News and Articles

แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง (steam still retort)

แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง (steam still retort)


หมวดหมู่: การแปรรูปอาหารด้วยความร้อน [เทคโนโลยีการอาหาร]
วันที่: 29 มีนาคม พ.ศ. 2554

บทความนี้เป็น แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง (steam still retort) ไม่รวมหม้อฆ่าเชื้อชนิด crateless

เรียบเรียงโดยสุรพล ขุมทรัพย์, ภัสราภา แก้วเนิน, นิศานาถ ตัณฑัยย์ และสุวิมล กีรติวิริยาภรณ์

กองตรวจสอบรับรองมาตรฐานคุณภาพสัตว์น้ำและผลิตภัณฑ์สัตว์น้ำ กรมประมง

จาก Temperature Distribution Protocol for Processing in Steam Still Retorts, Excluding Crateless Retorts ของ Institute forThermal Processing Specialists สหรัฐอเมริกา

การศึกษาการกระจายความร้อน สำคัญสำหรับการแปรรูปอาหารกระป๋อง (canning) ในหม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ไอน้ำเป็นตัวกลางความร้อน (steam retort)

บทความที่เกี่ยวข้อง

การศึกษาและการทวนสอบสภาวะการกระจายความร้อนภายในหม้อฆ่าเชื้อ ต้องใช้วิธีการและอุปกรณ์ต่างๆ ที่เหมาะสม เพื่อให้มั่นใจว่าหม้อฆ่าเชื้อสามารถฆ่าเชื้อได้ตามกระบวนการที่กำหนด (scheduled process) แนวทางในการปฏิบัติการทดสอบการกระจายความร้อนมีรายละเอียดดังนี้

1. การเตรียมการ:การสำรวจอุปกรณ์ทั่วไป (General Processing Equipment Survey)

2. การเลือกหม้อฆ่าเชื้อที่จะใช้ในการศึกษา (Selection of The Test Retort )

3. การจัดทำเอกสารรายละเอียดหม้อฆ่าเชื้อที่จะศึกษา (Test Retort Documentation)

4. อุปกรณ์สำหรับการทดสอบ (Test Equipment)

5. การปรับเทียบมาตรฐานของอุปกรณ์สำหรับการทดสอบ (Standardization of Test Equipment)

6. การวางตำแหน่งอุปกรณ์วัดอุณหภูมิภายในหม้อฆ่าเชื้อ (Placement of the Temperature Measuring Device in Retort)

7. การจัดเตรียมภาชนะบรรจุในตะกร้าทดสอบ (Preparing the Test Crates or Baskets with Container)

8. การทดสอบการกระจายความร้อน (The Temperature Distribution Test)

1. การเตรียมการ : การสำรวจอุปกรณ์ทั่วไป (General Processing Equipment Survey)

ก่อนการคัดเลือกหม้อฆ่าเชื้อที่เหมาะสมสำหรับการศึกษา ควรมีการสำรวจและบันทึกรายละเอียด อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการฆ่าเชื้อ ดังนี้

แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง (steam still retort)

1. ท่อไอน้ำเข้า (steam inlet)

2. วาล์วควบคุมไอน้ำ

(Temperature control valve)

3. ท่อบายพาสส์ (by pass)

4. ท่อลมเข้า (air inlet)

5. เครื่องกรองอากาศ

6. อุปกรณ์ปรับความดัน

7. ท่อระบายน้ำ (Drain)

8. ท่อน้ำเข้า (water inlet)

9. ท่อกระจายไอน้ำ

(Steam spreader)

10. ที่รองรับตะกร้า

11. แผ่นกั้นน้ำ

12. รูระบายอากาศ

(bleeder)

13. เทอร์โมมิเตอร์ปรอท

14. อุปกรณ์วัดความดัน

15. วาล์วนิรภัย (Safety valve)

16. ท่อน้ำล้น (over flow)

17. ท่อไล่อากาศ (vent)

18. เครื่องควบคุมไอน้ำ

19. อุปกรณ์ควบคุม

20. วาล์วลดความดัน

1.1 การจ่ายไอน้ำไปยังหม้อฆ่าเชื้อ ( Steam Supply to the Retorts)

1.1.1 กำลังการผลิตและแรงดันของเครื่องกำเนิดไอน้ำ (boiler)

1.1.2 ท่อพักไอน้ำของหม้อฆ่าเชื้อ (retort header) ต้องมีแรงดันและปริมาณไอน้ำเพียงพอที่จะจ่ายให้กับหม้อฆ่าเชื้อทดสอบ

1.1.3 ขนาดและความยาวของท่อไอน้ำ รวมทั้งขนาดและชนิดของวาล์ว จากท่อไอน้ำหลัก (main steam line) ไปยังห้องฆ่าเชื้อ

1.1.4 ขนาดของท่อทั้งหมดที่เชื่อมต่อท่อไอน้ำหลัก (main line) ไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ไอน้ำ เช่น blancher, exhaust box ฯลฯ

1.2 ห้องฆ่าเชื้อ (Retort Room)

1.2.1 ชนิดและขนาดของหม้อฆ่าเชื้อทุกหม้อ

1.2.2 ลักษณะการติดตั้งท่อไอน้ำจากท่อไอน้ำหลักไปยังหม้อฆ่าเชื้อแต่ละหม้อ ขนาดท่อไอน้ำ ขนาดและ ชนิดของวาล์ว

1.2.3 ลักษณะการติดตั้งท่อไล่อากาศ ขนาดท่อ ขนาดวาล์วและชนิด และการเชื่อมต่อท่อไอน้ำ

1.3 อุปกรณ์ที่ใช้ลำเลียงผลิตภัณฑ์เพื่อฆ่าเชื้อ ( Loading Equipment)

1.3.1 ขนาดภาชนะบรรจุผลิตภัณฑ์ รูปแบบการจัดเรียงและลักษณะการลำเลียงผลิตภัณฑ์ลงในตะกร้าหม้อฆ่าเชื้อ

1.3.2 จำนวนที่มากที่สุดของภาชนะบรรจุผลิตภัณฑ์ต่อชั้น และจำนวนที่มากที่สุดของตะกร้าหม้อฆ่าเชื้อต่อหม้อฆ่าเชื้อ

1.3.3 ขนาดของรูและช่องว่างของแผ่นรองพื้นตะกร้าหม้อฆ่าเชื้อ และแผ่นกั้นระหว่างชั้น

1.3.4 ถ้าใช้แผ่นกั้นระหว่างชั้น ให้คำนวณหาเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่เปิด (open area)

top

2. การเลือกหม้อฆ่าเชื้อที่จะใช้ในการศึกษา (Selection of The Test Retort )

หม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ทดสอบ ควรเป็นหม้อฆ่าเชื้อที่มีสภาวะการฆ่าเชื้อที่เลวร้ายที่สุด (worst condition) ทั้งนี้ ให้พิจารณาจากผลการสำรวจอุปกรณ์ทั่วไปในขั้นตอนการเตรียมการข้างต้น ตัวอย่างปัจจัยที่มีผลต่อสภาวะเลวร้ายที่สุดดังกล่าว เช่น หม้อฆ่าเชื้อที่อยู่ปลายสุดของท่อไอน้ำ การใช้ภาชนะบรรจุขนาดเล็กที่สุด ใช้แผ่นกั้นระหว่างชั้นภาชนะบรรจุ เปรียบเทียบกับการไม่จัดเรียงในตะกร้า (jumble pack)

แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง (steam still retort)

top

3. การจัดทำเอกสารรายละเอียดหม้อฆ่าเชื้อที่จะศึกษา (Test Retort Documentation)

ระบุรายการ แผนภูมิ รายละเอียดการปฏิบัติงานและสภาวะต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

3.1 ขนาดของหม้อฆ่าเชื้อ: ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง และหมายเลข จำนวนตะกร้าที่ใช้ศึกษาในแต่ละครั้งสำหรับหม้อฆ่าเชื้อแนวตั้ง ต้องระบุถึง centering guide และ/หรือ baffle plate

3.2 ท่อไอน้ำจากท่อไอน้ำหลักไปยังหม้อฆ่าเชื้อ : ขนาดท่อ ขนาดและชนิดของวาล์ว อุปกรณ์ควบคุมแรงดันไอน้ำ และ steam by-pass

3.3 อุปกรณ์ควบคุมไอน้ำ : อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมอุณหภูมิและความดัน ชนิดและตำแหน่งที่ติดตั้ง

3.4 ระบบลม (ถ้ามี) : ขนาดของเครื่องอัดลม (air compressor) ประสิทธิภาพของ air dryer ตำแหน่งและชนิดของตัวกรองอากาศ

3.5 ระบบท่อ

3.5.1 ท่อกระจายไอน้ำ (steam spreader) - รูปร่าง ขนาด ตำแหน่ง และลักษณะการติดตั้ง (configuration) จำนวน ขนาด และตำแหน่งของรูในท่อไอน้ำ ขนาดของข้อต่อตัว T หรือข้อต่อแบบอื่นๆ

3.5.2 ท่อไล่อากาศ (vent) - ตำแหน่งและขนาดของท่อ ชนิดและขนาดของวาล์ว

3.5.3 ท่อไล่อากาศรวม (vent manifold หรือ manifold header) - ตำแหน่งและขนาดของท่อทั้งหมด รวมทั้งท่อที่ต่อเชื่อม

3.5.4 บรีดเดอร์ มัฟเฟลอร์ (bleeder, muffler) - ตำแหน่ง จำนวน ขนาด และการติดตั้ง

3.5.5 ท่อระบายน้ำ (drain) - ตำแหน่ง และขนาด

3.5.6 ท่อน้ำ (water supply) - ตำแหน่งและขนาดของท่อ ขนาดและชนิดของวาล์ว (ถ้ามี)

3.5.7 ท่อลม (air supply) - ตำแหน่งและขนาดของท่อ ขนาดและชนิดของวาล์ว (ถ้ามี)

3.5.8 เทอร์โมมิเตอร์ชนิดปรอทในหลอดแก้ว (MIG thermometer) - ตำแหน่งที่ติดตั้งบนหม้อฆ่าเชื้อ

3.5.9 มาตรวัดความดัน - ตำแหน่งที่ติดตั้งบนหม้อฆ่าเชื้อ

3.5.10 ท่อหรืออุปกรณ์อื่น ๆ เพิ่มเติม เช่น ท่อระบายน้ำควบแน่น (condensate) ฯลฯ

3.6 เครื่องบันทึก (recording device) : ชนิดและรายละเอียดของเครื่องบันทึก หรือเครื่องบันทึก/ควบคุม (recorder/ controller)

top

4. อุปกรณ์สำหรับการทดสอบ (Test Equipment)

4.1 Data Logger: ต้องมีจำนวนช่องเพียงพอในการตรวจวัดและบันทึกอุณหภูมิตลอดกระบวนการฆ่าเชื้อ

4.2 เทอร์โมคอปเปิ้ล: หรืออุปกรณ์ตรวจวัดอุณหภูมิชนิดอื่น ๆ ต้องมีขนาด ความยาว จำนวน และคุณภาพเหมาะสมในการวัดอุณหภูมิภายในหม้อฆ่าเชื้อ

4.3 อุปกรณ์วัดความดัน (ถ้าจำเป็น)

4.4 เทอร์โมมิเตอร์ชนิดปรอทในหลอดแก้ว: ถ้าหม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ศึกษาไม่มี

4.5 Stuffing Box (Packing Gland) : สำหรับสอดสายวัดอุณหภูมิเข้าไปในหม้อฆ่าเชื้อ

top

5. การปรับเทียบมาตรฐานของอุปกรณ์สำหรับการทดสอบ (Standardization of Test Equipment)

5.1 เทอร์โมมิเตอร์ของหม้อฆ่าเชื้อ : เทอร์โมมิเตอร์ของหม้อฆ่าเชื้อชนิดปรอท ควรสอดคล้องกับข้อกำหนด และได้รับการสอบเทียบความเที่ยงตรงกับเทอร์โมมิเตอร์มาตรฐานภายในปีที่ผ่านมา

5.2 ระบบการตรวจวัดอุณหภูมิ : ได้แก่ Data Logger, เทอร์โมมิเตอร์, Extension wire หรืออุปกรณ์วัดอุณหภูมิอื่น ๆ ฯลฯ

5.2.1 ก่อนที่จะดำเนินการศึกษาการกระจายความร้อน ควรปรับเทียบอุปกรณ์ทดสอบ เช่น สายวัดอุณหภูมิ (lead) สายไฟต่อ (extension) และข้อต่อทั้งหมดที่จะใช้ในการทดสอบจริงกับหม้อฆ่าเชื้อที่จะศึกษา

5.2.2 มัดรวมสายวัดอุณหภูมิทั้งหมดให้อยู่ใกล้กับกระเปาะ MIG เทอร์โมมิเตอร์ และต้องระมัดระวังไม่ให้มีการปิดบังการไหลผ่านของไอน้ำไปยังกระเปาะ MIG หรือสายวัดอุณหภูมิ

5.2.3 เพิ่มความร้อนหม้อฆ่าเชื้อให้มีอุณหภูมิสูงเท่ากับอุณหภูมิที่ใช้ทดสอบการกระจายความร้อน และให้อุณหภูมิคงที่สม่ำเสมอ

5.2.4 ตรวจสอบความเที่ยงตรงของสายวัดอุณหภูมิ (TMD) กับ MIG เทอร์โมมิเตอร์ของหม้อฆ่าเชื้อที่ผ่านการสอบเทียบแล้ว โดย TMD แต่ละตัวต้องอ่านค่าได้ไม่แตกต่างจาก MIG เทอร์โมมิเตอร์มากกว่า 0.3 OC (0.5O F) และความคลาดเคลื่อนรวมของ TMD ทุกตัวต้องไม่เกิน 0.6 OC (1OF) ถ้าTMD ใดอ่านค่าได้แตกต่างจากมาตรฐานข้างต้น จะต้องได้รับการปรับแก้ก่อนนำมาใช้ TMD ที่อ่านได้ค่าใกล้เคียง MIG เทอร์โมมิเตอร์มากที่สุด ควรจัดวางให้อยู่ใกล้ MIG และใช้เป็นตัวอ้างอิงในการประเมินข้อมูลต่อไป

5.2.5 เพื่อให้การสอบเทียบสอดคล้องตามเกณฑ์ที่กำหนดข้างต้น องค์ประกอบต่าง ๆ ของระบบการวัดอุณหภูมิต้องมีความผิดพลาดน้อยที่สุด ตัวอย่างเช่น ใช้สายวัดอุณหภูมิคุณภาพสูงจากม้วนเดียวกันในการทำ thermocouple lead และสายต่อ

top

6. การวางตำแหน่งอุปกรณ์วัดอุณหภูมิภายในหม้อฆ่าเชื้อ (Placement of the Temperature Measuring

Device in Retort)

6.1 ตำแหน่งของ TMD ภายในหม้อฆ่าเชื้อ ควรวางในตำแหน่งดังต่อไปนี้

6.1.1 ติดกัน หรือใกล้กับกระเปาะ MIG เทอร์โมมิเตอร์มากที่สุด

6.1.2 ติดกัน หรือใกล้กับกระเปาะของเครื่องควบคุมไอน้ำ ในกรณีที่กระเปาะของ MIG เทอร์โมมิเตอร์และเครื่องควบคุมไม่อยู่ในตำแหน่งเดียวกัน

6.1.3 ในภาชนะบรรจุที่มีตัวกลางทดสอบ (testing medium) อย่างน้อย 2 ภาชนะ เพื่อวัดอุณหภูมิเริ่มต้น ในกรณีที่มีข้อมูลสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่ได้จากการวัดด้วย TMDที่แนบติดภายนอกภาชนะแล้วเป็นอุณหภูมิเริ่มต้นก่อนการทดสอบได้ อาจใช้วิธีการดังกล่าวในการวัดอุณหภูมิเริ่มต้นจริงได้เช่นเดียวกัน

6.1.4 วางอย่างน้อย 3 ตัว แยกกันในแต่ละตะกร้า

6.1.5 อาจจำเป็นต้องวาง Thermocouple ภายในหม้อฆ่าเชื้อในตำแหน่งอื่นๆ เพิ่มเติม เพื่อตรวจติดตามจุดที่ร้อนช้าที่สุดในหม้อฆ่าเชื้อ หรืออุณหภูมิเริ่มต้นของ testing medium

6.2 บันทึกตำแหน่งที่วาง TMD มีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยจัดทำเป็นแผนผังแสดงตำแหน่งการวาง TMDทั้งหมดภายในหม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ในการทดสอบการกระจายความร้อน

top

7. การจัดเตรียมภาชนะบรรจุในตะกร้าทดสอบ (Preparing the Test Crates or Baskets with

Container)

7.1 ขนาดของภาชนะบรรจุ: คัดเลือกขนาดภาชนะบรรจุที่ใช้ในการศึกษา โดยทั่วไปจะใช้ภาชนะบรรจุที่มี ขนาดเล็กที่สุด เนื่องจากจะให้สภาวะการกระจายความร้อนที่เลวร้ายที่สุด

7.2 ส่วนประกอบในภาชนะบรรจุ (container content) : โดยทั่วไปจะใช้ภาชนะที่ใส่น้ำ อย่างไรก็ตาม อาจใช้ตัวกลางอื่นที่ร้อนเร็วก็ได้

แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง (steam still retort)

7.3 การจัดเรียงภาชนะบรรจุในตะกร้า: ควรจัดเรียงในลักษณะที่ให้สภาวะเลวร้ายที่สุดภายใต้การฆ่าเชื้อปกติหากมีการใช้แผ่นกั้นระหว่างชั้น ควรเลือกใช้แผ่นรองที่มีพื้นที่เปิดน้อยที่สุดในการศึกษานี้

top

8. การทดสอบการกระจายความร้อน (The Temperature Distribution Test)

8.1 การจัดเตรียม

8.1.1 ทวนสอบผลการสำรวจหม้อฆ่าเชื้อ

8.1.2 อุณหภูมิเริ่มต้น (IT) : IT คืออุณหภูมิภายในภาชนะบรรจุที่ร้อนที่สุดของการทดสอบ ซึ่งวัดจากภาชนะบรรจุที่มีอุปกรณ์วัดติดตั้งอยู่ภายใน ในการกำหนดขั้นตอนการไล่อากาศ (venting schedule) ควรพิจารณาช่วงอุณหภูมิเริ่มต้นจากการผลิตในสภาวะปกติด้วย หากไม่ใช้อุปกรณ์วัดภายในภาชนะบรรจุต้องใช้วิธีวัด IT ของผลิตภัณฑ์วิธีอื่นที่เหมาะสม การวัด IT ต้องคำนึงถึงอุณหภูมิของหม้อฆ่าเชื้อและตะกร้าซึ่งอาจสูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ และมีผลกระทบต่อปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ทั้งหมด (Total heat load)

8.2 จุดที่ต้องบันทึกอุณหภูมิ

8.2.1 จุดวิกฤตที่ต้องตรวจวัด และบันทึกในระหว่างการทดสอบ มีดังนี้

8.2.1.1 อุณหภูมิที่เครื่องควบคุมตั้งค่าไว้

8.2.1.2 อุณหภูมิเริ่มต้น

8.2.1.3 เวลาที่เปิดไอน้ำเข้าหม้อฆ่าเชื้อ หรือเวลาที่ 0

8.2.1.4 อุณหภูมิและเวลาเมื่อปิดท่อ drain ถ้ามีการเปิดไว้ในระหว่างไล่อากาศ

8.2.1.5 อุณหภูมิและเวลาเมื่อปิดท่อไล่อากาศ โดยดูจาก MIG เทอร์โมมิเตอร์ และ TMD ค่าอ้างอิง

8.2.1.6 เวลาเมื่อ TMD อ้างอิง (อยู่ใกล้กับ MIG เทอร์โมมิเตอร์มากที่สุด) มีอุณหภูมิถึงค่าที่ตั้งไว้

8.2.1.7 เวลาเมื่อเครื่องควบคุมอุณหภูมิ (ถ้ามี) เริ่มต้นการฆ่าเชื้อตามโปรแกรมที่ตั้งไว้

8.2.1.8 การอ่านค่าอุณหภูมิจาก MIG เทอร์โมมิเตอร์: ให้อ่านตามช่วงเวลาที่เหมาะสม รวมทั้งเวลาที่อุณหภูมิถึงค่าที่ตั้งไว้

8.2.2 นอกจากนี้ ยังมีจุดที่สำคัญที่จำเป็นต้องตรวจวัด และบันทึก ดังต่อไปนี้

8.2.2.1 อุณหภูมิและความดันไอน้ำของท่อไอน้ำรวม (steam header) (ในกรณีที่ superheated steam เป็นประเด็น) และ/หรือความดันไอน้ำที่ปลายท่อกระจายไอนํ้า

8.2.2.2 เวลาที่เครื่องบันทึกอุณหภูมิ ถึงอุณหภูมิฆ่าเชื้อที่ตั้งไว้

8.2.2.3 ความดันของหม้อฆ่าเชื้อ (เป็นทางเลือก) ที่อ่านในช่วงห่างที่เหมาะสม รวมทั้งเวลาที่อุณหภูมิฆ่าเชื้อถึงจุดที่กำหนด

8.3 การดำเนินการทดสอบ

8.3.1 data logger ต้องบันทึกค่าอุณหภูมิของ TMD แต่ละตัวก่อนที่จะเปิดไอน้ำเข้า และในช่วงห่างที่เหมาะสม ไม่เกินช่วงละ 1 นาทีตลอดการทดสอบ การบันทึกด้วย data logger ถือเป็นจุดวิกฤตของการทดสอบ

8.3.2 จุดวิกฤตต่างๆ ต้องมีการบันทึกไว้ตามช่วงเวลาและความถี่ที่เหมาะสม เพื่อทราบรายละเอียดและทวนสอบค่าการทำงานต่างๆ ของหม้อฆ่าเชื้อระหว่างทำการทดสอบ บันทึกเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของบันทึกการทดสอบ ซึ่งรวมถึงแผ่นบันทึกอุณหภูมิ (temperature record chart)

8.3.3 การทดสอบควรดำเนินต่อไปอีกอย่างน้อย 10 นาที หลังจากหม้อฆ่าเชื้ออยู่ในอุณหภูมิที่กำหนดและคงที่แล้ว หรืออุปกรณ์วัดค่าทั้งหมดแสดงค่าอุณหภูมิคงที่

8.3.4 ตามหลักการ TMD ไม่ควรอ่านค่าอุณหภูมิได้มากกว่าหรือน้อยกว่า 0.6 OC (1 OF) จาก TMD อ้างอิง ในครั้งแรกที่อุณหภูมิหม้อฆ่าเชื้อถึงค่าที่ตั้งไว้ สถานการณ์หรือสภาวะที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดนี้ ต้องได้รับการประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญการฆ่าเชื้อในอาหาร (Thermal processing specialist)

top



ข่าวและบทความที่เกี่ยวข้อง
ค่าแนะนำและตัวอย่างการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแบบแนวนอน
เรียบเรียงโดยครูผู้น้อย บทความที่เกี่ยวข้อง ส่วนประกอบของหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง คำแนะนำการออกแบบหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง ค่าแนะนำและตัวอย่างในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแบบแนวนอน บทความนี้เป็นข้อแนะนำที่และตัวอย่างในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแนวนอน ผู้เรียบเรียงฟังบรรยายของคุณเกรียงศักดิ์ ลิ้มประจวบลาภ ผู้รู้คนสำคัญของอุตสหกรรม การแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท (hermectically sealed container) เมื่อหลายปีมาแล้ว ท่านได้กล่าวว่า รีทอร์ท (retort) ที่ใช้กันอยู่ในประเทศไทยส่วนใหญ่เป็นรีทอร์ประเภท steam retort ท่านจึงได้กรุณาให้รายละเอียดของการออกแบบไว้อย่างชัดเจน เข้าใจง่าย ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง สำหรับ วิศกร ฝ่ายผลิต รวมทั้งฝ่ายควบคุมคุณภาพ นักศึกษา นักวิชาการ หากท่านอ่านแล้วยังสงสัยสามารถเขียนคำถาม หรือแสดงความคิดเห็นได้ท้ายบทความค่ะ 1. ท่อไอน้ำเข้า (steam inlet) 2. วาล์วควบคุมไอน้ำ (Temperature control valve) 3. ท่อบายพาสส์ (by pass) 4. ท่อลมเข้า (air inlet) 5. เครื่องกรองอากาศ 6. อุปกรณ์ปรับความดัน 7. ท่อระบายน้ำ (Drain) 8. ท่อน้ำเข้า (water inlet) 9. ท่อกระจายไอน้ำ (Steam spreader) 10. ที่รองรับตะกร้า 11. แผ่นกั้นน้ำ 12. รูระบายอากาศ (bleeder) 13. เทอร์โมมิเตอร์ปรอท 14. อุปกรณ์วัดความดัน 15. วาล์วนิรภัย (Safety valve) 16. ท่อน้ำล้น (over flow) 17. ท่อไล่อากาศ (vent) 18. เครื่องควบคุมไอน้ำ 19. อุปกรณ์ควบคุม 20. วาล์วลดความดัน ไม่เกิน 8 ฟุต 8 - 15 ฟุต 15 ฟุตขึ้นไป ค่าความดันไอน้ำ 90 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 100 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 125 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ท่อไอน้ำเข้า 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว 2 นิ้ว Steam Regulating Valve Consult Manufacturer ท่อกระจายไอน้ำ 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว 2 นิ้ว ขนาดรูเจาะของท่อกระจายไอน้ำ 3/16 นิ้ว 3-16 นิ้ว 3/16 นิ้ว จำนวนรูเจาะของท่อกระจายไอน้ำ 47 - 62 (3/16 นิ้ว) 81 - 108 (3/16 นิ้ว) 183 - 244 (3/16 นิ้ว) ท่อระบายอากาศ 1¼ นิ้ว 1½ นิ้ว 2½ นิ้ว วาล์วของท่อระบายอากาศ 1¼ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 1½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 2½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) ท่อระบายไอน้ำ 1/8 or 1/4 นิ้ว petcocks ท่อน้ำล้น 1¼ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 1 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 2 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) ท่อน้ำทิ้ง 1¼ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 1 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) 2 ½ นิ้ว. (ประตูวาล์ว) ค่าความดันน้ำ 40 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 50 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 60 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ท่อน้ำเข้า 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว. 2 นิ้ว Air for Control Instruments 20 psi. 1/4 in Tube or 1/8 in pipe Air for Pressure Cooling 1 in. 40 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 1-1/4 in. 50 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว 2 in. 60 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว Pressure Relief Valve 1¼ นิ้ว. 1½ นิ้ว 2½ นิ้ว วาล์วฉุกเฉิน Meet AS.M.E. or local codes เครื่องควบคุมอุณหภูมิ Control to = 1F. การเจาะรูบนท่อกระจายไอน้ำ การเจาะรูบนท่อกระจายไอน้ำ แนะนำให้เจาะที่ 45° จาก วัดแนวระดับของเส้นผ่าศูนย์กลางของ Steam spreader และพื้นที่หน้าตัดของรูทั้งหมดบน Steam Spreadeเมื่อรวมกันแล้วจะต้องอยู่ในช่วง 1.5 - 2 เท่า ของหน้าตัดพื้นที่ท่อของ Steam inlet เท่านั้น หากเจาะรูเล็กเกินไปจะเกิดการอุดตันได้ง่าย จำนวนของรูบนท่อกระจายไอน้ำ ขนาดของรูเจาะ, นิ้ว จำนวนรูเจาะ ขนาดท่อไอน้ำเข้า - ขนาดท่อมาตรฐาน 1 นิ้ว 1¼ นิ้ว 1½ นิ้ว 2 นิ้ว 2½ นิ้ว 3/16 47 - 62 81 - 108 111 - 148 183 - 244 260 - 346 7/32 35 - 56 60 - 80 71 - 108 135 - 180 190 - 254 1/4 27 - 36 45 - 60 63 - 84 102 - 137 147 - 196 5/16 - 30 - 40 40 - 54 66 - 88 93 - 124 3/8 - 21 - 28 28 - 37 45 - 60 66 - 88 7/16 - - 21 - 28 33 - 45 48 - 64 1/2 - - 15 - 20 26 - 36 36 - 48 ตัวอย่างการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อ ตัวอย่าง ออกแบบหม้อฆ่าเชื้อที่มีความยาว 10 ฟุต พร้อมทั้งกำหนด ขนาดท่อ และ ตำแหน่งของอุปกรณ์หลัก จากตารางแนะนำที่ต้องการในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแบบแนวนอน A - Steam inlet (ท่อนำไอน้ำเข้า) - ขนาดท่อไอน้ำเข้า = 1 1/4นิ้ว B - Drain (ท่อน้ำทิ้งของหม้อฆ่าเชื้อ) - ขนาดของท่อน้ำทิ้ง = 1 1/2 นิ้ว C - Over flow (ท่อน้ำล้นของหม้อฆ่าเชื้อ) - ขนาดของท่อน้ำล้น = 1 1/4 นิ้ว D - Bleeder - ควรจะมีBleeder จำนวนสองตัว I - Steam spreader (ท่อกระจายไอน้ำ) - ขนาดท่อกระจายไอน้ำ =1 1/4 นิ้ว - ความดันของไอน้ำ = 100 ปอนด์/ตารางนิ้ว K - Water inlet (ท่อนำน้ำเข้าสู่หม้อฆ่าเชื้อ) - ความดันน้ำ = 50 ปอนด์/ตารางนิ้ว L - Vent (ท่อระบายอากาศในช่วงไล่อากาศ) - ขนาดของท่อระบายอากาศ = 1 1/2 นิ้ว - ขนาดวาล์วของท่อระบายอากาศ คือ Gate valve ขนาด =1 1/2 นิ้ว - ท่อไอน้ำไหลเวียนควรมีขนาด1/3 นิ้ว หรือ1/4 นิ้ว ขนาดและจำนวนรูบนท่อกระจายไอน้ำ - จากตารางค่าต่ำสุดที่ต้องการในการออกแบบหม้อฆ่าเชื้อแบบแนวนอนแนะนำว่าหม้อฆ่าเชื้อขนาด 10 ฟุต นั้นควรมีขนาดของรูเจาะบน Steam spreader ขนาด 3/16 นิ้ว และขนาดของท่อไอน้ำเข้า=1 1/4นิ้ว ดังนั้นจำนวนของรูเจาะบนท่อกระจายไอน้ำจะเท่ากับ 81 - 108 รู
ส่วนประกอบของหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง
บทความที่เกี่ยวข้อง ส่วนประกอบของหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง คำแนะนำการออกแบบหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง ส่วนประกอบของหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋องแบบใช้ไอน้ำ หม้อฆ่าเชื้อ (retort) เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในกระบวนการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) เพื่อฆ่าเชื้ออาหารที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกสนิท (hermectically sealed container) เช่น กระป๋อง รีทอร์ทเพาซ์ (retort pouch) ขวดแก้ว ในระดับ commercial sterilizationให้อาหารปลอดภัย จากเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค (pathogen) โดยเฉพาะ Clostridium botulinum ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่สร้างสปอร์ (spore forming bacteria) และสารพิษซึ่งเป็นอันตรายต่อผู้บริโภคถึงชีวิตแบคทีเรียชนิดนี้ มักพบในอาหารในกลุ่มกรดต่ำ (low acid food) เช่น ปลาทูน่ากระป๋อง ข้าวโพดฝักอ่อนบรรจุกระป๋อง การฆ่าเชื้ออาหารในกลุ่มนี้ต้องใช้อุณภูมิสู'กว่า 100 C โดย จึงต้องทำในภายในหม้อฆ่าเชื้อที่ทำงานภายใต้แรงดันสูงกว่าความดันบรรยากาศ หม้อฆ่าเชื้อที่นิยมใช้กันมากในประเทศไทยเป็นหม้อฆ่าเชื้อที่ใช้ไอน้ำอิ่มตัวเป็นตัวกลางความร้อน ซึ่งหม้อฆ่าเชื้อประเภทนี้มีส่วนประกอบหลักดังนี้ ตัวหม้อฆ่าเชื้อ (retort vessel) ขอขอบคุณ ภาพจาก บริษัทฟู้ด แมชชินเนอรี่ จำกัด ตัวหม้อฆ่าเชื้อ สร้างจากโลหะหนา มีฝาเปิด-ปิด เพื่อนำผลิตภัณฑ์เข้าฆ่าเชื้อและปิดส็อกแน่นสนิท ระหว่างการฆ่าเชื้ออาหาร ความดันภายในหม้อระหว่างการฆ่าเชื้อมีค่าสูงมาก เช่น การฆ่าเชื่อที่อุณหภูมิ 121 ซ มีความดันไอภายใน 15 psi. หรือ เท่ากับแรงประมาณ 10 ตันผลักที่ตัวประตูของหม้อ โดยทั่วไปหม้อฆ่าเชื้อต้องแข็งแรงพอที่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยที่ความดันมากกว่า 30 psi. หม้อฆ่าเชื้อแบบใช้ไอน้ำ (steam retort) ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ดังต่อไปนี้ 1. ท่อไอน้ำเข้า (steam inlet) 2. วาล์วควบคุมไอน้ำ (Temperature control valve) 3. ท่อบายพาสส์ (by pass) 4. ท่อลมเข้า (air inlet) 5. เครื่องกรองอากาศ 6. อุปกรณ์ปรับความดัน 7. ท่อระบายน้ำ (Drain) 8. ท่อน้ำเข้า (water inlet) 9. ท่อกระจายไอน้ำ (Steam spreader) 10. ที่รองรับตะกร้า 11. แผ่นกั้นน้ำ 12. รูระบายอากาศ (bleeder) 13. เทอร์โมมิเตอร์ปรอท 14. อุปกรณ์วัดความดัน 15. วาล์วนิรภัย (Safety valve) 16. ท่อน้ำล้น (over flow) 17. ท่อระบายอากาศ (vent) 18. เครื่องควบคุมไอน้ำ 19. อุปกรณ์ควบคุม 20. วาล์วลดความดัน A - ท่อนำไอน้ำเข้า ( Steam inlet ) คือท่อนำไอน้ำข้าสู่หม้อฆ่าเชื้อ ซึ่งปกติจะติดตั้งอยู่ตรงกลางด้านล่างของ หม้อฆ่าเชื้อ โดยขนาดของท่อไอน้ำเข้าต้องมีขนาดเหมาะสมเพื่อ จ่ายไอน้ำเพื่อไล่อากาศออกจากหม้อฆ่าเชื้ออย่างรวดเร็วในช่วงไล่อากาศ แหล่งกำเนิดไอน้ำที่ความดันไอเท่ากัน ท่อขนาดใหญ่กว่า ใช้เวลาในการไล่อากาศสั้นกว่า แต่ท่อที่ขนาดใหญ่เกิดไป จะลดความดันของไอน้ำได้ หม้อฆ่าเชื้อมีความยาวมากกว่า 30 ฟุต ควรจะมีการติดตั้ง ท่อนำไอน้ำเข้า 2 จุด เพื่อให้ไอน้ำกระจายทั่วถึงไม่มีจุดอับภายใน B - ท่อระบายน้ำ (Drain) คือท่อระบายน้ำซึ่งเกิคขึ้นการควบแน่นเมื่อไอน้ำที่มีอุณหภูมิสูง กระทบกับกระป๋องบรรจุอาหารซึ่งมีอุณหภูมิที่ต่ำกว่า กลายเป็นหยดน้ำ ตกลงสู่ด้านล่างของหม้อฆ่าเชื้อ ต้องระบายออกเพื่อไม่ให้เกิดน้ำท่วม ขัง ท่อกระจายไอน้ำ หรือท่วมกระป๋อง ท่อระบายน้ำเจาะ อยู่ที่ด้านล่างของหม้อฆ่าเชื้อ C - ท่อน้ำล้น (Over flow) โดยปกติ Over flow หรือท่อน้ำล้นจะถูกติดตั้งให้สูงกว่าระดับชั้นที่สูงที่สุดของชั้นผลิตภัณฑ์ เพื่อทำการระบายน้ำเมื่อมีน้ำเต็มหม้อนึ่งฆ่าเชื้อระหว่างการ cooling เนื่องจากมีเมื่อน้ำเต็ม retort จะทำให้เกิดความดันสูงซึ่งจะทำให้อุปกรณ์ภายในหม้อนึ่งฆ่าเชื้อและผลิตภัณฑ์เสียหายได้ และขนาดของท่อ Over flow ควรจะใหญ่กว่าท่อน้ำเข้า D - รูระบายอากาศ (Bleeder) ลักษณะของ Bleeder รูเล็กๆ ขนาด 1/8 ถึง 1/8 นิ้ว หน้าที่หลัก o เพื่อไอน้ำในหม้อฆ่าเชื้อไหลเวียนสม่ำเสมอ o เพื่อระบายอากาศหรือแก็สที่ไม่สามารถ Bleeder จะถูกเปิดตลอดเวลาเพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานทราบถึงสถานะของไอน้ำภายในหม้อฆ่าเชื้อ Bleeder จะไม่มีวาล์วเปิดปิด และ ต้องตรวจสอบไม่ให้อุดตัน การติดตั้ง Bleeder จะติดตั้งจากปลายหม้อฆ่าเชื้อทั้งสองข้างเข้ามาเป็นระยะทาง 1 ฟุตและทุกๆ 8 ฟุต จะต้องมี Bleeder 1 ตัวอยู่ด้วย E - ท่อลมเข้า (Air inlet) ทำหน้าที่ปล่อยลมเข้าในหม้อฆ่าเชื้อเพื่อช่วยในการ balance ระบบการไหลเวียนของไอน้ำและช่วยรักษาความสมดุลของความดันภายในหม้อฆ่าเชื้อในช่วงเริ่มต้นของการ cooling เพื่อไม่ให้กระป๋องเกิดการเสียรูป เมื่อมีการ cooling โดยปกติแล้วความดันภายในกระป๋องบรรจุอาหารจะอยู่ที่ประมาณ 20-25 lb/in2 และความดันภายใน retort (ด้านนอกของกระป๋อง) จะอยู่ที่ประมาณ 20 lb/in2 เมื่อมีการ cooling เกิดขึ้น จะทำให้ความดันภายในหม้อฆ่าเชื้อ (ด้านนอกของกระป๋อง) ลดลงเป็นศูนย์เพราะไอน้ำเป็น Condensed gas เมื่อมีการปล่อยน้ำเพื่อทำการ cooling ความดันจะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความแตกต่างของความดันภายในกระป๋องและภายนอกกระป๋อง ซึ่งความแตกต่างของความดันนี้จะทำให้กระป๋องเสียรูปเพราะกระป๋องไม่สามารถทนความแตกต่างของดันมากๆได้ ดังนั้นจึงต้องมีการใช้ลมเข้ามาช่วย balanceในระบบหมุนเวียนของน้ำเพื่อรักษาระดับของความดันและค่อยๆลดระดับของความดันลงมาเรื่อยๆจนกระทั่งเป็นศูนย์ เพื่อไม่ให้เกิดความแตกต่างของความดันและเพื่อไม่ให้เกิดการเสียรูปของกระป๋อง เพราะเมื่อกระป๋องเกิดการเสียรูปลูกค้าไม่ยอมรับในคุณภาพของสินค้า F - วาล์วนิรภัย (Safety valve) ทำหน้าที่ระบายความดันส่วนเกิน เพื่อป้องกันการเกิดความดันที่หม้อฆ่าเชื้อจะทนได้ ควรตั้งความดันสูงกว่าความดันที่ใช้งานเล็กน้อยประมาณ 20 ปอนด์/ตารางนิ้ว G- วาล์วควบคุมไอน้ำ (Temperature control valve) คือ ชุดควบคุมอุณหภูมิ โดยปกติหม้อนึ่งฆ่าเชื้อแต่ละหม้อจะต้องมีชุดควบคุมอุณหภูมิแบบอัตโนมัติสำหรับรักษาอุณหภูมิในหม้อนึ่งฆ่าเชื้อโดยใช้ร่วมกับเทอร์โมมิเตอร์ โดยมีปลายด้านหนึ่งวัดอุณหภูมิในหม้อฆ่าเชื้อและ อีกปลายอีกด้านหนึ่งเป็น Steam control value เมื่ออุณหภูมิภายใน หม้อฆ่าเชื้อไม่เป็นไปตามที่กำหนด Steam control value จะถูกกำหนดให้ปล่อยไอน้ำเพื่อให้ได้อุณหภูมิภายในหม้อฆ่าเชื้อตามที่Temperature control valve กำหนด H - บาย- พาส (By-pass) คือท่อที่ต่อขนานกับ Steam control valve ซึ่ง ท่อ By-pass จะสามารถทำการเปิดและปิดได้ด้วยตัวผู้ปฏิบัติงานเอง และจะใช้ท่อ By-pass เมื่อ steam control valve เสียหรือขัดข้อง หรือเมื่อขนาดของ Steam inlet มีขนาดใหญ่กว่าท่อของ Steam control valve ซึ่ง By-pass จะทำหน้าที่ช่วย Steam control valve ระบายไอน้ำเข้าสู่หม้อฆ่าเชื้อและหลังจากที่กระบวนการไล่อากาศเสร็จสิ้นลง ก็จะต้องทำการปิด By-pass และ ปล่อยให้ Steam control valve ทำงานต่อไป I - ท่อกระจายไอน้ำ (Steam spreader) คือท่อที่ทำหน้าที่กระจายไอน้ำ โดยปกติ Steam inlet จะอยู่ตรงกลางด้านล่างของ retort ดังนั้น เมื่อมีการปล่อยไอน้ำผ่าน Steam inlet จะทำให้ไอน้ำพุ่งขึ้นเป็นสู่ด้านบนและหลังจากนั้นจึงจะกระจายสู่ด้านข้างของหม้อฆ่าเชื้อทำให้การกระจายไอน้ำไม่ทั่วหม้อฆ่าเชื้อ ดังนั้น Steam spreader จะทำหน้าที่กระจายไอน้ำ ซึ่ง ในการเจาะรู Steam spreader นั้น มีมาตรฐานในการเลือกใช้ตาม จำนวนมาตรฐานของรูบนท่อกระจายไอน้ำ และ ตาม วิธีเจาะรูบนท่อกระจายไอน้ำ J - ท่อกระจายน้ำ (Water spreader) ทำหน้าที่กระจายน้ำที่ถูกส่งผ่านมาจากท่อน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำที่มีแรงดันสูงมากระทบกับกระป๋องโดยตรง เพราะ ถ้าน้ำแรงดันสูงมากระทบกับกระป๋องจะทำให้กระป๋องเสียรูปซึ่งจะทำให้ลูกค้าไม่ยอมรับคุณภาพของสินค้า K - ท่อน้ำเข้า (Water inlet) เป็นท่อนำ น้ำเข้า หม้อฆ่าเชื้อ สำหรับการทำเย็น กระป๋องภายใน retort ซึ่งส่วนมากจะอยู่ด้านบนของ retort และควรมีขนาดและความดันที่เหมาะสมเพื่อให้น้ำไหลเข้าเต็มหม้อในเวลาอันสั้น เพื่อทำให้เกิดการ cooling โดยเร็วที่สุด ด้วยความดันที่เหมาะสม เพราะน้ำที่ผ่านเข้ามาใน Water inletจะต้องมีความดันมากพอในการที่จะเอาชนะความดันภายในหม้อฆ่าเชื้อปกติความดันภายใน หม้อฆ่าเชื้อ จะมีอยู่ประมาณ 20 ปอนด์/ตารางนิ้ว และควรจะต้องระวังไม่ให้วาล์วของ Water inlet รั่วระหว่างการฆ่าเชื้อเพราะจะทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อที่สมบูรณ์ได้ L - ท่อระบายอากาศ (Vent) คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ระบายอากาศภายในหม้อฆ่าเชื้อออกจากหม้อฆ่าเชื้อในช่วงไล่อากาศ และเมื่อมีการปล่อยไอน้ำจากด้านล่างของหม้อฆ่าเชื้อไอน้ำจะลอยตัวขึ้นสู่ด้านบนของหม้อฆ่าเชื้อ ดังนั้นเราต้องหาทางออกให้กับไอน้ำด้วยโดยการติดตั้ง Vent โดย ในการติดตั้ง Vent นั้น จะต้องติดตั้งที่ทำให้อากาศระบายได้ง่าย ขนาดของVent ที่ติดตั้งควรมีขนาด มากกว่า Steam inlet อยู่ 1 เท่า และถ้า retort มีขนาดใหญ่ ก็ควรจะต้องมี Vent หลายช่องเพื่อทำให้สามารถระบายอากาศได้อย่างครอบคลุมและทั่วถึง แต่หลักสำคัญคือจะต้องต่อท่อให้ตรงและสั้นที่สุดเพื่อให้อากาศถูกขจัดออกได้ง่ายและรวดเร็ว และเมื่อมี Vent จำนวนหลายช่องก็จะทำให้ยากต่อการปฏิบัติงานของผู้ปฏิบัติงาน เพราะอาจจะต้อง ปิด Vent จำนวนหลายครั้ง ดังนั้นเมื่อมีVent จำนวนหลายช่องเราสามารถต่อท่อร่วม (Manifold) ของ Vent ให้มีทางออกเดียวและมีวาล์วเปิดปิดตัวเดียวได้เพื่อง่ายต่อการปฏิบัติงานของผู้ปฏิบัติงาน บทความที่เกี่ยวข้อง ส่วนประกอบของหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง คำแนะนำการออกแบบหม้อฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง แนวทางการศึกษาการกระจายความร้อนสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและนิ่ง
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการแทรกผ่านความร้อนของอาหารกระป๋อง
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการแทรกผ่านความร้อนของอาหารกระป๋อง โดย ผศ.ดร.พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์ บทความนี้กล่าวถึงปัจจัยหลักที่มีผลต่อความเร็วในการถ่ายเทความร้อน จากตัวกลางภายนอก เช่น ไอน้ำร้อน น้ำร้อน ระหว่างการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ตลอดจนระหว่างการทำเย็น เพื่อเป็นประโยชน์ต่อผู้ผลิตอาหารจะได้เข้าใจและนำไปใช้ในการพิจารณาผลิตภัณฑ์อาหาร ปัจจัยที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อนในอาหารที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ ลักษณะการถ่ายโอนความร้อนในอาหารกระป๋องมีแบบต่างๆดังนี้ 1. อาหารที่มีการถ่ายโอนความร้อนแบบการนำอย่างเดียว 2. อาหารที่มีการถ่ายโอนแบบการพาอย่างเดียว 3. อาหารที่มีการถ่ายโอนแบบผสม การนำความร้อน เป็นกรรมวิธีของการส่งผ่านความร้อนโดยอาศัยการการส่งผ่านความร้อนจากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่งที่อยู่ชิดกัน ในกรณีของการนำความร้อนของอาหารในกระป๋องพบว่าอาหารที่อาศัยการนำความร้อนจะเป็นอาหารที่มีความเข้มข้นสูง หรืออาจเป็นของแข็งจึงทำให้ส่วนประกอบของอาหารไม่สามารถเคลื่อนที่ในกระป๋องได้ และยังไม่มีการหมุนเวียนของอนุภาคของอาหารที่ร้อนกับอนุภาคอาหารที่เย็นดังนั้น การนำความร้อนในอาหารกระป๋องจึงจำเป็นต้องใช้เวลานานพอสมควร การพาความร้อน เป็นกรรมวิธีของการส่งผ่านความร้อนที่อาศัยการเคลื่อนที่ของอาหารได้รับความร้อน แล้วอนุภาคของอารหารที่ได้รับความร้อน โดยการพาความร้อนจะมีความหนาแน่นที่เบาจึงทำให้ลอยตัวสูงขึ้น จึงก่อให้เกิดสภาพความหมุนเวียนของอนุภาคที่ได้รับความร้อนในกรัป๋องอย่างไรก็ตามอาหารที่ได้รับการส่งผ่านความร้อนโดยการแผ่ความร้อนจะมีลักษณะเป็นของเหลวหรือเป็นอาหารที่มีความเข้มข้นต่ำ การพาความร้อนนี้สามารถส่งผ่านความร้อนได้เร็วกว่าการนำความร้อนแต่มีอาหารบางประเภทที่จำเป็นต้องอาศัยการส่งผ่านความร้อนร่วมกันทั้งการพาและการนำความร้อน เช่น อาหารที่มีความหนืดค่อนข้างสูงเป็นต้น อาหารร้อนช้าหรือเร็วขึ้นอยู่กับอะไร 1. คุณสมบัติทางความร้อนของอาหาร คุณสมบัติที่สำคัญที่มีผลต่ออัตราเร็วของการแทรกผ่านความร้อนในอาหารคือค่าการแพร่กระจายความร้อน (Thermal diffusivity, m2/s) K = การนำความร้อน (thermal conducitvity,W/m2 °C) Cp = ความร้อนจำเพาะ (specific heat J/Kg°C) r = ความหนาแน่น (density, Kg/m3) อาหารที่มีค่าthermal diffusivity มากจะมีการแทรกผ่านความร้อนเข้าไปยังจุดร้อนช้าที่สุดได้อย่างรวดเร็ว ค่าthermal diffusivityเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของอาหรแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับส่วนประกอบทางเคมีของอาหาร ปริมาณน้ำ และอาจมีค่าแตกต่างกันตามชนิดและสายพันธ์ของอาหาร ค่าthermal diffusivityจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงค่าการแพร่กระจาย ความร้อนของวัสดุชนิดต่าง ๆ thermal diffusivity (x10-7m2/s) มะเขือเทศ1.48 กล้วย1.18 เนื้อวัว 1.32 มันฝรั่งสด1.70 มันฝรั่งต้มบด1.23 น้ำ1.48 น้ำแข็ง 11.82 เหล็ก203 อลูมิเนียม841 ค่าthermal diffusivity โดยเฉลี่ยของอาหารกระป๋อง (Apparent thermal diffusivity) อาจหาได้จากากรศึกษาการแทรกผ่านความร้อนในกระป๋องเมื่อทราบค่า fh (จะกล่าวรายละเอียดต่อไป) โดยค่าthermal diffusivityของอาหารบรรจุกระป๋องรูปทรงกระบอกจะคำนวณได้จากสมการดังนี้ โดยที่ R เป็นรัศมีของกระป๋อง H เป็นครึ่งหนึ่งของความสูงของกระป๋อง ค่า a ที่ได้จะเป็นคุณสมบัติโดยรวมของเนื้ออาหารประเภทที่บรรจุอยู่กระป๋องโดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของกระป๋อง จากสมการความสัมพันธ์ เราพบว่าค่า a ของอาหารกระป๋องแปรผันกลับกับค่าความหนาแน่น (r) คือสัดส่วนของน้ำหนักต่อปริมาตร ดังนั้นปริมาณน้ำหนักบรรจุ , สัดส่วนของแข็งของเหลว , ขนาดของชิ้นอาหาร ที่มีผลทำให้ความหนาแน่นของอาหารมากขึ้นมีผลทำให้การแทรกผ่านความร้อนช้าลง 2. ปริมาณความร้อนของการถ่ายเทความร้อนจากหม้อฆ่าเชื้อผ่านกระป๋องเข้าสู่ผิวอาหาร เป็นการถ่ายเทความร้อนแบบการพา มีสมการ Q = UA (Tout-Twall) Q = ปริมาณความร้อน (W) A = พื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อน (m2) U = (W/m2ºC) Tout = อุณหภูมิหม้อฆ่าเชื้อรอบกระป๋อง (ºC) Twall = อุณหภูมิอาหารที่ติดกับกระป๋อง (ºC) ค่า U เป็นปัจจัยที่สำคัญมากที่ จะชี้ว่าความร้อนจากหม้อฆ่าเชื้อ จะสามารถถ่ายเทผลักดันเข้าสู่อาหารภายในกระป๋องได้ช้าหรือเร็วเพียวใด ค่า U ขึ้นกับ 1. ตัวกลางถ่ายเทความร้อนที่ใช้ เช่น ไอน้ำอิ่มตัว, น้ำร้อนภายใต้ความดัน, ไอน้ำผสมน้ำ ตัวกลางชนิดต่างๆ h (W/M2ºC) ไอน้ำบริสุทธ์กลั่นตัว (pure saturated steam) >20,000 น้ำร้อนเคลื่อนที่ 2,000-10,000 อากาศนิ่ง2.8-23 อากาศเคลื่อนที่ 11.3-55 ไอน้ำบริสุทธ์กลั่นตัวที่ใช้ในหม้อฆ่าเชื้อแบบไอน้ำ มีค่าสัมประสิทธิ์สูงสุด ไอน้ำที่มีอากาศผสมทำให้การถ่ายเทความร้อนลดลง ดังนั้น ในขั้นตอนไล่อากาศ ต้องมั่นใจว่า อากาศหมดจากหม้อฆ่าเชื้อจริงๆ ถ้าไล่อากาศไม่หมดและมีอากาศถูกกักอยู่บริเวณใดในหม้อฆ่าเชื้อ จะทำให้กระป๋องบริเวณดังกล่าวได้รับความร้อนเพื่อฆ่าเชื้อไม่เพียงพอ 2. ชนิดของภาชนะบรรจุ ภาชนะบรรจุที่ทำจากวัสดุที่นำความร้อนได้ดี มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสูง (K) เช่น แผ่นเหล็ก, อลูมิเนียม จะช่วยให้ความร้อนจากภายนอกผ่านเข้าสู่อาหารอย่างรวดเร็ว สำหรับภาชนะบรรจุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ เช่น แก้ว พลาสติก จะทำให้ความร้อนผ่านช้าลง ยิ่งถ้ามีความหนามากก็จะทำให้ช้ายิ่งขึ้น ตัวอย่างค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุต่างๆ มีดังนี้ วัสดุชนิดต่างๆ K (W/MºC) เหล็ก 73 อลูมิเนียม 204 แก้ว0.78 พลาสติก 0.15 พื้นที่ผิวของภาชนะบรรจุสำหรับถ่ายเทความร้อน เมื่อเปรียบเทียบภาชนะบรรจุที่มีขนาดบรรจุเดียวกัน ภาชนะที่มีพื้นมี่ผิวมากกว่าจะถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่า เร็วกว่า ภาชนะรูปทรงแบน บาง เช่น กระป๋องทรงเตี้ย, ทรงวงรี, ทรงสี่เหลี่ยม, retort pouch มีพื้นที่การถ่ายเทความร้อนมาก เมื่อเทียบกับต่อหน่วยปริมาตร ช่วยให้ปริมาณความร้อนถ่ายเทเข้าสู่ภายในได้มาก รูปแบบการจัดเรียงกันของภาชนะบรรจุในหม้อฆ่าเชื้อ มีผลกับพื้นที่ผิว การเรียงซ้อนชิดติดกัน ทำให้กระป๋องเสียพื้นที่การถ่ายเทบริเวณก้นและฝากระป๋อง ปัจจัยที่เกี่ยวข้องในการหาระยะเวลาที่จำเป็นที่จะทำให้ตำแหน่งจุดกึ่งกลางของอาหารในกระป๋องได้รับความร้อนในระดับ Sterilization ประกอบด้วย สารที่ใช้ทำภาชนะบรรจุอัตราการแทรกซึมของความร้อนผ่านกระป๋องโลหะจะเร็วกว่าภาชนะบรรจุที่ทำจากแก้ว ขนาดและรูปร่างภาชนะบรรจุกระป๋อง ยิ่งมีขนาดใหญ่ยิ่งจำเป็นต้องใช้เวลานานต่อการที่จะให้ความร้อนแทรกซึมเข้าสู่จุดกึ่งกลางของกระป๋องนอกจากนี้ การแทรกซึมของความร้อนผ่านภาชนะบรรจุซึ่งมีรูปร่างยาวหรือบางจะเกิดขึ้นได้เร็วกว่าภาชนะซึ่งมีรูปร่างทรงกระบอก ทั้งนี้ต้องคำนึงถึงปริมาตรของภาชนะบรรจุที่เปรียบเทียบกันนี้จะต้องเท่ากันด้วย อุณหภูมิเริ่มต้นของอาหาร ในความเป็นจริงแล้วอุณหภูมิของอาหารในกระป๋องในช่วงระหว่างที่นำเข้าใส่ retort เพื่อทำการฆ่าเชื้อนั้นไม่ได้ก่อให้เกิดความแตกต่างต่อระยะเวลาที่จำเป็นที่จะทำให้อุณหภูมิที่ตำแหน่งกึ่งกลางของกระป๋องมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของ retort อาหารที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นต่ำ จะถูกทำให้ร้อนกว่าอาหารชนิดเดียวกันที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นสูง อย่างไรก็ตามอาหารที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นสูงกว่าจะทำให้จุลินทรีย์อยู่ในช่วงของการตาย (lethal range) เป็นระยะเวลานานกว่า อุณหภูมิของ Retort (Retort temperature) ถ้านำอาหารกระป๋องชนิดเดียวกันไปใส่ใน retort แตกต่างกัน ระยะเวลาที่อุณหภูมิในอาหารนั้นจะถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้จะเท่ากัน อย่างไรก็ตาม การให้ความร้อนเข้าสู่อาหารกระป๋องทำได้เร็วที่สุดถ้าอุณหภูมิของ retort ร้อนที่สุด และจะทำให้อุณหภูมิของอาหารถึงอุณหภูมิที่จะทำให้จุลินทรีย์ตาย (lethal temperature) ได้เร็วด้าย ความสม่ำเสมอของส่วนประกอบของอาหารในกระป๋อง (Consistency of food contents in can) ส่วนประกอบของอาหารรวมถึงขนาดและรูปร่างของอาหารแต่ละชิ้น จะมีผลโดยตรงต่อการแทรกซึมความร้อนเข้าสู่อาหาร การหมุนกระป๋องในระหว่างการให้ความร้อน ใน rotary retort จะทำให้ความร้อนแทรกซึมเข้าสู่อาหารได้เร็วถ้าอาหารนั้นเป็นของเหลว แต่ในอาหารบางชนิดอาจทำให้การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่ไม่เป็นที่ต้องการได้
การหาจุดที่ร้อนช้าที่สุดในบรรจุภัณฑ์ปิดสนิทขณะฆ่าเชื้อด้วยความร้อน
การหาจุดที่ร้อนช้าที่สุด (Cold point) ของอาหารในภาชนะปิดสนิทขณะฆ่าเชื้อด้วยความร้อน ผศ.ดร. พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์ ในการฆ่าเชื้ออาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ที่บรรจุในภาชนะที่ปิดสนิท (hermectically sealed container) เช่น กระป๋อง ขวดแก้ว ถุงอ่อนตัว ซึ่งความร้อนแทรกตัวจากผนังของบรรจุภัณฑ์เข้าสู่อาหารที่บรรจุอยู่ภายใน อาหารในจุดที่ร้อนช้าที่สุด ใช้เป็นตัวแทนของอาหารทั้งภาชนะ โดยถือว่า หากความร้อนแทรกตัวเข้ามาและทำลายเชื้อบริเวณดังกล่าวให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยแล้ว จะทำให้มั่นใจว่าทุกส่วนของอาหารในบรรจุภัณฑ์ก็ได้รับความร้อนอย่างเพียงพอเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาหารพวกกรดต่ำ (low acid food) ยิ่งต้องระมัดระวังให้มาก เพราะหากสปอร์ของ Clostridium botulinum ศัตรูตัวร้ายของวงการอาหารกระป๋อง ถ้ารอดมาได้ละก็เดือดร้อนเป็นแถว สปอร์ของ Clostridium botulinum ในทางปฏิบัติก่อนการหาเวลาในการฆ่าเชื้ออาหาร ด้วยการทำ heat penetration test เราจะต้องหาจุดที่ร้อนช้าที่สุดก่อน โดยอาจจะเจาะบรรจุภัณฑ์เพื่อเสียบปลายของเทอร์โมคัปเปิล ไปยังบริเวณที่ตำแน่งที่คาดว่าน่าจะเป็น จุดร้อนช้าที่สุด 3 จุด แล้ว ซึ่งต้องวัดระยะเพื่อกำหนดตำแหน่งให้แน่นอน จากนั้น จึงบันทึกอุณหภูมิของอาหารระหว่างการให้ความร้อน ณ. จุดที่เราทราบตำแหน่ง เพื่อเปรียบเทียบเส้นกราฟของอุณหภูมิ ที่ได้ อาจทำการทดลองซ้ำ เพื่อหาจุดที่แน่นอนอีกครั้ง ทั้งนี้ไม่แนะนำให้เจาะบรรจุภัณฑ์มากกว่า 3 จุด เพราะ เทอร์โมคัปเปิล จำนวนมากที่อยู่ภายใน จะไปทำให้อุณหภูมิของอาหารที่วัดได้ผิดพลาดจากความเป็นจริง สำหรับจุดร้อนช้าที่สุดของอาหาร มีข้อแนะนำเบื้องต้นตามรูป a อาหารที่เป็นของแข็ง บรรจุแน่น ที่มีการถ่ายเทความร้อนแบบการนำความร้อนจุดที่ร้อนช้าที่สุดจะอยู่ที่กึ่งกลางกระป๋องโดยประมาณ b อาหารที่เป็นของเหลว ที่มีการถ่านเทความร้อนแบบการพา จุดร้อนช้าที่สุดจะอยู่ประมาณ บริเวณ 1/3 ของความสูงของกระป๋อง รูปแสดตำแหน่งปลายเทอร์โมคัปเปิลที่จุดร้อนช้าที่สุด กรณีที่อาหารมีชิ้นเนื้อปนอยู่ด้วย ให้ใช้ปลายเทอร์โมคับเปิ้ลเสียบร้อย (เหมือนเสียบลูกชิ้นล่ะค่ะ) โดยให้ปลายของเทอโมคัปเปิลเสียบ อยู่ภายในชิ้นอาหารเช่น ถ้าเป็นแกงเขียวหวานลูกชิ้น ก็เอาลูกชิ้นนั่นแหละมาเสียบกับปลายเทอร์โมคัปเปิ้ล ระวังอย่างให้ปลายโผล่ออกมานอกลูกชิ้น เพราะอุณหภูมิที่วัดจะเป็นอุณหภูมิน้ำแกงไม่ใช่อุณหภูมิจุดที่ร้อนช้า สำหรับอาหารที่มีความหนืดสูง เช่น น้ำกะทิที่ใส่วัตถุเจือปนอาหาร (food additive) หลายประเภท การถ่ายเทความร้อนจะหนักไปทางการนำความร้อนมากกว่าการพา จุดร้อนช้าที่สุดอยู่เกือบจะกลางกระป๋อง แล้วก็อย่าลืมว่า เราบรรจุอาหารแล้ว มี head space ต้องเอามาพิจารณาด้วยนะ อย่างไรก็ตามแนะนำให้หาตำแหน่งให้ได้ก่อน อย่าวู่วามเสียบ เดี๋ยววัดแล้วเสียของ ต้องมานั่งปวดหัวภายหลัง เอื้อเฟื้อภาพจาก พามาลิน มาเก็ตติ้งจำกัด
สมัครสมาชิก

สนับสนุนโดย / Supported By

  • บริษ้ท มาเรล ฟู้ดส์ ซิสเท็ม จำกัด จัดจำหน่ายเครื่องจักรและอุปกรณ์การแปรรูปอาหาร เช่น ระบบการชั่งน้ำหนัก, การคัดขนาด, การแบ่ง, การตรวจสอบกระดูก และการประยุกต์ใช้ร่วมกับโปรแกรมคอมพิวเตอร์ พร้อมกับบริการ ออกแบบ ติดตั้ง กรรมวิธีการแปรรูปทั้งกระบวนการ สำหรับ ผลิตภัณฑ์ ปลา เนื้อ และ สัตว์ปีก โดยมีวิศวกรบริการและ สำนักงานตั้งอยู่ที่กรุงเทพ มาเรล เป็นผู้ให้บริการชั้นนำระดับโลกของอุปกรณ์การแปรรูปอาหารที่ทันสมัย​​ครบวงจรทั้งระบบ สำหรับอุตสาหกรรม ปลา กุ้ง เนื้อ และสัตว์ปีก ต่างๆ เครื่องแปรรูปผลิตภัณฑ์สัตว์ปีก Stork และ Townsend จาก Marel อยู่ในกลุ่มเครื่องที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดในอุตสาหกรรม พร้อมกันนี้ สามารถบริการครบวงจรตั้งแต่ต้นสายการผลิตจนเสร็จเป็นสินค้า เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับทุกความต้องการของลูกค้า ด้วยสำนักงานและบริษัทสาขามากกว่า 30 ประเทศ และ 100 เครือข่ายตัวแทนและผู้จัดจำหน่ายทั่วโลก ที่พร้อมทำงานเคียงข้างลูกค้าเพื่อขยายขอบเขตผลการแปรรูปอาหาร Marel Food Systems Limited. We are supply weighing, grading, portioning, bone detection and software applications as well as complete turn-key processing solutions for fish, meat and poultry. We have service engineer and office in Bangkok. Marel is the leading global provider of advanced food processing equipment, systems and services to the fish, meat, and poultry industries. Our brands - Marel, Stork Poultry Processing and Townsend Further Processing - are among the most respected in the industry. Together, we offer the convenience of a single source to meet our customers' every need. With offices and subsidiaries in over 30 countries and a global network of 100 agents and distributors, we work side-by-side with our customers to extend the boundaries of food processing performance.
  • วิสัยทัศน์ของบริษัท คือ การอยู่ในระดับแนวหน้า "ฟอร์ฟร้อนท์" ของเทคโนโลยีประเภทต่างๆ และนำเทคโนโลยีนั้นๆ มาปรับใช้ให้เหมาะสมกับอุตสาหกรรมและกระบวนการผลิตในประเทศไทย เพื่อผลประโยชน์สูงสุดของลูกค้า บริษัท ฟอร์ฟร้อนท์ ฟู้ดเทค จำกัด เชื่อมั่นและยึดมั่นในอุดมการณ์การดำเนินธุรกิจ กล่าวคือ จำหน่าย สินค้าและให้บริการที่มีคุณภาพสูง ซึ่งเหมาะสมกับความต้องการของลูกค้า ด้วยความซื่อสัตย์และความตรงต่อเวลา เพื่อการทำธุรกิจที่ประสบความสำเร็จร่วมกันระยะยาว Our vision is to be in the "forefront" of technology in its field and suitably apply the technology to industries and production in Thailand for customers' utmost benefits. Forefront Foodtech Co., Ltd. strongly believes in and is committed to our own business philosophy which is to supply high quality products and service appropriately to each customer's requirements with honesty and punctuality in order to maintain long term win-win business relationship. Forefront Foodtech Co., Ltd. is the agent company that supplies machinery and system, install and provide after sales service as well as spare parts. Our products are: Heinrich Frey Maschinenbau Gmbh, Germany: manufacturer of vacuum stuffers and machinery for convenient food Kronen GmbH, Germany: manufacturer of machinery for vegetable and fruits from washing to packing Nock Fleischerei Maschinenbau GmbH, Germany: manufacturer of skinning machines, membrane skinning machine, slicers and scale ice makers K + G Wetter GmbH, Germany: manufacturer of grinders and bowl cutters Ness & Co. GmbH, Germany: manufacturer of smoke chambers, both stand alone and continuous units Dorit DFT GmbH, Germany: manufacturer of tumblers and injectors Maschinenfabrik Leonhardt GmbH, Germany: manufacturer of dosing and filling equipment
  • We are well known for reliable, easy-to-use coding and marking solutions which have a low total cost of ownership, as well as for our strong customer service ethos. Developing new products and a continuous programme of improving existing coding and marking solutions also remain central to Linx's strategy. Coding and marking machines from Linx Printing Technologies Ltd provide a comprehensive solution for date and batch coding of products and packaging across manufacturing industries via a global network of distributors. In the industrial inkjet printer arena, our reputation is second to none. Our continuous ink jet printers, laser coders, outer case coders and thermal transfer overprinters are used on production lines in many manufacturing sectors, including the food, beverage, pharmaceutical, cosmetics, automotive and electronic industries, where product identification codes, batch numbers, use by dates and barcodes are needed. PTasia, THAILAND With more than 3,700 coding, marking, barcode, label applicator, filling, packing and sealing systems installed in THAILAND market. Our range is includes systems across a wide range of technologies. To select the most appropriate technology to suit our customers. An excellent customer service reputation, together with a reputation for reliability that sets standards in the industry, rounds off the PTAsia offering and provides customers with efficient and economical solutions of the high quality. Satisfyingcustomers inTHAILAND for 10 years Our 1,313 customers benefit from our many years of experience in the field, with our successful business model of continuous improvement. Our technical and service associates specialise in providing individual advice and finding the most efficient and practical solution to every requirment. PTAsia extends its expertise to customers in the food, beverage, chemical, personal care, pharmaceutical, medical device, electronics, aerospace, military, automotive, and other industrial markets.