News and Articles

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม


หมวดหมู่: ผลงานวิจัยสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร [แผนการสอนและกิจกรรม]
วันที่: 25 ตุลาคม พ.ศ. 2555

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

Physical properties of Tamarind Seed ( Tamarindus indica Linn. )

สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

จิราภา โลหัชวาณิชย์,ปกรณ์ อ่อนสำลี, วรรษมล กาญจนพัฒนกุล, วสันต์ อินทร์ตา

บทคัดย่อ

คุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามที่ขึ้นอยู่กับระยะเวลาในการต้ม สมบัติทางกายภาพที่เพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้ม ขนาดของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกจะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้ม น้ำหนัก 100 เมล็ด จาก 97.65 g เพิ่มขึ้นเป็น 134.5 g ความหนาแน่นจริงจาก 2.2008 g/cm³ เพิ่มขึ้นเป็น 3.0246 g/cm³ Terminal velocity จาก 13.918 m/s เพิ่มขึ้นเป็น 14.61 m/s ส่วนสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามที่ลดลงตามระยะเวลาในการต้ม ความหนาแน่นรวมของเมล็ดมะขาม จาก 0.7742 g/cm³ ลดลงเป็น 0.7061 g/cm³สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดมะขามลดลงในทุกพื้นผิว ตามระยะเวลาในการต้ม และพบว่าเมล็ดมะขามสามารถไถลได้ดีบนไม้ ( 0.3346-0.3819) รองลงมาเป็นเหล็ก (0.3879-0.402) และที่ไถลตัวได้น้อยที่สุดคือ ยาง (0.4473-0.582)

1.บทนำ

มะขาม Tamarind เป็นไม้ต้นขนาดกลางจนถึงขนาดใหญ่ แตกกิ่งก้านสาขามาก เปลือกต้นขรุขระและหนา สีน้ำตาลอ่อน ใบเป็นใบประกอบ ออกดอกเป็นช่อ ฝักอ่อนมีเปลือกสีเขียวอมเทา เมื่อฝักแก่จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล เนื้อในเป็นสีน้ำตาลหุ้มเมล็ด (www.rspg.or.th) มะขามเป็นพืชที่มีความสำคัญทางด้านเศรษฐกิจชนิดหนึ่งของประเทศไทย ต้นมาขามนั้นสามารถนำเกือบจะทุกส่วนมาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆได้ ยังมีอีกส่วนหนึ่งของมะขามที่ส่วนใหญ่จะถูกนำมาใช้ประโยชน์เป็นจำนวนน้อยเมื่อเทียบกับจำนวนที่ถูกคัดทิ้งนั่นก็คือส่วนของเมล็ดมะขาม เมล็ดมะขามนั้นแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือเปลือกหุ้มเมล็ด และเนื้อในของเมล็ดมะขาม ซึ่งทั้งสองส่วนนั้นล้วนมีสรรพคุณทางยาทั้งสิ้น คือเนื้อในเมล็ดสีขาวใช้เป็นยาถ่ายพยาธิ เปลือกหุ้มเมล็ดใช้เป็นยาแก้ท้องร่วง และเป็นยาสมานแผลตามร่างกาย อีกทั้งมีงานวิจัยที่วิจัยเกี่ยวกับเรื่องของเนื้อในเมล็ดสีขาวและเปลือกหุ้มเมล็ด อยู่หลายงานวิจัยเช่น งานวิจัยแป้งในเนื้อในเมล็ดของเมล็ดมะขามซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ชีวภาพ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารในหลายประเทศ ประกอบ ด้วย โซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ เมื่อผสมกับตัวยาที่มีโครงสร้างที่เหมาะสมจะเกิดอันตรกิริยา และมีการจัดเรียงตัวของสารจากแป้งเมล็ดมะขาม ทำให้เกิดเป็นของเหลว หรือเกิดเป็นเจล การทำความเข้าใจกระบวนการเปลี่ยนสภาพเป็นเจล และรูปร่างโครงสร้างของโมเลกุลขณะเป็นเจลหรือเป็นของเหลวนี้มีความสำคัญต่อการพัฒนาระบบนำส่งยา โดยอาจสามารถนำส่งยาไปสู่ตำแหน่งที่ต้องการรักษา ลดความเป็นพิษของยาที่จะแพร่กระจายไปตำแหน่งอื่นของร่างกาย หรือสามารถใช้เพื่อควบคุมการปลดปล่อยตัวยา (ศ.ดร.วิมลและคณะ,2555)

งานวิจัยเกี่ยวกับเปลือกหุ้มเมล็ด สารสกัดจากเปลือกหุ้มเมล็ดมะขามมีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันที่สูงมากใกล้เคียงกับสารสกัดจากเมล็ดองุ่น การวิจัยครั้งนี้จึงเป็นแนวโน้มที่ดีในการพัฒนาตำรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่นำพืชพื้นไทยมาใช้ประโยชน์ด้านสุขภาพ ซึ่งควร มีการศึกษาความคงสภาพของผลิตภัณฑ์เม็ดสารสกัดเปลือกหุ้มเมล็ดมะขามก่อนนำไปผลิตในเชิงอุตสาหกรรมต่อไป (ทรงวุฒิและคณะ,2555)

จึงเกิดการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามขึ้นเพื่อที่จะศึกษาวิธีการลอกเปลือกกับเนื้อในเมล็ดออกจากกันและเพื่อศึกษาสมบัติทางกายภาพต่างๆของเนื้อในเมล็ดมะขาม เพื่อเป็นประโยชน์ในด้านการผลิตเมล็ดมะขามในการในไปใช้ประโยชน์ในรูปของยารักษาโรค

C ความชื้นฐานเปียก (%)

T ความหนาของเมล็ด (mm)

Mi มวลเริ่มต้นของตัวอย่างก่อนหาความชื้นเริ่มต้น (g)

P ความพรุน (%)

Mf มวลสุดท้ายของตัวอย่างหลังหาความชื้นเริ่มต้น (g)

Qb ความหนาแน่นรวม (g/cm³)

Ø ความเป็นทรงกลม

Qs ความหนาแน่นจริง (g/cm³)

L ความยาวของเมล็ด (mm)

µ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต

W ความกว้างของเมล็ด (mm)

θ มุมที่เมล็ดเริ่มไถล (⁰)

2 วัสดุและวิธีการทดลอง

2.1วัสดุ

เมล็ดมะขามที่นำมาใช้ในการทดลองเป็นเมล็ดของต้นมะขามเปรี้ยวที่ปลูกในจังหวัดเพชรบูรณ์ โดยทาการแยกเนื้อออกจากเมล็ดและนำมาทำความสะอาด จากนั้นคัดเมล็ดที่มีรอยแตก หรือเมล็ดที่เจริญไม่สมบูรณ์ออก

2.2 วิธีการทดลอง

การหาความชื้นเริ่มต้นของเมล็ด ทำได้โดยการใช้วิธีการ hot air oven method โดยใช้ตัวอย่างเมล็ดอย่างน้อย 3 กรัม เข้าอบในตู้อบที่มีอุณหภูมิ 105±1 c เป็นเวลา 3 ชั่วโมงได้ค่าเฉลี่ยของความชื้น 3.3104%w.b. ใช้ความสัมพันธ์

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

เมื่อ C คือความชื้นฐานเปียก (%)

การเตรียมตัวอย่างในการทดลองทำโดยการแบ่งเป็น5กระบวนการกระบวนการละ 100 เมล็ด คือ เมล็ดปกติ เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1.30 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2.30 ชั่วโมง และเมล็ดที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ และทำการสังเกตและตรวจนับเมล็ดที่มีการลอกเปลือกออกทั้งเมล็ดเพื่อนำมาทำการทดลองต่อไปโดยทำการเก็บรักษาตัวอย่างเพื่อนใช้ในการทดลองโดยการเก็บรักษาในตู้เย็นที่มีอุณหภูมิ 5⁰C

2.2 น้ำหนัก 100 เมล็ดหลังผ่านการต้ม

หลังจากนำเมล็ดมะขามมาผ่านกระบวนการต้มในน้ำเดือดในระยะเวลาต่างๆเรียบร้อยแล้ว ก็นำเมล็ดมะขามในการต้มในระยะเวลาต่างๆทั้ง 100 เมล็ดมาทำการล้างทำความสะอาดทำการคัดเปลือกของเมล็ดมะขามที่ลอกออกจากนั้นก็ทำการชั่งน้ำหนักโดยการใช้เครื่องชั่งน้ำหนักที่มีความละเอียด 4 ตำแหน่ง

จากนั้นทำการคัดเลือกเฉพาะเมล็ดมะขามที่สามารถลอกเปลือกออกได้ทั้งหมดไปทำการทดลองต่อไป

2.3 ขนาด ความเป็นทรงกลมและพื้นที่ภาพฉายของเมล็ด

ในการหาขนาด ความเป็นทรงกลมและพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดจะทำการทดลองกับเมล็ดมะขามที่ทำการลอกเปลือกแล้วในแต่ละกระบวนการ คือ เมล็ดปกติ เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1.30 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2.30 ชั่วโมง และเมล็ดที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ นำมาวัดความกว้าง ความยาว และความหนา เมล็ด โดยใช้อุปกรณ์ในการวัดคือ เวอร์เนียร์คาร์ลิเปอร์ ที่มีค่าความละเอียดเท่ากับ 0.05 มิลลิเมตร จากนั้นนำค่าที่ได้มาหาค่า GMD โดยหาได้จากความสัมพันธ์

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

ซึ่ง GMD เป็นค่าที่ใช้บอกขนาดของเมล็ดในแต่ละกระบวนการ

จากนั้นนำความกว้างความยาว และความหนามาหาค่าความเป็นทรงกลมจากความสัมพันธ์

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

โดยที่ Ø คือความเป็นทรงกลม

L คือความยาว (mm)

W คือความกว้าง (mm)

T คือความหนา (mm)

การหาพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการทำได้โดยวิธีการพิจารณาพิกเซลของภาพถ่ายของเมล็ดตัวอย่าง โดยการเปรียบเทียบว่า พื้นที่ขนาด 1 ตารางเซนติเมตรมีพิกเซลเท่ากับ 5196 พิกเซล แล้วเมล็ดมะขามที่มีค่าพิกเซลหนึ่งๆจะมีพื้นที่เท่าใด

2.4 ความหนาแน่นจริง ความหนาแน่นรวม

การหาความหนาแน่นรวมของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออก ทำได้โดยการนำตัวอย่างเมล็ดในแต่ละกระบวนการมาพิจารณาโดยการใส่เมล็ดลงไปในภาชนะทรงกลมที่ทราบปริมาตรและมวลที่แน่นอนให้เต็ม ความหนาแน่นรวมคำนวณได้จากมวลของเมล็ดและปริมาตรของภาชนะที่ใส่

ความหนาแน่นจริงของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกในแต่ละกระบวนการทำได้โดยการใช้วิธีการแทนที่ด้วยของเหลวโดยของเหลวที่ใช้คือ เฮกเซน โดยปริมาตรของเฮกเซนที่เพิ่มขึ้นจะเท่ากับปริมาตรของเมล็ดตัวอย่าง

2.5 Terminal Velocity

Terminal Velocity ของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกตัวในแต่ละกระบวนการทำได้โดยการใช้อุปกรณ์เป่าลมที่มีอุปกรณ์วัดความเร็วลมติดตั้งอยู่ในการทดลองแต่ละครั้งทำโดยการหย่อนเมล็ดตัวอย่างลงในด้านบนของท่อใสจากนั้นค่อยๆปรับค่าความเร็วลมจนกระทั่งเมล็ดตัวอย่างหลุดออกจากท่อใส ความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดหลุดออกจาท่อใสคือ Terminal Velocity ของเมล็ดตัวอย่าง ในแต่ละตัวอย่างทำการทดลองทั้งหมด 10 ครั้ง

2.6สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดมะขามตัวอย่างที่ลอกเปลือกออกในแต่ละกระบวนการวัดโดยการใช้วัสดุ 3 พื้นผิวคือ ไม้ ยาง และเหล็กมาใช้ในการทดลอง โดยการนำเมล็ดลงมาวางบนพื้นผิวของวัสดุที่ต้องการทดลองจากนั้นค่อยๆยกวัสดุขึ้นโดยค่อยๆทำมุมกับพื้น จนกระทั่งเมล็ดเริ่มไถลลงจากวัสดุ

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตคำนวณจากความสัมพันธ์

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

โดยที่ µ คือสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต

θ คือมุมที่เมล็ดเริ่มไถล (⁰)

3.ผลการทดลอง

เมื่อนำเมล็ดมะขาม 100 เมล็ดไปผ่านการต้มในระยะเวลาที่ต่างกันพบว่าเมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1.30 ชั่วโมง มีเมล็ดที่ลอก 28 เมล็ดจาก 100 เมล็ด (28%) เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมงมีเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ 71 เมล็ดจาก 100เมล็ด (71%) เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2.30 ชั่วโมงมีเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ 100 เมล็ดจาก 100เมล็ด (100%) และเมล็ดที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ มีเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ 6 เมล็ดจาก 100เมล็ด (6%)

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่1 เปรียบเทียบจำนวนเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการ

3.1 น้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดมะขามหลังต้ม

น้ำหนัก 100 เมล็ด ของเมล็ดมะขามเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามระยะเวลาในการต้มจาก 97.65 g เพิ่มขึ้นเป็น 134.5 g ตามสมการ y = 15.469x + 96.021 และค่า R²= 0.9691

เมื่อ y คือ น้ำหนัก 100 เมล็ด

x คือ ระยะเวลาในการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 100 เมล็ดหลังการต้มกับระยะเวลาในการต้ม

การเปรียบเทียบน้ำหนักหลังการต้มกับหลังการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 พบว่า เมล็ดที่แช่น้ำเป็นเวลา 1 สัปดาห์มีน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 108.65 g ซึ่งมีค่ามากว่าเมล็ดปกติแต่จะมีค่าน้อยกว่าเมล็ดที่ผ่านกระบวนการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 3 กราฟเปรียบเทียบน้ำหนักของเมล็ด 100 เมล็ดกลังการผ่านแต่ละกระบวนการ

จากนั้นได้ทำการคัดแยกเมล็ดที่ลอกเพื่อนำในทำการทดลองต่อไป โดยเมื่อนำเมล็ดที่ลอกแล้วในแต่ละกระบวนการมาเปรียบเทียบกัน พบว่า เมล็ดที่ลอกเปลือกจากกระบวนการแช่ 1 สัปดาห์ ให้เมล็ดที่มีสีเหลืองและเมล็ดมีขนาดใหญ่มากที่สุด ส่วนเมล็ดที่ลอกเปลือกจากกระบวนการการต้มจะมีลักษณะคล้ายๆกันคือมีสีเหลืองแต่จะคล้ำกว่าเมล็ดที่ทำการแช่ 1 สัปดาห์

3.2 ขนาดของเมล็ด

ขนาดของเมล็ดมะขามทั้งสามด้านด้านกว้าง ด้านยาวและด้านหนา ของเมล็ดปกติ คือ 1.118,2.110,0.764 cmตามลำดับ เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1.30 ชั่วโมง คือ 1.1695,1.6432,0.9275 cm ตามลำดับ เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง คือ 1.328,1.944,1.108 cm ตามลำดับ เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2.30 ชั่วโมง คือ1.2845,1,8908,1.0500 cm และเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ คือ 1.2481,1.9687,1.2985 cm ตามลำดับ

ค่า GMD เฉลี่ยของเมล็ดมะขามปกติคือ 0.8842 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1.30 ชั่วโมง คือ 1.2125 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง คือ 1.4197 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2.30 ชั่วโมง คือ 1.3488 และเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ คือ 1.6032

ค่า GMD ของเมล็ดมะขามที่ลอกจะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการลอก ส่วนค่า GMD ของเมล็ดมะขามที่ลอกจากการแช่น้ำ 1 สัปดาห์จะมีค่ามากที่สุด

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่4 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า GMD กับระยะเวลาในการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 5 เปรียบเทียบค่า GMD ในแต่ละกระบวนการ

3.3ความเป็นทรงกลม

ค่าความเป็นทรงกลมเฉลี่ยของเมล็ดมะขามปกติคือ 0.6500 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1.30 ชั่วโมง คือ 0.7343 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง คือ 0.4934 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2.30 ชั่วโมง คือ 0.7206 และเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ คือ 0.6552

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 6 เปรียบเทียบความเป็นทรงกลมในแต่ละกระบวนการ

3.4พื้นที่ภาพฉาย

พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดมะขามปกติมีพื้นที่ภาพฉาย 2.0386 m² และเมล็ดที่ลอกจาการต้มมีพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้มจาก 1.4455 m² เป็น 1.9463 m² ตามสมการ y = 0.4149x²- 0.9913 + 2.0379 และค่า R²= 0.9991

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 7 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม

เมื่อ y คือ พื้นที่ภาพฉาย

x คือ ระยะเวลาในการต้ม

การเปรียบระหว่างเมล็ดที่ลอกจากการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่แช่น้ำเป็นเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากับ 10.2706 m² ซึ่งมากกว่า เมล็ดปกติและเมล็ดที่ผ่านกระบวนการการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 8 เปรียบเทียบพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการ

3.5 ความหนาแน่นรวม

ความหนาแน่นรวมของเมล็ดมะขามที่ลอกจะลดลงตามระยะเวลาในการต้ม จาก 0.7742 g/cm³ ลดลงเป็น 0.7061 g/cm³ ตามสมการ y = -0.0373x + 0.76 และค่า R²= 0.6543

เมื่อ y คือ ความหนาแน่นรวม

x คือ ระยะเวลาในการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 9 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม

การเปรียบเทียบระหว่างการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกซึ่งแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากับ 0.7873g/cm³ ซึ่งมีค่ามากกว่าเมล็ดปกติและเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 10 เปรียบเทียบค่าความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกในกระบวนการต่างๆ

3.6 ความหนาแน่นจริง

ความหนาแน่นจริงของเมล็ดที่ลอกเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามระยะเวลาในการต้มจาก 2.2008 g/cm³ เพิ่มขึ้นเป็น 3.0246 g/cm³ ตามสมการ y = 0.3578x + 2.2652 และค่า R²= 0.9229

เมื่อ y คือ ความหนาแน่นจริง

x คือ ระยะเวลาในการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 11 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นจริงของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม

การเปรียบเทียบค่าความหนาแน่นจริงระหว่างเมล็ดที่ลอกจากการการต้มกับเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าความหนาแน่นจริงของของเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากั2.4132 g/cm³ ซึ่งมากกว่าเมล็ดปกติแต่น้อยกว่าเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 12 เปรียบเทียบค่าความหนาแน่นจริงในแต่ละกระบวนการ

3.7 Terminal velocity

Terminal velocity ของเมล็ดที่ลอก เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามระยะเวลาในการต้ม จาก 13.918 m/s เพิ่มขึ้นเป็น 14.61 m/s ตามสมการ y = 0.2993x + 13.845 และค่า R² = 0.8686

เมื่อ y คือ Terminal Velocity

x คือ ระยะเวลาในการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 13 แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง Terminal Velocity ของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม

การเปรียบการเปรียบเทียบ ของ Terminal Velocity ของเมล็ดที่ลอกระหว่างการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์พบว่า terminal velocity ของเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ เท่ากับ 14.02 m/s ซึ่งมีค่ามากกว่า terminal velocity ของเมล็ดปกติ แต่มีค่าน้อยกว่า terminal velocity ของเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 14 เปรียบเทียบค่าความ terminal Velocity ของเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการ

3.8 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดมะขามที่ลอก ลดลงในทุกพื้นผิว ตามระยะเวลาในการต้ม และพบว่าเมล็ดมะขามสามารถไถลได้ดีบนไม้ ( 0.3346-0.3819) รองลงมาเป็นเหล็ก (0.3879-0.402) และที่ไถลตัวได้น้อยที่สุดคือ ยาง (0.4473-0.582)

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 15 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม

การเปรียบเทียบระหว่างเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่า สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของ ยาง คือ 0.5123 ไม้ คือ 0.3689 และ เหล็ก คือ 0.3864 ซึ่งมีค่าน้อยกว่าเมล็ดปกติแต่มีค่ามากกว่าเมล็ดที่ผ่านกระบวนการการต้ม

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม

รูปที่ 16 เปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเมล็ดที่ลอกในกระบวนการต่างๆ

4. สรุปผลการทดลอง

สมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกซึ่งขึ้นอยู่กับระยะเวลาในการต้ม ซึ่งพิจารณาระยะเวลาในการต้มระหว่าง 1.30 ชั่วโมง ถึง 2.30 ชั่วโมง ซึ่งขนาด พื้นที่ภาพฉาย น้ำหนัก 100 เมล็ด ความหนาแน่นจริง และ Terminal Velocity เพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้ม ส่วน ความหนาแน่นรวมและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต จะลดลงตามระยะเวลาในการต้ม

อ้างอิง

www.มะขาม.com/ประโยชน์ของมะขาม/เรื่องของเมล็ดมะขาม

www.pharmacy.cmu.ac.th/web2553/n43.php

th.wikipedia.org/wiki/มะขาม

eureka.bangkokbiznews.com/detail/461262

ศ.ดร.วิมลและคณะ.2555. "การศึกษาแป้งจากเมล็ดมะขามผลิตโพลิแซคคาไรน์สู่ระบบส่งยา" คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์

นางสาวนันทิดา หมวกเหล็ก นายบวร บุตรดีสิงห์ และ ผศ. ดร.ทรงวุฒิ ยศวิมลวัฒน์. 2555 "การพัฒนาผลิตภัณฑ์เสริมอาหารต้านอนุมูลอิสระชนิดอัดเม็ดจากสารสกัดเปลือกหุ้มเมล็ดมะขาม" คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่



ข่าวและบทความที่เกี่ยวข้อง
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน (Effect of moisture content on some physical properties of cardamom seed) ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง นฤพนธ์ พันธุ์หวยพงษ์ เบญจพร ตั้งนอบน้อม เบญจมาศ เหมวิบูลย์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ สมบัติทางกายภาพของลูกกระวานทดลองตามความชื้น ศึกษาที่ความชื้น 9.27%, 12.27%, 15.27%, 18.27 และ 21.27% w.b. (ความชื้นฐานเปียก) ของทั้งเมล็ด มีค่าเฉลี่ยของความสูง ความกว้าง ความหนา คือ 15.75 ,14.04 ,14.80 ตามลำดับที่ความชื้น 9.27%w.b จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามวล 100 เมล็ดของลูกกระวานนั้นเพิ่มขึ้นจาก 46.45 เป็น 49.45 g, พื้นที่ภาพฉายเพิ่มจาก 1.18 cm² เป็น 1.29 cm² ,ความเป็นทรงกลมเพิ่มจาก 0.94 เป็น 0.96, ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้น 0.24 g/cm³ เป็น 0.27 g/cm³ และความหนาแน่นเนื้อนั้นลดลงจาก 1.34 g/cm³ เป็น 0.52 g/cm³, ความพรุนนั้นลดลงจาก 78.46% เหลือ 51.72% ,ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นจาก 9.63 m/s เป็น 10.21 m/s และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นจากพื้นผิวอลูมิเนียม (0.30-0.34) , พื้นไม้ (0.24-0.29) และพื้นยาง (0.34-0.49) ที่ความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9.27% ถึง 21.27% w.b. ที่ความชื้น 10.03%, 13.03%, 16.03%, 19.03 และ 22.03% w.b. (ความชื้นฐานเปียก) ของเมล็ดใน มีค่าเฉลี่ยของความสูง ความกว้าง ความหนา คือ 9.45, 7.98, 4.30 ตามลำดับที่ความชื้น 10.03%w.b จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามวล 100 เมล็ดของลูกกระวานนั้นเพิ่มขึ้นจาก 20.94 เป็น 23.11g, พื้นที่ภาพฉายเพิ่มจาก 0.60 cm² เป็น 0.84 cm² ,ความเป็นทรงกลมเพิ่มจาก 0.72 เป็น 0.74, ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้น 0.58 g/cm³ เป็น 0.63 g/cm³ และความหนาแน่นเนื้อนั้นลดลงจาก 1.19 g/cm³ เป็น 1.15 g/cm³, ความพรุนนั้นลดลงจาก 51.40% เหลือ 45.77% ,ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นจาก 9.35 m/s เป็น 9.64 m/s และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นจากพื้นผิวอลูมิเนียม (0.41-0.46) , พื้นไม้ (0.51-0.63) และพื้นยาง (0.51-0.78) ที่ความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10.03% ถึง 22.03% w.b. บทนำ กระวานไทย (Amomumkrervanh Pierre) จัดเป็นพืชล้มลุก มีลำต้นอยู่ใต้ดินเรียกว่า เหง้า ก้านใบที่มีลักษณะเป็นกาบหุ้มซ้อนกันแน่นหนาแข็งแรง มีความสูงประมาณ 3 เมตร ใบเรียงสลับกัน แผ่นใบเรียวแหลม ใบยาวประมาณ 12 เซนติเมตร ขอบใบเรียบ ดอกกระวาน เจริญออกมาจากส่วนเหง้าใต้ดิน โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นดินเป็นช่อ กลีบดอกสีเหลืองอ่อน ผลมีลักษณะกลมเป็นพวง เปลือกผิวเกลี้ยง เป็นพู ๆ มีสีออกนวล ๆ ลูกกระวานจะแก่ช่วงเดือนสิงหาคม - พฤศจิกายน เมล็ดกระวานมีขนาดเล็กสีน้ำตาล มีจำนวนมาก ทั้งผลและเมล็ดมีกลิ่นหอมคล้ายกับการบูร ช่วงเวลาที่ออกดอกจนผลแก่ใช้เวลาประมาณ 5 เดือน กระวานออกดอกให้ผลผลิตเพียงครั้งเดียว แล้วก็จะตายไป เช่นเดียวกับต้นกล้วย ต้นไผ่ แต่หน่อใหม่ก็จะเจริญโผล่ขึ้นมาแทนและเจริญให้ผลผลิตใหม่ต่อไปอีก การใช้ประโยชน์ของกระวาน แบ่งออกเป็น 2 อย่างคือ 1.) ใช้ในการประกอบอาหาร นำลูกกระวานที่ตากแห้งนำลูกระวานทั้งเมล็ดไปป่นใช้เป็นเครื่องเทศ ใส่ในน้ำพริกแกงเผ็ด แกงกะหรี่ แกงมัสมั่น พะแนง พะโล้ ใช้แต่งกลิ่นและสีของอาหารหลายชนิด เช่น ใส่ในเหล้า ขนมปัง เค้ก คุกกี้แฮม ส่วนผลอ่อนและหน่ออ่อนรับประทานแบบผัก 2.) การใช้ประโยชน์ทางยา กระวานมีสรรพคุณทางสมุนไพรได้ทุก ๆ ส่วน ทั้งราก ลำต้น หน่อ เปลือกลำต้น แก่นของลำต้น ใบ ผลแก่ เมล็ด เหง้าอ่อน ใช้แก้ท้องอืด แน่น จุก เสียด ขับเสมหะ รักษาโรคผิวหนัง แก้ลม ท้องเสีย ฯลฯ กระวานมีคุณค่าทางอาหารสูงประกอบด้วยสารอาหารและแร่ธาตุต่าง ๆ เช่น กระวานส่วนที่กินได้ 100 กรัม*ให้พลังงาน254.0 กิโลแคลอรีโปรตีน9.5gไขมัน6.3gคาร์โบไฮเดรต 39.7g แคลเซียม16.0gฟอสฟอรัส 23.0mgเหล็ก 12.6mg (*กองโภชนาการ กรมอนามัย กระทรวงสาธารณสุข) กระวาน มีน้ำมันหอมระเหย 7.9-8.4% ซึ่งมีกลิ่นหอม ประกอบด้วย การบูร (Camphor) ไพนิน (Pinene) ไลโมนีน (Limonene) เมอร์ซีน (Myrcene) น้ำมันหอมระเหยจากผลกระวานมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียPseudomonas aeruginosa (7) (เภสัชกรหญิงสุนทรี สิงหบุตรา เภสัชกรด้านเภสัชสาธารณสุข, สรรพคุณสมุนไพร 200 ) วัตถุประสงค์ประสงค์เพื่อศึกษาผลของความชื้นที่มีต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน เพราะลูกกระวานคือพืชที่มีประโยชน์อย่างมาก เป็น พืชสมุนไพร และใช้ในด้านการครัวเป็นหลัก เป็นเครื่องเทศที่สำคัญชนิดหนึ่งในส่วนประกอบของอาหารหลากหลายชนิด จึงทำให้มีการผลิตลูกกระวานมากขึ้นในปัจจุบัน เพื่อนำความรู้ที่ได้ไปใช้ในการจัดเก็บรักษาผลผลิตที่ได้จากลูกกระวาน และสามารถส่งออกสู่ท้องตลาดทั้งภายในและภายนอกประเทศ โดยจะนำลูกกระวานมาทดลองตามคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆเหล่านี้ การหาขนาด ,ความเป็นทรงกลม,น้ำหนัก 100 เมล็ด , พื้นที่ภาพฉาย , ความหนาแน่นรวม , ความหนาแน่นเนื้อ , ความพรุน , ความเร็วสุดท้าย , ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของวัสดุที่แตกต่างกัน 2. วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1 วัสดุ เมล็ดลูกกระวาน (บริษัท S A O การเกษตร จำกัดที่อยู่ :8 หมู่ 8 ถนนรามอินทรา แขวงท่าแร้ง เขตบางเขน กทม. 10230) ที่นำมาใช้ในการทดลอง มาทำความสะอาด โดยการคัดเลือกเมล็ดพันธุ์ที่แตกออกจากเมล็ดพันธุ์ที่สมบูรณ์หาความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดโดยการนำเอาลูกกระวาน (เมล็ดในและทั้งเมล็ด) ไปอบที่อุณหภูมิ 105 °Cเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ปริมาณความชื้นฐานแห้งเริ่มต้นของทั้งเมล็ดเป็น 10.22% (db.) และเมล็ดใน11.15% (db.) 2.2 วิธีการทดลอง ปรับความชื้นที่ต้องการ หาได้โดยการเติมปริมาณน้ำ คำนวณจากความสัมพันธ์ของสมการดังต่อไปนี้ นำตัวอย่างที่เติมน้ำลงไปแล้วใส่ลงถุงพลาสติกแล้วปิดผนึกให้แน่นหนา โดยเก็บตัวอย่างไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5°Cเป็นเวลา 1 สัปดาห์ เพื่อให้ความชื้นกระจายสม่ำเสมอทั่วตัวอย่างก่อนที่จะนำไปทดลอง ต้องเอาตัวอย่างออกมาไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนทำการทดลอง คุณสมบัติทางกายภาพที่ทำการทดลองมีระดับความชื้นดังนี้ (นำค่าความชื้นฐานแห้งไปแปลงเป็นความชื้นฐานเปียกก่อน) เมล็ดนอก9.27%, 12.27%, 15.27%, 18.27% และ21.27% (wb.) เมล็ดใน 10.03%, 13.03%, 16.03%, 19.03% และ 22.03% (wb.) ตามลำดับ ขนาดเฉลี่ยของเมล็ด100 เมล็ดใช้การวัดแบบสุ่ม โดยวัดสามมิติ คือ L (ความยาว) , W (ความกว้าง) , T (ความหนา) วัดโดยเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ (Vernier Caliper ) ที่มีความละเอียด 0.01 mm ความเป็นทรงกลมของเมล็ดคำนวณโดยใช้ความสัมพันธ์ต่อไปนี้ มวล 100 เมล็ด หาจากเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถ อ่านค่าได้ 4 ตำแหน่ง (0.0000 g) พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวานหาได้โดยวิธีการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่าย ถ่ายภาพลูกกระวานแต่ละระดับความชื้น ความชื้นละ 50 เมล็ดเมล็ดในและทั้งเมล็ด แล้วนำภาพถ่ายของลูกกระวานแต่ละเมล็ดมาเทียบกับภาพสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1 cm² ความหนาแน่นรวมของลูกกระวาน ใช้ผลการทดลองจากการบรรจุภาชนะ 350 ml (ทั้งเมล็ด) และ 65 ml (เมล็ดใน) ตามลำดับ ซึ่งการบรรจุเมล็ดนั้นต้องให้ภาชนะบรรจุห่างจากปลายกรวย 15 cm แล้วนำไปชั่งน้ำหนักและคำนวณหาความหนาแน่นรวมโดยใช้สูตร ความหนาแน่นเนื้อ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของลูกกระวานและปริมาตรที่แท้จริง โดยใช้วิธีการแทนที่ของเหลว แต่การทดลองนี้นำเฮกเซนมาใช้ในการแทนน้ำเพราะเฮกเซนจะถูกเมล็ดพันธุ์ดูดซึมได้น้อย ความพรุนที่ระดับความชื้นต่างๆคำนวณได้จากความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมและความหนาแน่นเนื้อ ดังนี้ เมื่อ เป็นค่าความพรุน (%) , เป็นความหนาแน่นรวม และ เป็นความหนาแน่นเนื้อ ความเร็วสุดท้าย คัดลูกกระวานจำนวน 10 เมล็ด โดยการนำลูกกระวานไปเป่าลมจากเครื่องเป่าลม โดยวัดความเร็วสุดท้ายจากความเร็วลม เราสามารถปรับความเร็วลมจากเครื่องปรับความถี่ โดยปรับให้ลูกกระวานลอยอย่างคงที่ที่ปลายกระบอก ทำเช่นนี้ทุกๆความชื้น ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของลูกกระวานทำการทดลองจากการนำวัสดุ 3 ชนิด ได้แก่ อลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยาง มาทำการทดลองหาค่ามุมของแต่ละพื้นผิวของวัสดุแล้วนำไปแทนค่าในสูตร 3. ผลและการอภิปราย 3.1 ขนาดของลูกกระวาน ทั้งเมล็ดลูกกระวานและการกระจายขนาดเฉลี่ยของ 100 เมล็ด วัดที่ความชื้น 9.27% (w.b.) มีความกว้าง 14.04±0.81มม. , ความยาว 15.75±0.95มม.ความหนา 14.80±0.97มม. ความกว้างของเมล็ดที่มีขนาดอยู่ที่ 14.00 - 17.00มม. มีประมาณ 90% , ส่วนความยาวที่มีขนาดอยู่ที่ 13.00-15.00มม. มีประมาณ 84% , ส่วนความหนาที่มีขนาดอยู่ที่ 13.00-16.00มม. มีประมาณ 98% ที่ความชื้น 9.27% (w.b.) ขนาดของลูกกระวานเมล็ดในและการกระจายขนาดเฉลี่ยของ 100 เมล็ด วัดที่ความชื้น 10.03 % (w.b.) มีความกว้าง 9.45±0.59 มม. , ความยาว 7.98±0.75 มม.,ความหนา4.30±.074 มม. ความกว้างของเมล็ดที่มีขนาดอยู่ที่ 9.00-10.00 มม. มีประมาณ 66% , ส่วนความยาวที่มีขนาดอยู่ที่ 7.00-9.00 มม. มีประมาณ 82% , ส่วนความหนาที่มีขนาดอยู่ที่ 3.00-5.00 มม. มีประมาณ 77% ที่ความชื้น 10.03% (w.b.) 3.2 น้ำหนัก 100ทั้งเมล็ด น้ำหนัก 100 เมล็ด ของเมล็ดทั้งหมด ในน้ำหนัก 100 เมล็ด จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงจาก 46.35 เป็น 49.46 กรัม จากปริมาณความชื้นที่ 9.27% เป็น 21.27% (w.b.) (รูปที่ 1) สำหรับมวล 100 เมล็ด ช่วงสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y = 0.2627x + 43.687 (R² = 0.957) เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น มวลจะเพิ่มขึ้นด้วย น้ำหนัก 100 เมล็ดในน้ำหนัก 100 เมล็ด จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงจาก 20.94 เป็น 23.11 กรัม จากปริมาณความชื้นที่ 10.03% เป็น 22.03% (w.b.) (รูปที่ 1) สำหรับมวล 100 เมล็ด ช่วงสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y = 0.155x + 19.629 (R² = 0.888) เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น มวลจะเพิ่มขึ้นด้วย รูปที่ 1 Effect of moisture content on 100 seed mass (whole fruit, kernel) 3.3 พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวานทั้งเมล็ด (รูปที่ 2) เพิ่มขึ้น 1.18 - 1.29 cm² ในขณะที่ปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9.27% เป็น 21.27% (w.b.) สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y = 0.0087x + 1.0937 (R² = 0.9494) พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวานเมล็ดใน (รูปที่ 2) เพิ่มขึ้น 0.60 - 0.84 cm² ในขณะที่ปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10.03% เป็น 22.03 (w.b.) สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y = 0.02x + 0.4334 (R² = 0.9018) รูปที่ 2 Effect of moisture content on projected area (whole fruit, kernel) 3.4 ความเป็นทรงกลม ความเป็นทรงกลมของลูกกระวานทั้งเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 0.94 เป็น 0.96 มีการเพิ่มขึ้นตามความชื้นจาก 9.27% เป็น 21.27% (w.b.) ดังรูป (รูป 3) สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y = 0.002x + 0.9195 (R² = 0.9) ความเป็นทรงกลมของลูกกระวานเมล็ดในเพิ่มขึ้นจาก 0.72 เป็น 0.74 มีการเพิ่มขึ้นตามความชื้นจาก 10.03% เป็น 22.03% (w.b.) ดังรูป (รูป 3) สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y = 0.0013x + 0.7086 (R² = 0.8) รูปที่ 3 Effect of moisture content on sphericity (whole fruit, kernel) 3.5 ความหนาแน่นรวม ค่าของความหนาแน่นรวมของลูกกระวานทั้งเมล็ดที่ต่างระดับความชื้นจาก 9.27% เป็น 21.27% (w.b.) ที่แตกต่างกันจาก 0.24 เป็น 0.27 g/cm³ (รูป 4) ความหนาแน่นรวมของลูกกระวานสามารถเขียนเป็นสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y = 0.0027x +0.2113 (R² = 0.9412) ค่าของความหนาแน่นรวมของลูกกระวานเมล็ดในที่ต่างระดับความชื้นจาก 10.03% เป็น 22.03%wb.ที่แตกต่างกันจาก 0.58 เป็น 0.63 g/cm³ (รูป 4) ความหนาแน่นรวมของลูกกระวานสามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้ Y = 0.003x + 0.557 (R² = 0.613) รูปที่ 4 Effect of moisture content on bulk density (kernel) 3.6 ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นเนื้อหรือความหนาแน่นจริงของทั้งเมล็ดของลูกกระวานมีค่าจาก 1.34 - 0.52 g/cm³ เมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9.27% เป็น 21.27% (w.b.) (รูปที่ 5) ความหนาแน่นจริงมีความสัมพันธ์กับความชื้นดังนี้ Y = -0.0071x + 1.8922 (R² = 0.836) ความหนาแน่นเนื้อหรือความหนาแน่นจริงของเมล็ดในของลูกกระวานมีค่าจาก 1.19 - 1.15 g/cm³ เมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10.03% เป็น 22.03% (w.b.) (รูปที่ 5) ความหนาแน่นจริงมีความสัมพันธ์กับความชื้นดังนี้ Y = -0.003x + 1.218 (R² = 0.703) รูปที่ 5 Effect of moisture content on true density (whole fruit, kernel) 3.7 ความพรุนของเมล็ด ความพรุนของลูกกระวานทั้งเมล็ดของลูกกระวานจะลดลงจาก 78.46% เป็น 51.72% โดยมาการเพิ่มขึ้นของความชื้นจาก9.27% เป็น 21.27% (w.b.) (รูป 6) ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนกับความชื้นแสดงได้ดังสมการ Y = -2.2333x + 96.161 (R² = 0.9006) ความพรุนของลูกกระวานเมล็ดในจะลดลงจาก 51.40% เป็น 45.77% โดยมาการเพิ่มขึ้นของความชื้นจาก 10.03% เป็น 22.03%wb. (รูป 6) ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนกับความชื้นแสดงได้ดังสมการ Y = -0.3797x + 54.142 (R² = 0.7435) รูปที่ 6 Effect of moisture content on porosity (whole fruit, kernel) 3.8 ความเร็วสุดท้าย ผลการทดลองสำหนับความเร็วปลายของลูกกระวานเมล็ดนอกที่ระดับความชื้นดังรูปที่ 7 พบว่าเป็นการเพิ่มเชิงเส้นตรง 9.63 - 10.44 m/s ของการเพิ่มความชื้นจาก 9.27% เป็น 21.27% (w.b.) สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับความชื้นได้ดังนี้ Y = 0.0511x + 9.2669 (R² = 0.612) ผลการทดลองสำหนับความเร็วปลายของลูกกระวานเมล็ดในที่ระดับความชื้นดังรูปที่ 7 พบว่าเป็นการเพิ่มเชิงเส้นตรง 9.35 - 9.64 m/s ของการเพิ่มความชื้นจาก 10.03% เป็น 22.03% (w.b.) สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับความชื้นได้ดังนี้ Y = -0.004x²+0.122x + 8.731 (R² = 0.612) รูปที่ 7 Effect of moisture content on terminal velocity (whole fruit, kernel) 3.9 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของลูกกระวาน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดนอกกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยาง กับความชื้นที่ 9.27% ถึง 21.27% (%wb.) ดังแสดงในรูป (รูป 8-พื้นอลูมิเนียม ,พื้นไม้ ,พื้นยาง) จะสังเกตเห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์เพิ่มขึ้นในทุกๆพื้นผิวของทุกความชื้น เนื่องจากการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นระหว่างเมล็ดกับพื้นผิว เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9.27% เป็น 21.27% (wb.) สามารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยางได้ดังนี้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวอลูมิเนียม Y = 0.003x + 0.2702 (R² = 0.8804) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวไม้ Y = 0.004x + 0.2109 (R² = 0.8571) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวยาง Y = 0.0103x + 0.2342 (R² = 0.7347) รูปที่ 8 Effect of moisture content on coefficient of friction (aluminium ,wood, rubber) . (whole fruit) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดในกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยาง กับความชื้นที่ 10.03% ถึง 22.03% (w.b.) ดังแสดงในรูป (รูป 9-พื้นอลูมิเนียม ,พื้นไม้ ,พื้นยาง) จะสังเกตเห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์เพิ่มขึ้นในทุกๆพื้นผิวของทุกความชื้น เนื่องจากการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นระหว่างเมล็ดกับพื้นผิว เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10.03% เป็น 22.03% (w.b.) สามารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยางได้ดังนี้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวอลูมิเนียม Y = 0.0037x + 0.3777 (R² = 0.9004) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของพื้นผิวไม้ Y = 0.008x + 0.435 (R² = 0.7349) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวยาง Y = 0.0188x + 0.3331 (R² = 0.861) รูปที่ 9 Effect of moisture content on coefficient of friction (aluminium, wood, rubber) . (kernel) 4.สรุปผลการทดลอง 1) มวลลูกกระวาน 100 เมล็ด ทั้งเมล็ดจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 46.45 กรัม ถึง 49.45 กรัม เมล็ดในมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 20.94 กรัม ถึง 23.11 กรัม ความเป็นทรงกลม ทั้งเมล็ดมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.94 ถึง 0.96 เมล็ดในมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.72 ถึง 0.74 โดยค่าเหล่านี้เพิ่มขึ้นตามความชื้น ทั้งเมล็ด9.27% ถึง 21.27% (wb.) เมล็ดใน 10.03% ถึง 22.03% (wb.) 2) พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวาน ทั้งเมล็ดจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 1.18 (cm²) ถึง 1.29 (cm²) เมล็ดในจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0.72 (cm²) ถึง 0.74 (cm²) และเปอร์เซ็นต์ความพรุน ทั้งเมล็ดจะมีค่าลดลงจาก 78.46% ถึง 51.72 % เมล็ดในจะมีค่าลดลงจาก 51.40% ถึง 45.77 % ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้นเป็นกราฟเส้นตรง ทั้งเมล็ดจาก 0.24 (g/cm³) ถึง 0.27 (g/cm³) เมล็ดในจาก 0.58 (g/cm³) ถึง 0.63 (g/cm³) และความหนาแน่นเนื้อลดลงเป็นกราฟเส้นตรง ทั้งเมล็ดจาก 1.34 (g/cm³) ถึง0.52 (g/cm³) เมล็ดในจาก 1.19 (g/cm³) ถึง 1.15 (g/cm³) 3) ความเร็วลม ทั้งเมล็ดจะมีค่าเพิ่มขึ้น 9.63 (m/s) ถึง 10.21 (m/s) ส่วนเมล็ดในนั้นมีค่าเปลี่ยนตามสมการ polynomial y = -0.004x²+0.122x+8.731 และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ทั้งเมล็ดเพิ่มขึ้นตามพื้นที่ผิว พื้นอลูมิเนียม (0.30-0.34) พื้นไม้ (0.24-0.29) และพื้นยาง (0.34-0.49) เมล็ดใน เพิ่มขึ้นตามพื้นที่ผิว พื้นอลูมิเนียม (0.41-0.46) พื้นยาง (0.51-0.78) พื้นไม้ (0.51-0.63) 5. อ้างอิง http://www.rspg.or.th/plants_data/herbs/herbs_06_1.htm http://www.foodietaste.com/FoodPedia_detail.asp?id=14 http://www.changsiam.com/spice/cardamon.html http://www.reddiamondherb.com/th/news.php?art=07 http://sellspices.blogspot.com/2012/05/bay-leaf.html http://www.sarakadee.com/feature/2001/04/klong_bang-luang.htm http://www.oknation.net/blog/print.php?id=126936 http://learningpune.com/?p=9879 http://www.aroiho.com
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก ( Effect of moisture content on some physical properties of sunflower seed and kernel ) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง เกียรติศักดิ์ งามวิริยะประเสริฐ ณฐกฤช จารุวัฒนาสกุล ณัฐกิตติ์ กิติวงค์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาเกี่ยวกับสมบัติด้านต่างๆ ของเมล็ดทานตะวันเมื่อความชื้นมีค่าเปลี่ยนไป โดยเมื่อทำการวัดค่าโดยรวม เมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกจะมีค่าเฉลี่ยของ ความยาว,ความกว้าง,ความหนา,ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิต,ความเป็นทรงกลม,ความหนาแน่นเนื้อ,ความหนาแน่นรวม,ความพรุน รวมทั้ง พื้นที่ภาพฉาย,ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด,สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของผิวไม้ อะลูมิเนียม ยาง และ ความเร็วสุดท้ายที่ความชื้นเริ่มต้น (1.15% wb.) คือ 13.41 mm,5.59 mm,2.37 mm,5.6 mm,0.41,1.177 g/cm3,0.602 g/cm3, 48.88%,0.535cm2,1.575cm3,0.6751 ,0.6236 ,0.8557, 8.27 m/s ตามลำดับและพบว่าเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือกจะมีค่าเฉลี่ยของค่าความยาว,ความกว้าง,ความหนา,ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิต , ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ,ความหนาแน่นรวม ความพรุน รวมทั้ง พื้นที่ภาพฉาย,ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของ ผิวไม้ อะลูมิเนียม ยาง และ ความเร็วสุดท้ายที่ความชื้นเริ่มต้น (2.25% wb.) คือ 20.39mm,9.41mm, 4.65mm, 9.6mm, 0.474 ,1.575 g/cm3, 0.296g/cm3 , 81.21 %, 1.41cm2,0.073 cm3, 0.625,0.5820.845 ,7.33 m/s ตามลำดับ และทำการเพิ่มความชื้นในระดับต่างๆ ( 4.15 -15.25 % wb. ) ซึ่งจากผลการทดลองพบว่า ความชื้นมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติต่างๆที่ได้กล่าวมาโดยมีลักษณะความสัมพันธ์กันเป็นเชิงเส้น โดยจะแปรผันตรงซึ่งกัน เว้นแต่ ความหนาแน่นรวมจะมีลักษณะที่แปรผกผันกับความชื้น 1.บทนำ ทานตะวัน (sunflower) มีชื่อวิทยาศาสตร์Helianthus annuus L.เป็นพืชน้ำมันที่สำคัญชนิดหนึ่งของโลก นิยมปลูกกันมากในเขตอบอุ่น ทานตะวันมีการปลูกเพื่อใช้บริโภคโดยตรง และใช้สกัดเป็นน้ำมัน เมล็ดทานตะวันมีน้ำมันในเมล็ดอยู่ประมาณ 40% ซึ่งเป็นน้ำมันที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูง เนื่องจากมีกรดไขมันไม่อิ่มตัวสูงถึง 88%ซึ่งถือว่าสูงเมื่อเปรียบเทียบกับพืชน้ำมันชนิดอื่น (เสาวรี บำรุง, 2550) ทั้งนี้ยังประกอบไปด้วย โปรตีน ธาตุเหล็ก แคลเซียมฟอสฟอรัส วิตามินเอ ดี อี และเค โดยเฉพาะวิตามินอีที่มีอยู่ในปริมาณสูงในเมล็ดทานตะวันนั้นมีคุณค่าทางโภชนาการสูง คือช่วยบำรุงผิวหนังให้เต่งตึงดูอ่อนวัย ชะลอความแก่ของผิวหนัง ลดการอักเสบ ป้องกันการเกิดการแข็งตัวของเลือด ป้องกันโรคมะเร็ง และโรคหัวใจ ป้องกันการเกิดต้อกระจก สามารถนำไปทำ Lecthinเพื่อใช้ในทางการแพทย์เพื่อช่วยลดไขมันในเส้นเลือด (Cholesterol) เป็นต้น นอกจากนี้กากที่ได้หลังจากการสกัดน้ำมันแล้วสามารถนำไปใช้เป็นอาหารสัตว์ได้เป็นอย่างดีเนื่องจาก มีโปรตีนสูงและย่อยง่าย ในทางด้านอุตสาหกรรม ทานตะวันยังถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ครีมเทียม เนยเทียม เครื่องสำอางน้ำมันชักเงา น้ำมันหล่อลื่น การทำสบู่ อุตสาหกรรมฟอกสีและทำสี และยังสามารถนำมาผลิตเป็นไบโอดีเซลได้อีกด้วย ดังนั้นทางคณะผู้วิจัยจึงได้ทำการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวัน และศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับคุณสมบัติที่เปลี่ยนไปของ เมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือก และไม่กะเทาะเปลือก เช่น ความยาว ความกว้าง ความหนา มวลรวม100 เมล็ด ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิต ความเป็นทรงกลม พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ ความพรุน ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ และความเร็วสุดท้าย เพื่อเป็นข้อมูลที่มีประโยชน์ ที่จะใช้ในศึกษาและในการพัฒนาการออกแบบเครื่องจักรกลในทางอุตสาหกรรมต่อไป สัญลักษณ์เฉพาะ (Nomenclature) Mc = ความชื้นฐานเปียก (moisture content, % w.b.) ρb = ความหนาแน่นรวม (Bulk density, g/cm3) Dg = เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (mm.) ρs = ความหนาแน่นเนื้อ (true density, g/cm3) a= ความยาวของเมล็ดทานตะวัน (mm.) Sp = ความเป็นทรงกลม (Sphericity) b = ความกว้างของเมล็ดทานตะวัน (mm.) Pr = ความพรุน (porosity, %) c= ความหนาของเมล็ดทานตะวัน (mm.) M = น้ำหนักของเฮกเซน (g) W = น้ำหนักเมล็ดทานตะวัน 50 เมล็ด (g) VS = ปริมาตรเมล็ด (volume of seed, cm3) P = พื้นที่ภาพฉาย (projected area, cm2) V = ปริมาตรของภาชนะบรรจุ (cm3) Ma = น้ำหนักเมล็ดทานตะวันก่อนอบ (g) Ar= มุมเอียง (angle of repose, degree) Mb = น้ำหนักเมล็ดทานตะวันหลังอบ (g) ρ = ความหนาแน่นของเฮกเซน (g/cm3) µ = สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (coefficient of friction) Ms = มวลรวมของ 100 เมล็ด (g) Vt = ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity m/s ) 2. วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1 การเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดทานตะวันที่ใช้ในทดลองเป็นเมล็ดทานตะวันที่ใช้ในการบริโภค และยังไม่กะเทาะเปลือกซึ่งได้หาซื้อจากตลาดนัดสุวรรณภูมิ เขตลาดกระบัง กรุงเทพมหานครซึ่งเก็บไว้ในถุงสุญญากาศ จำนวน 2 ถุง ถุงละ 1000 g ทำการกะเทาะเปลือกเมล็ดให้ได้อย่างน้อย 1000 g ผนึกถุงเก็บไว้ในที่แห้ง เพื่อป้องกันเมล็ดเสียหายทำการคัดเลือกเมล็ดทานตะวันด้วยมืออีกครั้ง ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก จากนั้นทำการหาปริมาณความชื้นเริ่มต้น โดยสุ่มเลือกเมล็ดประมาณ 5 g ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก นำไปอบในตู้อบ อุณหภูมิ 105 °C นาน 2 ชั่วโมง หาความชื้นเริ่มต้นจากสมการ หลังจากนั้นทำการปรับระดับความชื้นของเมล็ดเพิ่มอีก4 ระดับ โดยอิงค่าความชื้นเริ่มต้นเป็นเกณฑ์ ปรับความชื้น เพิ่ม ขึ้น 3,6,9,12 % ตามลำดับ คำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องเติมลงไปจากสมการที่ (1) เติมน้ำที่คำนวณได้ลงไปผสมกับเมล็ดในถุงให้ทั่วถึง จากนั้นทำการผนึกถุง นำไปเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 5 °C เป็นเวลา 7 วันโดยต้องทำการเขย่าถุงให้เมล็ดผสมกับน้ำให้ทั่วทุกๆวัน ก่อนจะนำเมล็ดมาวัดหาค่าคุณสมบัติต่างๆให้นำเมล็ดออกมาจากตู้เย็นวางทิ้งไว้ 10 นาทีเพื่อปรับอุณหภูมิให้เท่ากับอุณหภูมิห้อง 2.2 วิธีการทดลอง 2.2.1 มวลรวม100 เมล็ด ( 100 Mass ) นำเมล็ดทานตะวันที่เตรียมไว้ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก ทำการสุ่ม เลือกเมล็ดความชื้นละ 100 เมล็ด ชั่งน้ำหนักโดยชั่งด้วยเครื่องชั่งดิจิตอลที่มีความละเอียด 0.01 g ทำการทดลองซ้ำความชื้นละ 3 ครั้ง และหาค่าเฉลี่ย 2.2.2 ขนาด (size) ใช้เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ วัดขนาดเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก ทั้งความยาว (a) ความกว้าง (b) และความหนา (c) ความชื้นละ 100 เมล็ด ทุกระดับความชื้น บันทึกผล รูปที่ 1การวัดขนาดโดยใช้เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ 2.2.3 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) นำข้อมูลที่ได้จากการวัดขนาดในแต่ละระดับความชื้นมาหาค่าเฉลี่ยและนำไปคำนวณหาเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตจากสมการ 2.2.4 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) สามารถหาค่าความเป็นทรงกลมได้จากสมการดังนี้ 2.2.5 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) ทำการสุ่มเลือกเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือกมาความชื้นละ 50 เมล็ด นำมาเรียงบนกระดาษสีขาว ถ่ายภาพด้วยกล้องถ่ายภาพ จากนั้นนำไปเปรียบเทียบกับช่องสี่เหลี่ยมขนาด 1cm2โดยใช้โปรแกรม Adobe Photoshop CS5.1 จะได้พื้นที่เมล็ดเป็น pixcelจากนั้นทำการเทียบบัญญัติไตรยางศ์ เพื่อหาพื้นที่เมล็ดในหน่วย cm2 รูปที่ 2การหาพื้นที่ภาพฉาย 2.2.6 ความหนาแน่นรวม (bulk density) เทเมล็ดทานตะวันผ่านกรวยที่มีความสูงห่างจากภาชนะ 15 cm.ทำการเกลี่ยเมล็ดโดยใช้ไม้บรรทัดโดยให้เกลี่ยเมล็ดพอดีกับปากภาชนะชั่งน้ำหนักของเมล็ดและคำนวณหาค่าความหนาแน่นรวมจากสมการ 2.2.7 ความหนาแน่นเนื้อ (true density) คำนวณหาความหนาแน่นของเฮกเซน โดยนำขวด Pychonometerชั่งน้ำหนักเติมเฮกเซนจนเต็มปิดฝาชั่งน้ำหนักแล้วคำนวณหาความหนาแน่นจากสมการ จากนั้นนำเมล็ดทานตะวันที่กะเทาะเปลือกแล้วจำนวน50เมล็ดชั่งน้ำหนักและหาปริมาตรของเมล็ด โดยนำไปใส่ในขวด Phychonometerที่เติมเฮกเซนไว้แล้ว ปิดฝาแล้วนำไปชั่งอีกครั้ง จะสามารถหาปริมาตรของเมล็ดได้ โดยปริมาตรของเมล็ดที่ถูกแทนที่เท่ากับปริมาตรของเฮกเซนที่แทนที่ด้วยเมล็ดทานตะวัน หาความหนาแน่นเนื้อ จาก สมการ สำหรับการหาค่าความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือก ทำได้โดยชั่งเมล็ด บนเครื่องชั่งดิจิตอลที่มีค่าความละเอียดที่ 0.0001 g ใส่เฮกเซนลงในบีกเกอร์นำไปบีกเกอร์ ไปชั่งน้ำหนักจากนั้นใช้เข็มจิ้มลงเมล็ด และนำไปจุ่มลงในสารที่อยู่ในบีกเกอร์บนเครื่องชั่งดิจิตอลแล้วบันทึกค่าที่อ่านได้และหาปริมาตรของเมล็ดจากสมการ และคำนวณหาความหนาแน่นเนื้อจากสมการ 2.2.8 ความพรุน (porosity) ค่าความพรุนสามารถหาได้จากสมการความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเนื้อกับความหนาแน่นรวม ดังนี้ 2.2.9 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (coefficient of friction) นำเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก อย่างละ 10 เมล็ดมาหาค่ามุมเอียง โดยวางนำเมล็ดไปวางไว้บนพื้นไม้เอียง ค่อยๆยกพื้นเอียงให้สูงขึ้น จนเมล็ดเริ่มไถลลงทำการทดลองทุกความชื้นและเปลี่ยนพื้นเอียงเป็น พื้นยาง และอลูมิเนียม ตามลำดับ หาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์จากสมการ รูปที่ 3แสดงการวัดค่ามุมเอียง 2.2.10 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) หาความเร็วสุดท้ายของเมล็ดทานตะวันโดยนำเมล็ดจำนวน 10 เมล็ด ชั่งมวล บันทึกผลแล้ววางบนตะแกรงบนชุดศึกษาสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ค่อยๆ ปรับความเร็วลมเพิ่มทีละน้อยจนเมล็ดลอยพ้นตะแกรงแต่ไม่หลุดออกจากท่อแล้วนำมาหาค่าความเร็วสุดท้าย 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ จากการทดลองผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก ซึ่งเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกมีค่าความชื้นอยู่ในช่วง 1.15 - 13.15 % wb. และเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือก มีค่าความชื้นอยู่ ในช่วง 2.25 -14.25 % wb. ซึ่งได้ผลการทดลองดังตารางที่ 1 ซึ่งจะแสดงคุณสมบัติทางกายภาพ จำนวนครั้งที่ทำการทดลองซ้ำ ค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด และค่าเฉลี่ยโดยจะแสดงคุณสมบัติต่างๆต่อค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกคือ1.15%wb. และเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือกคือ 2.25 % wb. ตารางที่ 1คุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกค่าความชื้น 1.15 % wb. และเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือกค่าความชื้น 2.25 % wb. 3.ผลการทดลองและวิจารณ์ผลการทดลอง 3.1 มวลรวม100 เมล็ด รูปที่ 4ความสัมพันธ์ระหว่างมวลรวมและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้นค่ามวลรวม 100 เมล็ดมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากเมล็ดนั้นได้รับปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นเมล็ดมีการดูดซึมน้ำเข้าไป ทำให้เมล็ดเกิดการพองตัวและมีขนาดใหญ่ขึ้นจึงส่งผลให้มีมวลรวมที่เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : M = 0.409 Mc + 16.384 (R² = 0.8759) Kernel : M = 0.1243 Mc + 8.525 ( R² = 0.8818 ) 3.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราขาคณิต (GMD) รูปที่ 5ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากขนาดเมล็ดนั้นมีการดูดซึมน้ำเข้าไปส่งผลให้มีความยาว ความกว้าง ความหนาที่เพิ่มขึ้น จึงส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตเพิ่มขึ้นตามไปด้วยด้วย ซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) sunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : Dg = 0.0193Mc + 9.5965 ( R² = 0.8825 ) Kernel : Dg = 0.005Mc + 5.5883 ( R² = 0.7705 ) 3.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) รูปที่ 6ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลมและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น ค่าความเป็นทรงกลมมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากเมล็ดนั้นมีขนาดขยายใหญ่ขึ้น ส่งผลให้เมล็ดมีความเป็นทรงกลมเพิ่มมากขึ้นด้วย ซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) moth gram (P.M. Nimkar; Dipali S. Mandwe; Renu M. Dudhe,2005) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :ϕ = 0.0003Mc + 0.4721 (R² = 0.8848) Kernel :ϕ = 0.0001Mc + 0.4198 (R² = 0.8475) 3.4 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) รูปที่ 7ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉายและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น เมล็ดมีการดูดซึมน้ำเข้าไป จะส่งผลให้เมล็ดขยายตัวเพิ่มขึ้นซึ่งส่งผลพื้นที่ภาพฉายมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น ซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) sunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : P = 0.0081Mc + 1.3971 (R² = 0.8985) Kernel : P = 0.0005Mc + 0.5317 (R² = 0.8904) 3.5 ความหนาแน่นรวม (bulk density) รูปที่ 8ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมและความชื้น เมื่อค่าความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้น ความหนาแน่นรวมมีแนวโน้มลดลงเป็นเชิงเส้น ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก เนื่องจาก เมื่อเมล็ดได้รับน้ำเข้าไปเมล็ดจะขยายตัวออกทำให้มีปริมาตรที่เพิ่มขึ้น แต่มีมวลเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเนื่องจากภายในเมล็ดนั้นประกอบด้วยไขมันอยู่มาก ซึ่งไขมันจะไม่รวมตัวกับน้ำ ทำให้มวลเมล็ดเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย และเมื่อบรรจุลงภายในภาชนะ ทำให้เกิดช่องว่างภายในภาชนะมากขึ้น จึงทำให้บรรจุเมล็ดได้น้อยลง ทำให้น้ำหนักรวมเมล็ดลดลง ส่งผลให้ค่าความหนาแน่นรวมมีค่าลดลง โดยความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่กะเทาะเปลือกจะมีค่ามากกว่าเพราะเมล็ดมีขนาดเล็ก เมื่อบรรจุในภาชนะจะสามารถบรรจุได้มากกว่าน้ำหนักรวมจึงมากกว่าทำให้ความหนานแน่นรวมมากกว่าเมล็ดที่ยังไม่กะเทาะเปลือกซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) moth gram (P.M. Nimkar; Dipali S. Mandwe; Renu M. Dudhe,2005) มีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :ρb = -0.0056Mc + 0.3064 (R² = 0.927) Kernel :ρb = -0.0066Mc + 0.5968 (R² = 0.8904) 3.6 ความหนาแน่นเนื้อ (True density) รูปที่ 9ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเนื้อและความชื้น เมื่อค่าความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้น ความหนานแน่นเนื้อของเมล็ดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากเมล็ดมีเกิดการพองตัว โมเลกุลของน้ำเข้าไปอุดรูพรุนในเมล็ด ส่งผลให้น้ำหนักเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ความหนาแน่นรวมของเมล็ดมีค่าเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยhemp seed (Saciliket al,2003) sunflower seed (R.K.Gupta;S.K .Das,1996) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :ρs = 0.01Mc + 1.4296 (R² = 0.6515) Kernel :ρs = 0.001 Mc + 1.179 (R² = 0.7312) 3.7 ความพรุน (Porosity) รูปที่ 10ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนและความชื้น เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้น ค่าความพรุนของเมล็ดจะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น โดยที่เมล็ดทานตะวันที่ไม่กะเทาะเปลือกมีความพรุนที่สูงกว่าเมล็ดทานตะวันกะเทาะเปลือกเนื่องจาก ภายในเมล็ดทานตะวันกะเทาะเปลือกนั้นมีช่องว่างของรูพรุนระหว่างเมล็ด กับเปลือกอยู่มากกว่า ส่งผลให้ค่าความพรุนมีค่ามากซึ่งมีลักษณะคล้ายกับงานวิจัยsunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งจะมีความสัมพันธ์กันดังสมการ Seed :ε= 0.4472Mc + 79.56 (R² = 0.8677) Kernel :ε = 0.5961Mc + 49.386 (R² = 0.8836) 3.8 ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ( Volume per seed ) รูปที่ 11ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดและความชื้น เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้น ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น เมล็ดมีการดูดซึมน้ำเข้าไป เมล็ดจะเกิดการขยายตัวออก ทำให้มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นทำให้ปริมาตรก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วยซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : V= 0.447Mc + 79.56 (R² = 0.8677) Kernel : V = 0.0023Mc + 0.0664 (R² = 0.9089) 3.10 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (coefficient of friction) ตารางที่ 2แสดงสมการความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์กับความชื้นและค่า R2 รูปที่ 12ความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดทานตะวันไม่กะเทาะเปลือกและความชื้น ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดทานตะวันทั้ง 2 แบบมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น ซึ่งสัมพันธ์กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น ซึ่งพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ ระหว่างเมล็ดกับ พื้นยาง จะมีค่ามากที่สุด รองลงมาคือ พื้นไม้ และ อะลูมิเนียม ตามลำดับซึ่งแสดงว่า เมล็ดนั้นทนการไหลต่อพื้นยางได้มากกว่าและพื้นอะลูมิเนียมมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานน้อยนั้น คือเมล็ดสามารถไหลได้ดีในพื้นอะลูมิเนียม ซึ่งสามารถนำข้อมูลนี้ไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบเครื่องจักรกลต่อไปได้ 3.11 ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity) รูปที่ 14ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นความเร็วสุดท้ายมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเนื่องจากเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น มวลเมล็ด ค่าความเป็นทรงกลม พื้นที่ภาพฉาย มีค่าเพิ่มขึ้น ต้องใช้ลมที่มากขึ้นเพื่อให้เมล็ดลอยขึ้นสูง ส่งผลให้ค่าความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นด้วยเป็นเชิงเส้นซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบเครื่องจักรในการคัดเลือกเมล็ด ซึ่งคล้ายกับงานวิจัยsunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :Vt = 0.015Mc + 7.3643 (R² = 0.6273) Kernel :Vt = 0.0187Mc + 8.4445 (R² = 0.7786) 4. สรุปผลการทดลอง 4.1 ความยาว ความกว้าง ความหนา ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเชิงเรขาคณิต และความเป็นทรงกลม ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.2 มวลรวม100 เมล็ด ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.3 พื้นที่ภาพฉาย ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.4 ความหนาแน่นรวม ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผกผัน 4.5 ความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.6 ความพรุน ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.7 ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.8 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรงในทุกพื้นผิว โดยเรียงลำดับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์จากมากไปน้อย ได้เป็
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำ
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำ (Effect of moisture content on some physical properties of Black Glutinous rice seeds) ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง กันต์รักเรืองเดช, จตุพรจันทสุรวงศ์, อภิณัฐสีตลกาญจน์, วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำ (Black Glutinous rice seeds) พิจารณาจากความชื้นฐานแห้งที่เมล็ดข้าวเหนียวดำได้รับในช่วง 9.1%-21.1% ทั้งหมด5 ระดับพบว่า [ค่าขนาด (Size) ความยาว (L) ความหนา (M) ความกว้าง (T) ] มีค่าอยู่ในช่วง8.66mm-6.58mm,3.24mm-2.54mm,2.21mm-1.58mmค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter, GMD) มีค่าอยู่ในช่วง3.77mm-3.14mmค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) มีค่าอยู่ในช่วง 51.48%-39.10% ค่าน้ำหนัก1000 เมล็ดมีค่าอยู่ในช่วง 29.28g-29.50 g และค่าปริมาตรต่อเมล็ดมีค่าอยู่ในช่วง 20.659mm3-22.312 mm3 จะพบว่าเทื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นจริง (True density) มีค่าอยู่ในช่วง 1.4392g/ml-1.3981 g/ml จะพบว่าเมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มจะลดลงแบบเชิงเส้น เมื่อนำเมล็ดข้าวเหนียวถั่วดำที่ความชื้นต่างกันมาหาค่ามุมตั้งต้น (Angle of repose) และ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction ) กับพื้นที่ผิวต่างกันคือ ไม้ อะลูมิเนียม และ ยาง จะพบว่าเมื่อระดับความชื้นเพิ่มมากขึ้นกราฟของพื้น ไม้ และ อลูมิเนียมมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น ในขณะทีพื้น ยาง ลดลงแบบเชิงเส้น 1.บทนำ ข้าวเหนียวดำ (Black Glutinous rice) ชื่อวิทยศาสตร์ Oryza sativa var. glutinosa เป็นข้าวที่มีลักษณะเด่นคือการติดกันเหมือนกาวของเมล็ดข้าวที่สุกแล้ว ปลุกมากทางภาคอีสานของประเทศไทยและ ประเทศลาว ข้าวเหนียวดำจะมีสารอาหาร คือ "โอพีซี" (OPC) มีสรรพคุณช่วยชะลอการแก่ก่อนวัย และความเสื่อม ถอยของร่างกาย โดยสารโอพีซีที่พบในข้าวเหนียวดำ เป็นสารชนิดเดียวกับสารสกัดที่ได้ จากองุ่นดำองุ่นแดง เปลือกสน โอพีซี หรือ OligomericProanthocyanidin Complexes (OPCs) เป็นสารที่พบในเมล็ด ดอกและเปลือก ของผักผลไม้เปลือกแข็ง เป็นหนึ่งในสารตระกูลฟลาโวนอยด์ ถูกค้นพบโดย ศาสตราจารย์ ดอกเตอร์ แจ๊ค มาสเควอริเย (Dr. Jack Masquelier) ชาวฝรั่งเศส เป็นผู้ค้นคว้าและคิดค้นการสกัดสาร OPC ให้มีความบริสุทธิ์โดยปราศจากสารปลอมปนพวกแทนนิน (สารรสฝาด ที่มีโมเลกุลใหญ่กว่า OPC) อันที่จริง บทบาทเดิมของ OPC คือ เป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่เคลื่อนที่ได้คล่องแคล่ว มีอนุภาพสูงกว่าวิตามินซี 20 เท่า และสูงกว่าวิตามินอีกว่า 50 เท่า จึงได้รับขนานนามว่า Super antioxidant นอกจากนี้เมื่อทาน OPC ร่วมกับวิตามินซี จะช่วยเสริมฤทธิ์ให้วิตามินซีที่ถูกใช้ให้คืนสภาพกลับมาใช้ใหม่ได้ บางคนจึงเรียก OPC ว่าเป็น Vitamin C cofactor อีกทั้งยังสามารถละลายได้ทั้งในน้ำและในน้ำมัน จึงสามารถแทรกซึมไปได้ทุกส่วนของเซลล์ร่างกาย แม้กระทั่งเซลล์สมอง เพราะสามารถผ่านเยื่อหุ้มหลอดเลือดสมองไปยังเนื้อสมองได้ (Blood Brain Barrier) จึงน่าจะสามารถเป็นอาหารเสริมที่ดูแลร่างกายแบบองค์รวมที่ดีตัวหนึ่ง สมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำต่อผลของความชื้น ได้แก่ ขนาดของเมล็ด (Size) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (Geometric Mean Diameter) ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ปริมาตร (Volume) มวล 1000เมล็ด (Mass) ความหนาแน่นจริง (True density) ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ความพรุน (Porosity) และ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำนี้มีความสำคัญ ต่อการออกแบบเครื่องจักร และกระบวนการผลิตแปรรูป เช่นการคัดแยก การทำความสะอาด จนถึงการเก็บรักษา ตัวแปรต่างๆในการทดลอง L ด้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุด (mm) W เส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ L (mm) T ด้านเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ W และ L (mm) GMD ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (mm) Sp ค่าความเป็นทรงกลม Pr ค่าความพรุน (%) %Mcw.b. ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นฐานเปียก (%Wb) MwMi ปริมาณน้ำที่ระดับความชื้นเริ่มต้น (g) Mb น้ำหนักเมล็ด (น้ำหนักรวม-น้ำหนักภาชนะ) (g) M น้ำหนักเฮกเซน (g) Ms น้ำหนักรวมของเมล็ด (g) µ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ρb ความหนาแน่นรวม (g/ml) ρs ความหนาแน่นเนื้อ (g/ml) ρ ความหนาแน่นเฮกเซน (g/ml) V ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (ml) Vb ปริมาตรภาชนะ (ml) Mi ค่าความชื้นเริ่มต้น (%Wb) Mf ค่าความชื้นที่ต้องการ Wi น้ำหนักถั่ว 1,000 เมล็ด (g) Proj พื้นที่ภาพฉาย (cm2) θ ค่ามุม (องศา 2.วัตถุดิบและวิธีการทดลอง 2.1 การเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดข้าวเหนียวดำที่ใช้ในการทดลองผลิตโดยบริษัทไร่ทิพย์บรรจุในถุงผนึกอย่างดีจะถูกนำมาคัดแยกเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์ออก เพื่อให้ได้เฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์สำหรับใช้ในการทดลอง 2.2 หาความชื้นเริ่มต้น เมล็ดข้าวเหนียวดำจะถูกนำมาหาค่าความชื้นเริ่มต้นด้วยการนำเมล็ดตัวอย่างจำนวนหนึ่งมาแบ่งใส่ไว้ในถ้วยฟอยล์ 3 ถ้วย ทำการบันทึกค่าน้ำหนักของแต่ละถ้วย จากนั้นจึงนำเข้าอบในเตาอบที่อุณหภูมิ 105 เป็นระยะเวลา 120 นาที จึงนำเมล็ดตัวอย่างออกมาชั่งน้ำหนักเพื่อทราบค่ามวลของน้ำ และนำตัวอย่างเข้าไปอบในเตาอบที่อุณหภูมิ เดิมอีกรอบ เป็นเวลา 30 นาที และนำเมล็ดตัวอย่างออกมาชั่งน้ำหนักอีกครั้งเพื่อหาค่าน้ำหนักคงที่ของน้ำ และนำค่าที่ได้มาทำการคำนวณหาค่าความชื้นทั้ง ฐานแห้ง ตามสมการดังนี้ 2.3 การปรับความชื้น เมื่อคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นแล้วนำเมล็ดตัวอย่างชุดละ1000เมล็ดปรับค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้น โดยแบ่งเป็น 4 ระดับโดยจะเพิ่มความชื้นครั้งละ3%คำนวณหาระดับปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการเติมน้ำลงในถุงเก็บความชื้นพร้อมตัวอย่างในแต่ละชุดการทดลองจากนั้นปิดปากถุงโดยใช้ vacuum sealจากนั้นจึงนำถุงเมล็ดตัวอย่างทั้ง 4 ถุงไปแช่ในตู้แช่ปรับความเย็นที่อุณหภูมิ 5 เป็นเวลา 1 สัปดาห์ โดยในระยะเวลาดังกล่าวถุงเมล็ดตัวอย่างจะถูกเขย่าทุกๆ 2 วันเพื่อกระจายความชื้นให้ทั่วถึง มวลน้ำที่เพิ่มเข้าไป 2.4 คุณสมบัติทางกายภาพ 2.4.1ขนาด (Size) เมล็ดข้าวเหนียวดำจำนวน 100 เมล็ดจะถูกนำมาวัดค่า ความยาว ความกว้างและความหนา ด้วย เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ 2.4.2 ศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric mean Diameter, GMD) คำนวณหาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิตโดยการนำค่า L, M, T ที่หาได้จากการวัดขนาดของเมล็ดข้าวเหนียวดำจำนวน 100 เมล็ดมาคำนวณจากสมการ 2.4.3 ความเป็นทรงกลม ความเป็นทรงกลมสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.5 พื้นที่ภาพฉาย เตรียมเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดข้าวที่เตรียมมาเรียงบนกระดาษที่ตัดกับสีของเมล็ดถข้าวเหนียวดำ จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ด ถ่ายรูปเมล็ดถข้าวที่เรียงแล้วโดยตั้งกล้องให้ตักฉากกับพื้นผิว นำไปลงในโปรแกรม PhotoShopเพื่อ Cropภาพหา Pixelของภาพ 1x1จากนั้น Cropภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixelนำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร 2.6 ความหนาแน่นจริง (True density,ƿs) การหาความหนาแน่นจริงของเมล็ดข้าวเหนียวดำโดยใช้หลักการแทนที่ของของเหลวโดยใช้ขวด Pyrometer และของเหลวที่ใช้คือ Hexane โดยhexane มีแรงตึงผิวต่ำไม่ซึมเข้าในเมล็ดระหว่างการทดลองหาความหนาแน่นของHexane โดยการบรรจุ Hexane ในขวด pyrometer ที่ทราบปริมาตรแน่นอนจนเต็มแล้วชั่งน้ำหนักจากนั้นนำเมล็ดข้าวเหนียวดำมาใส่ในขวดแล้วนำไปชั่งน้ำหนักอีกครั้งจะสามารถหาค่าปริมาตรได้จากสมการ แล้วนำค่าปริมาตรที่ได้มาหาค่าความหนาแน่นจริงได้จากสมการ 2.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density, ƿb) ความหนาแน่นรวมคืออัตราส่วนระหว่างมวลกับปริมาตร หาได้จากการนำเมล็ดข้าวเหนียวดำมาใส่ภาชนะที่ทราบปริมาตรจรเต็มพอดี จากนั้นปาดส่วนที่เกินออกให้เสมอภาชนะแล้วนำไปชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งดิจิตอล โดยทำการทดลอง ซ้ำ 3 ครั้ง ความหนาแน่นรวมหาได้จากสมการ 2.8 ความพรุน (porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่ในเมล็ดข้าวเหนียวดำสามารถหาได้จากสมการ 2.9 การวัดพื้นที่เอียง วัดพื้นที่เอียงโดยเตรียมเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นที่ต้องการคัดเลือกเมล็ดข้าวเหนียวดำจำนวน 10 เมล็ด นำเมล็ดข้าวเหนียวดำทีคัดเลือกไว้ไปทดสอบพื้นที่เอียง 3 แบบ คือ แผ่นไม้ แผ่นยาง และแผ่นอลูมิเนียม 2.10 ความเร็วสุดท้าย วัดความเร็วสุดท้ายโดยเตรียมเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดข้าวเหนียวดำที่เตรียมไว้ใส่ในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์พอให้ถั่วลอยนำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมที่เมล็ดถั่วลอย รูปที่ 1 Terminal velocity measurement by Anemometer ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นเริ่มต้น 3.ผลที่ได้และวิจารณ์ผลการทดลอง จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นแตกต่างกัน 5 ระดับ 3.1 ขนาด ขนาดของเมล็ดข้าวเหนียวดำ ด้าน L,M,T จะมี ค่ามากขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ดัง รูปที่2 L = 0.0032Mc + 7.5792 (R² = 0.6042) M= 0.0046Mc+ 2.8104 (R² = 0.7494) T= 0.0180Mc + 1.6023 (R² = 0.9928) เนื่องจากแป้งในเมล็ดข้าวเหนียวดำดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขึ้นซึ่งตรงกับผลการทดลองของjatropha seed (D.K. Garnayak et al.,2008) รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่าง ขนาด กับ ความชื้น 3.2 ตวามเป็นทรงกลม ความเป็นทรงกลมของเมล็ดข้าวเหนียวดำจะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ดัง รูปที่3 Sp= 0.152Mc+ 42.975 (R² = 0.9741) เนืองจากความเป็นทรงกลมจะมีความสัมพันธ์กับขนาด ความกว้าง ความยาว ความหนา ของเมล็ดข้าวเหนียวดำตามสมการการหาความเป็นทรงกลมซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของ green wheat (Majdi A. Al-Mahasneh&Taha M. Rababah, 2007) รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลมกับความชื้น 3.3 พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายจะมีค่ามากขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ดัง รูปที่4 A= 0.0025Mc + 0.1603 (R² = 0.9793) เนื่องจากแป้งในเมล็ดข้าวเหนียวดำดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขึ้นซึ่งความชันของกราฟน้อยกว่าผลการทดลองของlinseed (Selvi et al.,2006) รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉายกับความชื้น 3.4 ความหนาแน่นจริง ความหนาแน่นจริงของเมล็ดข้าวเหนียวดำจะลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) ดัง รูปที่5 Ƿs = -0.0023Mc + 1.4505 (R² = 0.9997) เนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้นเมล็ดเกิดการพองตัว ทำให้มีปริมาตรเพิ่มขึ้น แต่มวลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากข้าวเหนียวดำมี อะไมโลสและอะไมโลแพคตินซึ่งเป็นสารกึ่งผลึก ทำให้ดูดซึมน้ำเข้าไปได้น้อยมากที่อุณหภูมิห้องทำให้มีปริมาตรเพิ่มขึ้น แต่มวลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของgreen wheat (Majdi A. Al-Mahasneh&Taha M. Rababah, 2007) รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นจริงกับความชื้น 3.5 ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) ดัง รูปที่6 Ƿb= -0.0053Mc + 0.8806 (R² = 0.9845) เพราะเมล็ดที่พองตัวขึ้น ทำให้มีปริมาตรเพิ่มขึ้น แต่มวลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของgreen wheat (Majdi A. Al-Mahasneh&Taha M. Rababah,2007) รูปที่ 6 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมกับความชื้น 3.6 ความพรุน ความพรุนจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ดัง รูปที่7 ɛ = 0.2846Mc + 39.1916 (R² = 0.9721) เนื่องจากเมล็ดพองตัวขึ้น ช่องว่างของรูพรุนก็ขยายตัวขึ้นซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของjatropha seed (D.K. Garnayak et al.,2008) รูปที่ 7ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนกับความชื้น 3.7 ระหว่างสัมประสิทธ์ของแรงเสียดทานสถิต สัมประสิทธ์ความเสียดทานสถิตต่อพื้นไม้และพื้น อะลูมิเนียม มีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ส่วนค่าสัมประสิทธ์ความเสียดทานสถิตต่อพื้นยางจะมีค่าลดลงเมื่อปริมาณควาชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) ดัง รูปที่8 Rubber: µ= -0.0148x + 0.865 (R² = 0.9651) Wood: µ= 0.0086x + 0.4368 (R² = 0.9985) Aluminum: µ= 0.0040x + 0.4703 (R² = 0.9517) เนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดฟิล์มความชื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างเมล็ดและตัวพื้นจึงมีแรงเสียดทานมากขึ้นค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์จึงเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งผลที่ได้ตรงกับneem nuts (Visvanathan et al., 1996) แต่ในกรณีพื้นยาง ความชื้นเพิ่มขึ้นค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์มีค่าลดลง เพราะพื้นยางเป็นวัสดุเหนียว มีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์สูง เมื่อเมล็ดข้าวเหนียวดำมีความชื้นเพิ่มขึ้น เมล็ดมีความเป็นทรงกลมมากขึ้นจึงกลิ้งตกลงมาตามแนวพื้นเอียงได้ง่ายค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์ ณ.ผิวสัมผัสมีค่าลดลง รูปที่ 8 ความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธ์ของแรงเสียดทานสถิตกับความชื้น 3.8 ความเร็วสุดท้าย ความเร็วสุดท้ายจะมีค่าลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) ดัง รูปที่9 T.V. = -0.0340x + 9.3225 (R² = 0.9825) เนื่องจากความชื้นเพิ่มขึ้นเมล็ดพองตัวขึ้น พื้นที่รับแรงลมมากขึ้น ทำให้เมล็ดลอยง่ายขึ้นความเร็วสุดท้ายจึงน้อยลงซึ่งต่างจากผลการทดลองของlinseed (Selvi et al.,2006) รูปที่ 9 ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับความชื้น 4.สรุปผลการทดลอง จากการทดลองจะเห็นว่า จากการวาดกราฟซึ่งได้จากผลการทดลองสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำพบว่าโดยภาพรวมแล้ว จะมีความเป็นเชิงเส้นหรือเป็นเส้นตรงมาก ทั้งนี้เนื่องจากเมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีขนาดที่เป็นมาตรฐาน และเมื่อนำเมล็ดข้าวเหนียวดำไปปรับความชื้นเพื่อทำการทดลอง ผลปรากฏว่าโดยส่วนมากของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่นำไปปรับความชื้นลักษณะภายนอกของเมล็ดข้าวเหนียวดำมีการเปลี่ยนแปลงโดยที่เมล็ดข้าวเหนียวดำมีการพองตัวหรือ ขยายตัวเนื่องจากมวลน้ำที่เพิ่มขึ้น ขนาด (Size) และความเป็นทรงกลม (shpericity) ถ้าวัดขนาดของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นตั้งแต่9.1%-21.1%สังเกตว่าทั้งขนาดเมล็ด เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย ความเป็นทรงกลม มีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อปรับความชื้นเพิ่มขึ้น สำหรับเมล็ดข้าวเหนียวดำ สรุปได้ว่า ขนาด ความยาว ความกว้าง ความหนา เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย และความเป็นทรงกลม แปรผันตรงกับความชื้น ค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) ในการทดลองหาค่าความหนาแน่นรวมที่ความชื้นตั้งแต่9.1%-21.1% ค่าความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลง จึงสรุปว่า สำหรับเมล็ดข้าวเหนียวดำแล้ว ความชื้นจะแปรผกผันกับความหนาแน่นรวม ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) ในการทดลองหาค่าความหนาแน่นเนื้อที่ความชื้นตั้งแต่9.1%-21.1% ค่าความหนาแน่นเนื้อจะมีค่าลดลง จึงสรุปว่า สำหรับเมล็ดข้าวเหนียวดำแล้ว ความชื้นจะแปรผกผันกับความหนาแน่นเนื้อ ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficientfriction) ของข้าวเหนียวดำ การวัดค่าในการทดลองที่ความชื้นเริ่มต้น โดยให้เมล็ดข้าวเหนียวดำไถลบนพื้นเอียง ที่เป็นพื้นไม้ พื้นยาง พื้นอลูมิเนียม ได้จากการวัดมุมแล้วหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานได้ค่าหนึ่งในทั้ง 3 ชนิดของพื้นเอียง ที่ความชื้นตั้งแต่9.1%-21.1% แล้วหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานตามขั้นตอนเดิมพบว่า ถ้าใช้พื้นไม้และพื้นอลูมิเนียมพบว่า เมื่อปรับความชื้นเพิ่มขึ้น พบว่าค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตมีค่าเพิ่มขึ้น แต่ในขณะเดียวกันหากใช้พื้นเอียงที่เป็นพื้นยาง เมื่อปรับความชื้นเพิ่มขึ้น พบว่าค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตมีค่าลดลง ดังนั้นในการออกแบบผนังท่อ หรือผนังท่อไซโลถ้ามีการปรับความชื้นเมล็ดข้าวเหนียวดำ ควรใช้พื้นเอียงที่เป็นยาง การศึกษาพื้นที่ภาพฉาย (Projected area) ของข้าวเหนียวดำ ในการศึกษาพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นตั้งแต่9.1%-21.1% เมล็ดข้าวเหนียวดำจะมีขนาดพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น ดังนั้นสำหรับข้าวเหนียวดำพื้นที่ภาพฉายแปรผันตรงกับความชื้น การศึกษาความเร็วสุดท้ายของเมล็ดข้าวเหนียวดำ (Terminal velocity) เมื่อเมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีความชื้นตั้งแต่9.1%-21.1% จะส่งผลให้เมล็ดข้าวเหนียวดำมีขนาดใหญ่ขึ้นแต่มวลจะเพิ่มขึ้น น้อยมาก จึงทำให้เมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีความชื้นมากใช้แรงลมในการเป่าให้ลอย น้อย กว่า เมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีความชื้นน้อย อ้างอิง http://www.pleasehealth.com/index.php?option=com_content&view=article&id=532:-opc-&catid=5:good-health&Itemid=7 http://th.wikipedia.org/wiki/ข้าวเหนียว D.K. Garnayak,R.C. Pradhan,S.N. Naik,N. Bhatnagar Moisture-dependent physical properties of jatropha seed (JatrophacurcasL.) Industrial Crops and Products, (27) (1) (2008) ,pp 123-129 Majdi A. Al-Mahasneh&Taha M. Rababah Effect of moisture content on some physical properties of green wheatFood Eng., (79) (4) 2007,pp1467-1473 Selvi et al., 2006K.C. Selvi, Y. Pinar, E. Yeşiloğlu Some physical properties of linseed Biosyst. Eng., 95 (4) (2006) , pp. 607-612 Visvanathan et al., 1996R. Visvanathan, P.T. Palanisamy, L. Gothandapani, V.V. Sreenarayanan Physical properties of neem nut J. Agric. Eng. Res., 63 (1996) , pp. 19-26
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ (Effect of moisture content on some physical properties of Barley) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง วริศรา สาระนิตย์ , อริสรา เลียงประสิทธิ์ , เอกนุช แย้มเกษร, วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของข้าวบาร์เลย์ (Barley) พิจารณาจากความชื้นฐานแห้งที่เมล็ดข้าวบาร์เลย์ได้รับในช่วง 2.52% ถึง 14.52% ทั้งหมด 5 ระดับ พบว่า [ค่าขนาด (Size) ความยาว (L) ความกว้าง (W) ความหนา (T) ] มีค่าอยู่ในช่วง4.00 -6.50 mm , 3.00 - 4.75 mm , 2.25 - 3.25 mm ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) มีค่าอยู่ในช่วง 3.30 - 4.17 mm ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) มีค่าอยู่ในช่วง 0.66 - 1.06% ค่าน้ำหนัก 1,000 เมล็ดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ (1,000 seeds mass) มีค่าอยู่ในช่วง 35.91-41.94g ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) มีค่าอยู่ในช่วง 1.38 - 1.65 g/ml ค่าความพรุน (Porosity) มีค่าอยู่ในช่วง 42.2040-46.3863% และค่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มีค่าอยู่ในช่วง 9.62 -13.20 rpm จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเป็นเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันพบว่าค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) และค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเป็นเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 3 ชนิดคือ แผ่นยาง แผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเป็นเชิงเส้น 1.บทนำ ข้าวบาร์เลย์ (Barley) มีชื่อพฤกษศาสตร์คือ Hordeum vulgare L. เป็นพืชในวงศ์ POACEAE มีถิ่นกำเนิดในแถบซีเรียและอิรัก ซึ่งเชื่อว่าเป็นบริเวณที่มีการเพาะปลูกเป็นแห่งแรก ชาวกรีกและโรมันโบราณนิยมนำข้าวบาร์เลย์มาทำ ขนมปังและเค้ก ข้าวบาร์เลย์สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลายลักษณะ กว่า50%ของข้าวบาร์เลย์ที่ผลิตได้ทั่วโลกถูกนำไปใช้เป็นอาหารสัตว์รูปแบบต่างๆ ประมาณ 30%ของข้าวบาร์เลย์ที่ผลิตได้ถูกนำไปแปรรูปเป็นมอลต์เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเบียร์ผลิตภัณฑ์แอลกอฮอล์ประเภทกลั่นและผลิตวิสกี้ อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น อาหารเสริม ผลิตภัณฑ์ธัญชาติอบกรอบ และขนมอบ ในอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ข้าวบาร์เลย์ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเคมีภัณฑ์ต่างๆเพื่อการแพทย์สิ่งทอและงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์เช่น ผสมในอาหารสำหรับเชื้อโรค อีกทั้งยังมีคุณสมบัติในการช่วยลดความอ้วนได้เป็นอย่างดี โดยจากผลการศึกษาชิ้นใหม่ของสวีเดน ระบุว่า การทานข้าวบาร์เลย์ในมื้อเช้าช่วยลดความอ้วนที่มาจากการทานอาหารมื้อต่อๆ ไปของวันนั้นลงๆได้ ข้าวบาร์เลย์เป็นธัญพืชประเภทคาร์โบไฮเดรตที่มีเส้นใยอาหารสูง เป็นพืชตระกูลเดียวกับข้าวโดยมีลักษณะเป็นเมล็ดสีขาว เมล็ดมีลักษณะกลมรี ปลายเป็นร่องมีขนาดเล็กกว่าลูกเดือยแต่มีขนาดใหญ่กว่าข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์มีคุณค่าทางโภชนาการ (100 กรัม ) มีพลังงานทั้งหมด 352 kcal โดยข้าวบาร์เลย์ส่วนประกอบทางเคมีประกอบด้วย คาร์โบไฮเดรต 26% โปรตีน 9.9%เหล็ก 14% วิตามิน B6 13% โฟเลท 6%วิตามินK 3%แคลเซียม 3% วิตามิน B1 15% เหล็ก 11.1% (อ้างอิงจากhttp://nutritiondata.self.com/) เมื่อผู้ใหญ่ 20 คน ทานข้าวบาร์เลย์ในตอนเช้า เมล็ดธัญพืชจะลดการตอบสนองต่อน้ำตาลในเลือดลงร้อยละ 44 ในมื้อเที่ยง และร้อยละ 14 ในมื้อเย็น ยิ่งคุณมีระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้นน้อยเท่าไร ไขมันสะสมในร่างกายก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ต้องยกประโยชน์ให้กับปริมาณไฟเบอร์ชนิดละลายน้ำ ที่มีอยู่มากในข้าวชนิดนี้ ซึ่งใช้เวลาในการย่อยหลายชั่วโมง นอกจากนี้ ผู้เขียนรายงานวิจัยยังบอกว่าผลของเส้นใยอาหารที่มีต่อกลูโคสจะยังคงมีประสิทธิภาพอยู่ แม้จะถูกย่อยแล้วก็ตาม (อ้างอิงจาก www.plapra.exteen.com) การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์นี้มีความสำคัญต่อการออกแบบเครื่องมือ เครื่องจักรและกระบวนการสำหรับแปรรูปข้าวบาร์เลย์ เช่น การทำความสะอาด การคัดแยก การขนส่งลำเลียง การอบแห้ง ตลอดจนการเก็บรักษา และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในด้านอื่นๆ 2.วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1 วิธีการเตรียมวัตถุดิบ เตรียมเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่หาซื้อจากห้างสรรพสินค้าที่แผนกธัญพืช โดยใช้ข้าวบาร์เลย์ ตราไร่ทิพย์ บรรจุถุงละ 500 กรัม นำมาคัดแยกเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์ออก เลือกใช้เฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์และมีขนาดใกล้เคียงกัน 2.2 การหาค่าความชื้น ค่าความชื้นเริ่มต้นของตัวอย่างเมล็ดข้าวบาร์เลย์ สามารถหาได้จากการ แบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลอง โดยชั่งน้ำหนักจากเครื่องชั่งไฟฟ้า ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.0001 g ใส่ลงในถาดฟรอยด์ที่เตรียมไว้ 1 ชุดการทดลองต่อ 1 ถาด จากนั้นนำตัวอย่างทั้ง 3 ชุด เข้าตู้อบลมร้อน (MEMMERT UFB 400 , ปะเทศเยอรมัน ) เพื่อหาความชื้นเริ่มต้น ที่อุณหภูมิ 105ºC เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เมื่อครบระยะเวลาที่กำหนดแล้ว นำเมล็ดถั่วทั้ง 3 ชุด ไปพักไว้ที่ตู้ดูดความชื้น (Dessicator Northman รุ่น D36 , ) เพื่อรักษาระดับความชื้น จากนั้นนำตัวอย่างเมล็ดทั้ง 3 ชุด มาชั่งน้ำหนักทีละชุด เพื่อคำนวณหาความชื้นเริ่มต้นเฉลี่ย โดยหาจากสูตรการหาเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นฐานเปียก (%Wb) ดังสมการ 2.3 การปรับความชื้น นำเมล็ดข้าวบาร์เลย์มาปรับความชื้นทั้งหมด 5 ระดับ ซึ่งอยู่ในช่วง2.52% ถึง 14.52% โดยแบ่งใส่ถุงพลาสติก ถุงละ 1,000 เมล็ด นำมาปรับความชื้น โดยความชื้นแรกเป็นความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ (ไม่ต้องปรับความชื้น) ปรับค่าความชื้นโดยการเติมน้ำสะอาด โดยสามารถคำนวณปริมาณน้ำที่ต้องเติมได้จากสมการ Mc คือ น้ำหนักน้ำที่ต้องการเติม (g) Wi คือ น้ำหนักเมล็ด (g) Mi คือ ความชื้นเริ่มต้น (%Wb) Mf คือ ความชื้นที่ต้องการ (%Wb) หลังจากเติมน้ำสะอาดครบทั้ง 4 ถุงแล้ว นำถุงมาปิดผนึก จากนั้นเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5 ºC เป็นเวลา 7 วัน โดยเขย่าถุงทุกๆ 2 วัน เพื่อให้ความชื้นของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ภายในถุงแพร่กระจายได้อย่างทั่วถึง 2.4 ขนาด ใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ในการวัดเพื่อหาขนาดของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์เพื่อหาค่า ความยาว (L) ความกว้าง (W) และความหนา (T) โดยวัดเมล็ดจำนวน 100 เมล็ด ดังแสดงในรูป รูปที่1 ลักษณะการวัดเพื่อหาขนาดของเมล็ด 2.5 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต. (Geometric Mean..Diameter,GMD) คำนวณได้จากการนำค่า L,W,T ที่ได้จากการวัดขนาดความกว้าง ความยาว และความหนาของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จำนวน 100 เมล็ดนำค่าที่ได้ไปคำนวณในสูตร 2.6 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ความเป็นทรงกลมเป็นค่าที่ใช้บอกความใกล้เคียงความเป็นทรงกลมของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์ สามารถคำนวณได้จากสมการ 2.7 น้ำหนัก.1,000.เมล็ด.. (1,000..seeds..Mass) นำเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่ผ่านการคัดมาจำนวน 1,000 เมล็ด แล้วนำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.0001 กรัม โดยแต่ละความชื้นต้องนำไปชั่งจำนวน 3 ครั้งเพื่อคำนวณหาค่าเฉลี่ย 2.8.พื้นที่ภาพฉาย.. (Projected..area) พื้นที่ภาพฉาย (projected area) หมายถึง พื้นที่ (area) ที่ได้จากการฉายภาพวัสดุลงบนแผ่นระนาบ โดยวิธีการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่าย โดยนำภาพถ่ายที่ได้ไปวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม Adobe Photoshop cs 5.5 2.9 ความหนาแน่นรวม (Bulk density , ρb) ความหนาแน่นรวม (bulk density) เป็นสมบัติทางกายภาพ (physical properties) ของวัสดุ หมายถึง ความหนาแน่น (density) ของวัสดุปริมาณมวล (bulk material) ทำการทดลองโดยกราเตรียมภาชนะทรงกระบอกที่ทราบปริมาตร และปรับระดับกรวยให้มีความสูงห่างจากแก้ว 25cm นำเมล็ดข้าวบาร์เลย์แต่ละความชื้นมากรอกใส่กรวย จากนั้นน้ำไม้บรรทัดมากดตรงกลางเพื่อนเกลี่ยเมล็ดที่เหนือขอบปากแก้วออก ความหนาแน่นรวมหาได้จากสูตร เมื่อ..Mb..คือ..น้ำหนักรวม-น้ำหนักภาชนะ (g) Vb..ใคือ..ปริมาตรภาชนะ (ml) 2.10 ความหนาแน่นเนื้อ (True density) 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 จากนั้นนำเมล็ดข้าวบาเลย์จำนวน 150 เมล็ดใส่ลงในขวด Pychometer แล้วนำไปชั่งน้ำหนักจดค่าที่ได้ เติมเฮกเซนลงไป นำไปชั่งน้ำหนักเพื่อหาค่า ความหนาแน่นของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ แล้วนำปริมาตรของเมล็ดไปหาความหนาแน่นเนื้อได้จากสมการ เมื่อ..MS..คือ..น้ำหนักรวมของเมล็ด (g) V.....คือ..ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (ml) 2.11.ความพรุน.. (Porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่เป็นอัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นเนื้อต่อความหนาแน่นรวม ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.12 ความเร็วสุดท้าย.. (Terminal..Velocity) ความเร็วสุดท้าย (terminal velocity) เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ทางอากาศพลศาสตร์ (Aero dynamics) หาได้จากการนำเมล็ดข้าวบาร์เลย์ 1 เมล็ด วางลงบนตะแกรงของท่อลมแล้วปรับความเร็วลมเพิ่มขึ้นทีละน้อย จนเมล็ดสามารถลอยตัวได้อย่างอิสระภายในท่อลม แล้วนำเครื่องวัดความเร็วลมมาวัดค่าความเร็วลม จะได้ค่าความเร็วสุดท้ายของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ 2.13 ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static..Coefficient..of..friction) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตคือค่าที่สามารถวัดได้จากการสุ่มเมล็ด มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนเครื่องวัดมุมเอียงจากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ด ทั้ง 3 พื้นผิว ในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตได้จาก รูปที่ 2 การวัดสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ตารางที่ 1คุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ด 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ ที่ระดับความชื้นแตกต่างกัน 5 ระดับ 3.1 ขนาดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความกว้าง (W) กับปริมาณความชื้น รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างความยาว (L) กับปริมาณความชื้น รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนา (T) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าขนาด (Size) ของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ ทั้งด้านความกว้าง (W) ความยาว (L) และความหนา (T) ทั้ง 3 ด้าน จะมีค่าเพิ่มขึ้น (ขนาดเพิ่มขึ้น) เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ M.Bulent Coskun, Cengiz Ozarslan (2004) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย รูปที่6 ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (diameter) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย ของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 3.57 ถึง 3.74 (แปรผันตรง) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.014x+3.3534 (R2= 0.995) เนื่องจากเมื่อปรับความชื้น โมเลกุลน้ำจะเข้าไปแทรกตัวอยู่ภายในเมล็ดทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งสังเกตได้จากความกว้างและความหนามีค่าเพิ่มขึ้น (จากกราฟรูป3, 4) ดังนั้นจึงทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเพิ่มขึ้นด้วย ประโยชน์ของเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยในทางอุตสาหกรรมอาหารมีความสำคัญในการออกแบบตะแกรงคัดขนาด โดยหากต้องการวัตถุดิบที่มีขนาดพอเหมาะสำหรับการแปรรูปอาหาร เราก็ออกแบบตะแกรงที่มีรูตะแกรงในขนาดที่ต้องการ หากวัตถุดิบมีขนาดเล็กเกินไปเมื่อตะแกรงเคลื่อนที่ก็จะหล่นลงไปในตะแกรงและถูกคัดทิ้งไป จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA.Al-Mahasneh , TahaM.Rababah (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของi.Yalcm, C.Ozarslan, T.Akba (2005) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว (Pisum sativum) 3.3 ความเป็นทรงกลม รูปที่7 ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลม (Sphericity) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยลดลงจาก 0.7622 ถึง 0.7535 (แปรผกผัน) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.000x+0.760 (R2=0.974 ) ซึ่งจากผลการทดลองทำให้เราทราบว่าความเป็นทรงกลมลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น เป็นเพราะเมล็ดข้าวบาร์เลย์มีการขยายตัวหลังปรับความชื้นในด้วนยาวมากกว่าด้านกว้าง โดยค่าความเป็นทรงกลม ของแต่ละเมล็ด แต่ละสายพันธุ์ อาจจะมีการขยายตัวในทิศทางที่แตกต่างกันทำให้ค่าความเป็นทรงกลมมีค่ามากขึ้น หรือลดลงแล้วแต่เมล็ดที่ใช้ในการทดลอง ประโยชน์ของความเป็นทรงกลมในทางอุตสาหกรรมอาหารมีความสำคัญในการออกแบบการลำเลียงวัสดุ ระหว่างการเตรียมวัตถุดิบ และการแปรรูปอาหาร โดยวัตถุดิบที่มีความเป็นทรงกลมมาก มีแนวโน้มจะเคลื่อนที่ด้วยการกลิ้งบนพื้นเอียงส่วนวัตถุดิบที่มีความกลมน้อยจะเคลื่อนที่ด้วยการไถล ไปกับพื้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ Ibrahim Yalcm (2005) ซึ่งศึกษาเมล็ดผักชี 3.4 พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) รูปที่8 ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉาย projected areaกับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 0.1218 ถึง 0.1998 (แปรผันตรง) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.007x+0.117 (R2=0.667 ) หลังจากปรับความชื้นเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะขยายใหญ่ขึ้นเนื่องจากโมเลกุลน้ำได้เข้าไปแทรกตัว เมื่อนำเมล็ดมาหาค่าพื้นที่ภาพภายจึงพบว่าเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณความชื้นตามวิธีการข้างต้น พื้นที่ภาพฉายมีประโยชน์ในการคัดขนาด การคัดคุณภาพของวัตถุดิบ รวมทั้งผลิตภัณฑ์ทางอาหารโดยการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่าย จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA. Al-Mahasneh , TahaM.Rababah (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M.Bulent Coskun, Cengiz Ozarslan (2004) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3.5 น้ำหนัก 1,000 เมล็ด (1,000 Seeds Mass) รูปที่9 ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 1,000 เมล็ด (1,000 seeds Mass) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นน้ำหนักเมล็ดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 37.1 ถึง 41.57 (แปรผันตรง) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.384x+36.08 (R2=0.974 ) หลังจากปรับความชื้นเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะขยายใหญ่ขึ้นและน้ำหนักจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วยเนื่องจากมีมวลน้ำออสโมซิสเข้าไปภายในเมล็ด น้ำหนัก 1,000 เมล็ดมีผลในการการออกแบบขนาดของบรรจุภัณฑ์ไซโล (silo) สำหรับเก็บอาหาร การออกแบบการลำเลียงวัสดุ ระหว่างการเตรียมวัตถุดิบ และการแปรรูปอาหาร เป็นต้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของISIK UNAL (2007) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วขาวและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M.Bulent Coskun, Cengiz Ozarslan (2004) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3.6ความหนาแน่นเนื้อ (True density) รูปที่ 10 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยลดลงจาก 1.5236 ถึง 1.4298 (แปรผกผัน) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.007x+1.530 (R2=0.842 ) เมื่อปรับความชื้นน้ำที่ออสโมซิสเข้าไปมากขึ้น ดังนั้นอัตราระหว่างมวลน้ำกับมวลเนื้อของเมล็ดจะลดลงเพราะเราใส่น้ำเข้าไปในเมล็ดแต่มวลเนื้อยังคงเท่าเดิม ความหนาแน่นของเมล็ดจึงลดลง ความหนาเนื้อสามารถนำไปใช้เพื่อคำนวณหาค่าความพรุน (porosity) ซึ่งแสดงปริมาตรของที่ว่างภายในกองวัสดุ และสามารถในการออกแบบเครื่องจักรในการใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆเช่น ออกแบบ เครื่องลำเลียง ไซโลเก็บอาหาร และการเลือกที่จะให้บรรจุภัณฑ์ให้เหมาะสมกับวัสดุ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของUzarslan (2002) ซึ่งศึกษาเมล็ดฝ้ายและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M.Bulent Coskun, Cengiz Ozarslan (2004) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density) รูปที่11ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวม (Bulk density) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความหนาแน่นรวมของเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยลดลงจาก 0.8726 ถึง 0.7685 (แปรผกผัน) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.009x+0.900 (R2=0.939 ) เมื่ออัตราระหว่างมวลน้ำกับมวลเนื้อของเมล็ดจะลดลงเพราะเราใส่น้ำเข้าไปในเมล็ดแต่มวลเนื้อยังคงเท่าเดิม ดังนั้นความหนาแน่นรวมจึงลดลงเมื่อปริมาณน้ำมากขึ้น ค่าความหนาแน่นรวมสามารถใช้ในด้านอุตสาหกรรมเพื่อการออกแบบขนาดของบรรจุภัณฑ์ไซโล (silo) สำหรับเก็บอาหาร เป็นต้น นอกจากนั้นความหนาแน่นรวมยังสามารถนำไปใช้เพื่อคำนวณหาค่าความพรุน (porosity) ซึ่งแสดงปริมาตรของที่ว่างภายในกองวัสดุ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA.Al-Mahasneh , TahaM.Rababah (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของi.Yalcm, C.Ozarslan, T.Akba (2005) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว (Pisum sativum) 3.8 ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) รูปที่ 12 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นปริมาตรต่อเมล็ดของข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 0.0187 ถึง 0.0256 (แปรผันตรง) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.0006x+0.0155 (R2=0.86 ) เนื่องจากเมื่อปรับความชื้น โมเลกุลน้ำจะเข้าไปแทรกตัวอยู่ภายในเมล็ดทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้นปริมาตรของเมล็ดก็จะเพิ่มขึ้นซึ่งสังเกตได้จากความกว้างและความยาวมีค่าเพิ่มขึ้น ประโยชน์ของปริมาตรของเมล็ดในทางอุตสาหกรรมใช้ในการกำหนดขนาดเครื่องบรรจุ เครื่องลำเลียง และไซโล เป็นต้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของISIK UNAL (2007) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วขาวและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M.Bulent Coskun, Cengiz Ozarslan (2004) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3.9 ความพรุน (Porosity) รูปที่ 13 ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุน (Porosity) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความพรุนของข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 72.7081 ถึง 46.2512 (แปรผันตรง) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.375x+41.07 (R2=0.828 ) ความพรุนคือสัดส่วนช่องว่างที่มีอยู่ในกองวัสดุปริมาณมวล หรือ อัตราส่วนของปริมาตรช่องว่างหรืออากาศในกองวัสดุหรือในชิ้นวัสดุนั้นต่อปริมาตรรวมทั้งหมด ดังนั้นเมื่อปรับความชื้นปริมาณช่องว่างเพิ่มขึ้นจึงทำให้ ความพรุนมีค่าเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของปริมาณความชื้น ความพรุนนำไปใช้ในอุตสาหกรรมในการประเมินแนวโน้มในการเน่าเสียของเมล็ดและการลำเลียงไปตามเครื่องจักร โดยเมล็ดที่มีความพรุนมากมีแนวโน้มที่จะมีน้ำหนักเบากว่าและลำเลียงสะดวกกว่า จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA.Al-Mahasneh , TahaM.Rababah (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของi.Yalcm, C.Ozarslan, T.Akba (2005) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว (Pisum sativum) 3.10 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) รูปที่ 14 ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความเร็วสุดท้ายของข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 9.85 ถึง 12.59 (แปรผันตรง) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.195x+10.39 (R2=0.544 ) ปัจจัยที่มีผลต่อค่าความเร็วสุดท้าย คือ ขนาด, รูปร่าง, พื้นที่ภาพฉาย ดังนั้นเมื่อปัจจัยเหล่านี้เพิ่มขึ้นตามการปรับระดับความชื้นจึงทำให้ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นตาม โดยเราใช้ประโยชน์จากความเร็วสุดท้าย (TerminalVelocity) ในขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบ เช่น การทำความสะอาดด้วยลม เพื่อการคัดแยก การแยกขนาด รวมทั้งการทำแห้งด้วยวิธี Fluidized bed drier ,Pneumatic drier และจากผลการทดลองความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับปริมาณความชื้น ได้ผลการทดลองเป็นกราฟเส้นตรง คือความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA.Al-Mahasneh , TahaM.Rababah (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M.Bulent Coskun, Cengiz Ozarslan (2004) ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3.11 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) รูปที่ 15 ความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) ของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) โดยพื้นไม้เพิ่มขึ้นจาก 0.4287 ถึง 0.7382 พื้นอลูมิเนียมเพิ่มขึ้นจาก 0.5032 ถึง 0.6426 โดยพื้นยางเพิ่มขึ้นจาก 0.5776 ถึง 0.8399ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: ไม้ y=0.014x+0.062 ( ) อลูมิเนียม y=0.018x+0.446 ( ) ยาง y=0.009x+0.495 ( ) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานเพิ่มขึ้นเนื่องจากเมื่อปรับความชื้นจะทำให้มวลของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์มาค่ามากขึ้น เนื่องจากสัมประสิทธิ์ขึ้นกับมวลและแรงโน้มถ่วงของโลก เมื่อมวลมากจะทำให้สัมประสิทธิ์ความเสียดทานเพิ่มขึ้นด้วยส่วนแรงโน้มถ่วงมีค่าคงที่ ประโยชน์ทางด้านอุตสาหกรรมคือสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตใช้ในการออกแบบเครื่องลำเลียงวัตถุดิบให้สามารถลำเลียงได้สะดวก รวดเร็วและง่ายมากยิ่งขึ้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA.Al-Mahasneh , TahaM.Rababa
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