News and Articles

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย


หมวดหมู่: ผลงานวิจัยสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร [แผนการสอนและกิจกรรม]
วันที่: 28 ตุลาคม พ.ศ. 2555

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย Effect of moisture content on some physical properties of Job's Tears (Coix lacryma-jobi L.) . สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ธนัญญา เทียนไชย ธิติฏฐ์ วรวุฒิ วราพล ภูเม็ด วสันต์ อินทร์ตา

บทคัดย่อ

การศึกษาวิจัยค่าความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกเดือย ลูกเดือยมีค่าความชื้นเริ่มต้น 9.6543%d.b. ในการศึกษา ได้มีการเพิ่มค่าความชื้นให้แก่ลูกเดือย 4 ระดับ เพิ่มขึ้นทีละ 3 %d.b. คือ 12.6543 , 15.6543 , 18.6543 และ 21.6543 %d.b. รวมระดับค่าความชื้นทั้งหมดมี 5 ดับ ระหว่าง 9.6543 - 21.6543 %d.b. พบว่าลูกเดือนมีค่าความกว้างระหว่าง 6.860 - 7.290 mm, ค่าความยาวระหว่าง 6.540 -6.208 mm, ค่าความหนาระหว่าง 4.660 5.110 mm, เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกเดือยมีค่าระหว่าง 5.820 - 6.124 mm, น้ำหนัก 1,000 เม็ด มีค่าอยู่ระหว่าง 117.410 - 138.747 g, พื้นที่ภาพฉายมีค่าอยู่ระหว่าง 31.935 - 44.519 mm2, ค่าความเป็นทรงกลมของลูกเดือยมีค่าตั้งแต่ 92.60 - 98.80 %, ความหนาแน่นเชิง-ปริมาตรมีค่าระหว่าง 0.806 - 0.719 kgm-3 โดยมีค่าลดลง, ค่าความหนาแน่นเนื้อของลูกเดือยอยู่ระหว่าง 1.389 - 1.150 kgm-3 โดยมีค่าลดลง, ความพรุนของลูกเดือยมีค่าระหว่าง 41.995 - 37.364 % ซึ้งมีค่าลดลง , ค่าปริมาตร ต่อ 1 เม็ด ของลูกเดือยมีค่าระหว่าง 0.083 - 0.135 ml, ค่าความเร็วลมลอยตัวมีค่ามากขึ้นอยู่ระหว่าง 10.35 - 12.63 ms-1 , ค่ามุมตกอย่างอิสระโดยใช้วัสดุเป็นพื้นไม้ (23.90 - 21.60 องศา) พื้นอะลูมิเนียม (27.10 - 20.40 องศา) และ พื้นยาง (28.00 - 22.00 องศา)

บทนำ

ลูกเดือย (Job's Tears) ชื่อวิทยาศาสตร์ (Coix lacryma-jobi L. var. mayuen (Rorman.) Stapf) เป็นธัญพืช เป็นพืชตระกูลเดียวกับข้าว โดยมีลักษณะลำต้นและใบคล้ายข้าวโพด แต่ใบเล็กและผิวเรียบเนียนกว่าใบข้าวโพด แตกกอและออกรวงคล้ายข้าว เม็ดมีลักษณะกลม ๆ รี ๆ เมล็ดมีความยาว 8-12 มิลลิเมตร รสชาติออกมันเล็กน้อย ลูกเดือยเป็นพืชพื้นเมืองของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจพืชหนึ่งของจังหวัดเลย มีพื้นที่ปลูกคิดเป็นประมาณร้อยละ 95 ของพื้นที่ที่ปลูกทั้งประเทศไทย

สารอาหารในลูกเดือยประกอบด้วยโปรตีน 13.84% คาร์โบไฮเดรต 70.65% ไขมัน 5.03 % เส้นใย 0.23% แร่ธาตุต่างๆอีกมากมายเช่น ฟอสฟอรัส วิตามินเอ วิตามินบี 1 และวิตามินบี 2 ซึ่งฟอสฟอรัสช่วยบำรุงกระดูก วิตามินเอบำรุงสายตา อีกทั้งวิตามินบี 1 ที่มีมากกว่าปริมาณข้าวกล้อง ซึ่งช่วยแก้โรคเหน็บชาด้วย นอกจากนี้ยังมีกรดอะมิโนทุกชนิดที่สูงกว่าความต้องการตามมาตรฐานขององค์การอนามัยโลก ยกเว้นเมทไธโอนีนและไลซีน (N3K.IN.TH สุขภาพและความงามเพื่อผู้หญิง, 2555)

ปัจจุบันลูกเดือยสามารถนำมาแปรรูปเป็นอาหารได้หลายรูปแบบ เช่น ลูกเดือยเคลือบน้ำตาลอบแห้ง น้ำลูกเดือยเข้มข้น ลูกเดือยทอดสมุนไพร ข้าวเหนียวเปียกลูกเดือยมะพร้าว ข้าวต้มธัญพืช และอื่นๆอีกมากมาย นอกจากนี้ลูกเดือยยังมีสรรพคุณทางยา เช่นแก้ร้อนใน บำรุงไต ม้าม ปอด กระเพราะอาหาร รักษาโรคเหน็บชา (ชัยโยและคณะ, 2524) นอกจากนี้ยังมีสรรพคุณในการยับยั้งการเจริญของเนื้องอกภายในร่างกาย

วัตถุประสงค์ของการศึกษาวิจัยค่าความชื้นที่มีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกเดือย เป็นการศึกษาเก็บข้อมูลเพื่อใช้เป็นข้อมูลในการสร้างเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม การขนส่ง การบรรจุผลิตภัณฑ์ รวมทั้งวิธีการเก็บรักษาลูกเดือยเพื่อให้เม็ดลูกเดือยมีความสมบูรณ์มากที่สุด และนำข้อมูลนี้ไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ

2. วัตถุดิบและวิธีการ

2.1 การเตรียมวัตถุดิบ

ในการศึกษานี้ ใช้ลูกเดือย ที่ซื้อมาจากผู้ขายส่ง ตลาดหัวตะเข้ บรรจุมาเป็นถุงเรียบร้อยแล้ว ซึ่งตัวอย่างที่นำมายังไม่ผ่านการคัดสรรเอาเม็ดที่แตกหัก หรือที่ไม่สมบูรณ์ออก แต่มีการคัดเอาสิ่งปลอกปลอมออกเสร็จเรียบร้อย ผู้ศึกษาจึงคัดเม็ดที่มีความสมบูรณ์มาใช้ในการทดลอง

2.2 การหาเปอร์เซ็นต์ความชื้น

ค่าความชื้นเริ่มต้นของเม็ดลูกเดือยสามารถหาได้จากแบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลอง ชุดละประมาณ 5 g ชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งไฟฟ้าที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.0001 g เมื่อชั่งน้ำหนักได้ 5 g นำเม็ดลูกเดือยใส่ลงในถาดฟรอยด์ที่เตรียมไว้ 1 ชุดการทดลองต่อ 1 ถาด จากนั้นนำตัวอย่างทั้ง 3 ชุด เข้าตู้อบเพื่อหาความชื้นเริ่มต้น ที่อุณหภูมิ 105 ํC จนน้ำหนักคงที่ จากนั้นนำลูกเดือยที่อบเสร็จใส่ตู้ดูดความชื้นเพื่อให้มีอุณหภูมิที่เย็นลงและรักษาระดับความชื้นไม่ให้เพิ่มขึ้น จากนั้นนำตัวอย่างเม็ดทั้ง 3 ชุด มาชั่งน้ำหนักเพื่อคำนวณหาปริมาณความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดคือพื้นฐานแห้งเฉลี่ย (d.b) สามารถคำนวณได้จากสมการที่ 1

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

2.3 การปรับความชื้น

เมื่อคำนวณหาเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นแล้วนำลูกเดือยตัวอย่างจำนวน 1,000 เมล็ด ปรับค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้น โดยแบ่งเป็น 4 ระดับเพิ่มครั้งละ 3% ซึ่งความชื้นเริ่มต้นเป็น 9.6543 d.b% จากนั้นจะเป็นค่าความชื้นที่ 12.6543 d.b% , 15.6543 d.b% , 18.6543 d.b% และ 21.6543 d.b% ตามลำดับ โดยการคำนวณหาระดับปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ โดยชั่งน้ำหนักเม็ดลูกเดือยของแต่ชุดก่อนนำมาปรับความชื้นคำควณหาน้ำในเม็ดลูกเดือย 1000 เม็ดที่ความชื้นเริ่มต้น 9.6543 d.b% โดยใช้การคำนวณจาก

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

จากนั้นคำควณหาน้ำที่ต้องเติมในเม็ดลูกเดือย ที่ความชื้นแต่ละระดับ เติมน้ำลงในถุงเก็บความชื้นพร้อมตัวอย่างในแต่ละ ชุดการทดลอง ปิดปากถุงโดยใช้ Vacuum seal ตามระดับความชื้นที่ปรับ จำนวน 4 ถุง ก่อนนำไปทดลองต้องเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5˚C เป็นระยะเวลา 168 ชั่วโมง หรือ ประมาณ 7 วัน ในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงตัวอย่างทุกๆ 2 วัน เพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วกันทุกเมล็ด

3.) หาขนาดมิติต่างๆ ของลูกเดือย นำลูกเดือย 100 เม็ดจากแต่ละระดับความชื้น หามิติของเม็ด ซึ่งประกอบด้วย ค่าความยาว (Length: L) ค่าความกว้าง (Width: W) และค่าความหนา (Thickness: T) โดยใช้เวอร์เนียร์คาร์ลิปเปอร์ ซึ่งค่า least count อยู่ที่ 0.05 cm

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่1 การวัดขนาดในแนวแกน x,y,z ของลูกเดือย

4.) น้ำหนัก 1,000 เม็ด (M1000)

ทำการชั่งหาน้ำหนักมวล 1000 เม็ด (M1000) จากทุกความชื้น ชั่งบนเครื่องชั่งไฟฟ้าที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 g

5.) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต และค่าความเป็น ทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต และค่าความทรงกลม สมารถหาได้จากสมการความสัมพันธ์ ดังนี้

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

6.) พื้นที่ภาพฉาย (Ap, mm2)

พื้นที่ภาพฉาย ( Projected Area ) หาได้จาก นำเม็ดลูกเดือย 50 เม็ด วางบนกระดาษสีที่ตัดกับสีของเลือกเดือย และวาดช่องสี่เหลี่ยม ขนาด 1× 1 เซนติเมตร จากนั้นถ่ายรูปด้วยกล้องโทรศัพท์ มีความละเอียด 5 ล้านพิกเซล นำเข้าโปรแกรมตัดต่อภาพเพื่อดูว่าในพื้นที่ ขนาด 1× 1 เซนติเมตร และตัวเม็ดลูกเดือย มีความละเอียดกี่พิกเซล (Pixel) จากนั้นทำการเทียบโดย

ความละเอียด X พิกเซล มีพื้นที่ 100 mm2

ความละเอียด Y พิกเซล มีพื้นที่ Ap mm2

7.) ความหนาแน่นรวม ( gcm-3) ความหนาแน่นรวม (Bulk Density) หาได้โดยการกรอกเม็ดลูกเดือยลงภาชนะทรงกระบอก ทีทราบปริมาตรภาชนะ โดยการกรอกเมล็ดผ่านกรวยซึ้งมีระยะห่างจากปากภาชนะ 15 cm. แล้วปาดหน้าให้เรียบนำไปชั่งน้ำหนัก ซึ่งความหนาแน่นรวมหาได้จาก น้ำหนักเนื้อหารด้วยปริมาตรภาชนะน้ำหนักเนื้อ

(M) = น้ำหนักเม็ดรวมภาชนะ - น้ำหนักภาชนะ g

8.) ปริมาตรต่อ 1 เม็ด และความหนาแน่นจริง (True Density : Pt )

อัตราส่วนระหว่างมวลของลูกเดือย (mลูกเดือยรวม) หารปริมาณที่แท้จริงของเม็ดลูกเดือย (Vรวมลูกเดือย) ความหนาแน่นจริงสามารถหาโดยใช้วิธีการแทนที่เฮกเซนโดยใส่เฮกเซนในขวดพิคโนมิตเตอร์ (pycnometer) ที่ปริมาตรขวดเท่ากับ 50 ml. โดยเป็นวิธีการหาปริมาตรของเม็ดลูกเดือยทั้งหมด (Vรวมลูกเดือย) ที่ใส่ลงไป ซึ้งหาได้จากนำปริมาตรขวดพิคโนมิตเตอร์ลบปริมาตรเฮกเซน (Vเฮกเซน) ที่รวมอยู่กับเม็ดลูกเดือยที่ใส่ แล้วนำค่าที่ได้ไปหารด้วยจำนวนเม็ดลูกเดือยที่ใส่ (N) ได้ ปริมาตรต่อ 1 เม็ด (V) และนำมวลลูกเดือย ( mลูกเดือยรวม ) ที่ใส่ในขวดพิคโนมิตเตอร์หารด้วยปริมาตรรวมของเม็ดลูกเดือย (Vรวมลูกเดือย) ได้ค่าความหนาแน่นจริง (True Density)

ซึ่งปริมาตรเฮกเซน ที่รวมอยู่กับเม็ดลูกเดือย หาได้โดย หาความหนาแน่นของเฮกเซนก่อนจาก โดยเอามวลเฮกเซนที่ใส่ในขวดพิคโนมิเตอร์หารด้วยปริมาตรขวดพิคโนมิเตอร์ หามวลเฮกเซน (mเฮกเซน) = ( mขวด+mลูกเดือยรวม+mเฮกเซน) - (mขวด+ mเฮกเซน) ขั้นที่สาม หาปริมาตรเฮกเซน ที่รวมอยู่กับเม็ดลูกเดือย จากความสัมพันธ์ของความหนาแน่นของเฮกเซน

9.) ความพรุน ความพรุน ของเม็ดลูกเดือยที่ความชื้นต่างๆ คำนวณจากความหนาแน่นเฉลี่ย (Pb) และ ความหนาแน่นเนื้อ (Pt)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

10.) ความเร็วสุดท้าย

คือ ค่าความเร็วของลมที่ทำให้เม็ดลูกเดือยลอยตัวอยู่ในท่อทรงกระบอกที่ระดับความสูงคงที่ที่อุณหภูมิห้อง ซึ้งท่อทรงกระบอกมีความสูง 1 m. ความสูงที่กำหนดให้ลอยตัวคงที่อยู่ที่ประมาณ 85 cm. ซึ้งค่าความเร็วลมมีหน่วยเป็น ms-1

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่2 เครื่องใช้ทำการทดลองความเร็วสุดท้าย

11.) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต (Coefficient of static friction) ของลูกเดือยจะวัดจากค่ามุมเอียง (องศา) ที่ทำให้เม็ดลูกเดือยเกิดการเคลื่อนที่มายังจุดสุดท้ายที่กำหนดไว้ ในการศึกษาได้ใช้พื้นผิววัสดุ 3 ชนิด คือ พื้นไม้ พื้นอะลูมิเนียม พื้นยาง ซึ้งศึกษาที่ระดับความชื้น 5 ระดับ คือ 9.6543 , 12.6543 , 15.6543 , 18.6543 และ 21.6543 % d.b

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่3 เครื่องมือใช้ทำการทดลองสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต

ผลการทดลองและวิจารณ์

1.) ความชื้น (%d.b.) เริ่มต้น

จากการหาค่าความชื้นเริ่มของลูกเดือยพบว่า มีค่าความชื้นเริ่มต้นเท่ากับ 9.6543 d.b.% และได้ทำการศึกษาโดยเพิ่มความชื้น ขึ้นอีก 4 ระดับ เป็น 12.6543 15.6543 18.6543 21.6543 d.b.% ตามลำดับ

2.) ความยาวของเม็ดลูกเดือย

จากกราฟความสัมพันธ์ของค่าความยาวกับค่าความชื้น (%d.b.) ของเม็ดลูกเดือย (รูปที่ 4) ที่วัดจากความชื้นละ 100 เม็ด พบว่าความยาวของเม็ดลูกเดือยจะลดลง ซึ้งมีค่าอยู่ระหว่าง 6.540 - 6.208 mm. เมื่อค่าความชื้น (%d.b.) เพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) เขียนเป็นสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าความยาวกับค่าความชื้น (%d.b.) ได้ดังนี้

L = -0.0266X + 6.7076 ( R2= 0.7385 ) ..... (8)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่4 Effect of moisture content on lengthof Jop's Tears.

3.) ความกว้างของเม็ดลูกเดือย

จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความกว้างกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 5) ที่วัดจากความชื้น (%d.b.) ละ 100 เม็ด พบว่าค่าความกว้างจะเพิ่มมากขึ้นจาก 6.860 - 7.290 mm. เมื่อความชื้น (%d.b.) เพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับ I. Yal et al. (2007) for pea seed. , Mustafa (2007) for barbunia bean seed. , Pradhana et al. (2009) for jatropha fruit. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองค่าได้ ดังนี้

W = 0.0321X + 6.5662 (R2 = 0.9881 ) ..... (9)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่5 Effect of moisture content on width of Jop's Tears

4.) ความหนา

จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนากับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 6) ที่วัดจากความชื้น (%d.b.) ละ 100 เม็ด พบว่าค่าความหนาจะเพิ่มมากขึ้นจาก 4.660 - 5.110 mm. เมื่อความชื้น (%d.b.) เพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) .) ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Mustafa . (2007) for barbunia bean seed. , Pradhana et al. (2009) for jatropha fruit. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนากับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้

T = 0.0418X + 4.2461 (R2 = 0.9369 ) ..... (10)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่6 Effect of moisture content on thickness of Jop's Tears.

5.) เส้นผ่านศูนย์กลางเม็ดลูกเดือย

จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าเส้นผ่านศูนย์กลางกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 7) ที่วัดจากความชื้น (%d.b.) ละ 100 เม็ด พบว่าค่าเส้นผ่านศูนย์กลางจะเพิ่มมากขึ้นจาก 5.820 - 6.124 mm. เมื่อความชื้น (%d.b.) เพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าเส้นผ่านศูนย์กลางกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Dg= 0.0256X + 5.5904 (R2 = 0.9545 ) ..... (11)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่7 Effect of moisture content on Geometric mean diameter.

6.) น้ำหนักมวล 1,000 เม็ด ของลูกเดือย

จากราฟความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 1,000 เม็ด กับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 8) พบว่า น้ำหนัก 1,000 เม็ด จะเพิ่มขึ้นจาก 117.410 - 138.747 g. ซึ้งสัมพันธ์กับความชื้น (%d.b.) ที่เพิ่มขึ้นจาก 9.65443 - 21.6543 % (d.b.) โดยมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับ เหมือนกับ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Mustafa (2007) for barbunia bean seed. , Pradhana et al. (2009) for jatropha fruit. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. ซึ้งเขียนสมการความสัมพันธ์ได้ ดังนี้ M1000 = 1.8487X + 98.883 (R2= 0.9896 ) ..... (13)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่8 Effect of moisture content on 1000 seed mass.

7.) ค่าความเป็นทรงกลมของเม็ดลูกเดือย

จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเป็นทรงกลมกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 9) ที่วัดจากความชื้น (%d.b.) ละ 100 เม็ด พบว่าค่าความเป็นทรงกลมจะเพิ่มมากขึ้นจาก 92.60 - 98.80 % ซึ้งสัมพันธ์กับ ค่าความชื้น (%d.b.) ที่เพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้นที่เหมือนกับแนวโน้มของ เหมือนกับ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Mustafa (2007) for barbunia bean seed. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. สามารถเขียนสมการความ สัมพันธ์ระหว่างค่าความเป็นทรงกลมกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้ ค่าความเป็นทรงกลม = 0.5487X + 87.527 (R2 = 0.9623 ) ..... (12)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่9 Effect of moisture content on sphericity.

8.) พื้นที่ภาพฉายของเม็ดลูกเดือย

ลูกเดือยมีคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนประกอบถึง 70.65% จึงสามารถดูดซับน้ำแล้วทำให้เกิดการพองตัวขึ้นซึ้งส่งผลต่อพื้นที่ภาพฉายของเม็ดลูกเดือยจากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าของพื้นที่ภาพฉายกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 10) ที่หาได้จากความชื้น (%d.b.) ละ 50 เม็ด พบว่าค่าของพื้นที่ภาพฉายจะเพิ่มมากขึ้นจาก 31.935 - 44.519 mm2 ซึ้งสัมพันธ์กับค่าความชื้น (%d.b.) ที่เพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น และซึ้งมีแนวโน้มของ เหมือนกับ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Mustafa (2007) for barbunia bean seed. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. สมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าของพื้นที่ภาพฉายกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Ap = 1.1256X + 21.282 (R2 = 0.9665 ) ..... (14)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่10 Effect of moisture content on projected area.

9.) ความหนาแน่นรวม

ความหนาแน่นรวมสามารถนำมาเป็นข้อมูลในการออกแบบถังเก็บ (ไซโล) เนื่องจากการเก็บในถังสามารถใช้ความสัมพันธ์ของความหนาแน่นรวมจากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเชิงปริมาตรกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 11) พบว่าค่าของความหนาแน่นเชิงปริมาตรจะลดลงจาก 0.806 - 0.719 kg.m-3 เมื่อค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย เพิ่มขึ้น จาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งแนวโน้มของกราฟความหนาแน่นรวมกับค่าความชื้นเหมือนกับกราฟของ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Dursun (2007) for caper seed. ซึ้งสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเชิงปริมาตรกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Pb = -0.007X + 0.8649 (R2 = 0.9224 ) ..... (15)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่11 Effect of moisture content on Bulk Density.

10.) ความหนาแน่นเนื้อจริง

จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเนื้อกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 12) พบว่าค่าของความหนาแน่นเนื้อจะลดลงจาก 1.389 - 1.150 kg.m-3 เมื่อค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย เพิ่มมากขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับเหมือนกับ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Mustafa Cetin (2007) for barbunia bean seed. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. สมารถเขียนสมการความ สัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเนื้อกับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้

Pt = -0.0198X + 1.5602 (R2 = 0.965 ) ..... (16)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่12 Effect of moisture content on true density.

11.) ปริมาตรต่อ 1 เม็ด ของเม็ดลูกเดือย

ลูกเดือยมีส่วนประกอบเป็นคาร์โบไฮเดรตถึง 70.65% ซึ้งเป็นแป้ง เมื่อเป้งโดนน้ำจะจับตัวกับน้ำทำให้มีน้ำเข้ามาเป็นส่วนประกอบของเม็ดลูกเดือย จึงทำให้มีปริมาตรต่อ 1 เม็ดเพิ่มขึ้น จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างปริมารต่อ 1 เม็ด กับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 13) พบว่าค่าปริมาตรต่อ 1 เม็ด จะเพิ่มมากขึ้นจาก 0.083 - 0.139 ml. เมื่อความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือยเพิ่มขึ้น จาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับเหมือนกับ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ ระหว่างค่าปริมาตรต่อ 1 เม็ด กับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้ V= 0.005X + 0.0361 (R2 = 0.9725 ) ...... (17)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่13 Effect of moisture content on volume a seed.

12.) ความพรุนของเม็ดลูกเดือย

ค่าความพรุนของลูกเดือยมีผลต่อการการแปรรูป เนื่องจากความพรุน คือ ช่องว่างอากาศในเนื้อเม็ด ซึ้งมีผลต่อการถ่ายเทความร้อนในกระบวนการแปรรูป และจากการทดลองได้ว่าเมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น ความพรุนของลูกเดือยมีค่าลดลง ซึ้งมีความสัมพันธ์เหมือนกับ Pradhana et al. (2009) for jatropha fruit. , Dursun (2007) for caper seed.

จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความพรุนกับ ค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 14) พบว่าค่าความพรุน ลดลงน้อยลงจาก 41.995 - 37.364 % เมื่อความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือยเพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น และ สามารถเขียนสมการความสัมพันธ์ ระหว่างค่าความพรุน กับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Pf = -0.4015X + 45.743 (R2 = 0.9577 ) ..... (18)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่14 Effect of moisture content on porosity.

13.) ความเร็วสุดท้าย

ความเร็วสุดท้ายสามารถนำมาเป็นข้อมูลในการออกแบบความเร็วลมเพื่อใช้ในการขนส่งลูกเดือยตามท่อ หรืออาจใช้ความเร็วลมในการคัดแยกลูกเดือยที่มีความชื้นแตกต่างกัน จาการที่ลูกเดือยมีความชื้นเพิ่มมากขึ้นลูกเดือยจะมีค่าความพรุนลดน้อยลง และน้ำหนักต่อ 1 เม็ดจะเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้ค่าความเร็วลมสุดท้ายเพิ่มมากขึ้น ผลจากการทดลองสำหรับความเร็วสุดท้ายของลูกเดือยความชื้นละ 10 เม็ด ที่ระดับความชื้นต่าง ๆ พบว่าความเร็วลมลอยตัวจะมีค่าเพิ่มมากขึ้นจาก 10.35 - 12.63 m.s-1เมื่อความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือยเพิ่มขึ้นจาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้น (รูปที่ 15) แบบเพิ่มขึ้นซึ้งมีแนวโน้มเหมือนกับ I. Yalc et al. (2007) for pea seed. , Mustafa (2007) for barbunia bean seed. , Dursun (2007) for caper seed. , Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear.และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ ระหว่างค่าความเร็วลมลอยตัว กับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้

Vt = 0.188X + 8.621 (R2 = 0.9928 ) ..... (19)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่15 Effect of moisture content on terminal velocity.

14.) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต

จากผลการทดลอง สรุปได้ว่ามุมตกอย่างอิสระสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุ 3 ชนิด คือ พื้นไม้ พื้นอะลูมิเนียม พื้นยาง พบว่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตจะลดลง เมื่อความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือยเพิ่มขึ้น (รูปที่ 16) จาก 9.6543 - 21.6543 % (d.b.) ซึ้งสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุคือพื้นไม้ จะมีค่าลดลงจาก 23.90 - 21.60 องศา สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุคือพื้นอะลูมิเนียม จะมีค่าลดลงจาก 27.10 - 20.40 องศา สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุคือพื้นยางจะมีค่าลดลงจาก 28.00 - 22.00 องศา ซึ้งเกิดจากความสัมพันธ์ของค่าความเป็นทรงกลมที่เพิ่มขึ้น กล่าวได้ว่าเมื่อค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มมากขึ้นสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตจะมีค่าลดลง ซึ้งที่แนวโน้มของกราฟเหมือนกับ Onder Kabas et al. (2005) for cactus pear. และสมารถเขียนสมกาความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุ 3 ชนิด กับความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย ได้ดังนี้

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย

รูปที่16 Effect of moisture content on static coefficient of friction.

สรุปผลการทดลอง

จากผลการทดลองความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกเดือย กล่าวได้ว่า ค่าความกว้าง ความยาว ความหนา จะมีความสัมพันธ์กับค่าเส้นผ่านศูนย์กลางและค่าความเป็นทรงกลม ค่าความเป็นทรงกลมมากจะทำให้มุมตกอย่างอิสระลดลง เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้นจะส่งผลให้ค่า น้ำหนักของเม็ดลูกเดือย ค่าความเร็วลมลอยตัว พื้นที่ภาพฉาย และปริมาตรต่อ 1 เม็ดของลูกเดือยจะเพิ่มมากขึ้น ค่าความหนาแน่นเชิงปริมาตรกับค่าความหนาแน่นเนื้อจะมีผลกับค่าความพรุนของเม็ดลูกเดือย

ผลการทดลองนี้อาจมีผลความคลาดเคลื่อนเนื่องจากในการทำการทดลองได้เปิดถุงที่ใส่เม็ดลูกเดือยที่ผ่านการปรับความชื้นไว้ ซึ้งอาจทำให้ค่าความชื้นในขณะ นั้นเปลี่ยน ส่งผลให้ผลการทดลองเกิดความคลาดเคลื่อนได้ เอกสารอ้างอิง

IYalcım . (2007) . Physical properties of cowpea seed (Vigna sinensis L.) . Journal of Food Engineering. Pages (1405-1409)

I. Yalc,ın , C. O zarslan, T. Akbas. (2007) .Physical properties of pea (Pisum sativum) seed. Journal of Food Engineering. Pages (731 - 735)

Mustafa Cetin. (2007) . Physical properties of barbunia bean (Phaseolus vulgaris L. cv. 'Barbunia') seed. Journal of Food Engineering. Pages (353 - 358)

E. Dursun; I. Dursun. (2007) . Some Physical Properties of Caper Seed. Journal of Food Engineering. Pages (1426 - 1431)

R.C. Pradhana, S.N. Naika,, N. Bhatnagarb, V.K. Vijaya. (2009) .Moisture - dependent physicalof jatropha fruit. industrial crops and product 29 .Pages (341-347)

Onder Kabas, Aziz Ozmerzi, Ibrahim Akinci. (2005) . Physical properties of cactus pear (Opuntia ficus india L.) grown wild in Turkey. Journal of Food Engineering .Pages (1405-1409) [ออนไลน์].ปรากฎ : http://www. Sciencecedirect.com/science/article/pii/S0260877405000592 [ออนไลน์].ปรากฎ : http://th.wikipedia.org/wiki/ลูกเดือย

[ออนไลน์].ปรากฎ : http://www.n3k.in.th/สมุนไพร/ประโยชน์ลูกเดือย

[ออนไลน์].ปรากฎ : http://www.asoke. info/09Communication/ DharmaPublicize/Sanasoke/sa251/39.html

[ออนไลน์].ปรากฎ : http://campus.sanook.com/ลูกเดือยเม็ดเล็กแต่ประโยชน์ไม่เล็ก

นางสาวจรัสพรรณ ตัณหยง.2544.การพัฒนาผลิตภัณฑ์โจ๊กข้าวกล้องกึ่งสำเร็จรูป. ปริญญาวิทยาศาสตร์ มหาบัณฑิต (พัฒนาผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมเกษตร) สาขาพัฒนาผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมเกษตร ภาควิชาพัฒนาผลิตภัณฑ์



ข่าวและบทความที่เกี่ยวข้อง
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ (Effect of moisture content on physical properties of black beans) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ชาลิสา จันทร์แก้ว ฐิติชลลดา เหลืองสกุล ลดาวัลย์ พลมั่น วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำโดยค่าความยาวเฉลี่ย,ความกว้างเฉลี่ย และความหนาเฉลี่ย คือ 12.21 mm, 8.02 mm และ 5.98mm ตามลำดับ ที่ความชื้นฐานเปียก 4.99 % ในช่วงความชื้นฐานเปียกเพิ่มขึ้นจาก4.99 % ถึง 16.99 % ศึกษาพบว่า มีการเพิ่มขึ้นของมวลเมล็ดถั่วดำ 1000 เมล็ด จาก 240.47 g ถึง 257.73 g, เส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ย จาก 7.589 mm ถึง 8.361 mm,ความเป็นทรงกลม จาก 0.685 ถึง 0.701 , สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วดำ เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง โดยมีวัสดุ 3 ชนิด คือ แผ่นยาง (0.508-0.613) , แผ่นไม้ (0.347-0.394) และ แผ่นสแตนเลส (0.358-0.416) , พื้นที่ภาพฉาย จาก 0.54 cm2 ถึง 0.85 cm2 และความเร็วลมสุดท้าย จาก 10.939 m.s-1 ถึง 11.562 m.s-1 และเมื่อความชื้นฐานเปียกเพิ่มขึ้นจาก 4.99 % ถึง 16.99 % มีการลดลงของความหนาแน่นรวมจาก 81.76 g.ml-1 ถึง 75.33 g.ml-1, และความหนาแน่นเนื้อ จาก 1.523 g.ml-1 ถึง 1.602 g.ml-1 1. บทนำ ถั่วดำ (Vignasinensis) เป็นพืชที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแป้งมีโปรตีนสูง ไขมันต่ำ มีคาร์โบไฮเดรตสูง เป็นพืชล้มลุก มีขนสีน้ำตาล ดอกเป็นช่อสีเหลือง ฝักแห้งแตก เปลือกหุ้มเมล็ดเป็นสีดำ มีสารพวกแอนโทไซยานิน จากข้อมูลทางโภชนาการของสารอาหารในถั่วดำพบว่าถั่วดำ 100 g ประกอบไปด้วย โปรตีน 21.60g ,ไขมัน 1.42 g , คาร์โบไฮเดรต 62.36 g ,ใยอาหาร 4.6 g เถ้า 3.8 gและน้ำตาล 2.12g ,อีกทั้งอุดมไปด้วยแร่ธาตุต่างๆ เช่น โฟเลท แมกนีเซียม กรดแอลฟาลิโนริอิด วิตามินบี ใยอาหารเป็นต้น ถั่วดำช่วยลดอัตราเสี่ยงต่อโรคหัวใจ มีรสหวาน บำรุงเลือด ขับของเหลวในร่างกาย ขับลม ขจัดพิษ บำรุงไต ขับเหงื่อ แก้ร้อนใน บำรุงสายตา เหมาะสำหรับผู้ที่มีอาการบวมน้ำ เหน็บชา ดีซ่าน และ ไตเสื่อม ทั้งยังนำมาใช้เป็นใส่ในขนมไทยโดยใส่ทั้งเมล็ด เช่นข้าวต้มมัด ข้าวหลาม ถั่วดำต้มน้ำตาล ขนมถั่วดำ คุณสมบัติทางกายภาพนั้นขึ้นอยู่กับความชื้นของเมล็ดถั่วดำ คุณสมบัติทางกายภาพที่ได้ศึกษา ได้แก่ ขนาด,มวล 100 เมล็ด, ปริมาตรต่อถั่ว 1 เมล็ด,เส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ย, ความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นรวม, ความหนาแน่นเนื้อ,มุมเอียง, สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์, พื้นที่ภาพฉาย, ความเร็วสุดท้ายและ สัมประสิทธิ์ความต้านทานเชิงอากาศพลศาสตร์ ดังนั้นการกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ด ถั่วดำ จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบเครื่องมืออุปกรณ์ การเก็บเกี่ยวการคัดแยก การจัดการ กรรมวิธีการขนส่งลำเลียงการจัดเก็บรักษา และการแปรรูปผลิตภัณฑ์ เพื่อให้สะอาด ปลอดภัย และไม่เกิดความเสียหาย ด้วยเหตุนี้ทางคณะผู้จัดทำจึงได้ทำการวิจัยเพื่อศึกษาผลของความชื้นที่มีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ โดยการหาความสัมพันธ์ระหว่างสองตัวแปรนี้ 2. วัสดุและวิธีทดลอง 2.1 การเตรียมวัสดุ คัดเมล็ดถั่วดำที่เปราะ แตกและไม่สมบูรณ์ทิ้งจำนวน 1000 เมล็ด 2.2 ปรับความชื้นถั่วดำ นำถั่วดำมาค่าความชื้นเริ่มต้นชั่งเมล็ดถั่วดำ 3-5กรัม นำเข้าตู้อบที่อุณหภูมิ 105๐ c (ระวังไม่ควรให้นิ้วมีสัมผัสกับเมล็ดเพราะจะทำให้ค่าความชื้นเปลี่ยนแปลงไป) เป็นเวลา 2 ชั่วโมง หลังจากอบเสร็จนำมาชั่งน้ำหนัก แล้วหาความชื้นฐานเปียก (%Wet basis) จาก ระดับความชื้นที่ 2, 3, 4 และ 5 ปรับความชื้นโดยการเพิ่มน้ำให้มีน้ำหนักตามความสัมพันธ์ของสมการ 2.3 ขนาด (Size) ใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์วัดเมล็ดถั่วดำ ทั้ง 3 ด้าน ได้แก่ ด้านความยาว (a) ความกว้าง (b) และ ความหนา (c) เป็นหน่วยมิลลิเมตรความชื้นละ100 เมล็ด แล้วหาค่าเฉลี่ย (average) และส่วนเบี่ยงเบนเฉลี่ยมาตรฐาน (S.D.) ของถั่วดำ 100 เมล็ดทุกความชื้น 2.4 เส้นผ่านศูนย์กลางเชิงเรขาคณิต (GMD) นำข้อมูลที่ได้จากการวัดขนาดถั่วดำในแต่ละระดับความชื้นไปหาค่าเฉลี่ยเพื่อคำนวณหาเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราขาคณิตจากสมการ 2.5 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าที่พิจารณาจะมีความใกล้เคียงกับความเป็นทรงกลมของวัสดุ ซึ่งวัสดุที่เป็นทรงกลมสัมบูรณ์ จะมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 ซึ่งสามารถหาค่าความเป็นทรงกลมได้จากสมการ 2.6 มวล 1000 เมล็ด (Mass of fifty seeds) นำเมล็ดถั่วดำ 1000 เมล็ด ในแต่ละระดับความชื้น มาชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งน้ำหนักดิจิตอลความละเอียดอ่านค่าทศนิยม4 ตำแหน่ง ทำการทดลอง3ครั้ง แล้วหาค่าเฉลี่ย 2.7 พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ถ่ายรูปเมล็ดถั่วดำ 50เมล็ด ทุกๆความชื้นด้วยกล้องโทรศัพท์ IPhone 4sพร้อมสเกลที่ทราบพื้นที่ เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบสัดส่วน ใช้โปรแกรม Adobe Photoshop Cs3 วิเคราะห์หาจำนวน pixel ของภาพ แล้วหาพื้นที่ภาพฉายโดยการเทียบสเกลที่ทราบพื้นที่ 2.8 ความหนาแน่นเนื้อ (Solid density) ความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วดำใช้หลักการแทนที่ของเหลว โดยชั่งน้ำหนักเมล็ดถั่วดำ 40เมล็ด จากนั้นเติมเฮกเซนลงในขวดpycnometer ซึ่งมีปริมาตร 50 ml จนเต็ม ใส่เมล็ดถั่วดำจำนวน 40 เมล็ดลงไป ปริมาตรเฮกเซนที่ถูกแทนที่คือปริมาตรของตัวอย่าง จากความสัมพันธ์ดังสมการ 2.9 ความหนาแน่นรวม (Bulk density) คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของตัวอย่างกับปริมาตรของภาชนะที่บรรจุ โดยนำเมล็ดถั่วดำใส่ภาชนะที่ทราบปริมาตร ปาดเมล็ดถั่วดำให้ขนานกับถ้วย แล้วนำไปชั่งน้ำหนักหารด้วยปริมาตรได้ความสัมพันธ์ดังสมการ 2.10ความพรุน (porosity) สามารถคำนวณหาจากความสัมพันธ์ดังสมการ 2.11 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) หามุมเอียงได้จากการนำแผ่นรองพื้นผิวทั้ง 3 ลักษณะได้แก่ แผ่นอลูมิเนียม แผ่นไม้ และแผ่นยาง มาติดกับเครื่องวัดมุมเอียงแล้วนำเมล็ดถั่วดำทุกระดับความชื้น ความชื้นละ10เมล็ด มาวางที่ตำแหน่งเดียวกัน ครั้งละ1เมล็ด ค่อยๆยกพื้นขึ้นจนเมล็ดถั่วดำไหลลงอย่างอิสระจึงอ่านค่าทำการทดลองซ้ำโดยเปลี่ยนแผ่นรองให้ครบทั้ง 3 ลักษณะ สามารถคำนวณหาจากความสัมพันธ์ดังสมการ 3. ผลการทดลอง และการวิจารณ์ ค่าสูงสุด ต่ำสุด ค่าเฉลี่ยและ SD ของคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ 3.1 ขนาดเมล็ด (Size) ปริมาณความชื้นส่งผลต่อขนาดของความยาว ความกว้าง และความหนา ของเมล็ดถั่วดำ โดยเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น ความยาว ความกว้าง ความหนา ของเมล็ดถั่วดำมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เนื่องจากถั่วดำเป็นพืชที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแป้ง เมื่อแป้งได้รับความชื้นจะทำให้เมล็ดถั่วดำเกิดการขยายตัว จากรูปที่ 1 , 2 , 3 กราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น และพบว่าค่า ของควายาวมีค่ามากที่สุดแสดงว่าถั่วดำมีการขยายตัวด้านความยาวมากที่สุดสมการความสัมพันธ์มีดังนี้ : ความยาว y = 0.064x + 6.910 ;R² = 0.986 ความกว้าง y = 0.125x + 9.966 ;R² = 0.975 ความหนา y = 0.035x + 5.171 ;R² = 0.879 รูปที่ 1 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความกว้าง ความยาว และความหนาของเมล็ดถั่วดำ จากการผลทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของYalcm (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วพุ่ม 3.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) จากกราฟพบว่าเมื่อระดับความชื้นฐานเปียก​เพิ่มขึ้นเมล็ดถั่วดำมีการขยายตัว ค่าเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยเ​ชิงเรขาคณิตของเมล็ดถั่วดำจึงมีค่า​เพิ่มขึ้นจาก7.589g ถึง 8.3613g เส้นแนวโน้มเป็นเส้นตรงดังรูปที่ 4 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 0.056x + 7.316 ;R² = 0.916 รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ ระหว่าง ความชื้นฐานเปียกกับค่าเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยเ​ชิงเรขาคณิตของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ Coskunetal (2005) , ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพด 3.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) เส้นกราฟมีความชันเพิ่มขึ้น​อธิบายได้ว่าเมื่อเมล็ดถั่ว​ดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นส่งผลให้เกิดความเป็นทรงกลมมา​กขึ้นสอดคล้องกับด้านความหนาที่เพิ่มขึ้นเช่นกันเมื่อได้รับน้ำจึงเกิดการขย​ายตัวของความหนามากกว่า ความกว้างและความยาวจึงสรุปได้ว่าความชื้นแปรผั​นตรงกับความเป็นทรงกลม ดังรูปที่ 5 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y = 0.001x + 0.679 R²=0.962 รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความเป็นทร​งกลมของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ ISIK และ UNAL (2007) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วแดง 3.4 มวล 1000 เมล็ด (Mass) เมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้น มวล 1000 เมล็ดจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงจาก 240.47 g ถึง 257.73 g เนื่องจากถั่วดำเป็นพืชที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแป้ง เมื่อแป้งได้รับความชื้นจะทำให้เมล็ดถั่วดำเกิดการขยายตัว น้ำหนักของเมล็ดถั่วดำจึงเพิ่มขึ้นตามความชื้นที่เพิ่มขึ้น ดังรูปที่ 6 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 1.36x + 234.3 ; ( = 0.996) รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและมวลถั่วดำ 100 เมล็ด จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ ISIK UNAL (2007) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วแดง 3.5 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area of seed) จากกราฟพบว่าเมื่อระดับความ​ชื้นฐานเปียกของถั่วดำเพิ่ม​ขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดถั่วดำเกิดการขยายตัวทำให้พื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น สรุปได้ว่าความชื้นแปรผันตรงกับพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วดำดังรูปที่ 7 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 0.035x + 0.260 ; ( =0.997) รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของRazavietal (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว pistachin. 3.6 ความหนาแน่นเนื้อ (Solid density) กราฟแสดงความสัมพันธ์ ระหว่าง ความชื้นฐานเปียกกับค่าความหนาแน่นเนื้อของเ​มล็ดถั่วดำจากกราฟพบว่าเมื่อระดับความ​ชื้นฐานเปียกของถั่วดำเพิ่ม​ขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดถั่วดำใหญ่ขึ้น จึงมีปริมาตรเพิ่มขึ้นดังความสัมพันธ์ของสมการ = M/V ทำให้ค่าความหนาแน่นเนื้อลดลง สรุปได้ว่าความชื้นแปรผกผันกับความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่ว ดังรูปที่ 8 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 0.006x + 1.478 ; =0.945 รูปที่6 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของYalcm (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วพุ่ม 3.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระห​ว่างผลของความชื้นต่อความหน​าแน่นรวมของเมล็ดถั่วดำอธิบายได้ว่าเมื่อถั่วดำได้​รับความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดถั่ว​ใหญ่ขึ้นสอดคล้องกับผลการทดลองที่ปริมาตรเพิ่มขึ้นดังนั้นจึงมีความหนาแน่นรวมลดลง ความสัมพันธ์ตามสมการ Pb = Mb/V สรุปได้ว่าความชื้นแปรผกผัน​กับความหนาแน่นรวมของเมล็ด ถั่วดำดังรูปที่ 10 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = -0.000x + 0.754 ; ( =0.897) รูปที่ 7 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของYalcm (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วพุ่ม 3.8ความพรุน (porosity) กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนกับความชื้นฐานเปียก ค่าความพรุนของเมล็ดถั่วดำ จากกราฟมีความชันเพิ่มขึ้นแสดงว่า เมื่อเมล็ดถั่วดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นส่งผลให้มีความพรุนเพิ่มขึ้น จึงสรุปได้ว่าค่าความชื้นแปรผันตรงกับค่าความพรุน ดังรูปที่11 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y=0.258x+49.34 ; R² = 0.956 รูปที่ 8 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความพรุน 3.9สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) จากกราฟมีความชันเพิ่มขึ้นอธิบายได้ว่าเมื่อเมล็ดถั่ว​ดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นจ​ะส่งผลให้เกิดการขยายตัวทำใ​ห้น้ำหนักเพิ่มขึ้นส่งผลให้เมล็ดถั่วไหลลงจากพื้​นเอียงด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นและมุมเอียงที่เพิ่มขึ้นด้วยเช่นกันจึงสรุปได้ว่าความชื้นแปรผั​นตรงกับสัมประสิทธิ์ความเสี​ยดทานสถิตย์ดังรูปที่11ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : แผ่นยาง y = 0.008x + 0.450 ; ( =0.870) แผ่นไม้ y = 0.004x + 0.334 ; ( =0.923) แผ่นสแตนเลสy = 0.003x + 0.332 ; ( =0.941) รูปที่ 9 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและสัมประสิทธิ์ ความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของYalcm (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วพุ่ม 3.10ความเร็วสุดท้าย (Terminal valocity) จากกราฟพบว่าเมื่อระดับความชื้นฐานเปียก​เพิ่มขึ้นความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่​วดำมีค่าเพิ่มขึ้นเนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้นทำให้ถั่วดำมีมวลมากความเร็วลมที่ใช้ต้านย่อมมากเช่นกันดังนั้นความเร็วสุดท้ายของเ​มล็ดถั่วดำแปรผันตรงกับความ​ชื้น ดังรูปที่ 12 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 0.053x + 10.70 ; ( =0.929) รูปที่10 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ ISIK และ UNAL (2007) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วแดง 4. สรุปผลการทดลอง จากผลการทดลองจะพบว่า ความยาว ความกว้าง และความหนา ของถั่วดำมีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้น เมื่อค่าความชื้นโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้นซึ่งมวลของเมล็ดถั่วดำ 1000 เมล็ด มีค่าเพิ่มขึ้นจาก 240.47 g ถึง 257.73 g เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น ความเป็นทรงกลม เพิ่มขึ้นจาก จาก 0.6858ถึง 0.7013และเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเมล็ดถั่วดำมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจาก จาก 7.589 mm ถึง 8.3613 mm เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นและความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วดำจะมีค่าลดน้อยลงจาก0.7502 ถึง 0.7426 เนื่องจากเมล็ดถั่วมีการดูดซึมน้ำเข้าไปจึงทำให้มีน้ำหนักเมล็ดเพิ่มขึ้น เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วดำจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 1.523 ถึง 1.602 เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของแผ่นสแตนเลส ไม้ ยาง มีค่าเพิ่มขึ้น แผ่นยาง (0.5083 -0.613) , แผ่นไม้ (0.347-0.394) และ แผ่นอลูมิเนียม (0.358-0.416) เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วดำมีค่าเพิ่มขึ้นจาก จาก 0.54 ถึง 0.85 เมื่อค่าความชื้นโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้นความเร็วลมสุดท้าย (m/s) มีค่าเพิ่มขึ้นจาก จาก 10.939 ถึง 11.562 เมื่อค่าความชื้นโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น จากผลการทดลองข้างต้นจะพบว่าเมล็ดของถั่วดำจะมีความยาว ความกว้าง และความหนา ความเป็นทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเมล็ดความหนาแน่นรวมของเมล็ดความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของแผ่นสแตนเลส ไม้ ยาง พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดความเร็วลมสุดท้ายความพรุน ค่าต่างๆที่ความชื้นต่างและผลของความชื้นต่อข้อมูลต่างๆ จะสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในงานอุตสาหกรรมต่างๆได้ เช่น ใช้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ และการขนส่งเป็นต้น อ้างอิง EbubekirAltuntas, Mehmet Yildiz (2005) . Effect of moisture content on some physical and mechanical properties of faba bean. Journal of Food Engineering,174-183. Esref ISIK, Halil UNAL (2007) . Moisture - dependent physical properties of white speckled red kidney bean grains. Journal of Food Engineering,209-216. Ibrahim Yalcin, (2006) . Physical properties of cowpea seeds. Journal of Food Engineering,57-62. M.BulentCoskun, Ibrahim Yalcin, CengizOzarslan (2005) . Physical properties of sweet corn seeds. Journal of FoodEngineering,523-528. SeyedM.A.Razavi,B. Emadzadeh,A.Rafe,A. Mohammad Amini (2006) . Physical properties of pistachin nut and its kernel as a function of moisture content and variety : Part I. Geometrical properties. Journal of Food Engineering,209-217. Choung, M.G., Baek, I.Y., Kang, S.T., Han, W.Y., Shin, D.C., Moon, H.P., Kang,K.H., 2001. Isolation and determination of anthocyanins in seed coats of blacksoybean (Glycine max (L.) Merr.) .J. Agric. Food Chem. 49, 5848-5851. IYalcım . (2007) . Physical properties of cowpea seed (Vignasinensis L.) . Journal of Food Engineering. Pages (1405-1409) I. Yalc,ın , C. O zarslan, T. Akbas. (2007) . Physical properties of pea (Pisumsativum) seed.Journal of Food Engineering. Pages (731 - 735) Mustafa Cetin. (2007) . Physical properties of barbunia bean (Phaseolus vulgaris L. cv. 'Barbunia') seed. Journal of Food Engineering. Pages (353 - 358) E. Dursun; I. Dursun. (2007) . Some Physical Properties of Caper Seed.Journal of Food Engineering. Pages (1426 - 1431) R.C. Pradhana, S.N. Naika,, N. Bhatnagarb, V.K. Vijaya . (2009) . industrial crops and products29 Pages (341-347) OnderKabas, Aziz Ozmerzi, Ibrahim Akinci. (2005) . Physical properties of cactus pear (Opuntiaficusindia L.) grown wild in Turkey. Journal of Food Engineering .Pages (1405-1409) http://www.nectec.or.th/schoolnet/library/webcontest2003/100team/dlss020/A2/A2-17.html http://atcloud.com/stories/21247
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Effect of moisture content on some physical properties of Peanut kernel KHONKAEN 84-8) กฤษฎา วุฒิสาร, พงศธร ทองนุช , ภูริชญา เร่งพัฒนกิจ, วสันต์ อินทร์ตา สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง บทคัดย่อ สมบัติทางกายภาพของถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Peanut KHONKAEN 84-8) ที่มีความชื้น (ฐานเปียก) ในช่วง 5.14% - 17.14% พบว่า ค่าขนาด (Size) [ ความยาว (L) ความหนา (T) ความกว้าง (W) ] มีค่าอยู่ในช่วง 14.70 - 15.65 mm , 8.15 - 8.77 mm , 8.12 - 8.63 mm ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) มีค่าอยู่ในช่วง 9.90 - 10.56 mm ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าอยู่ในช่วง 0.55 - 0.56 ค่าน้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (100 seeds Mass) มีค่าอยู่ในช่วง 53.09 - 65.18 g ค่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) มีค่าอยู่ในช่วง 1.04-1.38 cm2 ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) มีค่าอยู่ในช่วง 1.13-1.21 g/ml ค่าปริมาตรต่อเมล็ด มีค่าอยู่ในช่วง 0.33 -0.61 ml ค่าความพรุน (Porosity) มีค่าอยู่ในช่วง 18.37-58.78 % และค่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มีค่าอยู่ในช่วง 12.25 - 12.68 rpm จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) มีค่าอยู่ในช่วง0.67 - 0.61 g/ml พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาทำการหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 3 ชนิดคือ แผ่นยางแผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น 1.บทนำ ถั่วลิสง (Peanut หรือ Groundnut) มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Arachis hypogaea L. เป็นพืชล้มลุกตระกูลถั่ว อยู่ในวงศ์ Leguminosae มีถิ่นกำเนิดจากทวีปอเมริกาใต้ สามารถเจริญเติบโตได้ดีในเขตร้อนและเขตอบอุ่น ในส่วนของประเทศไทยสามารถปลูกได้ในทั่วทุกภูมิภาคเนื่องจากเป็นประเทศเขตร้อน พื้นที่ที่เหมาะสมในการเพาะปลูกได้แก่ ที่ราบเชิงเขา ที่ดอน หรือที่ราบที่มีการระบายน้ำได้ดี ลักษณะเด่นของถั่วลิสงที่แตกต่างจากพืชตระกูลเดียวกันคือ ถั่วลิสงออกดอกบนดิน แต่มีฝักอยู่ใต้ดิน ส่วนที่นำมาบริโภคคือเมล็ดภายในฝัก อาจมี1 - 4 เมล็ดต่อฝักขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ ถั่วลิสงเป็นพืชไร่เศรษฐกิจที่สำคัญชนิดหนึ่งเของประเทศไทย ในปี 2552 มีเนื้อที่เพาะปลูก 205,235 ไร่ มีผลผลิต 51,586 ตัน (สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร,2552) เนื้อที่การเพาะปลูกถั่วลิสง ลดลง กอรปกับความต้องการเพิ่มมากขึ้นทุกปีส่งผลให้มีปริมาณผลผลิตถั่วลิสงของประเทศไทยไม่เพียงพอต่อความต้องการภายในประเทศต้องมีการนำเข้ามาจากต่างประเทศอย่างต่อเนื่องแนวทางแก้ไขหนึ่งคือการปรับปรุงพันธุ์ให้ถั่วลิสงมีผลผลิตสูงขึ้นและต้านทานโรคได้มากขึ้น ถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 เป็นอีกสายพันธุ์ถั่วลิสงที่ได้จากการปรับปรุงพันธุกรรมภายในประเทศ โดยศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น จังหวัดขอนแก่น เพื่อ สามารถทนทานต่อโรคพืชได้มากยิ่งขึ้น ได้ผลผลิตที่สูงขึ้นและทนทานต่อสภาพแวดล้อมมากขึ้น (อารันต์และคณะ,2533) เดิมมีชื่อพันธุ์ KK4401 ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างพันธุ์ขอนแก่น 60-2 (ต้นแม่) ซึ่งอยู่ในกลุ่มถั่วฝักสดสำหรับต้ม และพันธุ์ Tupai (ต้นพ่อ) ที่มีความต้านทานต่อโรคเหี่ยวที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย (จิรากร,2555) และค่อนข้างทนทานต่อโรคโคนเน่าขาวได้ดีกว่าพันธุ์อื่นๆ มีเสถียรภาพในการให้ผลผลิตดี ปลูกง่าย โตเร็ว สามารถปลูกได้ในสภาพการผลิตถั่วลิสงของไทย อายุถึงวันออกดอก 25-30 วัน อายุถึงวันเก็บเกี่ยว 95-110 วัน ให้ผลผลิตฝักสด 650-800 กิโลกรัมต่อไร่ ผลผลิตฝักแห้ง 280-320 กิโลกรัมต่อไร่ มีจำนวนเมล็ด 1-3เมล็ดต่อฝักมีเปอร์เซ็นต์การกะเทาะ 64-67เปอร์เซ็นต์มีขนาดเมล็ดโต โดยน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 44-55 กรัม ซึ่งโตกว่าถั่วลิสงพันธุ์ไทนาน 9 และขอนแก่น 5 ที่มีน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 43.0 และ 47.5 กรัม ตามลำดับ มีลักษณะเด่น คือ มีเมล็ดรูปร่าง กลมรี สีแดงเลือดหมู เป็นร่อง เหมาะสำหรับทำเป็นถั่วต้ม เนื่องจากมีรสชาติดี มีเยื่อหุ้มเมล็ดสีชมพูเข้ม เส้นลายบนฝักเห็นได้ชัดเจน ซึ่งเป็นที่นิยมของตลาดถั่วลิสงฝักต้มในประเทศไทย มีโปรตีน 23.4เปอร์เซ็นต์ และ น้ำมัน 44.9 เปอร์เซ็นต์ สมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสง มีความสำคัญต่อการออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปในขั้นตอนแปรรูป เช่น การทำความสะอาด การคัดขนาด การคัดแยก การขนส่งลำเลียง การอบแห้ง ตลอดจนการเก็บรักษาAydin (2006) ได้ศึกษาผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงจากประเทศตุรกี แต่ในส่วนของถั่วลิสง สายพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ซึ่งเป็นพันธุ์ที่ทางศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่นได้ ปรับปรุงใหม่ ยังไม่มีการศึกษามาก่อน วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8ต่อผลของความชื้น ได้แก่ ขนาดของเมล็ด (Size) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (Geometric Mean Diameter) ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) มวล 100 เมล็ด (100 seeds Mass) พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ความหนาแน่นจริง (True density) ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed ) ความพรุน (Porosity) ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) และค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) เพื่อประยุกต์ใช้ประโยชน์ในงานออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปถั่วลิสง รวมทั้งประโยชน์ด้านอื่นๆที่เกี่ยวข้อง 2. วัตถุดิบและวิธีการทดลอง 2.1 วัตถุดิบและการเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น84-8 (Arachis hypoqaca L.) ได้จาก ศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น 180 ตำบลศิลา อำเภอเมือง จังหวัดขอนแก่น 40000 โดยตัวอย่างที่ได้รับเป็นถั่วลิสงที่ยังไม่ได้ผ่านการคัดขนาดและคุณภาพของเมล็ดหรือแกะออกจากฝักแต่อย่างใด บรรจุในถุงพลาสติกปิดผนึกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง นำตัวอย่างมาทำความสะอาดนำเศษดินและฝุ่นออกด้วยมือ แกะและแยกเมล็ดออกจากฝัก แล้วคัดแยกเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์เช่น เมล็ดแตกหัก เมล็ดฝ่อ หรือเมล็ดที่เน่าออกใช้เฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์ในการทดลอง 2.2 การหาเปอร์เซ็นต์ความชื้น ค่าความชื้นเริ่มต้นของตัวอย่างเมล็ดถั่วลิสงหาได้จากการ แบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลอง ชุดละประมาณ 5 กรัม ชั่งจากเครื่องชั่งไฟฟ้า (Yamato รุ่น HB-120 , ประเทศญี่ปุ่น) ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.0001 g อบด้วยตู้อบลมร้อน (MEMMERT รุ่น UFB 400 , ประเทศเยอรมัน ) ที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ทำ 3 ซ้ำ คำนวณหาความชื้นเริ่มต้นได้จากสมการ 2.3 การปรับความชื้น นำเมล็ดถั่วลิสง จำนวน 100 เมล็ด มาปรับความชื้น 5 ระดับ เมื่อคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้น เพิ่มจากความชื้นเริ่มต้น โดยเพิ่มขึ้นระดับละ 3 เปอร์เซ็นต์ จาก 8.14 ถึง 17.14 ปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ คำนวณได้จากสมการ 2 และ 3 หลังจากเติมน้ำสะอาดในแต่ละถุง ปิดปากถุงให้สนิทแล้วเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 7 วัน ในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงตัวอย่างทุกๆ 2 วัน เพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วทุกเมล็ด 2.4 คุณสมบัติทางกายภาพ 2.4.1 ขนาด (Size) วัดขนาดเมล็ดด้วยเวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ โดยวัดความยาว (L) คือวัดด้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุด ความกว้าง (W) คือวัดเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ L และความหนา (T) คือวัดด้านเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ W และ L วัดทุกความชื้นจำนวน 100 เมล็ด Figure 1 Axis and three dimens of peanut kernel. 2.4.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต สามารถคำนวณได้ จากสมการ GMD = (WLT) 1/3 (4) 2.4.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity , Sp) ความเป็นทรงกลมเป็นของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 คำนวณได้จากสมการ 2.5 น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) สุ่มเมล็ดถั่วลิสง จำนวน 100 เมล็ด ชั่งด้วยเครื่องชั่งดิจิตอล (Shimadzu US3200G , ประเทศญี่ปุ่น) ซึ่งมีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 g ในแต่ละความชื้นทำการทดลองจำนวน 3 ซ้ำ แล้วหาค่าเฉลี่ย 2.6 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) พื้นที่ภาพฉาย เป็นค่าที่บอกพื้นที่ของเมล็ดถั่วจากการเทียบอัตราส่วนพิกเซล โดยเมื่อทำการปรับความชื้นเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ครบตามระยะเวลาที่กำหนดแล้ว นำเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 สุ่มเมล็ดถั่วลิสงมาจากแต่ละความชื้น ความชื้นละ 50 เมล็ด จัดวางแต่ละเมล็ดในระยะที่เท่าๆกันเรียงบนพื้นผิวเรียบ และวาดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1 cm x 1 cm ไว้ที่บนกระดาษ จากนั้นถ่ายภาพจากมุมสูงด้วยกล้องดิจิตอลที่มีความละเอียด 5 ล้านพิกเซล นำรูปภาพที่ได้มาหาสัดส่วนพื้นที่ (cm2) และพื้นที่pixel ระหว่างรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 โดยใช้โปรแกรม PhotoshopCS5Portable สามารถหาได้จากสมการ 2.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density , ρb) ความหนาแน่นเนื้อหาได้จากการนำเมล็ดถั่วลิสง มาใส่ลงในภาชนะที่ทราบปริมาตรผ่านกรวยจนเต็มโดยไม่มีการอัดเมล็ดให้แน่น ที่ระดับความสูงคงที่ 15 cm จากนั้นปาดเมล็ดส่วนที่เกินออกให้เสมอกับภาชนะ นำไปชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งดิจิตอลที่มีค่าความละเอียด 0.01 g (US3200G , ประเทศญี่ปุ่น) โดยทำการทดลอง 3 ครั้ง ต่อหนึ่งความชื้น สามารถคำนวณได้จากสมการ 2.8 ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) และความหนาแน่นเนื้อ (True density,Ps) ความหนาแน่นเนื้อใช้วิธีการชั่งน้ำหนักในของเหลว ด้วยวิธีการจุ่มเมล็ดลงในของเหลวแทน ซึ่งของเหลวที่ใช้คือ เฮกเซน เฮกเซนมีคุณสมบัติคือมีแรงตึงผิวต่ำไม่ซึมเข้าเมล็ดระหว่างการทดลองหาความหนาแน่น ทำให้น้ำหนักของเมล็ดไม่ผิดพลาด วิธีการทดลองคือ ซุ่มเมล็ดตัวอย่างจำนวน 10 เมล็ด ชั่งเมล็ดถั่ว 1 เมล็ดบนเครื่องชั่งดิจิตอลไฟฟ้า (Yamato รุ่น HB-120 , ประเทศญี่ปุ่น) มีค่าความละเอียด 0.0001 g บันทึกน้ำหนักที่อ่านได้จากเครื่อง จากนั้นบรรจุเฮกเซนลงในบีกเกอร์ที่มีปริมาตรแน่นอน นำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล บันทึกน้ำหนักที่ได้จากเครื่องชั่งจากนั้นใช้เข็มเย็บผ้าจิ้มเมล็ดเพื่อใช้จุ่มลงในสารเฮกเซนจุ่มเมล็ดลงในสารโดยให้พื้นผิวเมล็ดปริมอยู่ที่พื้นผิวสาร บันทึกค่าน้ำหนักที่เปลี่ยนไป จะได้ค่าปริมาตรของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จากสมการ นำปริมาตรของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8ที่ได้ไปหาความหนาแน่นเนื้อได้จากสมการ 2.9 ความพรุน (Porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่ระหว่างเมล็ดถั่วลิสงระหว่างความหนาแน่นรวมต่อความหนาแน่นเนื้อ ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.10 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ความเร็วสุดท้ายคือค่าความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดถั่วลิสง ลอยขึ้นจากตะแกรง อย่างคงที่ที่ความสูงระดับหนึ่ง โดยที่เมล็ดไม่หลุดหรือกระเด็นออกจากอุปกรณ์ทดลอง ซึ่งหาได้จากการสุ่มเมล็ดตัวอย่างจำนวน 10 เมล็ด นำมาวางบนตะแกรงในชุดอุปกรณ์ทดลอง จากนั้นเปิดเครื่องให้กำเนิดลมเพิ่มรอบความถี่ของมอเตอร์ไปเรื่อยๆจนกระทั่งเมล็ดถูกเป่าจนลอยอยู่นิ่ง คงที่ ณ ความสูงระดับหนึ่ง วัดความเร็วลมด้วยเครื่องวัดความเร็วลม (รุ่น Testo 425, ประเทศเยอรมัน) Figure 2 Terminal velocity apparatus. 2.11 ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction , µ) สุ่มเมล็ดถั่วลิสง มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนอุปกรณ์วัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตที่มีพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนอุปกรณ์วัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต จากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ดทั้ง 3 พื้นผิวในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ได้จากสมการ µ = tanθ (11) Figure 3 Static coefficient of friction apparatus. Table 1 Physical properties of peanut KHONKAEN 84-8 at moisture content 5.14 % (w.b.) 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงค์พันธุ์ขอนแก่น 84-8 ที่ระดับความชื้นแตกต่างกัน 5 ระดับ 3.1 การกระจายตัวของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Frequency) Figure 4 Frequency distribution curves of peanut kernel size ( ◊ ,small , ,medium, ∆ , large ) and GMD at 5.14 (%w.b.) จำนวนการกระจายตัวของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 แบ่งตามขนาด ( 7.00 mm. - 8.99 mm. ขนาดเล็ก (S) , 9.00 mm -10.99 mm. ขนาดกลาง (M) , 11.00 mm.- 13.00 mm ขนาดใหญ่ (L) ) กับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ที่ความชื้นเริ่มต้น 5.14 (%w.b.) ซึ่งมีค่าการกระจายของเมล็ดขนาดกลางสูงที่สุด ในส่วนของค่าการกระจายของเมล็ดขนาดเล็กและขนาดโต มีค่าการกระจายตัวที่ต่ำและเมล็ดของถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 มีขนาดเล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเมล็ดถั่วลิสงจากผลการศึกษาสมบัติทางกายภาพของถั่วลิสงและเมล็ดถั่วลิสง. Aydin (2006) 3.2 ขนาดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Size) Figure 5 Effect of moisture content on size of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ขนาด (Size) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ทั้งด้าน ความกว้าง (W) , ความยาว (L) และ ความหนา (T) ทั้ง3ด้าน มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น (ขนาดเพิ่มขึ้น) เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจากเมื่อเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ได้รับความชื้นจะทำให้ด้าน W,L,T มีขนาดมากขึ้นและส่งผลให้เมล็ดมีขนาดเพิ่มขึ้นซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด. Aydin (2006) Figure 6 Effect of moisture content on Geometric Mean Diameter (GMD) of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) 3.4 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) เป็นสมบัติทางกายภาพที่อธิบายรูปร่างของวัตถุ หากเมล็ดมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 แสดงว่าเมล็ดมีขนาดเท่ากันทุกด้าน สามารถเคลื่อนที่โดยการกลิ้ง ส่วนเมล็ดที่มีค่าความเป็นทรงกลมไม่เท่ากับ 1 อาจเคลื่อนที่ด้วยการไถล สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการลำเลียงเมล็ดบนสายพาน Figure 7 Effect of moisture content on sphericity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น เนื่องจากถั่วลิสงมีเยื่อหุ้มเมล็ด ทำให้เมล็ดมีข้อจำกัดในการขยายตัวออกด้านข้างเมื่อได้รับความชื้น และเลือกขยายตัวออกสู่ด้านที่เป็นอิสระมากกว่า นั่นคือร่องหรือช่องว่างภายในเมล็ดแทนการขยายตัวออกทางด้างข้าง ผลของค่าความเป็นทรงกลมที่เกิดขึ้นจึงไม่เปลี่ยนแปลงอย่างเด่นชัด ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) ค่าความเป็นทรงกลมของถั่วลันเตาจะมีค่าที่สูงกว่าถั่วลิสง เนื่องจากถั่วลันเตามีความเป็นทรงกลมและความสามารถในการขยายตัวอย่างอิสระมากกว่าถั่วลิสง 3.5 น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) เป็นสมบัติทางกายภาพที่ประยุกต์ใช้กับการออกแบบบรรจุภัณฑ์หรือภาชนะสำหรับเก็บวัสดุ เช่น ไซโล เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น น้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 8 Effect of moisture content on 100 seeds mass of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วปากอ้าAltuntas (2005) และถั่วลันเตา Yalcın (2006) โดยเมล็ดถั่วลิสงมีแนวโน้ม (ความชัน) ที่ต่ำกว่า และความสามารถในการดูดซับน้ำต่ำกว่าถั่วปากอ้าและถั่วลันเตา 3.6 พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) Figure 9 Effect of moisture content on projected area of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ดเมล็ด Aydin (2006) ถั่วลันเตา Yalcın (2006) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) โดยเมล็ดถั่วลิสงมีแนวโน้มที่ต่ำกว่าถั่วลันเตาและเมล็ดอัลมอนด์ แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการขยายตัวและการดูดซับน้ำของเมล็ดถั่วลิสงที่ต่ำกว่าถั่วลันเตา และเมล็ดอัลมอนด์ พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) เป็นสมบัติทางกายภาพที่ประยุกต์ใช้กับการออกแบบตะแกรงเพื่อคัดขนาดหรือบรรจุภัณฑ์ พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) 3.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ความหนาแน่นรวม (Bulk density) เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ที่บอกถึงความหนาแน่น ของวัสดุปริมาณมวลที่รวมช่องว่างระหว่างชิ้นวัสดุด้วย สามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อการออกแบบขนาดของบรรจุภัณฑ์เช่น ไซโล (silo) สำหรับเก็บอาหาร ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะลดลง เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) Figure 10 Effect of moisture content on bulk density of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) และอัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) เนื่องจากเมล็ดถั่วลิสงเป็นถั่วน้ำมัน (Oilseed legume) มีไขมันเป็นส่วนประกอบถึง43.4 % เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ไขมันไม่ขยายตัวแต่ส่วนที่ดูดซึมน้ำจะขยายตัว เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วชนิดอื่นที่มีปริมาณไขมันสูงกว่า เช่น ถั่วโกโก้และถั่วอัลมอนด์ มีปริมาณไขมัน 54% และ49.42% ตามลำดับ พบว่าถั่วลิสงมีแนวโน้ม (ความชัน) ที่ต่ำกว่าถั่วที่มีปริมาณไขมันสูงกว่า 3.8 ความหนาแน่นเนื้อ (True density) ความหนาแน่นเนื้อ (Bulk density) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น Figure 11 Effect of moisture content on true density of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) เนื่องจากถั่วลิสงเป็นถั่วน้ำมัน เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นเนื้อจะไม่เปลี่ยนแปลงมากเพราะน้ำมันกับน้ำไม่รวมตัวกัน แต่เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) จะพบว่าถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 มีแนวโน้มความหนาแน่นเนื้อที่ขัดแย้งกัน ด้วยเหตุผลที่ถั่วลันเตามีปริมาณไขมันในเมล็ดเพียง 0.4% ซึ่งต่ำกว่าถั่วลิสงมาก จึงส่งผลให้ความหนาแน่นเนื้อของถั่วลันเตาลดลง ในขณะที่ถั่วลิสงมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น Figure 12 Effect of moisture content on volume per seed of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วปากอ้าAltuntas (2005) โดยถั่วปากอ้ามีแนวโน้ม (ความชัน) สูงกว่าถั่วลิสง 3.9 ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) 3.10 ความพรุน (Porosity) ความพรุน (Porosity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 13 Effect of moisture content on porosity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) และถั่วลันเตา Yalcın (2006) โดยพบว่า ถั่วลิสงมีแนวโน้มสูงกว่าถั่วลันเตา , อัลมอนด์และเมล็ด,ถั่วโกโก้ และ เมล็ดถั่วแดง แสดงให้เห็นว่าที่ความชื้นเพิ่มขึ้นถั่วลิสงสามารถเกิดความพรุนได้สูงกว่า 3.11 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure14 Effect of moisture content on termainal velocity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) ถั่วลันเตา Yalcın (2006) และถั่วพิสทาชิโอ Kashaninejad (2005) โดยพบว่าถั่วลิสงมีแนวโน้มที่สูงกว่าถั่วพิสทาชิโอและถั่วลันเตา หมายถึงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นถั่วลิสงต้องใช้ความเร็วลมที่มากขึ้นเป็นอัตราส่วนที่สูงกว่าทาชิโอและถั่วลันเตา 3.12 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) เป็นลักษณะทางกายภาพที่องศาและพื้นผิวกับการเริ่มเคลื่อนที่ของวัสดุ สามารถประยุกต์ใช้ในการออกแบบสายพานเพื่อการลำเลียงขนส่งในกระบวนการผลิต สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 15 Effect of moisture content on static friction coefficient of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin, (2006) โดยพื้นผิวยาง มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงที่สุด ตามด้วย พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวไม้ตามลำดับ ซึ่งสอดคล้องกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) 4. สรุปผลการทดลอง 4.1 ค่าความยาว (L) ความหนา (T) และความกว้าง (W) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น และมีจำนวนการกระจายตัวในเมล็ดขนาดกลาง (9.00 mm -10.99 mm.) สูงที่สุด 4.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (GMD) และ ความเป็นทรงกลม (Sphericity) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น 4.3 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกั
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว Effect of moisture content on some physical properties of small white bean สาขาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ธรรมชาติ วงศ์รัตนมนตรี ยุวภัทร์ ศักดาวัฒนกุล อรรฆพร ธนาวนิชกุล วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติด้านต่างๆ ของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) คือ การวัดผลโดยรวมของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) ทั้งด้านความยาวเฉลี่ย, ความกว้าง, ความหนา, ความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม, ความเร็วสุดท้าย และมวลรวม มีค่า 9.45 mm, 6.40 mm, 5.62 mm, 73.88 %, 1.98 kg /m3, 0.83 kg /m3, 12.38m/s, 5.57g ตามลำดับ แล้วเมื่อเราเพิ่มความชื้นในระดับต่างๆ ตั้งแต่ 8.00% d.b.-20.00% d.b. จะทำให้คุณภาพของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) เปลี่ยนไป คือ มีค่าความยาวเฉลี่ย ความกว้าง ความหนา ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความเร็วสุดท้าย รวมถึงมวลเพิ่มขึ้น โดยมีค่าเป็น 9.68 mm, 7.00 mm, 6.69 mm, 79.35%, 2.21 kg /m3, 6.21g ตามลำดับ ส่วนความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลงเป็น 0.78 kg /m3เมื่อดูผลจากกราฟที่แสดงจะสามารถสรุปได้ว่าความชื้นมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าต่างๆ เหล่านี้ 1.บทนำ เมล็ดถั่วขาว (Bruguiera cylindrical) อยู่ในวงศ์ Rhizophoraceae มีส่วนประกอบ คือ คาร์โบไฮเดรต 69.79%, โปรตีน 27.44%, โพแทสเซียม 1.64%, ไขมัน 0.95%, แคลเซียม0.17%, เหล็ก 0.01% เป็นวัตถุดิบหนึ่งที่นิยมใช้ในการลดความอ้วนในปัจจุบัน เนื่องจากสารที่สกัดได้จากเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีสาร Phaseolamin มีฤทธิ์ในการทำให้เอ็นไซม์อะไมเลสเป็นกลาง ( th.wikipedia.org/wiki/เอนไซม์ ) ดังนั้น แป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่บริโภคเข้าไปไม่สามารถเปลี่ยนเป็นน้ำตาลได้ ร่างกายจึงได้รับพลังงานจากแป้งน้อยลงตามไปด้วย ซึ่งมีผลทำให้การสะสมของไขมันที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนรูปของน้ำตาลเป็นไขมันลดลงด้วย เมื่อร่างกายได้รับพลังงานน้อยลงไม่เพียงพอกับความต้องการในแต่ละวันร่างกายจึงต้องเผาผลาญไขมันมากมายเพราะให้สารอาหารที่มีประโยชน์หลายอย่าง เช่น โปรตีน อาหาร และไม่มีผลกระทบกับสารอาหารชนิดอื่นๆ ถัวขาวเมล็ดเล็ก วิตามิน เกลือแร่ และมีใยอาหารสูง ขณะเดียวกันในถั่วขาวก็มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัว คือ มีสารที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานที่สะสมไว้ออกมาใช้มากขึ้น จึงทำให้น้ำหนักลดลงโดยที่ไม่ต้องอด (Small White Bean) เป็นพืชในตระกูลถั่วที่มีคุณประโยชน์ของเอ็นไซม์อะไมเลส ที่ใช้ย่อยอาหารประเภทแป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ให้กลายเป็นน้ำตาลที่มีโมเลกุลขนาดเล็กเพื่อให้ร่างกายดูดซึมไปใช้ได้ เนื่องจากเมล็ดถั่วขาวเป็นถั่วเมล็ดแห้ง ดังนั้น ก่อนที่จะนำมาใช้ประโยชน์จึงต้องนำไปแช่น้ำ เพื่อให้เมล็ดมีคุณสมบัติที่สามารถนำไปใช้ได้จึงต้องมีการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว เช่น การวัดขนาดของเมล็ดถั่วขาวเพื่อให้รู้ขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นต่างๆเพื่อใช้ในการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาว การวัดความเร็วลมเพื่อตรวจคัดเมล็ดที่เหี่ยว เป็นต้น ดังนั้นการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาวจึงมีความจำเป็นมากในอุตสาหกรรม และจากการสำรวจยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพของถั่วขาวในประเทศไทยมาก่อน ดังนั้น วิจัยนี้จึงจัดทำขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้เป็นข้อมูลในการศึกษาค้นคว้าสำหรับผู้ที่สนใจ 2.วัสดุที่ใช้ในการทดลองและวิธีทดลอง 2.1 ตัวอย่างและการปรับความชื้น เมล็ดตัวอย่างมาจาก Top Supermarket สาขา ลาดกระบัง ตรา cooking for fun; บริษัท คอนติเนนตัล ฟูด จำกัด 42/1 ถ.ร่มเกล้า แขวงคลองสามประเวศ เขตลาดกระบัง กรุงเทพ 10520: แบ่งบรรจุ นำเข้าจากสหรัฐอเมริกากา การวัดความชื้นและการปรับความชื้น วัดความชื้นโดยเตรียมฟอยด์ที่ทำเป็นรูปถ้วย 3 อัน ทำเครื่องหมายกำกับแต่ละอัน แล้วนำฟอยด์แต่ละอันไปชั่ง นำเมล็ดถั่วขาวใส่ฟอยด์ 3 อันที่เตรียมไว้ แล้วไปชั่งหาน้ำหนักของเมล็ดถั่วขาว นำเมล็ดถั่วขาวที่ชั่งน้ำหนักแล้วไปอบในเตาอบลมร้อนที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 120 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งน้ำหนักเพื่อหามวลน้ำในเมล็ดถั่วขาวครั้งที่ 1 จากนั้นนำเมล็ดถั่วขาวที่ผ่านการชั่งน้ำหนักครั้งที่ 1 ไปอบในเตาอบอีกครั้ง โดยใช้เวลา 30 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งอีกครั้งเพื่อหาน้ำหนักที่คงที่ของน้ำ การปรับความชื้นโดยเตรียมถุงใส่เมล็ดถั่วขาวจำนวน 4 ถุง โดยใน 1 ถุงแบ่งเป็น 3 ส่วน ใส่เมล็ดถั่วขาวในถุงที่เตรียมไว้ส่วนละ 1000 เมล็ด รวมถุงละ 3000 เมล็ด นำถุงที่ใส่เมล็ดถั่วขาวแล้วมาปรับความชื้นโดยคำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องใส่ในแต่ละถุง ซึ่งคำนวณได้จากความชื้นฐานเปียก (%) กำหนด MCwb. คือ ความชื้น Mw คือ มวลน้ำ Mtotal คือ มวลรวม เมื่อเตรียมความชื้นเสร็จ 1 ส่วนนำถุงไปปิดผนึก (Seal) เพื่อป้องกันการการเปลี่ยนแปลงของความชื้น ทำจนครบทั้ง 3 ส่วน ในแต่ละถุงจะมีความชื้นไม่เท่ากันโดยความชื้นจะเพิ่มขึ้นถุงละ 3% จากถุงก่อนหน้า นำถุงที่เตรียมความชื้นเสร็จแล้วไปแช่ในเครื่องทำความเย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียสเป็น เวลา 1 สัปดาห์ โดยภายใน 1 สัปดาห์นี้ให้ทำการเขย่าถุงทุกถุงทุกวันเพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอ 2.2การวัดเมล็ดถั่วขาว 2.2.1การวัดลักษณะทางกายภาพ วัดโดยใช้เครื่องมือวัดเวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ในการวัดเมล็ดถั่วขาว ซึ่งทำการวัดทั้งหมด 3 ด้านต่อเมล็ดถั่วขาว 1 เมล็ด ได้แก่ ความกว้าง ความยาว และความหนา เพื่อคำนวณหาGMD แล้วคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม (The Sphere) (%) กำหนด คือ ค่าความเป็นทรงกลม W คือ ความกว้าง L คือ ความยาว T คือ ความหนา ของแต่ละเมล็ดโดยทำการวัดเมล็ดถั่วขาวทั้งหมด 100 เมล็ด เพื่อหาความกว้างเฉลี่ย ความยาวเฉลี่ย ความหนาเฉลี่ยและค่าความเป็นทรงกลมเฉลี่ย Fig.1 Measurement wide length and thickness 2.2.2การวัดความหนาแน่นเนื้อและความหนาแน่นรวม การวัดความหนาแน่นโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวทีเตรียมไว้ ใส่ลงในขวด Pycnometer ชั่งน้ำหนักเทสารละลายลงในขวด (ในที่นี้ใช้ Hexane) ชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด Pt คือ ความหนาแน่นเนื้อ M คือ มวล V คือ ปริมาตร Fig.2 True density measurement การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวเทใส่ภาชนะที่เตรียมไว้ผ่านกรวยที่ความสูงเท่ากันในแต่ละครั้ง เสร็จแล้วนำภาชนะทีมีถั่วอยู่มาชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนดPb คือ ความหนาแน่นรวม M คือ มวล Vtotal คือ ปริมาตรรวม Fig.3 Bulk density measurement 2.2.3การวัดเมล็ดถั่วขาวจากภาพฉาย เตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วที่เตรียมมาเรียงบนกระดาษที่ตัดกับสีของเมล็ดถั่วขาว จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ด ถ่ายรูปเมล็ดถั่วที่เรียงแล้ว นำไปลงในโปรแกรม Photo Shop เพื่อ Crop ภาพหา Pixel ของภาพ 1x1 จากนั้น Crop ภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixel นำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด A คือ พื้นที่ภาพฉาย PixelBean คือ พิกเซลของถั่ว Pixel1x1 คือ พิกเซลของช่องเปรียบเทียบ Fig.4 Projected area measurement 2.2.4การวัดพื้นที่เอียง วัดพื้นที่เอียงโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาวจำนวน 10 เมล็ด นำเมล็ดถั่วขาวทีคัดเลือกไว้ไปทดสอบพื้นที่เอียง 3 แบบ คือ แผ่นไม้ แผ่นยาง และแผ่นอลูมิเนียม Fig.5 Static friction coefficient measurement 2.2.5 ความเร็วสุดท้าย วัดความเร็วสุดท้ายโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วขาวที่เตรียมไว้ใส่ในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์พอให้ถั่วลอย นำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมที่เมล็ดถั่วลอย (Vt =0.3263X) กำหนด Vt คือ ความเร็วสุดท้าย X คือ ความเร็วรอบของมอเตอร์ Fig.6 Terminal velocity measurement by Anemometer 3.ผลการทดลองและวิจารณ์ผลการทดลอง การศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันที่ระดับความชื้นที่แตกต่างกัน 5ระดับ 3.1 ขนาดของเมล็ดถั่วขาว เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีการขยายตัวด้านความยาว ความกว้าง ความหนาเพิ่มมากขึ้น ดังนั้น เมื่อความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำมากขึ้นทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยความหนาจะมีอัตราการขยายมากกว่าอีกสองดานเนื่องจากช่องว่างภายในเมล็ดถั่วขาว มีลักษณะเป็นแนวยาวตามเมล็ด ส่งผลให้เมื่อเมล็ดดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นเมล็ดไม่สามรถขยายด้านความยาวและความกว้างได้มากเท่าที่ควรเนื่องจากข้อจำกัดด้านลักษณะของช่องว่าง ทำให้ด้านที่ขยายตัวได้มากที่สุดคือด้านความหนา เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วแดง เมล็ดถั่วขาวจะมีอัตราการขยายตัวของเมล็ดมากกว่าเมล็ดถั่วแดง โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ ค่าGMDแปรผันตรงกับความชื้น มีค่า GMD = 0.0855MCwb. + 6.1262, R² = 0.5395 (Fig.7) Fig.7 Effect of moisture content on GMD และค่าการขยายตัวแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Length: L = 0.046MCwb. + 8.928, R² = 0.2365 Wideness: W = 0.0757MCwb. + 5.6787, R² = 0.5271 Thickness: T = 0.1157MCwb. + 4.4787, R² = 0.6693 (Fig.8) Fig.8 Effect of moisture content on size 3.2 ค่าความเป็นทรงกลม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวที่มีการขยายตัวทำให้ค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นส่งผลให้เมล็ดเกิดการขยายตัวทุกทิศทาง ทำให้มีค่าความเป็นทรงกลมมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความเป็นทรงกลมมากกว่า cowpea โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ และความเร็วในการวัด ค่าความเป็นทรงกลมแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า = 0.516MCwb. + 69.232, R² = 0.9124 (Fig.9) Fig.9 Effect of moisture content on sphericity 3.3 ค่าความหนาแน่นเนื้อ เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลปริมาณน้ำที่อยู่ภายในเมล็ดเพิ่มมากขึ้น ทำให้เมล็ดมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับปริมาตร และเมื่อแทนค่าในสูตรความหนาแน่น จะได้ค่าความหนาแน่นเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้นต่างกับ cowpea ที่มีความหนาแน่นเนื้อลดลง โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีความคลาดเคลื่อนจาก Hexaneที่ซึ่งอาจเช็ดขวดไม่ทั่ว หรือมี Hexaneส่วนเกินจึงทำให้น้ำหนักคลาดเคลื่อนได้ ทั้งนี้ความเร็วในการทำการทดลองก็มีผลด้วยเช่นเดียวกัน ค่าความหนาแน่นเนื้อแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Fig.10 Effect of moisture content on true density 3.4 ค่าความหนาแน่นรวม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นรวมลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เนื่องจากมีพื้นที่ช่องว่างระหว่างเมล็ดมากขึ้นทำให้น้ำหนักลดลง ในขณะที่ปริมาตรมีค่าคงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนารวมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าลดลงเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของ cowpea ทั้งเมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างมีความหนาแน่นรวมลดลงทั้งคู่ โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากความสูงในการเทเมล็ดลงในภาชนะ หากความสูงคลาดเคลื่อนค่าที่ได้คลาดเคลื่อนได้เช่นกัน ค่าความหนาแน่นรวมแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า = 0.036MCwb. + 0.8604, R² = 0.5049 (Fig.11) Fig.11 Effect of moisture content on bulk density 3.5 ค่าพื้นที่ภาพฉาย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าพื้นที่ภาพฉายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เมื่อทำการ Crop ภาพจะได้ค่า pixel มากขึ้น เมื่อนำมาเทียบกับ pixel ของตาราง 1x1 จะได้พื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างก็มีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการ Crops ภาพของผู้ทำการทดลอง ที่อาจcropภาพได้ไม่เท่ากับขนาดจริงของเมล็ดทำให้ค่าpixel ที่ได้คลาดเคลื่อน ค่าพื้นที่ภาพฉายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า A = 0.0023MCwb. + 0.4673, R² = 0.932 (Fig.12) Fig.12 Effect of moisture content on projected area 3.6 ค่าความเสียดทานสถิต เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื่นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวีค่าความเสียดทานลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะมีค่าลดน้อยลงเนื่องจากค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้นจึงส่งผลให้พื้นผิวส่วนของเมล็ดที่สัมผัสกับพื้นผิวลดลงจึงทำให้เวลากลิ้งเกิดแรงเสียดทานน้อยลง เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธุที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิต ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเสียดทานสถิต ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีค่าความเสียดทานสถิตลดลง ต่างกับ cowpea ที่มีค่าความเสียดทานสถิต เพิ่มขึ้น โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีที่มีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จาก2จุดคือ1ผู้ทำการทดลองยกพื้นเอียงเร็วเกินไปทำให้เมล็ดกลิ้งก่อนที่ควรจะเป็น 2 การอ่านค่าองศาผู้ทำการทดลองอ่านอ่านค่าคลาดเคลื่อนได้ ค่าความเสียดานแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า Wood: µW =-0.0066MCwb. + 0.2738, R² = 0.8975 Rubber: µR =-0.0043MCwb. + 0.2595, R² = 0.9176 Aluminium: µA =-0.0145MCwb. + 0.3778, R² = 0.8388 (Fig.13) Fig.13 Effect of moisture content on Static Friction Coefficient 3.7 ค่าความเร็วสุดท้าย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความเร็วสุดท้ายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้น้ำหนักของเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ต้องใช้ความเร็วลมมากขึ้นเพื่อให้เมล็ดลอยอยู่ในระดับที่คงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้าย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้าย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea จะมีค่าความเร็วสุดท้าย เพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการที่เมล็ดยังลอยอยู่ไม่คงที่แล้วทำการอ่านค่าเลย ค่าความเร็วสุดท้ายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Vt = 0.0563MCwb. + 11.995, R² = 0.9539 (Fig.14) Fig.14 Effect of moisture content on Terminal Velocity 4.สรุปผล แบ่งเป็น 5 ระดับความชื้น เริ่มจากความเริ่มต้น 8%, 11%, 14%, 17% และ 20% ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 8% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.45 mm, 6.40 mm, 5.62 mm , 73.88 %, 1.98 kg / m3, 0.83 kg / m3และ12.38m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 11% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.36 mm, 6.42 mm, 5.63 mm , 74.47 %, 1.99 kg / m3, 0.81 kg / m3และ12.70m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 14% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.09 mm, 6.38 mm, 5.59mm , 75.57 %, 2.04 kg /m3, 0.82 kg /m3และ12.82m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 17% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 10.28 mm, 7.49 mm, 6.96 mm , 79.01 %, 2.15 kg /m3, 0.80 kg / m3และ12.93m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 20% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.68 mm, 7.00 mm, 6.69 mm , 79.35 %, 2.21 kg /m3, 0.78 kg /m3 และ13.11 m/s ตามลำดับ เอกสารอ้างอิง [1]Esref ISIK, Halil UNAL (2007) . Moisture dependent physical properties of white speckled red kidney bean grains. Journal of Food Engineering, 82, 209-216 [2] Esref ISIK, Halil UNAL (2011) . Some engineering properties of white kidney beans. African Journal of Biotechnology Vol. 10 (82) , pp. 19126-19136 [3] Ibrahim Yalcan (2006) Physical properties of cowpea, Journal of Food Engineering 79 (2007) 57-62
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ (Effect of moisture content on some physical properties of black papper) ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ศศิมา เรืองมนัสสุทธิ สุวพัชร ดอกแขมกลาง หทัยชนก วาณิชเจริญทรัพย์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ ยี่ห้อไร่ทิพย์ พิจารณาจากปริมาณความชื้นแห้ง ที่เมล็ดพริกไทยดำได้รับในช่วง 7.11%-9.11% ทั้งหมด5ระดับ พบว่า ค่าความยาว (L) ความกว้าง (T) และความหนา (W) มีค่าอยู่ในช่วง 4.72-5.37 mm, 4.39-5.17 mm,4.38-5.11 mmตามลำดับ ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) มีค่าอยู่ในช่วง 4.49 - 5.21 mm ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าอยู่ในช่วง 0.95 - 0.97 ค่าน้ำหนัก 1000 เมล็ดของเมล็ดพริกไทยดำ (1000 seeds Mass) มีค่าอยู่ในช่วง 48.39 - 49.09 g ค่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) มีค่าอยู่ในช่วง0.17-0.20 cm2 ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) มีค่าอยู่ในช่วง 1.07-1.08 g/ml และค่าปริมาตรต่อเมล็ด มีค่าอยู่ในช่วง 0.03 -0.06 ml จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) มีค่าอยู่ในช่วง 0.29 - 0.54 g/ml และค่าความพรุน (Porosity) มีค่าอยู่ในช่วง 72.64-46.54 %และค่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มีค่าอยู่ในช่วง 9.62 - 9.50 rpm พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดพริกไทยดำ ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาทำการหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 4 ชนิดคือ แผ่นยาง แผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น 1.คำนำ พริกไทยดำมีชื่อสามัญว่า Black Piper มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่าPiper nigrum Linn วงศ์ Piperaceae เป็นเครื่องเทศที่ชาวไทยและชาวต่างชาติรู้จักและนิยมใช้ในการปรุงอาหารกันอย่างกว้างขวาง ลักษณะทั่วไป พริกไทยเป็นไม้เถาเลื้อยยืนต้น ลำต้นเป็นปล้อง มีรากฝอยตามข้อใช้ในการยึดเกาะ ใบเดี่ยว รูปรี ออกเรียงสลับตามข้อ และกิ่งปลายใบแหลม ขอบใบเรียบ คล้ายใบพลู ดอกสีขาว ออกเป็นช่อตามข้อ ช่อดอกแต่ละช่อมีดอกฝอยประมาณ 70-85 ดอกผลออกเป็นช่อทรงกระบอกกลมยาว ช่อผลเป็นสีเขียว เมื่อแก่เป็นสีเหลืองและแดงภายในมีเมล็ดกลม พริกไทยเป็นพืชที่มีถิ่นกำเนิดแถบอินเดียและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ในประเทศไทยมีพื้นที่การเพาะปลูกมากที่สุดคือจังหวัดจันทบุรี และเป็นพืช เศรษฐกิจที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งของประเทศไทยของเรา คนไทยนั้นได้รู้จักใช้พริกไทยมาประกอบเป็นอาหาร และที่สำคัญยังนำไปเข้าเครื่องยาแผนไทย และได้ทำมาเป็นยารักษาโรค พริกไทยนั้นมีรสชาติ เผ็ด ร้อน ดอกพริกไทย ใช้แก้ตาแดงเนื่องจากความดันโลหิตสูง เมล็ดพริกไทยใช้เป็นยาช่วยย่อยอาหาร ย่อยพิษตก ค้างที่ไม่สามารถย่อยได้ ใช้ขับเสมหะ แก้ท้องอืด บำรุงธาตุ แก้ลมอัมพฤกษ์ แก้ปวดท้อง ขับปัสสาวะ ขับเหงื่อ แก้มุตกิด (ระดูขาว) นอกจากนี้ ในเมล็ดพริกไทยยังมีสารสำคัญซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ มีฤทธิ์กระตุ้นประสาท และช่วยป้องกันโรคมะเร็ง ใบพริกไทยใช้แก้ลม แก้ปวดมวนท้อง แก้จุกเสียด เถาใช้แก้อุระเสมหะ แก้ลมพรรดึก แก้อติสาร (โรคลงแดง) รากพริกไทย ใช้แก้ปวดท้อง ใช้ขับลมในลำไส้ ช่วยย่อยอาหาร และแก้ลมวิงเวียน ที่สำคัญยังเป็นหนึ่งในยาที่มักนิยมนำไปเข้าเครื่องยาอายุวัฒนะด้วย วัตถุประสงค์ของการทดลอง การทดลองเพื่อศึกษาความชื้นที่มีผลต่อคุณลักษณะภายนอกของเมล็ดเนื่องจากคุณลักษณะดังกล่าวมีความสำคัญ เช่นความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับน้ำหนักเมล็ด ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญมากต่อกระบวนการผลิต เพราะหากเมล็ดมีความชื้นสูงจะส่งผลให้ผู้ผลิตกำหนดปริมาณจำนวนของเมล็ดที่ได้จากการชั่งน้ำหนักผิดพลาดเนื่องจากการที่เมล็ดมีความชื้นมากจะส่งผลให้น้ำหนักเมล็ดมีค่าสูงเช่นเดียวกัน และ ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) กับปริมาณความชื้นจากการทดลองทำให้ทราบว่าหากเมล็ดมีความชื้นมากจะส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางของเมล็ดเพิ่มขึ้นมากเช่นกันโดยจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น อาจทำให้เมล็ดมีขนาดที่ไม่เท่ากัน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า คุณลักษณะต่างๆสามารถกำหนดมาตราฐานของเมล็ดโดยความชื้นเป็นตัวกำหนดที่สำคัญ 2.วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1วัสดุ เมล็ดพริกไทยดำ"ไร่ทิพย์"เป็นเมล็ดที่มีแหล่งผลิตมาจาก 62/3 หมู่ 3 ตำบลบางใหญ่ อำเภอบางใหญ่ จังหวัดนนทบุรี 11140 บรรจุในถุงที่มีการปิดผนึกเพื่อไม่ให้เมล็ดได้รับความชื้นหรือสัมผัสกับอากาศภายนอก ซึ่งการทดลองต้องนำเมล็ดที่ได้มาคัดเพื่อเลือกเมล็ดที่มีคุณภาพและมีขนาดใกล้เคียงกัน 2.2การหาความชื้นเริ่มต้น เตรียมภาชนะ โดยใช้กระดาษฟอยล์นำมาพับ จำนวน 3ชิ้น เขียนหมายเลขกำกับแต่ละชิ้นจากนั้นนำถ้วยฟอยล์ไปชั่งน้ำหนัก แล้วจดบันทึกค่า นำเมล็ดพริกไทยดำใส่ลงในถ้วยฟอยล์แล้วนำไปชั่งน้ำหนักอีกครั้ง หาน้ำหนักพริกไทยดำ จากการ นำค่าที่ชั่งได้ในข้อ3ลบกับน้ำหนักฟอยล์เริ่มต้นแล้วบันทึกค่าจากนั้นนำถ้วยฟอยล์ที่ใส่พริกไทยดำทั้ง3ถ้วยเข้าตู้อบ โดยใช้อุณหภูมิ 105องศาเซลเซียสโดยใช้เวลาในการอบ 150 นาที แล้วหาน้ำหนักมวลน้ำในเมล็ดพริกไทยดำ โดยการ นำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการอบมาชั่งน้ำหนัก แล้วบันทึกค่า หลังจากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำไปอบอีกครั้งเป็นเวลา 30 นาทีเพื่อนำมาหาน้ำหนักคงที่ของน้ำอีกครั้ง จากการนำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการอบครั้งที่2มาชั่งน้ำหนักอีกครั้ง แล้วบันทึกค่าแล้วนำค่าที่ได้มาคำนวณหาค่าความชื้นฐานแห้ง (%) 2.3..การปรับความชื้น เตรียมถุงพลาสติก จำนวน4ถุง สำหรับความชื้น4ระดับ และเมล็ดพริกไทยดำ 4ชุดโดยในแต่ละชุดแบ่งเป็น3กอง กองละ1000เมล็ดพร้อมกับนำถุงพลาสติกไปชั่งน้ำหนัก แล้วบันทึกค่าจากนั้นนำเมล็ดพริกไทยแต่ละกองไปชั่งน้ำหนักแล้วบันทึกค่า จากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำ กองที่1 มาใส่ถุง เพื่อปรับความชื้นโดยหาปริมาณน้ำที่ต้องเติมได้จากสูตร เมื่อ A คือ น้ำหนักเมล็ด B คือ ความชื้นของเมล็ดหลังเติมน้ำ C คือ ความชื้นของเมล็ดก่อนเติมน้ำ นำเมล็ดพริกไทยที่ปรับความชื้นแล้วไปปิดผนึก จากนั้นทำการปรับค่าความชื้นเดิมโดยใน1ถุงใหญ่ จะทำการปรับความชื้นในระดับเดียวกัน 3ครั้ง (เมล็ดพริกไทยดำ3กอง) 2.4..ขนาด.. (Size) ใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ในการวัดเพื่อหาขนาดของเมล็ดพริกไทยดำเพื่อหาค่า Dimension (ความยาว (L) ความกว้าง (W) และความหนา (T) ) โดย วัดจำนวน 100 เมล็ด 2.5.เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต . (Geometric Mean..Diameter,GMD) คำนวณได้จากการนำค่า L,W,T ที่ได้จากการวัดขนาดของเมล็ดพริกไทยดำ จำนวน 100 เมล็ด แทนลงในสูตร 2.6.น้ำหนัก.100.เมล็ด.. (100..seeds..Mass) นำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการคัดมาจำนวน 100 เมล็ด แล้วนำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 กรัม โดยแต่ละความชื้นต้องนำไปชั่งจำนวน 3 ครั้งเพื่อคำนวณหาค่าเฉลี่ย 2.7.พื้นที่ภาพฉาย.. (Projected..area) พื้นที่ภาพฉาย (projected area) หมายถึง พื้นที่ (area) ที่ได้จากการฉายภาพวัสดุลงบนแผ่นระนาบ ทำได้โดยการถ่ายภาพเมล็ดพริกไทยดำจำนวน 50 เมล็ดทุกๆความชื้นพร้อมสเกลที่ทราบพื้นที่ในการทดลองใช้พื้นที่1cm² เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบสัดส่วน โดยใช้โปรแกรม Adobe Photoshop Cs3 Extended ในการวิเคราะห์หาจำนวน pixel ของภาพ แล้วหาพื้นที่ภายฉาย จากสูตร 2.8 ความหนาแน่นรวม (Bul density , ρb) ความหนาแน่นรวม (bulk density) เป็นสมบัติทางกายภาพ (physical properties) ของวัสดุ หมายถึง ความหนาแน่น (density) ของวัสดุปริมาณมวล (bulk material) ทำการทดลองโดยกราเตรียมภาชนะทรงกระบอกที่ทราบปริมาตร และปรับระดับกรวยให้มีความสูงห่างจากแก้ว 25cm นำเมล็ดพริกไทยดำแต่ละความชื้นมากรอกใส่กรวย จากนั้นน้ำไม้บรรทัดมากดตรงกลางเพื่อนเกลี่ยเมล็ดที่เหนือขอบปากแก้วออก ความหนาแน่นรวมหาได้จากสูตร เมื่อ..Mb คือ..น้ำหนักรวม-น้ำหนักภาชนะ (g) Vb คือ..ปริมาตรภาชนะ (ml) 2.9 ความหนาแน่นเนื้อ (True density) และปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ความหนาแน่นเนื้อ (solid density) อาจเรียกว่า ture density หรือ absolute density หมายถึง ความหนาแน่น (density) ของเนื้อวัสดุล้วนๆ ไม่รวมรูพรุน (pore) ในเนื้อวัสดุ หรือช่องว่างระหว่างชิ้นวัสดุ หากรวมช่องว่างระหว่างวัสดุ จะเป็นความหนาแน่นรวม (bulk density) วิธีการหาความหนาแน่นเนื้อ นำ Pychometer ขนาด 75 ml. ไปชั่งน้ำหนักและบันทึกค่า เติม เฮกเซน ลงใน Pychometer จนเต็ม นำไปชั่งน้ำหนักจากนั้นเทออก แล้วนำค่าที่ได้ไปคำนวณหาค่า ความหนาแน่นของเฮกเซน จากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำจำนวน 150 เมล็ดใส่ลงในขวด Pychometer แล้วนำไปชั่งน้ำหนักจดค่าที่ได้ เติมเฮกเซนลงไป นำไปชั่งน้ำหนักเพื่อหาค่า ความหนาแน่นของเมล็ดพริกไทยดำ หาความหนาแน่นเนื้อจากสมการ เมื่อ..MS คือ น้ำหนักรวมของเมล็ด (g) V คือ ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (ml) 2.10.ความพรุน.. (Porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่เป็นอัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นเนื้อต่อความหนาแน่นรวม ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.11.ความเร็วสุดท้าย.. (Terminal..Velocity) ความเร็วสุดท้าย (terminal velocity) เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ทางอากาศพลศาสตร์ (Aro dynamics) การทดลองโดย การนำเมล็ดในแต่ละความชื้นมาใส่ในท่อ อะคริลิคแล้วปรับหาความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดพริกไทยดำลอยนิ่งในอากาศ จดบันทึกค่าความเร็วมอเตอร์ และอุณหภูมิ 2.12ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static..coefficient..of..friction) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตคือค่าที่สามารถวัดได้จากการสุ่มเมล็ด มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนเครื่องวัดมุมเอียงจากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ด ทั้ง 3 พื้นผิว ในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต รูปที่ 1 การวัดสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ตารางที่ 1สมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำที่ความชื้น7.11 % (w.b.) 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ รูปที่.2..ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อมีค่าความชื้นสูงขึ้นสามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดมีค่าความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้นทั้งด้าน ความกว้าง ความยาวและความหนา จึงส่งผลให้ค่าเส้นผ่านสูญกลางมีค่ามากขึ้นเช่นกัน ซึ่งตรงกับการทดลองของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) , safflower (Baumleret al.,2006) และ caper seed (Dursun and Dursun ,2005) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความเป็นทรงกลม จากกราฟความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดพริกไทยดำจะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดพริกไทยดำใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GDM) มีค่าเพิ่มขึ้น ซึ่งตรงกับผลการวิจัยของ sunflower ( Gupta and Das ,1997) , Hemp seed (Sacilik et al. (2003) , safflower (Baumler et al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.4.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับพื้นที่ภาพฉาย จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ของเมล็ดพริกไทยดำมีแนวโน้ม จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มมากขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าพื้นที่ภาพฉายที่ได้มีค่ามากขึ้น ซึ่งตรงกับผลการวิจัยของ sunflower ( Gupta and Das ,1997) ,Hemp seed (Sacilik et al. (2003) , safflower (Baumler et al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.5 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับน้ำหนัก.1000.เมล็ด จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าน้ำหนัก 1000 เมล็ด ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่าเมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดมีน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของ ถั่วเขียว[Vigna.radiata. (L.) ...Wilczek..,safflower (Baumleret al.,2006) ,niger (W.KSolomon, A.D. Zewdu2009) ,Green wheat รูปที่.6.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความหนาแน่นรวม จากกราฟความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะลดลง เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เมล็ดพริกไทยดำมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น จึงมีมวลความจุลดลง จากความสัมพันธ์ D=M/V เมื่อมวลลดลงจะส่งผลให้ความหนาแน่นรวมลดลง ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยของ ข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) ,safflower (Baumleret al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.7.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นเนื้อ ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้น จะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดพริกไทยดำเพิ่มขึ้น ทำให้เมล็ดมีปริมาตรเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยของ Green wheat และ sweet corn seed รูปที่.8.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับปริมาตรต่อเมล็ด จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นแปรผันตรง สามารถอธิบายได้ว่า เมล็ดพริกไทยดำมีขนาดและน้ำหนักเพิ่มขึ้นจึงทำให้ปริมาตรต่อเมล็ดเพิ่มขึ้น ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัย ของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.9.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความพรุนกับปริมาณความชื้น จากกราฟพบว่าเมื่อมีค่าความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ค่าความพรุนลดลง สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อมีความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ค่าความหนาแน่น รวมลดลง และค่าความพรุนจะหาได้จากสูตร ซึ่งเมื่อค่าความหนาแน่นรวมลดลงจะส่งผลให้ค่าความพรุนลดลงเช่นกัน ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013) ,niger ( W.K. Solomon,..A.D.Zewdu2009) รูปที่.10.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความเร็วสุดท้าย จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัย ของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) , ถั่วลิสง (C. Aydin,2006) , sunflower seeds,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.11.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งจากเปรียบเทียบเส้นกราฟพบว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ของ ยางมีค่ามากที่สุด และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ของไม้มีค่าน้อยที่สุด ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของ ข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) 4.สรุปผลการทดลอง จากการทดลองพบว่าค่าความยาว ความหนา และความกว้าง มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรง กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (GMD) , ความเป็นทรงกลม (Sphericity) .น้ำหนัก1000เมล็ด (1000 seeds mass ) ,พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) ,ความหนาแน่นเนื้อ ( True density ) และปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed) นอกจากนี้จากการทดลองพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (µ) มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น โดยพื้นผิวยาง มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงที่สุด ตามด้วยพื้นผิวอะลูมิเนียมและพื้นผิวไม้ตามลำดับแต่ในทางกลับกันจากการทดลองพบว่าความหนาแน่นรวม ( Bulk density) ,เปอร์เซ็นต์ความพรุน (Porosity) .ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มี มีค่าลดลงเมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น อ้างอิง [ออนไลน์]..ปรากฏ:https://sites.google.com/site/krunoinetwork/phrik -thiyda-phrik-thiy-khaw http://www.phtnet.org/download/phtic- seminar/508.pdf คณะเภสัชศาสตร์มหาวิทยาลัยขอนแก่น"สารพิเพอรีน" (Piperine) ในเมล็ดพริกไทยดำ"อ้างใน http://www.thaihealth.or.th/healthcontent/ healthtips/21426 Amin, M. N., Hossain, M. A., & Roy, K. c. (2004) . Effect of moisture content on some physical properties of lentil seeds. Journal of Food Engineering, 65, 83-87. Moisture-dependent physical properties of niger Industrial Crops and Products, Volume 29, Issue 1, January 2009, Pages 165-170 W.K. Solomon, A.D. Zewdu Physical properties of sunflower -seeds. Journal of Agricultural Engineering Research, 66, 1-8. Sacilik, K., ÖztuÜrk, R., & Keskin, R. (2003) . Some physical -properties of hemp seed. Biosystems Engineering, 86 (2) , 191-198................................... BaÜmler, E., Cuniberti, A., Nolasco, S. M., & Riccobene, I. C. (2006) .Moisture dependent physical and compression properties of safflower seed. Journal of Food Engineering, 73, -134-140. Industrial Crops and Products, Volume 43, May 2013,.Pages762-767 C.A. Sologubik, L.A. Campañone, A.M. Pagano, M.C. Gely
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.
  • 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.
  • 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