ต้นแบบเครื่องอบแห้งผำระบบถังหมุน

ผำ (Wolffia) เป็นพืชน้ำวงศ์แหนที่มีขนาดเล็กที่สุด มีลักษณะเป็นรูปทรงกลมรี ด้านยาวสุดประมาณขนาดมิลลิเมตร พบได้ทั่วไปบนผิวน้ำที่เป็นน้ำจืดและน้ำนิ่งที่สะอาดในประเทศไทยและประเทศต่าง ๆ ทั่วโลก มีจุดเด่นที่มีอัตราการเจริญเติบโตรวดเร็วและมีปริมาณสารอาหารสูง แต่ใช้ระยะเวลาและทรัพยากรในการเลี้ยงต่ำ ทั่วโลกให้ความสำคัญในฐานะ Super Food หรือพืชอาหารแห่งอนาคตที่สามารถเจริญเติบโตได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ทรัพยากรในการผลิตต่ำ มีศักยภาพในการแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหารของโลกในอนาคตได้

ปัจจุบันผู้ประกอบการในไทยให้ความสนใจในการเพาะเลี้ยงผำคุณภาพสูงสำหรับตลาดที่มีมูลค่าสูง เช่น อุตสาหกรรมยาและอาหารแปรรูป โดยได้พัฒนากระบวนการเพาะเลี้ยงจนประสบผลสำเร็จ แต่ประสบปัญหาในขั้นตอนการอบแห้งแปรรูป เนื่องจากเครื่องอบแห้งลมร้อนในท้องตลาดไม่สามารถอบแห้งผำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ใช้ระยะเวลาและต้นทุนการผลิตสูง สำหรับเครื่องอบแห้งระบบ fluidized bed drier สามารถทำการอบแห้งผำได้อย่างรวดเร็ว แต่ตัวระบบมีกำลังการผลิตและการลงทุนที่สูงเกินไปสำหรับผู้ประกอบการทั่วไป จึงจำเป็นต้องมีการพัฒนาเครื่องอบแห้งผำที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเหมาะสมกับผู้ประกอบการ

แนวคิดในการออกแบบและหลักการทำงาน  เบื้องต้นตั้งสมมติฐานหลักการทำงานโดยการนำผำใส่ถังหมุนอบที่มีลักษณะเป็นตะแกรงสเตนเลส ความถี่ 40 mesh/inch หรือมีความกว้างช่องที่ 0.635 mm แล้วเป่าลมร้อนแรงดันสูงจากนอกถังทะลุผ่านตะแกรง โดยพบว่ารูปแบบการทำงานนี้ประสบผลสำเร็จในแบบจำลองที่ใช้ตะแกรงหมุนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 140 mm ทำการทดลองโดยใส่ผำประมาณ 50 กรัม หมุนตะแกรงแล้วเป่าลมร้อนโดยใช้ไดร์เป่าผมขนาด 1500 วัตต์ เป่าทะลุตะแกรง พบว่าเมื่อผำเริ่มแห้งจะถูกลมร้อนเป่าหลุดออกมาจากตะแกรง สามารถอบแห้งผำได้ในเวลาไม่เกิน 5 นาที จึงได้นำแนวคิดนี้มาขยายสเกลเป็นถังอบขนาดไม่เกิน 3 กิโลกรัมของผำสด

การพัฒนาต้นแบบตัวที่1
ได้ขยายสเกลเตาอบถังหมุนเป็นขนาดไม่เกิน 3 กิโลกรัม โดยดัดแปลงเตาย่างไก่ถังหมุนกลมมาหมุนตะแกรงถังอบผำ และนำ heater blower จากไดร์เป่าผมขนาด 1500 วัตต์ จำนวน 2 ตัว เป่าลมร้อนผ่านตะแกรงถังหมุนอบขนาด 40 mesh/inch โดยมีการนำอากาศเข้ามาจากปล่องด้านบนมาหมุนเวียนให้ความร้อน ผลการทดสอบพบว่าในระยะแรกสามารถทำงานได้เหมือนในโมเดล ผำที่ถูกหมุนขึ้นไปตกลงมาจากผิวตะแกรงถูกลมร้อนเป่า แต่เมื่ออบผ่านไปประมาณ 5 นาที เกิดปัญหาผำจับตัวเกาะแน่นบนตะแกรง ถึงแม้จะเพิ่มแรงลมสูงสุด ผำก็ยังไม่หลุดออกจากตะแกรง จึงทดลองแก้ปัญหาด้วยการขูดผำออกจากตะแกรงแล้วตีให้แผ่นผำแตกตัว สลับกับการเดินเครื่องอบต่อ จนกระทั่งผำมีความแห้งไม่เกาะกลุ่ม สามารถอบต่อเนื่องได้จนถึงระดับความแห้งที่ต้องการ ใช้ระยะเวลารวมประมาณ 2 ชั่วโมง ซึ่งรวดเร็วกว่าการใช้ตู้อบลมร้อนแบบชั้นวางที่ต้องใช้เวลา 6–8 ชั่วโมง

การพัฒนาต้นแบบตัวที่ 2

จากปัญหาผำติดตะแกรงและเกาะกลุ่ม จึงออกแบบต้นแบบใหม่โดยใช้หม้อสเตนเลสขนาด 45 × 34 เซนติเมตร ทำเป็นถังหมุนกลม มีแขนขูดผิวหม้อที่ใช้ยางซิลิโคนอยู่ด้านบน เพื่อขูดผำที่เกาะผิวหม้อให้หลุดออก จากนั้นแผ่นผำจะตกผ่านใบตีซึ่งเป็นแขนหมุนความเร็วรอบสูงอยู่กึ่งกลางเครื่อง ช่วยตีให้ผำแตกกระจายภายในถังอบ เพิ่มประสิทธิภาพและความรวดเร็วในการอบสำหรับลมร้อนใช้ heater blower เป่าเข้ากึ่งกลางถังอบ และมีช่องให้อากาศร้อนชื้นไหลออกจากถังอบบริเวณกึ่งกลาง

แนวทางการพัฒนาต่อ
หากต้นแบบตัวที่ 2 ประสบผลสำเร็จ สามารถอบผำสดน้ำหนัก 2 กิโลกรัมให้แห้งภายใน 1–2 ชั่วโมง จะมีการออกแบบขยายสเกลเป็น 3–4 เท่า เพื่อให้ได้กำลังการผลิต 3–6 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ใช้กำลังไฟฟ้า 4–5 kW และพิจารณาใช้ระบบ Heat Pump เพื่อผลิตลมร้อน ลดต้นทุนพลังงานจากระบบ Heater Blower ลงได้ประมาณ 3 เท่า

ผลงานวิจัยโดย :
ผศ.ปัญญา เหล่าอนันต์ธนา  นาย ธนัตถ์ ศรีสุขสันต์
ศูนย์เทคโนโลยีนวัตกรรมองค์รวมและปัญญาประดิษฐ์ คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  โทร. 08-1927-0098

ขอขอบคุณข้อมูลและภาพประกอบจาก
คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

✍ ผลิตสื่อโดย ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย
🌟 แนะนำ/ติชม https://forms.gle/e3MzPqrb2V9QE9Tp6