News and Articles

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน


หมวดหมู่: ผลงานวิจัยสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร [แผนการสอนและกิจกรรม]
วันที่: 29 ตุลาคม พ.ศ. 2555

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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

2. วัสดุและวิธีการทดลอง

2.1 วัสดุ

เมล็ดลูกกระวาน (บริษัท S A O การเกษตร จำกัดที่อยู่ :8 หมู่ 8 ถนนรามอินทรา แขวงท่าแร้ง เขตบางเขน กทม. 10230)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

ที่นำมาใช้ในการทดลอง มาทำความสะอาด โดยการคัดเลือกเมล็ดพันธุ์ที่แตกออกจากเมล็ดพันธุ์ที่สมบูรณ์หาความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดโดยการนำเอาลูกกระวาน (เมล็ดในและทั้งเมล็ด) ไปอบที่อุณหภูมิ 105 °Cเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ปริมาณความชื้นฐานแห้งเริ่มต้นของทั้งเมล็ดเป็น 10.22% (db.) และเมล็ดใน11.15% (db.)

2.2 วิธีการทดลอง

ปรับความชื้นที่ต้องการ หาได้โดยการเติมปริมาณน้ำ คำนวณจากความสัมพันธ์ของสมการดังต่อไปนี้

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

ความหนาแน่นเนื้อ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของลูกกระวานและปริมาตรที่แท้จริง โดยใช้วิธีการแทนที่ของเหลว แต่การทดลองนี้นำเฮกเซนมาใช้ในการแทนน้ำเพราะเฮกเซนจะถูกเมล็ดพันธุ์ดูดซึมได้น้อย

ความพรุนที่ระดับความชื้นต่างๆคำนวณได้จากความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมและความหนาแน่นเนื้อ ดังนี้

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

เมื่อ เป็นค่าความพรุน (%) , เป็นความหนาแน่นรวม และ เป็นความหนาแน่นเนื้อ

ความเร็วสุดท้าย คัดลูกกระวานจำนวน 10 เมล็ด โดยการนำลูกกระวานไปเป่าลมจากเครื่องเป่าลม โดยวัดความเร็วสุดท้ายจากความเร็วลม เราสามารถปรับความเร็วลมจากเครื่องปรับความถี่ โดยปรับให้ลูกกระวานลอยอย่างคงที่ที่ปลายกระบอก ทำเช่นนี้ทุกๆความชื้น

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของลูกกระวานทำการทดลองจากการนำวัสดุ 3 ชนิด ได้แก่ อลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยาง มาทำการทดลองหาค่ามุมของแต่ละพื้นผิวของวัสดุแล้วนำไปแทนค่าในสูตร

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน

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



ข่าวและบทความที่เกี่ยวข้อง
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 ⁰c เป็นเวลา 3 ชั่วโมงได้ค่าเฉลี่ยของความชื้น 3.3104%w.b. ใช้ความสัมพันธ์ 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 ซึ่ง GMD เป็นค่าที่ใช้บอกขนาดของเมล็ดในแต่ละกระบวนการ จากนั้นนำความกว้างความยาว และความหนามาหาค่าความเป็นทรงกลมจากความสัมพันธ์ 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 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%) 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 รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 100 เมล็ดหลังการต้มกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบน้ำหนักหลังการต้มกับหลังการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 พบว่า เมล็ดที่แช่น้ำเป็นเวลา 1 สัปดาห์มีน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 108.65 g ซึ่งมีค่ามากว่าเมล็ดปกติแต่จะมีค่าน้อยกว่าเมล็ดที่ผ่านกระบวนการต้ม 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 รูปที่4 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า GMD กับระยะเวลาในการต้ม 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 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 รูปที่ 7 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม เมื่อ y คือ พื้นที่ภาพฉาย x คือ ระยะเวลาในการต้ม การเปรียบระหว่างเมล็ดที่ลอกจากการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่แช่น้ำเป็นเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากับ 10.2706 m² ซึ่งมากกว่า เมล็ดปกติและเมล็ดที่ผ่านกระบวนการการต้ม 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 รูปที่ 9 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบระหว่างการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกซึ่งแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากับ 0.7873g/cm³ ซึ่งมีค่ามากกว่าเมล็ดปกติและเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการการต้ม 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 รูปที่ 11 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นจริงของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบค่าความหนาแน่นจริงระหว่างเมล็ดที่ลอกจากการการต้มกับเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าความหนาแน่นจริงของของเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากั2.4132 g/cm³ ซึ่งมากกว่าเมล็ดปกติแต่น้อยกว่าเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการการต้ม 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 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 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) รูปที่ 15 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบระหว่างเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่า สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของ ยาง คือ 0.5123 ไม้ คือ 0.3689 และ เหล็ก คือ 0.3864 ซึ่งมีค่าน้อยกว่าเมล็ดปกติแต่มีค่ามากกว่าเมล็ดที่ผ่านกระบวนการการต้ม 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
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
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)
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว Effect of moisture content on some physical properties of small white bean สาขาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ธรรมชาติ วงศ์รัตนมนตรี ยุวภัทร์ ศักดาวัฒนกุล อรรฆพร ธนาวนิชกุล วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติด้านต่างๆ ของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) คือ การวัดผลโดยรวมของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) ทั้งด้านความยาวเฉลี่ย, ความกว้าง, ความหนา, ความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม, ความเร็วสุดท้าย และมวลรวม มีค่า 9.45 mm, 6.40 mm, 5.62 mm, 73.88 %, 1.98 kg /m3, 0.83 kg /m3, 12.38m/s, 5.57g ตามลำดับ แล้วเมื่อเราเพิ่มความชื้นในระดับต่างๆ ตั้งแต่ 8.00% d.b.-20.00% d.b. จะทำให้คุณภาพของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) เปลี่ยนไป คือ มีค่าความยาวเฉลี่ย ความกว้าง ความหนา ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความเร็วสุดท้าย รวมถึงมวลเพิ่มขึ้น โดยมีค่าเป็น 9.68 mm, 7.00 mm, 6.69 mm, 79.35%, 2.21 kg /m3, 6.21g ตามลำดับ ส่วนความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลงเป็น 0.78 kg /m3เมื่อดูผลจากกราฟที่แสดงจะสามารถสรุปได้ว่าความชื้นมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าต่างๆ เหล่านี้ 1.บทนำ เมล็ดถั่วขาว (Bruguiera cylindrical) อยู่ในวงศ์ Rhizophoraceae มีส่วนประกอบ คือ คาร์โบไฮเดรต 69.79%, โปรตีน 27.44%, โพแทสเซียม 1.64%, ไขมัน 0.95%, แคลเซียม0.17%, เหล็ก 0.01% เป็นวัตถุดิบหนึ่งที่นิยมใช้ในการลดความอ้วนในปัจจุบัน เนื่องจากสารที่สกัดได้จากเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีสาร Phaseolamin มีฤทธิ์ในการทำให้เอ็นไซม์อะไมเลสเป็นกลาง ( th.wikipedia.org/wiki/เอนไซม์ ) ดังนั้น แป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่บริโภคเข้าไปไม่สามารถเปลี่ยนเป็นน้ำตาลได้ ร่างกายจึงได้รับพลังงานจากแป้งน้อยลงตามไปด้วย ซึ่งมีผลทำให้การสะสมของไขมันที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนรูปของน้ำตาลเป็นไขมันลดลงด้วย เมื่อร่างกายได้รับพลังงานน้อยลงไม่เพียงพอกับความต้องการในแต่ละวันร่างกายจึงต้องเผาผลาญไขมันมากมายเพราะให้สารอาหารที่มีประโยชน์หลายอย่าง เช่น โปรตีน อาหาร และไม่มีผลกระทบกับสารอาหารชนิดอื่นๆ ถัวขาวเมล็ดเล็ก วิตามิน เกลือแร่ และมีใยอาหารสูง ขณะเดียวกันในถั่วขาวก็มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัว คือ มีสารที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานที่สะสมไว้ออกมาใช้มากขึ้น จึงทำให้น้ำหนักลดลงโดยที่ไม่ต้องอด (Small White Bean) เป็นพืชในตระกูลถั่วที่มีคุณประโยชน์ของเอ็นไซม์อะไมเลส ที่ใช้ย่อยอาหารประเภทแป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ให้กลายเป็นน้ำตาลที่มีโมเลกุลขนาดเล็กเพื่อให้ร่างกายดูดซึมไปใช้ได้ เนื่องจากเมล็ดถั่วขาวเป็นถั่วเมล็ดแห้ง ดังนั้น ก่อนที่จะนำมาใช้ประโยชน์จึงต้องนำไปแช่น้ำ เพื่อให้เมล็ดมีคุณสมบัติที่สามารถนำไปใช้ได้จึงต้องมีการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว เช่น การวัดขนาดของเมล็ดถั่วขาวเพื่อให้รู้ขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นต่างๆเพื่อใช้ในการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาว การวัดความเร็วลมเพื่อตรวจคัดเมล็ดที่เหี่ยว เป็นต้น ดังนั้นการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาวจึงมีความจำเป็นมากในอุตสาหกรรม และจากการสำรวจยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพของถั่วขาวในประเทศไทยมาก่อน ดังนั้น วิจัยนี้จึงจัดทำขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้เป็นข้อมูลในการศึกษาค้นคว้าสำหรับผู้ที่สนใจ 2.วัสดุที่ใช้ในการทดลองและวิธีทดลอง 2.1 ตัวอย่างและการปรับความชื้น เมล็ดตัวอย่างมาจาก Top Supermarket สาขา ลาดกระบัง ตรา cooking for fun; บริษัท คอนติเนนตัล ฟูด จำกัด 42/1 ถ.ร่มเกล้า แขวงคลองสามประเวศ เขตลาดกระบัง กรุงเทพ 10520: แบ่งบรรจุ นำเข้าจากสหรัฐอเมริกากา การวัดความชื้นและการปรับความชื้น วัดความชื้นโดยเตรียมฟอยด์ที่ทำเป็นรูปถ้วย 3 อัน ทำเครื่องหมายกำกับแต่ละอัน แล้วนำฟอยด์แต่ละอันไปชั่ง นำเมล็ดถั่วขาวใส่ฟอยด์ 3 อันที่เตรียมไว้ แล้วไปชั่งหาน้ำหนักของเมล็ดถั่วขาว นำเมล็ดถั่วขาวที่ชั่งน้ำหนักแล้วไปอบในเตาอบลมร้อนที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 120 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งน้ำหนักเพื่อหามวลน้ำในเมล็ดถั่วขาวครั้งที่ 1 จากนั้นนำเมล็ดถั่วขาวที่ผ่านการชั่งน้ำหนักครั้งที่ 1 ไปอบในเตาอบอีกครั้ง โดยใช้เวลา 30 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งอีกครั้งเพื่อหาน้ำหนักที่คงที่ของน้ำ การปรับความชื้นโดยเตรียมถุงใส่เมล็ดถั่วขาวจำนวน 4 ถุง โดยใน 1 ถุงแบ่งเป็น 3 ส่วน ใส่เมล็ดถั่วขาวในถุงที่เตรียมไว้ส่วนละ 1000 เมล็ด รวมถุงละ 3000 เมล็ด นำถุงที่ใส่เมล็ดถั่วขาวแล้วมาปรับความชื้นโดยคำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องใส่ในแต่ละถุง ซึ่งคำนวณได้จากความชื้นฐานเปียก (%) กำหนด MCwb. คือ ความชื้น Mw คือ มวลน้ำ Mtotal คือ มวลรวม เมื่อเตรียมความชื้นเสร็จ 1 ส่วนนำถุงไปปิดผนึก (Seal) เพื่อป้องกันการการเปลี่ยนแปลงของความชื้น ทำจนครบทั้ง 3 ส่วน ในแต่ละถุงจะมีความชื้นไม่เท่ากันโดยความชื้นจะเพิ่มขึ้นถุงละ 3% จากถุงก่อนหน้า นำถุงที่เตรียมความชื้นเสร็จแล้วไปแช่ในเครื่องทำความเย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียสเป็น เวลา 1 สัปดาห์ โดยภายใน 1 สัปดาห์นี้ให้ทำการเขย่าถุงทุกถุงทุกวันเพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอ 2.2การวัดเมล็ดถั่วขาว 2.2.1การวัดลักษณะทางกายภาพ วัดโดยใช้เครื่องมือวัดเวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ในการวัดเมล็ดถั่วขาว ซึ่งทำการวัดทั้งหมด 3 ด้านต่อเมล็ดถั่วขาว 1 เมล็ด ได้แก่ ความกว้าง ความยาว และความหนา เพื่อคำนวณหาGMD แล้วคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม (The Sphere) (%) กำหนด คือ ค่าความเป็นทรงกลม W คือ ความกว้าง L คือ ความยาว T คือ ความหนา ของแต่ละเมล็ดโดยทำการวัดเมล็ดถั่วขาวทั้งหมด 100 เมล็ด เพื่อหาความกว้างเฉลี่ย ความยาวเฉลี่ย ความหนาเฉลี่ยและค่าความเป็นทรงกลมเฉลี่ย Fig.1 Measurement wide length and thickness 2.2.2การวัดความหนาแน่นเนื้อและความหนาแน่นรวม การวัดความหนาแน่นโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวทีเตรียมไว้ ใส่ลงในขวด Pycnometer ชั่งน้ำหนักเทสารละลายลงในขวด (ในที่นี้ใช้ Hexane) ชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด Pt คือ ความหนาแน่นเนื้อ M คือ มวล V คือ ปริมาตร Fig.2 True density measurement การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวเทใส่ภาชนะที่เตรียมไว้ผ่านกรวยที่ความสูงเท่ากันในแต่ละครั้ง เสร็จแล้วนำภาชนะทีมีถั่วอยู่มาชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนดPb คือ ความหนาแน่นรวม M คือ มวล Vtotal คือ ปริมาตรรวม Fig.3 Bulk density measurement 2.2.3การวัดเมล็ดถั่วขาวจากภาพฉาย เตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วที่เตรียมมาเรียงบนกระดาษที่ตัดกับสีของเมล็ดถั่วขาว จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ด ถ่ายรูปเมล็ดถั่วที่เรียงแล้ว นำไปลงในโปรแกรม Photo Shop เพื่อ Crop ภาพหา Pixel ของภาพ 1x1 จากนั้น Crop ภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixel นำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด A คือ พื้นที่ภาพฉาย PixelBean คือ พิกเซลของถั่ว Pixel1x1 คือ พิกเซลของช่องเปรียบเทียบ Fig.4 Projected area measurement 2.2.4การวัดพื้นที่เอียง วัดพื้นที่เอียงโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาวจำนวน 10 เมล็ด นำเมล็ดถั่วขาวทีคัดเลือกไว้ไปทดสอบพื้นที่เอียง 3 แบบ คือ แผ่นไม้ แผ่นยาง และแผ่นอลูมิเนียม Fig.5 Static friction coefficient measurement 2.2.5 ความเร็วสุดท้าย วัดความเร็วสุดท้ายโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วขาวที่เตรียมไว้ใส่ในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์พอให้ถั่วลอย นำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมที่เมล็ดถั่วลอย (Vt =0.3263X) กำหนด Vt คือ ความเร็วสุดท้าย X คือ ความเร็วรอบของมอเตอร์ Fig.6 Terminal velocity measurement by Anemometer 3.ผลการทดลองและวิจารณ์ผลการทดลอง การศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันที่ระดับความชื้นที่แตกต่างกัน 5ระดับ 3.1 ขนาดของเมล็ดถั่วขาว เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีการขยายตัวด้านความยาว ความกว้าง ความหนาเพิ่มมากขึ้น ดังนั้น เมื่อความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำมากขึ้นทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยความหนาจะมีอัตราการขยายมากกว่าอีกสองดานเนื่องจากช่องว่างภายในเมล็ดถั่วขาว มีลักษณะเป็นแนวยาวตามเมล็ด ส่งผลให้เมื่อเมล็ดดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นเมล็ดไม่สามรถขยายด้านความยาวและความกว้างได้มากเท่าที่ควรเนื่องจากข้อจำกัดด้านลักษณะของช่องว่าง ทำให้ด้านที่ขยายตัวได้มากที่สุดคือด้านความหนา เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วแดง เมล็ดถั่วขาวจะมีอัตราการขยายตัวของเมล็ดมากกว่าเมล็ดถั่วแดง โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ ค่าGMDแปรผันตรงกับความชื้น มีค่า GMD = 0.0855MCwb. + 6.1262, R² = 0.5395 (Fig.7) Fig.7 Effect of moisture content on GMD และค่าการขยายตัวแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Length: L = 0.046MCwb. + 8.928, R² = 0.2365 Wideness: W = 0.0757MCwb. + 5.6787, R² = 0.5271 Thickness: T = 0.1157MCwb. + 4.4787, R² = 0.6693 (Fig.8) Fig.8 Effect of moisture content on size 3.2 ค่าความเป็นทรงกลม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวที่มีการขยายตัวทำให้ค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นส่งผลให้เมล็ดเกิดการขยายตัวทุกทิศทาง ทำให้มีค่าความเป็นทรงกลมมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความเป็นทรงกลมมากกว่า cowpea โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ และความเร็วในการวัด ค่าความเป็นทรงกลมแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า = 0.516MCwb. + 69.232, R² = 0.9124 (Fig.9) Fig.9 Effect of moisture content on sphericity 3.3 ค่าความหนาแน่นเนื้อ เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลปริมาณน้ำที่อยู่ภายในเมล็ดเพิ่มมากขึ้น ทำให้เมล็ดมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับปริมาตร และเมื่อแทนค่าในสูตรความหนาแน่น จะได้ค่าความหนาแน่นเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้นต่างกับ cowpea ที่มีความหนาแน่นเนื้อลดลง โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีความคลาดเคลื่อนจาก Hexaneที่ซึ่งอาจเช็ดขวดไม่ทั่ว หรือมี Hexaneส่วนเกินจึงทำให้น้ำหนักคลาดเคลื่อนได้ ทั้งนี้ความเร็วในการทำการทดลองก็มีผลด้วยเช่นเดียวกัน ค่าความหนาแน่นเนื้อแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Fig.10 Effect of moisture content on true density 3.4 ค่าความหนาแน่นรวม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นรวมลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เนื่องจากมีพื้นที่ช่องว่างระหว่างเมล็ดมากขึ้นทำให้น้ำหนักลดลง ในขณะที่ปริมาตรมีค่าคงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนารวมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าลดลงเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของ cowpea ทั้งเมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างมีความหนาแน่นรวมลดลงทั้งคู่ โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากความสูงในการเทเมล็ดลงในภาชนะ หากความสูงคลาดเคลื่อนค่าที่ได้คลาดเคลื่อนได้เช่นกัน ค่าความหนาแน่นรวมแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า = 0.036MCwb. + 0.8604, R² = 0.5049 (Fig.11) Fig.11 Effect of moisture content on bulk density 3.5 ค่าพื้นที่ภาพฉาย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าพื้นที่ภาพฉายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เมื่อทำการ Crop ภาพจะได้ค่า pixel มากขึ้น เมื่อนำมาเทียบกับ pixel ของตาราง 1x1 จะได้พื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างก็มีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการ Crops ภาพของผู้ทำการทดลอง ที่อาจcropภาพได้ไม่เท่ากับขนาดจริงของเมล็ดทำให้ค่าpixel ที่ได้คลาดเคลื่อน ค่าพื้นที่ภาพฉายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า A = 0.0023MCwb. + 0.4673, R² = 0.932 (Fig.12) Fig.12 Effect of moisture content on projected area 3.6 ค่าความเสียดทานสถิต เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื่นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวีค่าความเสียดทานลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะมีค่าลดน้อยลงเนื่องจากค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้นจึงส่งผลให้พื้นผิวส่วนของเมล็ดที่สัมผัสกับพื้นผิวลดลงจึงทำให้เวลากลิ้งเกิดแรงเสียดทานน้อยลง เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธุที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิต ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเสียดทานสถิต ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีค่าความเสียดทานสถิตลดลง ต่างกับ cowpea ที่มีค่าความเสียดทานสถิต เพิ่มขึ้น โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีที่มีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จาก2จุดคือ1ผู้ทำการทดลองยกพื้นเอียงเร็วเกินไปทำให้เมล็ดกลิ้งก่อนที่ควรจะเป็น 2 การอ่านค่าองศาผู้ทำการทดลองอ่านอ่านค่าคลาดเคลื่อนได้ ค่าความเสียดานแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า Wood: µW =-0.0066MCwb. + 0.2738, R² = 0.8975 Rubber: µR =-0.0043MCwb. + 0.2595, R² = 0.9176 Aluminium: µA =-0.0145MCwb. + 0.3778, R² = 0.8388 (Fig.13) Fig.13 Effect of moisture content on Static Friction Coefficient 3.7 ค่าความเร็วสุดท้าย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความเร็วสุดท้ายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้น้ำหนักของเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ต้องใช้ความเร็วลมมากขึ้นเพื่อให้เมล็ดลอยอยู่ในระดับที่คงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้าย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้าย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea จะมีค่าความเร็วสุดท้าย เพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการที่เมล็ดยังลอยอยู่ไม่คงที่แล้วทำการอ่านค่าเลย ค่าความเร็วสุดท้ายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Vt = 0.0563MCwb. + 11.995, R² = 0.9539 (Fig.14) Fig.14 Effect of moisture content on Terminal Velocity 4.สรุปผล แบ่งเป็น 5 ระดับความชื้น เริ่มจากความเริ่มต้น 8%, 11%, 14%, 17% และ 20% ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 8% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.45 mm, 6.40 mm, 5.62 mm , 73.88 %, 1.98 kg / m3, 0.83 kg / m3และ12.38m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 11% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.36 mm, 6.42 mm, 5.63 mm , 74.47 %, 1.99 kg / m3, 0.81 kg / m3และ12.70m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 14% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.09 mm, 6.38 mm, 5.59mm , 75.57 %, 2.04 kg /m3, 0.82 kg /m3และ12.82m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 17% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 10.28 mm, 7.49 mm, 6.96 mm , 79.01 %, 2.15 kg /m3, 0.80 kg / m3และ12.93m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 20% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.68 mm, 7.00 mm, 6.69 mm , 79.35 %, 2.21 kg /m3, 0.78 kg /m3 และ13.11 m/s ตามลำดับ เอกสารอ้างอิง [1]Esref ISIK, Halil UNAL (2007) . Moisture dependent physical properties of white speckled red kidney bean grains. Journal of Food Engineering, 82, 209-216 [2] Esref ISIK, Halil UNAL (2011) . Some engineering properties of white kidney beans. African Journal of Biotechnology Vol. 10 (82) , pp. 19126-19136 [3] Ibrahim Yalcan (2006) Physical properties of cowpea, Journal of Food Engineering 79 (2007) 57-62
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