การประเมินจลนพลศาสตร์และการใช้พลังงานในการอบแห้งเนื้อหมูด้วยลมร้อน

ผู้แต่ง

  • กานต์ กอมณี ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
  • รัฐพงศ์ ปฎิกานัง ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
  • ชาคริต โพธิ์งาม ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
  • อำไพศักดิ์ ทีบุญมา ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
  • อภินันต์ นามเขต ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
  • ทรงสุภา พุ่มชุมพล ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
  • กฤตยา ไชยยศ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี

DOI:

https://doi.org/10.14456/jeit.2025.18

คำสำคัญ:

ความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ , พลังงานกระตุ้น, สมการอบแห้งชั้นบาง , แบบจำลองคณิตศาสตร์ , สัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผล

บทคัดย่อ

การอบแห้งเป็นวิธีการถนอมอาหารเพื่อยืดอายุการเก็บรักษา อย่างไรก็ตามในกระบวนการอบแห้งใช้พลังงานค่อนข้างสูง และในการออกแบบเครื่องอบแห้งจำเป็นต้องทราบพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับจลนพลศาสตร์การอบแห้งของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาจลนพลศาสตร์การอบแห้งเนื้อหมูด้วยลมร้อน ภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิอบแห้ง 50, 60 และ 70 องศาเซลเซียส (°C) โดยกำหนดให้ความเร็วลมคงที่เท่ากับ 1.5 เมตรต่อวินาที (m/s) ในงานวิจัยนี้ได้ประเมินอัตราการอบแห้ง ความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ สมการอบแห้งชั้นบาง สัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผลและพลังงานกระตุ้น ผลการทดลองพบว่า การเพิ่มอุณหภูมิอบแห้งมีผลทำให้อัตราการอบแห้งและความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะเพิ่มขึ้น นอกจากนั้นยังพบว่า แบบจำลอง Two-term สามารถทำนายพฤติกรรมการอบแห้งได้ดีที่สุด โดยมีค่า R² สูงที่สุดเท่ากับ 0.99937 และ RMSE ต่ำที่สุดเท่ากับ 0.00560 และสุดท้ายพบว่าค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผลอยู่ระหว่าง 6.956 × 10-10 - 9.916 × 10-10 ตารางเมตรต่อวินาที (m2/s) โดยมีค่าพลังงานกระตุ้นเท่ากับ 16.29 กิโลจูลต่อโมล (kJ/mol) ผลการศึกษาที่ได้จากงานวิจัยนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ออกแบบและควบคุมการอบแห้งเนื้อหมูเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่อไป

เอกสารอ้างอิง

[1] S. W. Kim, A. Gormley, K. B. Jang, and M. E. Duarte, "Current status of global pig production: an overview and research trends," Animal Bioscience, vol. 37, no. 4, p. 719, 2023. DOI: 10.5713/ab.23.0367.

[2] M. T. See, "Current status and future trends for pork production in the United States of America and Canada," Animal Bioscience, vol. 37, no. 4, p. 775, 2024. DOI: 10.5713/ab.24.0055.

[3] T. Nakrachata-Amon, J. Vorasayan, K. Pitiruek, S. Arunyanart, T. Niyamosoth, and S. Pathumnakul, "Optimizing vertically integrated pork production supply chain: A Lagrangian heuristic approach," Heliyon, vol. 10, no. 6, 2024. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e26407.

[4] K. Sena and P. Saeliow, "Stochastic Frontier Analysis of Technical Efficiency in swine Production in Nakhon Si Thammarat Province," Economics and Business Administration Journal Thaksin University, vol. 17, no. 1, pp. 127-144, Jan. 2025. DOI: 10.55164/ecbajournal.v17i1.273889.

[5] M. Radojčin, I. Pavkov, D. Bursać Kovačević, P. Putnik, A. Wiktor, Z. Stamenković, K. Kešelj, and A. Gere, "Effect of selected drying methods and emerging drying intensification technologies on the quality of dried fruit: A review," Processes, vol. 9, no. 1, p. 132, 2021. DOI: 10.3390/pr9010132.

[6] D. Alp and Ö. Bulantekin, "The microbiological quality of various foods dried by applying different drying methods: a review," European Food Research and Technology, vol. 247, no. 6, pp. 1333-1343, 2021. DOI: 10.1007/s00217-021-03731-z.

[7] H. Sonarthi, S. Supreetha, and S. Mall, "Emerging novel technologies for food drying," in Food Process Engineering and Technology: Safety, Packaging, Nanotechnologies and Human Health, Springer, 2024, pp. 3-12. DOI: 10.12944/crnfsj.6.2.29.

[8] A. H. Zare, M. Azadbakht, and R. Naseri, "Effects of pretreatments involving ohmic heating and infrared radiation on the drying process of bananas using hot air," Journal of Food Process Engineering, vol. 47, no. 4, p. e14612, 2024. DOI: 10.1111/jfpe.14612.

[9] H.-Y. Ju, S. K. Vidyarthi, M. Karim, X.-L. Yu, W.-P. Zhang, and H.-W. Xiao, "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, vol. 41, no. 3, pp. 460-476, 2023. DOI: 10.1080/07373937.2022.2099416.

[10] P. Sirimark, S. Yotmanee, W. Pradubsri, and P. Somsila, "Comparison of efficiency between liquefied petroleum gas (LPG) and electric hot air dryer: case study of dried pork slice," CyTA-Journal of Food, vol. 21, no. 1, pp. 181-188, 2023. DOI: 10.1080/19476337.2023.2174603.

[11] S. T. Wang, H. T. V. Lin, Y. J. Syu, and W. C. Sung, "Effect of Drying Time and Frying Conditions on the Quality of Pork Rinds by Response Surface Methodology," Food Science & Nutrition, vol. 12, no. 12, pp. 10194-10210, 2024. DOI: 10.1002/fsn3.4513.

[12] M. N. Lemaster, M. Ha, F. R. Dunshea, S. Chauhan, D. D'Souza, and R. D. Warner, "Impact of cooking temperature on pork longissimus, and muscle fibre type, on quality traits and protein denaturation of four pork muscles," Meat Science, vol. 209, p. 109395, 2024. DOI: 10.1016/j.meatsci.2023.109395.

[13] R. J. Silva-Paz, D. K. Mateo-Mendoza, and A. Eccoña-Sota, "Mathematical Modelling of Muña Leaf Drying (Minthostachys mollis) for Determination of the Diffusion Coefficient, Enthalpy, and Gibbs Free Energy," ChemEngineering, vol. 7, no. 3, p. 49, 2023. DOI: 10.3390/chemengineering7030049.

[14] Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists: Official Methods of Analysis of AOAC International, AOAC, Washington, DC, 2019.

[15] R. Seodigeng, J. Kabuba, and H. Rutto, "Modelling the drying characteristics of human faeces using thin-layer drying models and calculation of mass transfer properties at ambient conditions," Environmental Challenges, vol. 9, p. 100648, 2022. DOI: 10.1016/j.envc.2022.100648.

[16] Y. Gao, X. Yang, L. Chu, Y. Zhang, and Q. Li, "Experimental investigation and thin-layer modelling of cassava slice drying," Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, pp. 1-9, 2020. DOI: 10.1007/s10973-020-10401-x.

[17] J. O. Akowuah, A. Bart-Plange, and K. A. Dzisi, "Thin layer mathematical modelling of white maize in a mobile solar-biomass hybrid dryer," 2021. DOI: 10.17221/56/2020-RAE.

[18] A. Kushwah, A. Kumar, and M. K. Gaur, "Drying kinetics, performance, and quality assessment for banana slices using heat pump–assisted drying system (HPADS)," Journal of Food Process Engineering, vol. 45, no. 3, p. e13964, 2022. DOI: 10.1111/jfpe.13964.

[19] F. Akter, R. Muhury, A. Sultana, and U. K. Deb, "A comprehensive review of mathematical modeling for drying processes of fruits and vegetables," International Journal of Food Science, vol. 2022, no. 1, p. 6195257, 2022. DOI: 10.1155/2022/6195257.

[20] A. Mencarelli, F. Marinello, A. Marini, and L. Guerrini, "Two-stage drying of tomato based on physical parameter kinetics: operative and qualitative optimization," European Food Research and Technology, vol. 249, no. 9, pp. 2253-2264, 2023. DOI: 10.1007/s00217-023-04288-9.

[21] A. Martynenko and G. N. A. Vieira, "Sustainability of drying technologies: system analysis," Sustainable Food Technology, vol. 1, no. 5, pp. 629-640, 2023. DOI: 10.1039/D3FB00080J.

[22] O. Vega-Castro, J. Osorio-Arias, Y. Duarte-Correa, A. Jaques, C. Ramírez, H. Nuñez, and R. Simpson, "Critical analysis of the use of semiempirical models on the dehydration of thin-layer foods based on two study cases," Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 48, no. 12, pp. 15851-15863, 2023. DOI: 10.1007/s13369-023-07623-0.

[23] M. Popescu, P. Iancu, V. Plesu, C. S. Bildea, and F. A. Manolache, "Mathematical modeling of thin-layer drying kinetics of tomato peels: Influence of drying temperature on the energy requirements and extracts quality," Foods, vol. 12, no. 20, p. 3883, 2023. DOI: 10.3390/foods12203883.

[24] S. Ambawat, A. Sharma, and R. K. Saini, "Mathematical modeling of thin layer drying kinetics and moisture diffusivity study of pretreated Moringa oleifera leaves using fluidized bed dryer," Processes, vol. 10, no. 11, p. 2464, 2022. DOI: 10.3390/pr10112464.

[25] E. A. Mewa, M. W. Okoth, C. N. Kunyanga, and M. N. Rugiri, "Drying modelling, moisture diffusivity and sensory quality of thin layer dried beef," 2018. DOI: 10.12944/CRNFSJ.6.2.29.

[26] B. Jakubowska, "Experimental Study of Polish Sausage Drying Kinetics and Contraction by Image Data Analysis," Acta Universitatis Cibiniensis-Series E: Food Technology, vol. 27, pp. 185-198, 2023. DOI: 10.2478/aucft-2023-0016.

[27] Z. Zeng, C. Han, Q. Wang, H. Yuan, X. Zhang, and B. Li, "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, vol. 8, p. 1371696, 2024. DOI: 10.3389/fsufs.2024.1371696.

[28] N. Sianoun, P. Pongyeela, N. Chairerk, and J. Chungsiriporn, "Thin Layer Drying Kinetics and Mathematical Modeling of Moisture Diffusivity in Cocoa Pod Husk (CPH)," Engineering Journal, vol. 27, no. 8, pp. 1-12, 2023. DOI: 10.4186/ej.2023.27.8.1.

[29] A. Compaoré, S. Ouoba, K. H. Ouoba, M. Simo-Tagne, Y. Rogaume, C. Ahouannou, A. O. Dissa, A. Béré, J. Koulidiati, "A modeling study for moisture diffusivities and moisture transfer coefficients in drying of 'Violet de Galmi' Onion drying," Advances in Chemical Engineering and Science, vol. 12, no. 3, pp. 172-196, 2022. DOI: 10.4236/aces.2022.123013.

[30] D.-H. Kim, Y. J. Kim, D.-M. Shin, J. H. Lee, and S. G. Han, "Drying characteristics and physicochemical properties of semi-dried restructured sausage depend on initial moisture content," Food Science of Animal Resources, vol. 42, no. 3, p. 411, 2022. DOI: 10.5851/kosfa.2022.e12.

[31] P. Waramit, B. Krittacom, and R. Luampon, "Experimental investigation to evaluate the effective moisture diffusivity and activation energy of cassava (Manihot Esculenta) under convective drying," Applied Science and Engineering Progress, vol. 15, no. 4, pp. 5518-5518, 2022. DOI: 10.14416/j.asep.2021.10.008.

[32] F. C. Muga, M. O. Marenya, and T. S. Workneh, "Modelling the Thin‐Layer Drying Kinetics of Marinated Beef during Infrared‐Assisted Hot Air Processing of Biltong," International Journal of Food Science, vol. 2021, no. 1, p. 8819780, 2021. DOI: 10.1155/2021/8819780.

ดาวน์โหลด

เผยแพร่แล้ว

31-08-2025

รูปแบบการอ้างอิง

[1]
กอมณี ก., “การประเมินจลนพลศาสตร์และการใช้พลังงานในการอบแห้งเนื้อหมูด้วยลมร้อน”, JEIT, ปี 3, ฉบับที่ 4, น. 29–44, ส.ค. 2025.

ฉบับ

ปีที่ 3 ฉบับที่ 4 (2025): วารสารวิศวกรรมและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยกาฬสินธุ์ ปีที่ 3 ฉบับที่ 4 (กรกฎาคม - สิงหาคม 2568)

ประเภทบทความ

บทความวิจัย

หมวดหมู่

สัญญาอนุญาต

ลิขสิทธิ์ (c) 2025 วารสารวิศวกรรมและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยกาฬสินธุ์

Creative Commons License

อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

ลิขสิทธิ์ของวารสาร

เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรงซึ่งกองบรรณาธิการวารสาร ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใด ๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อกระทำการใด จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักอักษรจากวารสารศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทยก่อนเท่านั้น