้างไม่มีร่มเงาโดยแผงทามุมเอียง 17 องศาจากแนวระดับและปรับแผงรับรังสีแสงอาทิตย์ไปทางทิศ ใต้การทดลองหาประสิทธิภาพของเครื่องอบแห้ง สับปะรดแว่นโดยพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เวลาอบแห้งจำนวน 2 วัน รวม 20hr. เฉพาะช่วงเวลากลางวัน จากการทดลองทั้ง 5 ครั้งโดยมวลน้ำที่ระเหยโดยเฉลี่ย 7.4 kg ประสิทธิภาพรวมของเครื่องอบสับปะรดแว่นโดยเฉลี่ย 20.68 % ความเข้มรังสีอาทิตย์ โดยเฉลี่ย 385.25W/m2 อุณหภูมิและเปอร์เซ็นต์ความชื้น สัมพัทธ์เฉลี่ย 64 ?C และ 51.4 % ในตู้อบแห้งโดยเฉลี่ย 56.18 ผลของการตรวจวัดอุณหภูมิและเปอร์เซ็นต์ความชื้น สัมพัทธ์ของการทดลองเครื่องอบแห้งสับปะรดแว่นโดยพลังงานแสงอาทิตย์ หริรักษ์ ควรประดิษฐ์ .(2556) การวิจัยครั้งนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อ พัฒนาเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบจานรวมรังสีในกระบวนการอบแห้งผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เพื่อส่งเสริมเกษตรกรพัฒนาวิธีการถนอมอาหารและเพื่อสร้างมูลค่าเพิ่มในการแปรรูปผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร ซึ่งแนวคิดในการออกแบบและสร้างแบ่งออกเป็น 5ส่วน คือ ส่วนจานรวมรังสีอาทิตย์ ขนาดพื้นที่ 4 ตารางเมตร ส่วนขดท่อรับความร้อน ส่วนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ส่วนพัดลมระบายความร้อน และส่วนตู้อบแห้ง ซึ่งมีขนาดบรรจุผลผลิตทางการเกษตรเครื่องอบแห้งใช้พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานหลักและพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเสริม ประกอบด้วยตู้อบชนิดโปร่งแสง แผงรับรังสีอาทิตย์มีขดลวดไฟฟ้าสำหรับทำความร้อนขนาด 800 วัตต์ จำนวน 2 ชุด มีความจุของปลาที่ใช้อบ ได้ 50 กิโลกรัม ปลาดุก โดยให้อุณหภูมิในห้องอบแห้ง 40, 50 และ 60 ?c การอบแห้งน้อยสุดเท่ากับ 42.57 และมีประสิทธิภาพในการอบแห้ง 5.54% อนุสรา นาดี (2552) การอบแห้งใบเตยเพื่อใช้ทำชาด้วยรังสีอินฟราเรดร่วมกับลมร้อน โดยเปรียบเทียบกับ การอบแห้งด้วยลมร้อนเพียงอย่างเดียว ซึ่งจะพิจารณาจลนพลศาสตร์การอบแห้ง คุณภาพของใบเตยหลังการอบแห้ง และความสิ้นเปลือง พลังงานจำเพาะที่ใช้ในการอบแห้ง การทดลองอบแห้งในช่วงอุณหภูมิ 45-65?C กำลังรังสีอินฟราเรด 500 และ 1,000 W ความชื้นเริ่มต้น และความชื้นสุดท้ายของใบเตยอยู่ในช่วง 400-600% มาตรฐานเปียก และ 8-12% มาตรฐานแห้ง ตามลำดับ จากผลการทดลอง พบว่า อัตราการอบแห้งจะสูงขึ้นเมื่ออุณหภูมิอบแห้งสูงขึ้นขณะที่ค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะลดลงเมื่อเพิ่มอุณหภูมิที่ใช้อบแห้ง การทำนายผลของจลนพลศาสตร์ของการอบแห้งแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสมที่ใช้ทำนายจลนพลศาสตร์ การอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรด 1,000 W ร่วมกับลมร้อนและการอบแห้งด้วยลมร้อนอย่างเดียว คือ แบบจำลอง Logarithmic ส่วนแบบ จำลองที่ใช้ทำนายการอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรด 500 W ร่วมกับลมร้อน คือ แบบจำลองของ Page โดยผลการทดลองทีค่าใกล้เคียงกับ แบบจำลองดังกล่าว ในด้านคุณภาพของผลิตภัณฑ์ อิลีหย๊ะ สนิโช (2555) การอบแห้งผลผลิตทางการเกษตรมีความสำคัญต่อเศรษฐกิจของประเทศไทย เกษตรกรหรือผู้ประกอบการส่วนใหญ่ยังคงใช้วิธีตากแดดตามธรรมชาติ ถึงแม้วิธีดังกล่าวจะเสียค่าใช้จ่ายน้อยแต่ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มักมีการปนเปื้อนจากการรบกวนของแมลงและสัตว์ต่างๆ วิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมและแบบจำลองจลนพลศาสตร์การอบแห้งผลหมากไม่ผ่าซีกด้วยลมร้อน ไมโครเวฟ และลมร้อนร่วมกับไมโครเวฟ ที่ความเร็วลมเท่ากับ 1 เมตรต่อวินาที อุณหภูมิลมร้อนในช่วง 60-80 องศาเซลเซียส และกำลังไมโครเวฟในช่วง 180-600 วัตต์ จากการทดลองพบว่า การอบแห้งผลหมากไม่ผ่าซีกด้วยลมร้อนร่วมกับไมโครเวฟมีอัตราการอบแห้งสูงกว่าการอบแห้งด้วยลมร้อนและไมโครเวฟอย่างเดียว โดยสภาวะที่เหมาะสมของการอบแห้งผลหมากไม่ผ่าซีก คือ การอบแห้งด้วยลมร้อนร่วมกับ ไมโครเวฟที่อุณหภูมิลมร้อนเท่ากับ 80 องศาเซลเซียส กำลังไมโครเวฟ 450 วัตต์ ผลหมากจะเหลือ ความชื้นสุดท้ายร้อยละ 9.43 มาตรฐานแห้ง จากความชื้นเริ่มต้นร้อยละ 85 มาตรฐานแห้ง
ทฤษฎี สมมุติฐาน กรอบแนวความคิด :4. ทฤษฎี สมมุติฐาน (ถ้ามี) และกรอบแนวความคิดของโครงการวิจัย 4.1 การอบแห้ง การอบแห้งเป็นกระบวนการกำจัดความชื้นหรือน้ำในผลิตภัณฑ์ให้ลดลงในค่าที่ยอมรับได้ ซึ่งอาหารหรือผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดจะมีค่าไม่เท่ากัน การกำจัดความชื้นในผลิตภัณฑ์สามารถทำได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับการเลือกวิธีการและเครื่องอบแห้ง กระบวนการอบแห้งเพื่อลดความชื้นของผลิตภัณฑ์โดยทั่วไปจะเป็นไปตามกราฟของการอบแห้ง (Drying Curve) ซึ่งอยู่ภายใต้เงื่อนไขของการอบแห้งคงที่ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความเร็วลมคงที่ การเปลี่ยนแปลงมวลและอุณหภูมิของอาหารหรือผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในการอบแห้งจะมีลักษณะคล้ายคลึงกัน และส่วนใหญ่เป็นไปตามกราฟของการอบแห้งดังแสดงในภาพที่ 2.1 ภาพที่ 4.1 เส้นกราฟของการอบแห้ง ที่มา: http://www.process-heating.com ช่วงการให้ความร้อนเบื้องต้นแก่วัสดุ (Initial Period) ของการอบแห้ง ช่วงนี้ วัสดุที่ใช้ในการอบแห้งมีปริมาณความชื้นอยู่มาก ผิวของวัสดุจะมีลักษณะเปียกชื้นมาก อุณหภูมิพื้นผิวของวัสดุจะมีค่าใกล้เคียงกับอุณหภูมิกระเปาะเปียกของกระแสลมร้อน ดังนั้น ช่วงเวลานี้ ความร้อนที่ใช้ในการอบแห้งจึงไปเพิ่มอุณหภูมิให้กับวัสดุ ทำให้วัสดุมีอุณหภูมิสูงขึ้น ช่วงการอบแห้งความเร็วคงที่ (Constant Rate Period) จะเป็นช่วงที่สองของการอบแห้งอุณหภูมิของวัสดุจะมีค่าคงที่ ประมาณอุณหภูมิกระเปาะเปียกของกระแสลม พลังงานความร้อนที่วัสดุได้รับจะใช้ในการะเหยความชื้นของวัสดุเท่านั้น ทำให้อัตราส่วนความชื้นเฉลี่ยของวัสดุจะลดลงเป็นสัดส่วนกับเวลาในการอบแห้ง ดังนั้น ช่วงนี้อัตราการระเหยจะคงที่ (Constant Drying Rate) จุดสุดท้ายของช่วงการอบแห้งความเร็วคงที่ อัตราเร็วในการอบแห้งจะเริ่มลดลง ความชื้นของวัสดุ ณ เวลานี้ เราเรียกว่า ความชื้นวิกฤต ช่วงการอบแห้งความเร็วลดลง (Falling Rate Period) ช่วงนี้ความชื้นที่ผิวของวัสดุจะเริ่มค่อย ๆ หมดไป เพราะ การถ่ายเทความชื้นจากด้านในของวัสดุเกิดขึ้นไม่ทันกับการระเหยของความชื้นที่ผิวของวัสดุ ดังนั้น ที่ผิวของวัสดุจะเริ่มค่อย ๆ แห้งและอุณหภูมิของวัสดุจะค่อย ๆ เพิ่มขึ้น ทำให้อัตราการอบแห้งของช่วงนี้จะค่อย ๆ ลดลงนั่นเอง การอบแห้งจะสิ้นสุดลงเมื่อความชื้นของวัสดุลดลงถึงค่าความชื้นสมดุล ซึ่งความชื้นของวัสดุจะไม่ลดลงอีก ถึงแม้จะใช้เวลาในการอบแห้งนานเท่าใดก็ตาม 4.1.1 ประเภทการอบแห้ง เครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ที่เป็นการคิดค้น และพัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการอบแห้งพืชผลทางการเกษตร และลดความเสียหายในการตากแห้ง โดยอาศัยพลังงานความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหลัก ปัจจุบันเครื่องอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทั้งในด้านรูปแบบ และ วิธีการ ทำให้สามารถแยกออกเป็นประเภทใหญ่ได้ 3 ลักษณะ คือ การอบแห้งแบบ Passive การอบแห้งแบบ Active และแบบ Hybrid 4.1.1.1 การอบแห้งแบบ Passive เป็นระบบแบบไม่อาศัยระบบขับเคลื่อนอากาศ เช่น พัดลม มาช่วยในการหมุนเวียนกระแสอากาศร้อนที่ได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ อาศัยการเคลื่อนที่แบบธรรมชาติ เครื่องอบแห้งด้วยระบบนี้ ยังแบ่งย่อยได้อีก 4 ชนิด คือ เครื่องอบแห้งโดยธรรมชาติ เครื่องอบแห้งที่รับแสงอาทิตย์โดยตรง (Direct Type) และแบบใช้แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์ (Indirect Type) และแบบผสม (Mixed Mode Type) ดังรูปที่ 4.2 ก ) แบบธรรมชาติ ข) แบบโดยตรง ค) แบบแผงรับแสง ง) แบบผสม ภาพที่ 4.2 การอบแห้งด้วยระบบนี้ ยังแบ่งย่อยได้อีก 4 ชนิด ที่มา: http://thailandindustry.com/guru/view.php?id=13208 การตากแห้งแบบธรรมชาติ เป็นแบบที่นิยมใช้กันในระดับครัวเรือนในพื้นที่ชนบทเป็นส่วนใหญ่ มีผลผลิตที่จะตากแห้งไม่มากนัก ประสิทธิภาพต่ำ ใช้ระยะเวลาในการตากแห้งนาน และมักพบสิ่งปนเปื้อนมาก อาศัยวัตถุดิบรับแสงอาทิตย์โดยตรง และอากาศร้อนจะเคลื่อนที่พาความชื้นออกจากวัตถุดิบโดยวิธีธรรมชาติ การตากแห้งแบบธรรมชาติมักจะประกอบด้วยอุปกรณ์ที่หาได้ง่าย ราคาไม่แพง เช่น ใช้ไม้กระดานเป็นพื้นรองวัตถุดิบ พื้นปูน หรือตะแกรงดังภาพที่ 4.3 ภาพที่ 4.3 การใช้ใช้ไม้กระดานเป็นพื้นรองวัตถุดิบ พื้นปูน หรือตะแกรง ที่มา: http://thailandindustry.com/guru/view.php?id=13208 ปัจจุบันเครื่องอบแห้งแบบนี้ได้รับการพัฒนาให้มีรูปแบบและวัสดุโปร่งใสให้มีประสิทธิภาพสูง เช่น วัสดุที่ใช้ทำหลังคา ต้องโปร่งใส ทนทานรังสี UV แสงผ่านเข้าง่ายและสะท้อนออกยาก ทำให้เก็บสะสมความร้อนได้เป็นอย่างดี และมีน้ำหนักเบาเพื่อลดน้ำหนักโครงสร้าง ปัจจัยสำคัญในการพิจารณาปัจจัยหนึ่งคือ ราคาของวัสดุที่เลือกใช้ กระจกถือได้ว่าเป็นวัสดุที่มีการเลือกใช้กันมาก เนื่องจาก มีคุณสมบัติที่ดี ราคาถูก แต่มีปัญหาเรื่องการแตกหักง่ายเครื่องอบแห้งแบบโดยตรงที่มีใช้ในปัจจุบันมีหลายรูปแบบดัวยกัน เช่น แบบตู้อบแห้ง อุโมงค์หลังคาโค้ง หรืออาจเป็นหลังคาทรงจั่วดังภาพที่ 2.4 ก. การเคลื่อนที่อากาศเข้าตู้อบ ข. ส่วนประกอบของตู้อบแห้ง ภาพที่ 4.4 เครื่องอบแห้งแบบรับแสงอาทิตย์โดยตรงชนิดตู้ ที่มา: http://thailandindustry.com/guru/view.php?id=13208 4.1.1.2 การอบแห้งแบบ Active เป็นระบบหรือเครื่องอบแห้งที่มีเครื่องช่วยให้อากาศเคลื่อนที่ หมุนเวียนในทิศทางที่ต้องการ เช่น พัดลม โดยพัดลมจะทำหน้าที่ดูดอากาศจากภายนอกให้เคลื่อนที่ผ่านอุปกรณ์รับความร้อนจากดวงอาทิตย์และมีการถ่ายเทความร้อนไปยังอากาศให้อากาศเคลื่อนที่ผ่านวัสดุหรือผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในการอบแห้งเพื่อลดความชื้นให้เหลือตามต้องการ โดยรูปแบบของเครื่องอบแห้งจะมีลักษณะคล้ายกับแบบ Passive เพียงแต่เพิ่มระบบขับเคลื่อนกระแสอากาศเข้าไปในเครื่องอบแห้ง 4.1.1.3 เครื่องอบแห้งแบบ Hybrid เป็นเครื่องอบแห้งที่อาศัยพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ร่วมกับแหล่งความร้อนอื่นในกรณี ที่แสงอาทิตย์ไม่สม่ำเสมอ หรือในบางฤดูที่มีปริมาณแสงแดดน้อย เพื่อให้กระบวนการอบแห้งเป็นไปอย่างต่อเนื่อง หรือแม้แต่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพการอบแห้งให้สูงขึ้น หรือลดระยะเวลาในการอบแห้งลง พลังงานความร้อนที่มักใช้ร่วมกับแสงอาทิตย์ คือ พลังงานไฟฟ้า พลังงานเหลือทิ้งจากแหล่งอื่น พลังงานความร้อนจากชีวมวล หรือแม้แต่แก๊สชีวภาพ แล้วแต่การประยุกต์ใช้งาน (วัฒนา, 2554) ดังแสดงใน ภาพที่ 4.5 ภาพที่ 4.5 ตู้อบพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับหัวเผาความร้อน ที่มา: http://thailandindustry.com/guru/view.php?id=13208 ภาพที่ 4.6 ตู้อบพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมฮีตเตอร์ไฟฟ้า ที่มา: http://thailandindustry.com/guru/view.php?id=13208 4.1.2 อัตราการอบแห้ง (Drying Rate) การคำนวณอัตราการอบแห้งดังสมการที่ 4.1 Drying Rate = ปริมาณน้ำที่ระเหยจากวัสดุ/เวลาที่ใช้ในการอบแห้ง (4.1) 4.1.3 อัตราส่วนความชื้น (Drying Ratio) การคำนวณหาอัตราส่วนความชื้นในการอบแห้งดังสมการที่ 4.2 (4.2) เมื่อ MR คือ อัตราส่วนความชื้น คือ ความชื้นที่เวลาใด ๆ, (% dry- basis) คือ ความชื้นเริ่มต้น, (% dry- basis) คือ ความชื้นสมดุล, (% dry- basis) 4.1.4 ความชื้นในวัสดุ (Moisture of Materials) ความชื้นในวัสดุเป็นตัวบอกปริมาณของน้ำที่มีอยู่ในวัสดุเมื่อเทียบกับมวลของวัสดุเมื่อเทียบกับมวลของวัสดุชื้น หรือ แห้ง ซึ่งแสดงได้ 2 แบบ คือ ความชื้นมาตรฐานเปียก (4.3) เมื่อ คือ ความชื้นมาตรฐานเปียก (%) w คือ มวลของวัสดุเปียก (kg) d คือ มวลของวัสดุแห้ง (kg) ความชื้นมาตรฐานแห้ง (4.4) เมื่อ คือ ความชื้นมาตรฐานแห้ง (%) w คือ มวลของวัสดุเปียก (kg) d คือ มวลของวัสดุแห้ง (kg) 4.2 หลักการทำงานและองค์ประกอบพื้นฐานของแผ่นดูดกลืนแสงสำหรับผลิตอากาศร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ แผ่นดูดกลืนแสงสำหรับผลิตอากาศร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์มีหลายชนิดได้แก่ ชนิดผิวดูดกลืนแสงซ้อนกันด้านล่างกระจก ชนิดแผ่นโลหะราบแผ่นเดียว ชนิดอากาศไหลผ่านตะแกงชนิดไหลแผ่นโลหะพับเป็นลูกฟูก ชนิดแผ่นโลหะมีครีบ และรูปแบบอื่นๆ เป็นต้น ภายในแผ่นรับรังสีแสงอาทิตย์บางประเภทจะให้อากาศไหลผ่านทางด้านล่างเพลต เพื่อช่วยลดการสูญเสียความร้อนและมีแผ่นกระจกปิดจำนวนหนึ่งหรือสองชั้น เพื่อป้องกันการพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน การออกแบบแผ่นรับรังสีแสงอาทิตย์สำหรับอากาศร้อนแบบต่างๆ จะแบ่งตามชนิดของผิวดูดกลืนแสงเป็น 6 ชนิด หรืออาจนิยามตามเทคนิคการปรับปรุงสมรรถนะของแผ่นรับรังสีแสงอาทิตย์หรือตามทิศการไหล 4.2.1 การคำนวณหาพื้นที่แผงรับรังสีดวงอาทิตย์ การอบแห้งจะต้องมีการทำให้ความร้อนของอากาศที่ผ่านวัสดุอบแห้งมีอุณหภูมิสูงขึ้น สามารถคำนวณหาพื้นที่แผงรับรังสีดวงอาทิตย์ (4.5) เมื่อ คือ น้ำหนักของน้ำที่หายไปหลังจากการอบแห้ง คือ น้ำหนักของวัสดุอบแห้งก่อนทำการอบแห้ง (kg) คือ เปอร์เซ็นต์ความชื้นก่อนทำการอบแห้ง (%) คือ เปอร์เซ็นต์ความชื้นภายหลังจากทำการอบแห้ง (%) ตามปกติแล้วค่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส จะเท่ากับ 2.4 MJ / kg ซึ่งเป็นค่าน้ำอิสระ (Free Water) แต่ถ้าเป็นการระเหยของไอน้ำในเมล็ดพืช ค่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอจะต้องเพิ่มขึ้น ซึ่งจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความชื้นภายในเมล็ดโดยค่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอลดลงเมื่ออุณหภูมิและความชื้นเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามจะเปลี่ยนแปลงไม่เกิน 20 % ดังนั้นการอบแห้งเมล็ดพืชจะกำหนดให้ค่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอเท่ากับ 2.8 MJ / kg "A" _"s" " =" ("M" _"W" " L" )/("I ?" ) (4.6) เมื่อ คือ พื้นที่แผงรับรังสีดวงอาทิตย์ (m2) คือ น้ำหนักของน้ำที่หายไปหลังจากการอบแห้ง (kg) L คือ ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำในวัสดุอบแห้ง (J / kg) I คือ พลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกลงบนพื้นที่รับแสง (J / m2) ? คือ ประสิทธิภาพของแผงรับรังสีดวงอาทิตย์ (จำลองกุล, 2545) 4.3 พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นพลังงานของแสงและพลังงานของความร้อนที่แผ่รังสีมาจากดวงอาทิตย์พลังงานแสงอาทิตย์แบ่งออกเป็น 2 ส่วนใหญ่ๆคือ พลังงานที่เกิดจากแสงและพลังงานที่เกิดจากความร้อน 4.3.1 การผลิตความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานจากแสงอาทิตย์นับว่ามีความสำคัญอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก ทั้งมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น พลังงานจากแสงอาทิตย์ทำให้เกิดความแตกต่างของสภาพอากาศทั่วโลก ทำให้เกิดการหมุนเวียนของกระแสอากาศ หรือแม้แต่ให้พืช สามารถสังเคราะห์แสงเพื่อผลิตเป็นอาหาร ดังแสดงในรูปที่ 1และยังเป็นพลังงานที่ยั่งยืนของมนุษย์ ปัจจุบัน มนุษย์มีการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์มากมาย ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก ๆ คือ การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ และการผลิตความร้อนจากแสงอาทิตย์ และด้วยความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยี ปัจจุบันมนุษย์ได้ค้นคิดการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ในรูปแบบต่าง ๆ มากมายเพิ่มเติมจากอดีต เพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์และลดการใช้พลังงานจากฟอสซิลลง เพื่อลดภาวะโลกร้อน เพื่อให้มนุษย์อยู่บนโลกนี้อย่างยั่งยืน 4.3.1.1 การแผ่รังสีความร้อน (Radiation Zone) เป็นบริเวณที่อยู่ถัดมาจากส่วนแกนกลางของดวงอาทิตย์ มีระยะ 25-70% ของระยะรัศมีดวงอาทิตย์ ในชั้นนี้จะมีการพาความร้อนเกิดขึ้น เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิเมื่อเทียบกับระยะทางมีน้อยมาก ในบริเวณนี้เป็นบริเวณที่มีการเคลื่อนที่ของอนุภาคโฟตอนจากแกน ไปยังโซนการพาความร้อน โดยใช้เวลากว่า หนึ่งล้านปี 4.3.1.2 การพาความร้อน (Convection Zone) เป็นส่วนที่อยู่ต่อจากส่วนการแผ่รัศมี มีระยะ 70-100%ของรัศมีดวงอาทิตย์ ส่วนนี้เป็นการถ่ายเทความร้อนผ่านแท่งความร้อน หมุนวนจากด้านในไปยังด้านนอก 4.3.2 ศักยภาพการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ตกระทบพื้นที่ ถ้าปริมาณรังสีตกกระทบมาก ย่อมหมายถึงการใช้ประโยชน์ได้มากเช่นกัน แต่อย่างไรก็ตาม ปริมาณรังสีอย่างเดียวคงไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้ศักยภาพสูงสุด ถ้าอุปกรณ์เครื่องมือในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่นที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มีประสิทธิภาพต่ำ ดังนั้น การออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานที่ใช้ประโยชน์ได้สูงสุด ย่อมเป็นเรื่องสำคัญและควรตระหนักในการพัฒนาอย่างยิ่งยวดสำหรับศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ของไทย สามารถแสดงด้วยแผนที่ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์เฉลี่ยทั้งปี จากแผนที่ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์พบว่า บริเวณทางตอนบนของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ บริเวณจังหวัดอุบลราชธานี และบริเวณทางตอนล่างของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ บริเวณจังหวัดนครราชสีมา และบางส่วนของภาคกลาง จังหวัดสุพรรณบุรี ชัยนาท อยุธยาและลพบุรี ส่วนทางภาคใต้อยู่บริเวณจังหวัดสุราษฎร์ธานี แต่ถ้าพิจารณาตามเปอร์เซ็นต์พื้นที่ของไทยเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์ ประเทศไทยมีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์เฉลี่ยค่อนข้างสูงคือ ประมาณ 18.2 MJ/m2-day หรือถ้ากล่าวเป็นเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่พบว่า 14.3% ของพื้นที่ทั้งประเทศมีความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์อยู่ที่ 19-20 MJ/m2-day และ 50.2% ของพื้นที่ทั้งประเทศมีความเข้มของรังสีแสงอาทิตย์อยู่ที่ 18-19 MJ/m2-day ซึ่งจะเห็นได้ว่าพื้นที่ส่วนใหญ่ของประเทศมีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างสูง ดังนั้น การคิดค้นเพื่อพัฒนานำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้อย่างจริงจัง เพื่อทดแทนพลังงานจากฟอสซิล หรือเชื้อเพลิงจากน้ำมัน ซึ่งนับวันมีแต่ลดลง และหมดไปในอนาคต ภาพที่ 4.8 ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ของ ที่มา: สำนักพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ รายงานผลการวัดความเข้มรังสีแสงอาทิตย์ซึ่งรายงานโดยกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) ใน พ.ศ. 2552 พบว่าค่าเฉลี่ยของค่าความเข้มแสงอาทิตย์ต่อตารางเมตรต่อวันของจังหวัดต่างๆ ในประเทศไทยสูงทุกจังหวัด โดยมีค่าระหว่าง 4.5-5.5 กิโลวัตต์ชั่วโมง ต่อตารางเมตร ต่อวัน (4.5-5.5 kWh/sq.m./day) 4.3.3 ชนิดของเซลล์แสงอาทิตย์ 4.3.3.1 เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอน ชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystalline Silicon Solar Cell) หรือที่รู้จักกันในชื่อ Monocrystalline Silicon Solar Cell และชนิดผลึกรวม (Polycrystalline Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็นแผ่นซิลิคอนแข็งและบางมากดังแสดงภาพที่ 2.11 4.3.3.2 เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอน ชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystalline Silicon Solar Cell) หรือที่รู้จักกันในชื่อ Monocrystalline Silicon Solar Cell และชนิดผลึกรวม (Polycrystalline Silicon Solar Cell) ลักษณะเป็นแผ่นซิลิคอนแข็งและบางมากดังแสดงภาพที่ 2.11 ภาพที่ 4.9 เซลล์แสงอาทิตย์ ชนิดผลึกเดี่ยว (Single Crystalline Silicon Solar Cell)และชนิดผลึกรวม (Polycrystalline Silicon Solar Cell) ที่มา: http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/solar_knowledge.php ภาพที่ 4.10 เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากอะมอร์ฟัสซิลิคอน (Amorphous Silicon Solar Cell) ที่มา: http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/solar_knowledge.php 4.3.4 เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตไฟฟ้ากระแสตรง จึงนำกระแสไฟฟ้าไปใช้ได้เฉพาะกับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น หากต้องการนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับหรือเก็บสะสมพลังงานไว้ใช้ต่อไป จะต้องใช้ร่วมกับอุปกรณ์อื่นๆ อีก โดยรวมเข้าเป็นระบบที่ผลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์สำคัญๆ มีดังนี้ 4.3.4.1 แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Solar Module) ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรงและมีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) มีการนำแผงเซลล์แสงอาทิตย์หลายๆ เซลล์มาต่อกันเป็นแถวหรือเป็นชุด (Solar Array) เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้าใช้งานตามที่ต้องการ โดยการต่อกันแบบอนุกรม จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า และการต่อกันแบบขนาน 4.3.4.2 ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์แตกต่างกัน ก็จะมีผลให้ปริมาณของค่าเฉลี่ยพลังงานสูงสุดในหนึ่งวันไม่เท่ากันด้วย รวมถึงอุณหภูมิก็มีผลต่อการผลิตพลังงานไฟฟ้า หากอุณหภูมิสูงขึ้น การผลิตพลังงานไฟฟ้าจะลดลง 4.3.4.3 เครื่องควบคุมการประจุ (Charge Controller) ทำหน้าที่ประจุกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เข้าสู่แบตเตอรี่ และควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าให้มีปริมาณเหมาะสมกับแบตเตอรี่ เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ รวมถึงการจ่ายกระแสไฟฟ้าออกจากแบตเตอรี่ด้วย ดังนั้น การทำงานของเครื่องควบคุมการประจุ คือ เมื่อประจุกระแสไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่จนเต็มแล้ว จะหยุดหรือลดการประจุกระแสไฟฟ้า (และมักจะมีคุณสมบัติในการตัดการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า กรณีแรงดันของแบตเตอรี่ลดลงด้วย) ระบบพลังงานแสงอาทิตย์จะใช้เครื่องควบคุมการประจุกระแสไฟฟ้าในกรณีที่มีการเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี่เท่านั้น 4.3.4.4 แบตเตอรี่ (Battery) ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ไว้ใช้เวลาที่ต้องการ เช่น เวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์ เวลากลางคืน หรือนำไปประยุกต์ใช้งานอื่นๆ แบตเตอรี่มีหลายชนิดและหลายขนาดให้เลือกใช้งานตามความเหมาะสม 4.3.4.5 เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Inverter) ทำหน้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าจากกระแสตรง (DC) ที่ผลิตได้จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อให้สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ Sine Wave Inverter ใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับทุกชนิด และ Modified Sine Wave Inverter ใช้ได้กับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ไม่มีส่วนประกอบของมอเตอร์และหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่เป็น Electronic ballast 4.3.4.6 ระบบป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Protection) ทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายที่เกิดกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อฟ้าผ่า หรือเกิดการเหนี่ยวนำทำให้ความต่างศักย์สูง ในระบบทั่วไปมักไม่ใช้อุปกรณ์นี้ จะใช้สำหรับระบบขนาดใหญ่และมีความสำคัญเท่านั้น รวมถึงต้องมีระบบสายดินที่มีประสิทธิภาพด้วย (LEONICS, ม.ป.ป)
วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :การศึกษาและวิจัยครั้งนี้ใช้แนวทางในการวิจัยเชิงคุณภาพเป็นการศึกษาแนวทางการปรับปรุงกระบวนการอบแห้งฝรั่งสามรสจากเดิมใช้วิธีการผึ่งแดดโดยธรรมดา และได้ดำเนินการนำฝรั่งสามรสมาทำอบแห้งผ่านโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์รวมถึงทำการวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและอัตราการอบแห้งเพื่อนำข้อมูลที่ได้มาเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการผลิต
คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :การศึกษาและวิจัยครั้งนี้ใช้แนวทางในการวิจัยเชิงคุณภาพเป็นการศึกษาแนวทางการปรับปรุงกระบวนการอบแห้งฝรั่งสามรสจากเดิมใช้วิธีการผึ่งแดดโดยธรรมดา และได้ดำเนินการนำฝรั่งสามรสมาทำอบแห้งผ่านโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์รวมถึงทำการวิเคราะห์อัตราการใช้พลังงานและอัตราการอบแห้งเพื่อนำข้อมูลที่ได้มาเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการผลิต
จำนวนเข้าชมโครงการ :711 ครั้ง
รายชื่อนักวิจัยในโครงการ
ชื่อนักวิจัยประเภทนักวิจัยบทบาทหน้าที่นักวิจัยสัดส่วนปริมาณงาน(%)
นายถิรายุ ปิ่นทอง บุคลากรภายในมหาวิทยาลัยหัวหน้าโครงการวิจัย60
นายวีระชาติ จริตงาม บุคลากรภายในมหาวิทยาลัยผู้ร่วมวิจัย10
นายธีรพจน์ แนบเนียน บุคลากรภายในมหาวิทยาลัยผู้ร่วมวิจัย10
นายปิยลาภ มานะกิจ บุคลากรภายในมหาวิทยาลัยผู้ร่วมวิจัย10
-จักราวุฒิ เตโช บุคลากรภายในมหาวิทยาลัยผู้ร่วมวิจัย10

กลับไปหน้าโครงการวิจัยทั้งหมด