News and Articles

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว


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

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 (%)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

แล้วคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม (The Sphere) (%)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

กำหนด คือ ค่าความเป็นทรงกลม

W คือ ความกว้าง

L คือ ความยาว

T คือ ความหนา

ของแต่ละเมล็ดโดยทำการวัดเมล็ดถั่วขาวทั้งหมด 100 เมล็ด เพื่อหาความกว้างเฉลี่ย ความยาวเฉลี่ย ความหนาเฉลี่ยและค่าความเป็นทรงกลมเฉลี่ย

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

Fig.1 Measurement wide length and thickness

2.2.2การวัดความหนาแน่นเนื้อและความหนาแน่นรวม

การวัดความหนาแน่นโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวทีเตรียมไว้ ใส่ลงในขวด Pycnometer ชั่งน้ำหนักเทสารละลายลงในขวด (ในที่นี้ใช้ Hexane) ชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

กำหนด Pt คือ ความหนาแน่นเนื้อ

M คือ มวล

V คือ ปริมาตร

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

Fig.2 True density measurement

การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวเทใส่ภาชนะที่เตรียมไว้ผ่านกรวยที่ความสูงเท่ากันในแต่ละครั้ง เสร็จแล้วนำภาชนะทีมีถั่วอยู่มาชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

กำหนดPb คือ ความหนาแน่นรวม

M คือ มวล

Vtotal คือ ปริมาตรรวม

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

กำหนด A คือ พื้นที่ภาพฉาย

PixelBean คือ พิกเซลของถั่ว

Pixel1x1 คือ พิกเซลของช่องเปรียบเทียบ

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

Fig.4 Projected area measurement

2.2.4การวัดพื้นที่เอียง

วัดพื้นที่เอียงโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาวจำนวน 10 เมล็ด นำเมล็ดถั่วขาวทีคัดเลือกไว้ไปทดสอบพื้นที่เอียง 3 แบบ คือ แผ่นไม้ แผ่นยาง และแผ่นอลูมิเนียม

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

Fig.5 Static friction coefficient measurement

2.2.5 ความเร็วสุดท้าย

วัดความเร็วสุดท้ายโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วขาวที่เตรียมไว้ใส่ในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์พอให้ถั่วลอย นำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมที่เมล็ดถั่วลอย

(Vt =0.3263X)

กำหนด Vt คือ ความเร็วสุดท้าย

X คือ ความเร็วรอบของมอเตอร์

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว

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



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
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง (Effect of moisture content on some physical properties of Red Kidney Bean) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหารคณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง จรัสแสงเหลี่ยมบางวารุณีจำเริญพูน วิจิตราต่อตรงนิสาร วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง (Red Kiney Bean) พิจารณาจากความชื้นฐานแห้งในช่วง 4-16 % เพิ่มขึ้นช่วงละ 3% มีทั้งหมด 5 ระดับความชื้นพบว่าค่าขนาดความกว้างความยาวความหนาและความเป็นทรงกลม (Sphericity) โดยเฉลี่ยมีค่าอยู่ที่ 8.61 มิลลิเมตร , 16.93 มิลลิเมตร, 6.40 มิลลิเมตรและ 57.72 มิลลิเมตรตามลำดับค่าน้ำหนัก100 เมล็ดมีค่าอยู่ในช่วง 52-66 กรัมความหนาแน่นเนื้ออยู่ในช่วง 1.0 - 1.4 % ความหนาแน่นรวม 0.70 - 0.80 % พื้นที่ภาพฉายอยู่ในช่วง 1.10 - 1.35 ตารางเซนติเมตรรวมถึงความเร็วลมสุดท้ายโดยเฉลี่ยคือ18.76 เมตร/วินาทีจะได้ว่าเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเชิงเส้นแบบแปรผันตรงในทางกลับกันค่าความหนาแน่นเนื้อ (Bulk density) เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มจะลดลงเชิงเส้นแบบแปรผกผันและจากการหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (Static coefficient of friction ) บนพื้นผิวไม้อลูมิเนียมและพื้นยางจะได้ค่าอยู่ในช่วง 16 -23 , 19-25 และ 25 - 31 ตามลาดับพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ระหว่างเมล็ดถั่วแดงหลวงกับพื้นยางจะมีค่ามากที่สุดรองลงมาคืออะลูมิเนียมและพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด 1.บทนำ ถั่วแดงหลวง (Red kidney bean) มีชื่อวิทยาศาสตร์Phaseolus vulgarisL.เป็นพืชตระกูลถั่วเมล็ดแห้งที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจที่สำคัญของเกษตรกรบนพื้นที่สูงจะเพาะปลูกถั่วแดงหลวงเป็นรายได้หลัก และใช้ปลูกเป็นพืชเสริมหมุนเวียนกับพืชไร่ชนิดอื่นๆ เพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินและลดปัญหาการสะสมโรค-แมลง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้เกษตรกรปลูกเป็นพืชรายได้ทดแทนฝิ่นและใช้รับประทานเป็นแหล่งอาหารโปรตีนในครัวเรือนพื้นที่เพาะปลูกที่เหมาะสมควรเป็นพื้นที่ราบ ไม่ควรมีความชันมาก ดินควรเป็นดินร่วนเหนียวที่เก็บรักษาความชื้นดีและมีความอุดมสมบูรณ์ดี มีความเป็นกรด-ด่าง ประมาณ 5.5-6.5 ในแต่ละฝักของถั่วแดงหลวงจะมีเมล็ดอยู่ 4-5เมล็ดต่อฝัก นอกจากนี้ยังถั่วแดงหลวงยังมีสารอาหารต่างๆมากมาย คือฟอสฟอรัส แคลเซียม โปรตีนวิตามินแร่ธาตุเส้นใยอาหารและมีคุณค่าทางโภชนาการสูง ในถั่วแดงจำนวน 100 กรัม จะให้พลังงานทั้งหมด 332 kCalโปรตีน25 กรัม คาร์โบไฮเดรต 58 กรัมใยอาหาร 24.9 กรัม น้ำตาลน้อยกว่า 2.4 กรัม โซเดียม 10 มิลลิกรัม และวิตามินแร่ธาตุ ได้แก่ วิตามินเอและบี 0.1% วิตามินบี27.6% วิตามินบี1114% วิตามินซี 4.1% แคลเซียม 8.9% และธาตุเหล็ก 31.5% ทั้งนี้จะช่วยให้ระบบย่อยอาหารทำงานได้ดี ขจัดคอเรสเตอรอลส่วนเกินที่เป็นสาเหตุของโรคหัวใจ ป้องกันโรคความดันโลหิตสูงและเพิ่มพูนแบคทีเรียที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย รวมทั้งยังช่วยบำรุงประสาทช่วยขับพิษขับของเหลวในร่างกายบำบัดอาการเหน็บชาบรรเทาอาการปวดตามข้อกระดูก ทั้งนี้ถั่วแดงหลวงยังมีฤทธิ์เป็นกลาง คือไม่ร้อนไม่เย็น แต่ก็ยังสามารถช่วยขับร้อนได้นอกจากนี้ถั่วแดงหลวงยังใช้ประโยชน์ในด้านใช้เป็นอาหารลดความอ้วนและเป็นอาหารสำหรับผู้ป่วยที่เป็นโรคเบาหวานได้ดีอีกด้วย วัตถุประสงค์เพื่อวัดขนาดของถั่วแดงหลวง (วัดความกว้าง,ความยาว,ความหนา) การเตรียมความชื้นการหาปริมาตรเมล็ดพืชการหาความหนาแน่นเนื้อความพรุนการวัดความเป็นทรงกลมการวัดพื้นที่ภาพฉายการวัดพื้นเอียงการหาความหนาแน่นรวมและการวัดความเร็วลม 2. วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1 วัสดุ เมล็ดถั่วแดงหลวง (Red Kiney Bean) เป็นเมล็ดที่หามาจากไร่ธัญญะ 62/3 หมู่3 ตำบลบางใหญ่อำเภอบางใหญ่จังหวัดนนทบุรี 11140 เป็นถั่วแดงหลวงเชียงใหม่พันธุ์ดีผ่านกระบวนการคัดแยกผลิตและบรรจุคัดแยกเอาเฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์ไม่เป็นเชื้อราไม่ฟ่อลีบ เมล็ดถั่วแดงหลวงก่อนนำมาทดลองจะต้องมีลักษณะเมล็ดสีแดงเต่งแน่น ผิวไม่ขรุขระ และคัดแยกเอาเฉพาะเมล็ดที่อ้วนสมบูรณ์ ไม่มีแมลงหรือมอดกัดแทะโดยคัดเอาเมล็ดที่เป็นเชื้อราเมล็ดที่มีขนาดเล็กต่างจากพวกและเมล็ดที่ฟ่อออกเมล็ดที่ใช้ในการทดลองต้องเป็นเมล็ดที่มีขนาดสม่ำเสมอกันไม่เล็กบ้างใหญ่บ้าง 2.2.วิธีการทดลอง ค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดถั่วแดงหลวงสามารถหาได้จากแบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลองชุดละประมาณ 5 กรัมโดยชั่งจากเครื่องชั่งไฟฟ้า 2 ตำแหน่งเมื่อชั่งน้ำหนักแล้วนำเมล็ดถั่วแดงหลวงใส่ลงในถาดฟรอยด์ที่เตรียมไว้ 1 ชุดการทดลองต่อ1 ถาดแล้วทำเครื่องหมายมาร์คไว้จากนั้นนำตัวอย่างทั้ง 3 ชุดเข้าตู้อบเพื่อหาความชื้นเริ่มต้นที่อุณหภูมิ 105˚C เป็นเวลา 2 ชั่วโมงเมื่อครบระยะเวลาที่กำหนดแล้วนำเมล็ดถั่วแดงทั้ง 3 ชุดไปพักไว้ที่ตู้ดูดความชื้นเพื่อรักษาระดับความชื้นไม่ให้เพิ่มขึ้นจากนั้นนำเมล็ดถั่วแดงหลวงทั้ง 3 ชุดมาชั่งน้ำหนักทีละชุดเพื่อคำนวณหาความชื้นเริ่มต้นเฉลี่ยโดยหาจากสูตรการหาเปอร์เซ็นต์ความชื้อเริ่มต้นฐานแห้ง (d.b) ดังสมการที่ 1 จะได้ค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดถั่วแดงที่ 4.43 % (d.b) จากการทดลองเราจะได้ %d.b. เท่ากับ4.43% หลังจากคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นแล้วนำเมล็ดตัวอย่างจำนวน 100 เมล็ดปรับค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นโดยแต่ละถุงที่บรรจุเมล็ดถั่วแดงหลวงจะมีความชื้นไม่เท่ากันโดยแบ่งเป็น 4 ระดับโดยความชื้นจะเพิ่มขึ้นถุงละ 3% คือถุงแรกจะมีความชื้นเพิ่มขึ้น 3% ถุงที่สองมีความชื้น 6% ถุงที่สามมี ความชื้น 9% และถุงที่สี่มีความชื้น 12% โดยจะใช้ความชื้นพื้นฐานที่หามาได้แล้วบวกกับความชื้นที่เพิ่มขึ้นของแต่ละถุงจะได้ 7.43% , 10.43% ,13.43% และ 16.43% ตามลำดับโดยการคำนวณหาระดับปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ จากนั้นเติมน้ำลงในถุงเก็บความชื้นพร้อมตัวอย่างในแต่ละชุดการทดลองโดยจะซีลปิดปากถุงให้เรียบร้อยเพื่อป้องกันความคลาดเคลื่อนของความชื้นภายในถุงเมล็ดที่ผ่านการปรับความชื้นแล้ว ก่อนนำไปทดลองจะต้องเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5˚C เป็นระยะเวลา 168 ชั่วโมงหรือ 7 วันในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงเมล็ดถั่วแดงหลวงทุกๆ 2 วันเพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วทุกเมล็ด (เพื่อที่ทุกเมล็ดจะสัมผัสกับน้ำได้อย่างทั่วถึง) 2.3 ขนาด (size) นำเมล็ดถั่วแดงหลวง 100 เม็ดจากแต่ละระดับความชื้น มาหาขนาด (size) ของแต่ละเมล็ด ซึ่งประกอบด้วย ความยาว (L) ความกว้าง ( W) และความหนา ( T) โดยใช้เวอร์เนียร์คาร์ลิปเปอร์ ซึ่งค่า least count อยู่ที่ 0.05 cm. และนำค่ามาบันทึกผล ภาพที่1 ผลของปริมาณความชื้นต่อขนาด (Size) ของเมล็ดถั่วแดงหลวง 2.4ความเป็นทรงกลม (sphericity) วัดความยาว (L) ความกว้าง (W) และความหนา (T) เพื่อหาค่า Dimension นำค่าที่วัดได้ไปคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม (Ø) ของเมล็ดตัวอย่างซึ่งถ้าเมล็ดมีความกลมจะมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 (100%) สามารถหาได้จากสมการ หาน้ำหนักหนักมวล 100 เมล็ดจากการทดลองโดยการซุ่มเลือกเมล็ดตัวอย่างจำนวน 100 เมล็ดชั่งบนเครื่องชั่งไฟฟ้าที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01g 2.5ความหนาแน่นเนื้อ (True Density) เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นตามต้องการความชื้นละ 10 เมล็ด ชั่งน้ำหนักของเฮกเซนก่อนที่จะจุ่มเมล็ดถั่วแดง จากนั้นชั่งน้ำหนักของเฮกเซนหลังจุ่มเมล็ดถั่วแดงแล้ว ด้วยเครื่องชั่ง 4 ตำแหน่ง นำมาลบออกจากน้ำหนักของภาชนะที่ใส่เฮกเซนในเบื้องต้น ซึ่งความหนาแน่นของเฮกเซนมีค่าประมาณ 0.6548 g/ml. 2.6 ความหนาแน่นรวม (Bulk Density) การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นที่ต้องการ นำไปเทใส่ภาชนะผ่านกรวยที่สูงประมาณ 15 เซนติเมตร จากนั้นนำไปชั่งน้ำหนัก ทำซ้ำทั้งหมด 3 ซ้ำเพื่อคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ด จากสูตร ภาพที่ 2 การหาความหนาแน่นรวม (Bulk Density) 2.7 ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity) เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นต้องการ ความชื้นละ 10 เมล็ด ใส่ลงในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์ (ทีละ 1 เมล็ด) ให้เมล็ดถั่วลอยขึ้น 80% ของท่อเป่าลม จากนั้นนำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมในขณะที่เมล็ดถั่วลอย ภาพที่3 การหาความเร็วลมสุดท้าย (Terminal velocity) 2.8สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (Static Friction Coefficient) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานบนพื้นไม้พื้นโลหะและพื้นยางโดยมุมที่วัดได้คำนวณจาก 2.9การวัดเมล็ดถั่วแดงหลวงจากภาพฉาย เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นต้องการมาเรียงบนกระดาษกราฟ จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ดถ่ายรูปเมล็ดถั่วที่เรียงแล้ว นำไปลงในโปรแกรม Photoshop CS5 Extendedเพื่อ Cropภาพหา Pixel ของภาพ 1x1 จากนั้น Crop ภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixel นำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วแดงหลวงจากสูตร ภาพที่ 4 แสดงการจัดเรียงเมล็ดถั่วแดงจำนวน 50 เมล็ด เรียงในกระดาษกราฟ 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ 3.1 ขนาดของเมล็ดและการกระจายขนาด ขนาดเฉลี่ยของเมล็ด 100 เมล็ดที่วัดในความชื้น 4.43% d.b.มีความยาวเฉลี่ยอยู่ที่ 17.12±0.74 มม. ความกว้าง 8.66 ±0.47 มม. และความหนา6.37±0.48 มม. ที่ปริมาณความชื้น4.43% d.b. ประมาณ 97% ของเมล็ดมีความยาวตั้งแต่ 16.0 ถึง 18.0 มม. ประมาณ 95%, ความกว้างตั้งแต่ 8.0 ถึง 9.5 มม. และประมาณ 91 %, ความหนาตั้งแต่ 5.5 ถึง 7.0 มม. 3.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) เมื่อความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้นเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นด้วย (ภาพที่5) เนื่องจากขนาดเมล็ดนั้นมีขนาดใหญ่ขึ้นแทนได้จากสมการ y=0.0077x+9.703 (R²=0.9653) ภาพที่5 ผลของปริมาณความชื้นต่อเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3.3 มวลรวม100 เมล็ด เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ค่ามวลรวม 100 เมล็ดมีค่าเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากเมล็กเกิดจากโพงตัวและมีขนาดขยายใหญ่ขึ้นเมื่อได้รับปริมาณในปริมาณเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ (ภาพที่ 6) แทนได้จากสมการy= 1.2097x+47.927 (R² = 0.9174) ภาพที่ 6 ผลของปริมาณความชื้นต่อน้ำหนัก 100 เมล็ดถั่วแดงหลวง ซึ่งจากกราฟสอดคล้องกับงานวิจัยของ - İ. Yalçınand group (2007) - A. Al-Mahasneh,M. Rababah (2007) - R .Visvanathanand group (1989) - Kemal C ,ag˘ataySelvi and group (2006) 3.3 ลักษณะของเมล็ดถั่วแดง ผลของความชื้นต่อลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ได้ คือมี ความยาวมีขนาดเล็กลงซึ่งอาจเป็นผลมาจากการคัดเลือกเมล็ดก่อนจะนำไปปรับความชื้นส่วนความกว้างและความหนามีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของM.N. Amin *, M.A. Hossain, K.C. Roy (2003) . จะได้ว่าลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดใหญ่ขึ้นทุกทิศทางไม่ว่าจะเป็นความกว้าง ความยาวและความหนา 3.3.1 ความยาว (Length) เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความยาวตั้งแต่ 17.12ไปถึง 16.93mm.ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43 % (ภาพที่7) ความยาวของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm.แทนด้วยสมการ L = -0.0177x + 17.182 (R² = 0.7917) ภาพที่7ผลของปริมาณความชื้นต่อความยาวของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3.3.2. ความกว้าง (width) เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความกว้างตั้งแต่7.86ไปถึง 8.91mm.ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43 % (ภาพที่8) ความกว้างของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm.แทนด้วยสมการ W = 10.297x - 76.726 (R² = 0.9542) ภาพที่8 ผลของปริมาณความชื้นต่อความกว้างของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3.3.3. ความหนา (Thickness) เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความหนาตั้งแต่5.37ไปถึง 6.68mm. ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43% (ภาพที่9) ความหนาของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm.แทนด้วยสมการ T = 9.0959x - 45.091 (R² = 0.9793) ภาพที่9 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาของเมล็ดถั่วแดงหลวง ซึ่งจากกราฟความกว้าง ความยาวและความหนา จะเห็นได้ว่าเมื่อเพิ่มความชื้นให้แก่เมล็ดถั่วแดงในปริมาณเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะทำให้สมบัติทางกายภาพในด้านความกว้าง ความยาวและความหนาเปลี่ยนไปจากเดิม เนื่องจากในเมล็ดถั่วแดงมีส่วนของสตาร์ช เมื่อได้รับความชื้น ทำให้สตาร์ชที่อยู่ภายในเมล็ดเกิดการพองตัว เมล็ดจะเต่งและบวมขึ้น ทำให้ด้านความยาวหดตัวลด (ภาพที่4) และด้านความกว้าง (ภาพที่4) และความหนา (ภาพที่6) เพิ่มขึ้นตามลำดับ 3.4ความเป็นทรงกลม (sphericity) ความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วแดงหลวงเพิ่มขึ้นจาก 57.30%ถึง57.72%เพิ่มขึ้นตามปริมาณความชื้น (ภาพที่10) ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลมและMc ความชื้นใน % d.b. สามารถแสดงโดยสมการดังต่อไปนี้ y = 0.0327 Mc + 57.16 ( R² = 0.997) ภาพที่10 ผลของปริมาณความชื้นต่อความเป็นทรงกลม จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น เมล็ดจะมีลักษณะบวมเต่ง ขนาดขยายใหญ่ขึ้น ทำให้มีค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับผลงานวิจัยของ - İ. Yalçın ,C. Özarslanand T. Akbaş (2007) - A. Al-Mahasneh,M. Rababah (2007) ซึ่งกราฟที่ได้จากการทดลองมีความชันมากกว่าผลงานวิจัย 3.5 ความหนาแน่นเนื้อ (True Density) ค่าความหนาแน่นเนื้อจาก 1.31 ถึง 1.37 กรัมเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 4.43%d.bถึง 16.43%d.b (ภาพที่11) ค่าความหนาแน่นจริงกับปริมาณความชื้นได้สมการดังนี้ y = 0.0707x + 0.9069 (R² = 0.7987) ภาพที่11 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น น้ำจะเข้าไปแทนที่รูพรุนในเมล็ด ทำให้เมล็ดหนักขึ้น ค่าความหนาแน่นเนื้อจึงมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งกราฟจากการทดลองสอดคล้องกับผลของงานวิจัย - M. BülentCoşkun and group. (2006) - Kemal C,agataySelvi (2006) - Esref ISIK ,Halil U NAL (2007) ซึ่งกราฟที่ได้จากผลการทดลองน้อยกว่าผลของงานวิจัย 3.6 ความหนาแน่นรวม (Bulk Density) ค่าของความหนาแน่นรวมในระดับความชื้นที่แตกต่างกันจาก 0.69 ถึง 0.70 กรัม (ภาพที่12) ความหนาแน่นของเมล็ดกับความชื้นมีสมการดังต่อไปนี้ y = -0.0059Mc + 0.7987 (R² = 0.7903) ภาพที่12 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาแน่นรวม จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความหนาแน่นรวมลดน้อยลง กราฟมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น เราหาค่าความหนาแน่นรวมโดยการเทเมล็ดถั่วแดงหลวงลงในกระบอกใส่โดยผ่านกรวย แต่เนื่องจากเมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น เมล็ดจะมีขนาดขยายใหญ่ขึ้น จึงใช้พื้นที่ในกระบอกใส่มากขึ้น และเมื่อความชื่นเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจึงจุเมล็ดถั่วแดงหลวงได้น้อยลง ซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ - İ. Yalçın ,C.Ozarslanand T. Akbaş (2007) - R .Visvanathan and group (1989) - Kemal C,agataySelvi and group (2006) -A. Al-Mahasneha, M. Rababah (2007) ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย - Esref ISIK ,Halil U NAL (2007) ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย 3.7 ความเร็วสุดท้าย ผลการทดลองสำหรับความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ระดับความชื้นต่างๆ (ภาพที่13) ความเร็วปลายพบว่าการเพิ่มเชิงเส้นตรง 12.61 ถึง 18.76 เป็นความชื้นที่เพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43%d.b. ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วปลายและความชื้นสามารถแสดงโดยสมการ Vt = 0.536Mc + 10.032 (R² = 0.9913) ภาพที่13 ผลของปริมาณความชื้นต่อความเร็วปลาย จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น ทำให้เมล็ดหนักขึ้น จึงต้องใช้ลมในการเป่าเมล็ดให้ลอยมากขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยของ - Es ref IS IK , Halil U NAL (2007) ซึ่งกราฟจากผลการทดลองมีความชันมากกว่าจากงานวิจัย - Kemal C ,agataySelviand group (2006) ซึ่งเส้นกราฟมีความชั้นน้อยกว่าจากผลการทดลอง 3.8 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับความชื้น (ภาพที่14) ซึ่งพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ระหว่างเมล็ดถั่วแดงหลวงกับพื้นยางจะมีค่ามากที่สุดรองลงมาคืออลูมิเนียม และพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด พื้นยาง :y = 0.2959x+24.516 , R2=0.7085 พื้นไม้ :y = 0.349x+16.551 ,R2=0.7648 พื้นอลูมิเนียม :y = 0.4083x+17.72 , R2=0.9409 ภาพที่14ผลของปริมาณความชื้นต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน จากกราฟเมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นทั้งสามพื้นการทดลองและมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทางสถิตกับพื้นยางมีค่ามากที่สุด ส่วนพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด แสดงว่าเมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นเมล็ดถั่วแดงหลวงสามารถทนต่อการไถลต่อพื้นยางได้มากกว่า พื้นอะลูมิเนียมและพื้นไม้ สอดคล้องกับงานวิจัยของ - Es ref IS IK ,Halil U NAL (2007) ซึ่งเส้นกราฟมีความชันมากกว่าจากผลการทดลอง - A.Al-Mahasneha, M. Rababah (2005) ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย - R.Visvanathan and group (1989) 3.9 พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วแดงหลวงเพิ่มจาก 1.11 ถึง 1.35 cm2 ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43 % (ภาพที่15) ในApของพื้นที่ภาพฉายในหน่วย cm2แทนด้วยสมการ Ap= 0.0179 Mc+1.0536 (R2=0.9532) ภาพที่15 ผลของปริมาณความชื้นต่อพื้นที่ภาพฉาย จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมื่อความชื้นมีปริมาณมากขึ้นเมล็ดถั่วแดงจะมีขนาดใหญ่ขึ้น จึงทำให้ใช้พื้นที่ภาพฉายมากขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยของ - Es_ref IS_IK *, Halil U¨NAL (2007) ซึ่งเส้นกราฟมีความชันมากกว่าจากการทดลอง วิจารณ์ผลการทดลอง ความชื้นของเมล็ดถั่วแดงอาจเกิดความคลาดเคลื่อนจากผู้ทดลอง เนื่องจากผู้ทดลองอาจไปสัมผัสหรือจับกับเมล็ดถั่วแดงหลวงโดยตรง ในช่วงการทดลองที่หาค่า ความหนาแน่นเนื้อ (True Density) ทำให้ความชื้นในเมล็ดถั่วแดงอาจเกิดความคลาดเคลื่อนขึ้น หรือในระหว่างการหาค่า True Density ที่จะต้องใช้เข็มขนาดเล็กจิ้มลงบนเมล็ดถั่วแดง อาจทำให้เนื้อสัมผัสเป็นรูพรุน อาจทำให้สารละลายเฮกเซนซึมเข้าไปในเมล็ดได้มากขึ้น จึงอาจทำให้ค่าที่ชั่งเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม 4.สรุปผลการทดลอง 4.1 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4.2 มวลรวม 100 เมล็ด ความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4.3ความกว้าง (Width) และความหนา (Thickness) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์ชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น ส่วนความยาว (Length) มีความสัมพันธุ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น 4.4 ค่าความเป็นทรงกลม (sphericity) ของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4.5ความหนาแน่นเนื้อ (True Density) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์แบบเชิงเส้น โดยพบว่าเมื่อค่าของความชื้นเพิ่มขึ้นเมล็กหนักขึ้นทำให้ความหนาแน่นเนื้อเพิ่มมากขึ้น 4.6ความหนาแน่นรวม (Bulk Density) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น 4.7ความเร็วลมสุดท้าย (TeminalVelicity) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น 4.8สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต (Static friction Coefficient) ของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น โดยค่า สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่มากที่สุด คือ พื้นยาง และ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่มีค่าน้อยที่สุด คือ พื้นไม้ 4.9พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น เอกสารอ้างอิง - Es ref IS IK ,Halil U NAL, (2007) .Moisture-dependent physical properties of white speckledred kidney bean grains P. (209-216) - Amin, M. and group. (2004) Effects of moisture content on some physical properties of lentil seeds P. ( 83-87) - A .Al-Mahasneh, M . Rababah (2005) Effect of moisture content on some physicalproperties of green wheat P. ( 1467-1473) - R .Visvanathanand group. (1989) Physical Properties of Neem Nut P. ( 19 - 26) - Kemal C, agataySelvi and group. (2006) Some Physical Properties of Linseed P. ( 607-612)
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 ชุดล