News and Articles

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน


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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

(Effect of moisture content on some physical properties of Moringa seed and kernel)

สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

กรณ์อัฐชญา วีณุตตรานนท์ มาริสา คงเอื้อสิริกุล รุ่งนภา กองทุ่งมน วสันต์ อินทร์ตา

บทคัดย่อ

การศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม เป็นการศึกษาคุณลักษณะของเมล็ดส่วนทั้งเมล็ด และ เมล็ดใน เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น การใช้งานเพื่อการขนส่ง การเก็บเกี่ยวที่ดี และบรรจุหีบห่อ ซึ่งได้พิจารณาจากปริมาณความชื้นฐานเปียกที่เมล็ดมะรุมได้รับ มีการกำหนดความหลากหลายของความชื้นทั้งหมด 5 ระดับ ในส่วนทั้งเมล็ด ตั้งแต่ 8.32-20.32 %wb. และในส่วนเมล็ดใน ตั้งแต่ 6.58 - 18.58 %wb. โดยคุณสมบัติที่ได้ทำการศึกษากับช่วงระยะความชื้นนั้น ได้แก่ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิต, ความเป็นทรงกลม, มวล 100 เมล็ด, พื้นที่ภาพฉาย, ความหนาแน่นรวม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความพรุน, ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด, ความเร็วสุดท้าย และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ซึ่งในส่วนทั้งเมล็ดมีค่า 1.2391 - 1.2690 เซนติเมตร, 0.8947-0.9267 %, 24.23-27.71 กรัม, 1.6030-1.4571 ตารางเซนติเมตร, 0.1969-0.1654 กรัมต่อมิลลิลิตร, 3.7638 - 2.6763 กรัมต่อมิลลิลิตร, 94.7695-93.8211 %, 0.0810-0.0868 ลูกบาศก์เซนติเมตร, 9.78-12.67 เมตรต่อวินาที ตามลำดับ และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานที่แผ่นอะลูมิเนียม แผ่นไม้อัด และแผ่นยาง มีค่า 0.4796-0.4956, 0.6126-0.6336, 0.8492-0.8929 ตามลำดับ จะเห็นได้ว่ากราฟจะเป็นแบบเชิงเส้น ค่าแรงเสียดทานจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ และในส่วนเมล็ดใน มีค่า 0.7390-0.7482 เซนติเมตร, 0.9425-0.9520 %, 18.23-20.55 กรัม, 0.5720-0.5298 ตารางเซนติเมตร, 0.4796-0.4631 กรัมต่อมิลลิลิตร, 5.8278- 3.2182 กรัมต่อมิลลิลิตร, 91.7699-85.6089 %, 0.0318-0.0381 ลูกบาศก์เซนติเมตร, 10.30-11.53 เมตรต่อวินาที ตามลำดับ และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานที่แผ่นอะลูมิเนียม แผ่นไม้อัด และแผ่นยาง มีค่า 0.3019-0.3246, 0.3822-0.4119, 0.4835-0.5669 ตามลำดับ จะเห็นได้ว่ากราฟจะเป็นแบบเชิงเส้น ค่าแรงเสียดทานจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ จากศึกษาเมล็ดมะรุมจะเห็นได้ว่า กราฟความสัมพันธ์ที่ได้จะเป็นแบบเส้นตรง ลักษณะกราฟเพิ่ม ยกเว้น พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ และ ความพรุน จะมีลักษณะกราฟเป็นกราฟลดทั้งส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

1. บทนำ

มะรุม มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Moringa oleifera จัดอยู่ในตระกูล Moringaceae มีถิ่นกำเนิดในประเทศแถบเอเชีย แต่พบได้โดยทั่วไปในแอฟริกา และเขตร้อนของทวีปอเมริกา เป็นไม้ผลัดใบ ขึ้นได้ในทุกภูมิประเทศ สำหรับประเทศไทย มะรุมพื้นเมืองที่ปลูกโดยทั่วไปเป็นพวก M.oleifera ซึ่งมีสายพันธุ์จากอินเดียแถบเทือกเขาหิมาลัย จากการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน พบว่า มะรุมเป็นพืชที่มีสารจำพวก Polyelectrolyte อยู่ในเมล็ด มีคุณสมบัติในการช่วยตกตะกอน และในแถบทวีปแอฟริกา เช่น ซูดาน ใช้เมล็ดมะรุมกำจัดความขุ่นในน้ำ ซึ่งมีผลที่น่าพอใจ (ภิญญ์ฑิตา ,2531)

ในข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการวิจัยในระดับเซลล์และสัตว์ทดลอง พบว่า สารสกัดน้ำมันจากเมล็ดมะรุมสามารถต้านและกำจัดอนุมูลอิสระได้ และ สารสกัดน้ำมันจากเมล็ด ที่เป็นผลิตภัณฑ์สำหรับใช้กับตา พบว่าใช้ได้ดีในหนูทดลอง ซึ่งมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย ที่มีสาเหตุจาก Staphylococcus aureus (http://www.medplant.mahidol.ac.th/document/moringa.asp)

เมล็ดมะรุม สามารถสกัดเป็นน้ำมันได้ น้ำมันเมล็ดมะรุม ประกอบไปด้วย Sterol ได้แก่ campesterol, stigmasterol , b-sitosterol , D5-avenasterol , clerosterol , 24-methylenecholesterol , D7-campestanol,stigmastanol และ 28-isoavenasterol นอกจากนี้ยังประกอบไปด้วยกรดไขมันเช่น Oleic oils (C18:1, 67.90%-76.00%) , C16:0 (6.04%-7.80%) , C18:0 (4.14%-7.60) , C20:0 (2.76%-4.00%) และ C22:0 (5.00%-6.73) ซึ่งเป็นกรดไขมันอิ่มตัวต่ำ และกรดไขมันไม่อิ่มตัวสูง โดยทั้งหมดมีปริมาณน้ำมันสะสมอยู่ 26% ปริมาณฟอสโฟลิปิดต่ำร้อยละ 0.17 น้ำมันที่สกัดได้มีสีเหลืองค่อนข้างใส ไม่พบกรดไซโคลโพรพีน ซึ่งเป็นพิษในน้ำมันเมล็ดมะรุม ปริมาณทองแดงและตะกั่วที่เกินมาตรฐานกระทรวงอุตสาหกรรม คาดว่าจะสามารถกำจัดโลหะหนักเหล่านี้ได้ด้วยกระบวนการรีฟายน์ มีแนวโน้มที่จะใช้ผลิตน้ำมันบริโภคและสามารถนำมาทดแทนน้ำมันมะกอกในอุตสาหกรรมเคมีได้ (จันทนา,2539)

วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม เป็นการศึกษาคุณลักษณะของเมล็ดได้แก่ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต ความเป็นทรงกลม มวล 100 เมล็ด พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ ความพรุน ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ความเร็วสุดท้าย และ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตเพื่อใช้ประโยชน์จากเมล็ด เช่น การใช้งานเพื่อการขนส่ง การบรรจุหีบห่อ การออกแบบเครื่องจักรในการผลิตผลิตภัณฑ์จากเมล็ด ซึ่งมีประโยชน์ในการใช้งานในอุตสาหกรรม

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

2. วัสดุและวิธีการทดลอง

2.1 วัสดุ

เมล็ดมะรุมที่ใช้ในการทดลอง จากร้านสมุนไพรออนไลน์ 196/1 ม. 8 ต.นิคมสร้างตนเอง อ.เมืองฯ จ.ลพบุรี 15000 บรรจุในถุงปิดผนึกเก็บไว้ในอุณหภูมิห้อง นำเมล็ดมะรุมมาทำความสะอาด โดยการคัดแยกสิ่งแปลกปลอม และเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์ออกจากกลุ่มตัวอย่างเมล็ดที่จะใช้ศึกษา

แบ่งกลุ่มการศึกษาเป็น 2 กลุ่ม คือ 1. ทั้งเมล็ด (รวมเปลือก) 2. เมล็ดใน (แกะเปลือก) โดยตลอดขั้นตอนการทดลอง จะเรียกโดยรวมว่า เมล็ดมะรุม

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่1 แสดงลักษณะรูปร่างของเมล็ดมะรุม

ก. แสดงลักษณะของทั้งเมล็ด

ข. แสดงลักษณะของเมล็ดใน

2.2 วิธีการ

นำเมล็ดตัวอย่างหาค่าความชื้นเริ่มต้น โดยการนำเมล็ดใส่กระทงชั่งน้ำหนักกระทงด้วยเครื่องชั่งดิจิตอล ความละเอียด 4 ตำแหน่ง เติมเมล็ดตัวอย่างประมาณ 5 กรัม บันทึกน้ำหนักกระทงและน้ำหนักเนื้อเมล็ดตัวอย่างไว้ นำเมล็ดตัวอย่างอบในตู้ควบคุมอุณหภูมิ โดยใช้อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส อบเป็นเวลา 3 ชั่วโมง แล้วจึงชั่งน้ำหนักตัวอย่างหลังอบ หาความชื้นเริ่มต้นจากสมการ

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

ปรับความชื้น โดยการนำค่าความชื้นที่ได้ มาหาปริมาณน้ำที่จะใส่เพิ่ม เพื่อให้ได้ความชื้นที่ต้องการ โดยการคำนวณจาก

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

ความชื้นที่ต้องการปรับมีค่าที่เพิ่มขึ้นจากความชื้นเริ่มต้นครั้งละ 3% จำนวน 4 ความชื้น นำเมล็ดตัวอย่างใส่ถุงพลาสติกจำนวน 3 ถุง ต่อ 1 ระดับความชื้น ถุงละ 100 เมล็ด แล้วนำปริมาณน้ำที่ได้จากการคำนวณเติมลงไปในเมล็ดตัวอย่างทั้ง 4 ความชื้น ซึ่งแต่ละระดับความชื้นจะมีปริมาณน้ำที่ไม่เท่ากัน ตามความชื้นที่คำนวณได้ นำถุงเมล็ดตัวอย่างที่เติมน้ำเรียบร้อยแล้วปิดผนึกปากถุง ไม่ให้อากาศออกหรือเข้าได้ แล้วนำไปเก็บไว้ในตู้เย็น ที่อุณหภูมิ 5 อาศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 สัปดาห์ ซึ่งในระหว่างนั้นให้เขย่าถุงทุกๆ 2 วัน เพื่อการกระจายตัวของน้ำเป็นไปอย่างทั่วถึง

2.2.1 คุณสมบัติทางกายภาพ

1) ขนาด (size)

คัดเลือกเมล็ดมะรุมที่มีความสมบูรณ์จำนวน 100 เมล็ดของแต่ละความชื้น นำเมล็ดทั้งหมดมาวัดขนาดทั้งความยาว ความกว้าง และความหนา ของแต่ละเมล็ด ในการวัดครั้งนี้ใช้เวอร์เนียคาลิปเปอร์ ซึ่งมีค่า Least count ที่ 0.05 เซนติเมตร แล้วนำค่าที่ได้ทั้งหมดมาหาค่าเฉลี่ย

นำค่าความกว้าง ความยาว และ ความหนาของเมล็ดคำนวณหาเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ของเมล็ดข้าวโพดได้โดยการคำนวณที่ใช้ความสัมพันธ์ต่อไปนี้

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

และหาความเป็นทรงกลม โดยใช้ความสัมพันธ์จาก

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

2) น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seed mass)

ชั่งน้ำหนักเมล็ดตัวอย่าง โดยนำเมล็ดตัวอย่างที่ความชื้นต่างๆ ทั้ง 5 ความชื้น โดยความชื้นเริ่มต้นนั้นต้องนำตัวอย่างวางไว้ให้มีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิห้อง และนำตัวอย่างความชื้นๆละ 100เมล็ด นำมาชั่งน้ำหนัก โดยการใช้เครื่องชั่ง 2 ตำแหน่ง ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 กรัม

3) พื้นที่ภาพฉาย (projected area)

คัดเลือกเมล็ดมะรุมที่มีความสมบูรณ์ จำนวน 50 เมล็ด ของแต่ละความชื้น นำเมล็ดทั้งหมดมาจัดวางเพื่อถ่ายภาพ โดยกล้องโทรศัพท์มือถือ Galaxy S Samsung ความละเอียด 5 ล้านพิกเซลจากมุมสูง ใช้โปรแกรม PhotoshopCS3 เพื่อหาพื้นที่ (ตารางเซนติเมตร) ของเมล็ดมะรุม 1 เมล็ด แล้วนำค่าที่ได้ทั้งหมดมาหาค่าเฉลี่ย

4) ความหนาแน่นรวม (Bulk Density)

ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ของเมล็ดมะรุม หาได้โดยบรรจุเมล็ดในกระบอกตวงที่ทราบปริมาตรแน่นอน โดยปล่อยให้หล่นจากปากกรวย มาถึงปากกระบอกตวง ความยาวประมาณ 15 เซนติเมตร ปาดปากกระบอกตวงให้เรียบ แล้วนำไปชั่งน้ำหนัก หาความหนาแน่นรวมจาก

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

5) ความหนาแน่นเนื้อ (True Density) และปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed)

ความหนาแน่นจริง (True Density) เป็นสัดส่วนของจำนวนโมเลกุลของสารนั้น ในหนึ่งหน่วยปริมาตร ทำการหาทุกระดับความชื้น

สำหรับส่วนเมล็ดใน ใช้วิธีการแทนที่ของเหลวในขวด Pycnometer ซึ่งเป็นขวดที่ทราบปริมาตรแน่นอน วิธีการคือ ชั่งน้ำหนักขวดเปล่า จึงหาค่าความหนาแน่นของของเหลว โดยการเติมของเหลวจนเต็มขวดชั่งน้ำหนักของเหลว โดยของเหลวที่ใช้คือเฮกเซน (Hexane) มีค่าความหนาแน่นเท่ากับ 0.6548 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ใส่เมล็ดมะรุมประมาณ 1 ใน 3 ของขนาดขวด แล้วชั่งน้ำหนักพร้อมขวด จากนั้นก็เติมเฮกเซนลงไปจนเต็มขวด นำไปชั่งน้ำหนัก ซึ่งปริมาตรเมล็ด คือ ปริมาตรของของเหลวที่ถูกแทนที่ด้วยเมล็ด ซึ่งคำนวณความหนาแน่นจริงได้จากสูตร

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดสำหรับเมล็ดใน

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

สำหรับส่วนทั้งเมล็ด ใช้การสมบัติเรื่องแรงลอยตัวของวัตถุบนของเหลว โดยการจุ่มเมล็ดในของเหลว โดยใช้เฮกเซน เหมือนวิธีแทนที่ของเหลวในขวด Pycnometer แต่ทำการวัดแรงได้จากการชั่งน้ำหนักของเหลวทั้งก่อนจุ่มเมล็ด และขณะจุ่มเมล็ด จะได้ซึ่งคำนวณความหนาแน่นจริงได้จากสูตรเดียวกับวิธีแทนที่ของเหลว และคำนวณปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดสำหรับทั้งเมล็ด

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

6) ความพรุน (Porosity)

การหาความพรุน เป็นการหาความสัมพันธ์ของความหนาแน่นรวมกับความหนาแน่นจริง โดยใช้ความสัมพันธ์

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

7) ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity)

คัดเลือกเมล็ดมะรุมที่มีความสมบูรณ์ จำนวน 10 เมล็ด ของแต่ละความชื้น โดยการหาความเร็วสุดท้ายเป็นการวัดความเร็วลมสุดท้าย (จากพัดลม) ที่เมล็ดตัวอย่างจะสามารถลอยอยู่นิ่งที่ปากกระบอกของชุดอุปกรณ์ทดลอง

8) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient)

การหาค่าแรงเสียดทาน ของเมล็ดบนพื้นผิวต่างๆ ได้แก่ แผ่นไม้อัด แผ่นอะลูมิเนียม และแผ่นยาง เป็นการวางเมล็ดบนแผ่นพื้นแบบต่างๆ ดังรูปที่ 2 แล้วหาค่ามุมที่ให้เมล็ดตกลงมาบนพื้น โดยการหาได้จากความสัมพันธ์

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 2 แสดงการหามุมแรงเสียดทานที่พื้นผิวต่างๆ

3. ผลการทดลอง

จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุมที่ระดับความชื้นที่แตกต่างกัน 5 ระดับ

3.1 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น กับ GMD

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะเพิ่มขึ้นเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมได้รับความชื้น จึงทำให้เมล็ดมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวขึ้น ที่สอดคล้องกับการทดลอง เมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และ เมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012)

3.2 ความเป็นทรงกลม (Sphericity)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับความเป็นทรงกลม

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะเพิ่มขึ้นเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมได้รับความชื้น จึงทำให้เมล็ดมีรูปร่างที่กลมมากขึ้น ที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และเมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012)

3.3 น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seed mass)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น กับ น้ำหนัก 100 เมล็ด

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าน้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในเพิ่มขึ้นเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมได้รับความชื้น จึงทำให้เมล็ดมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น ที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) เมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012) และเมล็ดมะรุม (Aviara N. A. , 2013)

3.4 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 6 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับพื้นที่ภาพฉาย

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected area) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะเพิ่มขึ้น เมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมได้รับความชื้น ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตเพิ่มขึ้น จึงทำให้เมล็ดมีพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้นที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และ เมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012)

3.5 ความหนาแน่นรวม (Bulk density)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 7 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับความหนาแน่นรวม

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะลดลงเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมได้รับความชื้น ดูดน้ำเข้าไปทำให้ความหนาแน่นรวมของเมล็ดลดลง ที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และ เมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012) แต่ไม่สอดคล้องกับเมล็ดมะรุม (Aviara N. A. , 2013) อาจมีสาเหตุมาจากปริมาณน้ำมันที่อยู่ในเมล็ดมะรุม และสถานที่ปลูกมะรุมที่แตกต่างกัน

3.6 ความหนาแน่นเนื้อ (True density)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 8 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับความหนาแน่นเนื้อ

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะลดลงเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมได้รับความชื้น ดูดน้ำเข้าไป ทำให้ความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดลดลงที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และ เมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012) แต่ไม่สอดคล้องกับเมล็ดมะรุม (Aviara N. A. , 2013) อาจมีสาเหตุมาจากปริมาณน้ำมันที่อยู่ในเมล็ดมะรุม และสถานที่ปลูกมะรุมที่แตกต่างกัน

3.7 ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 9 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับปริมาตรต่อ หนึ่งเมล็ด

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะเพิ่มขึ้นเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมมีขนาดและน้ำหนักเพิ่มขึ้น จึงทำให้ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดเพิ่มขึ้น ที่สอดคล้องกับ การทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และ เมล็ด caper (Dursun E. , 2005)

3.8 ความพรุน (Porosity)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 10 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับความพรุน

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความพรุน (Porosity) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะลดลงเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมได้รับความชื้น ดูดน้ำเข้าไปทำให้ความหนาแน่นเนื้อ และ ความหนาแน่นรวมของเมล็ดลดลง จึงทำให้ ความพรุนลดลง ที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และ เมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012) แต่ไม่สอดคล้องกับเมล็ดมะรุม (Aviara N. A. , 2013) อาจมีสาเหตุมาจากปริมาณน้ำมันที่อยู่ในเมล็ดมะรุม และสถานที่ปลูกมะรุมที่แตกต่างกัน

3.9 ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 11 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับความเร็วสุดท้าย

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะเพิ่มขึ้น เมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจาก เมล็ดมะรุมดูดน้ำเข้าไป น้ำหนักเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ความเร็วสุดท้ายของเมล็ดเพิ่มขึ้น ที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) และ เมล็ด caper (Dursun E. , 2005)

3.10 สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน (Static coefficient friction)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 12 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (ส่วนทั้งเมล็ด)

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน

รูปที่ 13 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (ส่วนเมล็ดใน)

จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน (Static coefficient friction) ของเมล็ดมะรุมส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดในจะเพิ่มขึ้นเมื่อเปอร์เซ็นต์ความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจากเมล็ดมะรุมมีขนาดและน้ำหนักเพิ่มขึ้น จึงทำให้สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้น ที่สอดคล้องกับการทดลองเมล็ด cowpea (Ibrahim Yalcin , 2006) เมล็ดกระวาน (Tamirat G., 2012) และ เมล็ดมะรุม (Aviara N. A. , 2013)

4. สรุปผลการทดลอง

4.1 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต ความเป็นทรงกลม และ พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดมะรุม มีความสัมพันธ์แบบ เป็นเส้นตรงที่เพิ่มขึ้นกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น โดย ส่วนทั้งเมล็ด มีการเพิ่มขึ้นที่มากกว่า ส่วนเมล็ดใน

4.2 มวล 100 เมล็ด และ ปริมาตร ของเมล็ดมะรุมมีความสัมพันธ์แบบเป็นเส้นตรงที่เพิ่มขึ้น กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น โดยส่วนทั้งเมล็ดมีการเพิ่มขึ้นที่มากกว่าส่วนเมล็ดใน

4.3 ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ และความพรุน มีความสัมพันธ์แบบเป็นเส้นตรงที่ลดลงกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น โดยส่วนทั้งเมล็ดมีการลดลงที่มากกว่าส่วนเมล็ดใน

4.4 ความเร็วสุดท้าย มีความสัมพันธ์แบบเส้นตรงที่เพิ่มขึ้น กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น โดย ส่วนทั้งเมล็ด มีการเพิ่มขึ้นที่มากกว่า ส่วนเมล็ดใน

4.5 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต มีความสัมพันธ์แบบเป็นเส้นตรงที่เพิ่มขึ้น กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในทุกพื้นผิว โดยเรียงลำดับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตจากมากไปน้อย ทั้งในส่วนทั้งเมล็ด และเมล็ดในได้เป็น ยาง ไม้ และอลูมิเนียม ตามลาดับ โดย

- พื้นผิว ยาง และ อลูมิเนียม ส่วนทั้งเมล็ด มีการเพิ่มขึ้นที่มากกว่า ส่วนเมล็ดใน

- พื้นผิว ไม้ ส่วนเมล็ดใน มีการเพิ่มขึ้นที่มากกว่า ส่วนทั้งเมล็ด

อ้างอิง

จันทนา ก่อนเก่า. (2539) . การพัฒนาน้ำมันพืชชนิดใหม่เพื่ออุตสาหกรรม. วิทยานิพนธ์ ปริญญาวิทยาศาสตร์มหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

บริษัท สเปเชียลตี้ เนเชอรัล โปรดักส์ จำกัด (ออนไลน์) . สารสกัดเมล็ดมะรุม. วันที่สืบค้นข้อมูล 9 สิงหาคม 2555. เวปไซต์: http://www.snpthai.com/th/product/สารสกัดเมล็ดมะรุม

ภิญญ์ทิตา มุ่งการดี. (2531) . การกำจัดความขุ่นของน้ำโดยใช้เมล็ดมะรุม. วิศวกรรมสาร มข. ปีที่ 15, ฉบับที่ 2 (ก.ค.-ธ.ค. 2531) , หน้า 39-43.

วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี (ออนไลน์) . มะรุม. วันที่สืบค้นข้อมูล 9 สิงหาคม 2555. เวปไซต์: http://th.wikipedia.org/wiki/มะรุม

สำนักงานข้อมูลสมุนไพร (ออนไลน์) . มะรุมพืชที่ทุกคนอยากรู้. วันที่สืบค้นข้อมูล 9 สิงหาคม 2555. จาก คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล เวปไซต์: http://www.medplant.mahidol.ac.th/document/moringa.asp

Aviara N. A. (2013) . Moisture-dependent physical properties of Moringa oleifera seed relevant in bulk handling and mechanical processing. Industrial Crops and Products, volume 42, page 96-104. Maiduguri, Nigeria.

Dursun E. (2005) . Some Physical Properties of Caper Seed. Biosystems Engineering , Volume 92, (2) , page 237-245. Ankara, Turkey.

Gupta R.K., Das S.K. (1997) . Physical properties of sunflower seeds. Journal of Agricultural Engineering Research, volume66 (1) , page 1-8. Kharagpur, India.

Karababa, E. (2006) . Physical properties of popcorn kernels. Journal of Food Engineering, volume 72 (1) ,page 100- 107.Mersin,Turkey.

Sacilik, K. et al. (2003) . Some Physical Properties of Hemp Seed. Biosystems Engineering (2003) , volume 86 (2) , page 191-198. Ankara, Turkey.

Tamirat Redae Gebreselassie. (2012) . Moisture dependent physical properties of cardamom (Elettaria Cardamomum M.) seed. CIGR Journal, volume 14 (1) , page 108-115. Adama, Ethiopia.

Yalcın, I. (2006) . Physical properties of cowpea (Vigna sinensis L.) seed. Journal of Food Engineering 79, Adnan Menderes University, Aydın, Turkey.



ข่าวและบทความที่เกี่ยวข้อง
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ (Effect of moisture content on some physical properties of black papper) ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ศศิมา เรืองมนัสสุทธิ สุวพัชร ดอกแขมกลาง หทัยชนก วาณิชเจริญทรัพย์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ ยี่ห้อไร่ทิพย์ พิจารณาจากปริมาณความชื้นแห้ง ที่เมล็ดพริกไทยดำได้รับในช่วง 7.11%-9.11% ทั้งหมด5ระดับ พบว่า ค่าความยาว (L) ความกว้าง (T) และความหนา (W) มีค่าอยู่ในช่วง 4.72-5.37 mm, 4.39-5.17 mm,4.38-5.11 mmตามลำดับ ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) มีค่าอยู่ในช่วง 4.49 - 5.21 mm ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าอยู่ในช่วง 0.95 - 0.97 ค่าน้ำหนัก 1000 เมล็ดของเมล็ดพริกไทยดำ (1000 seeds Mass) มีค่าอยู่ในช่วง 48.39 - 49.09 g ค่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) มีค่าอยู่ในช่วง0.17-0.20 cm2 ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) มีค่าอยู่ในช่วง 1.07-1.08 g/ml และค่าปริมาตรต่อเมล็ด มีค่าอยู่ในช่วง 0.03 -0.06 ml จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) มีค่าอยู่ในช่วง 0.29 - 0.54 g/ml และค่าความพรุน (Porosity) มีค่าอยู่ในช่วง 72.64-46.54 %และค่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มีค่าอยู่ในช่วง 9.62 - 9.50 rpm พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดพริกไทยดำ ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาทำการหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 4 ชนิดคือ แผ่นยาง แผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น 1.คำนำ พริกไทยดำมีชื่อสามัญว่า Black Piper มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่าPiper nigrum Linn วงศ์ Piperaceae เป็นเครื่องเทศที่ชาวไทยและชาวต่างชาติรู้จักและนิยมใช้ในการปรุงอาหารกันอย่างกว้างขวาง ลักษณะทั่วไป พริกไทยเป็นไม้เถาเลื้อยยืนต้น ลำต้นเป็นปล้อง มีรากฝอยตามข้อใช้ในการยึดเกาะ ใบเดี่ยว รูปรี ออกเรียงสลับตามข้อ และกิ่งปลายใบแหลม ขอบใบเรียบ คล้ายใบพลู ดอกสีขาว ออกเป็นช่อตามข้อ ช่อดอกแต่ละช่อมีดอกฝอยประมาณ 70-85 ดอกผลออกเป็นช่อทรงกระบอกกลมยาว ช่อผลเป็นสีเขียว เมื่อแก่เป็นสีเหลืองและแดงภายในมีเมล็ดกลม พริกไทยเป็นพืชที่มีถิ่นกำเนิดแถบอินเดียและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ในประเทศไทยมีพื้นที่การเพาะปลูกมากที่สุดคือจังหวัดจันทบุรี และเป็นพืช เศรษฐกิจที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งของประเทศไทยของเรา คนไทยนั้นได้รู้จักใช้พริกไทยมาประกอบเป็นอาหาร และที่สำคัญยังนำไปเข้าเครื่องยาแผนไทย และได้ทำมาเป็นยารักษาโรค พริกไทยนั้นมีรสชาติ เผ็ด ร้อน ดอกพริกไทย ใช้แก้ตาแดงเนื่องจากความดันโลหิตสูง เมล็ดพริกไทยใช้เป็นยาช่วยย่อยอาหาร ย่อยพิษตก ค้างที่ไม่สามารถย่อยได้ ใช้ขับเสมหะ แก้ท้องอืด บำรุงธาตุ แก้ลมอัมพฤกษ์ แก้ปวดท้อง ขับปัสสาวะ ขับเหงื่อ แก้มุตกิด (ระดูขาว) นอกจากนี้ ในเมล็ดพริกไทยยังมีสารสำคัญซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ มีฤทธิ์กระตุ้นประสาท และช่วยป้องกันโรคมะเร็ง ใบพริกไทยใช้แก้ลม แก้ปวดมวนท้อง แก้จุกเสียด เถาใช้แก้อุระเสมหะ แก้ลมพรรดึก แก้อติสาร (โรคลงแดง) รากพริกไทย ใช้แก้ปวดท้อง ใช้ขับลมในลำไส้ ช่วยย่อยอาหาร และแก้ลมวิงเวียน ที่สำคัญยังเป็นหนึ่งในยาที่มักนิยมนำไปเข้าเครื่องยาอายุวัฒนะด้วย วัตถุประสงค์ของการทดลอง การทดลองเพื่อศึกษาความชื้นที่มีผลต่อคุณลักษณะภายนอกของเมล็ดเนื่องจากคุณลักษณะดังกล่าวมีความสำคัญ เช่นความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับน้ำหนักเมล็ด ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญมากต่อกระบวนการผลิต เพราะหากเมล็ดมีความชื้นสูงจะส่งผลให้ผู้ผลิตกำหนดปริมาณจำนวนของเมล็ดที่ได้จากการชั่งน้ำหนักผิดพลาดเนื่องจากการที่เมล็ดมีความชื้นมากจะส่งผลให้น้ำหนักเมล็ดมีค่าสูงเช่นเดียวกัน และ ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) กับปริมาณความชื้นจากการทดลองทำให้ทราบว่าหากเมล็ดมีความชื้นมากจะส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางของเมล็ดเพิ่มขึ้นมากเช่นกันโดยจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น อาจทำให้เมล็ดมีขนาดที่ไม่เท่ากัน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า คุณลักษณะต่างๆสามารถกำหนดมาตราฐานของเมล็ดโดยความชื้นเป็นตัวกำหนดที่สำคัญ 2.วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1วัสดุ เมล็ดพริกไทยดำ"ไร่ทิพย์"เป็นเมล็ดที่มีแหล่งผลิตมาจาก 62/3 หมู่ 3 ตำบลบางใหญ่ อำเภอบางใหญ่ จังหวัดนนทบุรี 11140 บรรจุในถุงที่มีการปิดผนึกเพื่อไม่ให้เมล็ดได้รับความชื้นหรือสัมผัสกับอากาศภายนอก ซึ่งการทดลองต้องนำเมล็ดที่ได้มาคัดเพื่อเลือกเมล็ดที่มีคุณภาพและมีขนาดใกล้เคียงกัน 2.2การหาความชื้นเริ่มต้น เตรียมภาชนะ โดยใช้กระดาษฟอยล์นำมาพับ จำนวน 3ชิ้น เขียนหมายเลขกำกับแต่ละชิ้นจากนั้นนำถ้วยฟอยล์ไปชั่งน้ำหนัก แล้วจดบันทึกค่า นำเมล็ดพริกไทยดำใส่ลงในถ้วยฟอยล์แล้วนำไปชั่งน้ำหนักอีกครั้ง หาน้ำหนักพริกไทยดำ จากการ นำค่าที่ชั่งได้ในข้อ3ลบกับน้ำหนักฟอยล์เริ่มต้นแล้วบันทึกค่าจากนั้นนำถ้วยฟอยล์ที่ใส่พริกไทยดำทั้ง3ถ้วยเข้าตู้อบ โดยใช้อุณหภูมิ 105องศาเซลเซียสโดยใช้เวลาในการอบ 150 นาที แล้วหาน้ำหนักมวลน้ำในเมล็ดพริกไทยดำ โดยการ นำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการอบมาชั่งน้ำหนัก แล้วบันทึกค่า หลังจากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำไปอบอีกครั้งเป็นเวลา 30 นาทีเพื่อนำมาหาน้ำหนักคงที่ของน้ำอีกครั้ง จากการนำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการอบครั้งที่2มาชั่งน้ำหนักอีกครั้ง แล้วบันทึกค่าแล้วนำค่าที่ได้มาคำนวณหาค่าความชื้นฐานแห้ง (%) 2.3..การปรับความชื้น เตรียมถุงพลาสติก จำนวน4ถุง สำหรับความชื้น4ระดับ และเมล็ดพริกไทยดำ 4ชุดโดยในแต่ละชุดแบ่งเป็น3กอง กองละ1000เมล็ดพร้อมกับนำถุงพลาสติกไปชั่งน้ำหนัก แล้วบันทึกค่าจากนั้นนำเมล็ดพริกไทยแต่ละกองไปชั่งน้ำหนักแล้วบันทึกค่า จากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำ กองที่1 มาใส่ถุง เพื่อปรับความชื้นโดยหาปริมาณน้ำที่ต้องเติมได้จากสูตร เมื่อ A คือ น้ำหนักเมล็ด B คือ ความชื้นของเมล็ดหลังเติมน้ำ C คือ ความชื้นของเมล็ดก่อนเติมน้ำ นำเมล็ดพริกไทยที่ปรับความชื้นแล้วไปปิดผนึก จากนั้นทำการปรับค่าความชื้นเดิมโดยใน1ถุงใหญ่ จะทำการปรับความชื้นในระดับเดียวกัน 3ครั้ง (เมล็ดพริกไทยดำ3กอง) 2.4..ขนาด.. (Size) ใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ในการวัดเพื่อหาขนาดของเมล็ดพริกไทยดำเพื่อหาค่า Dimension (ความยาว (L) ความกว้าง (W) และความหนา (T) ) โดย วัดจำนวน 100 เมล็ด 2.5.เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต . (Geometric Mean..Diameter,GMD) คำนวณได้จากการนำค่า L,W,T ที่ได้จากการวัดขนาดของเมล็ดพริกไทยดำ จำนวน 100 เมล็ด แทนลงในสูตร 2.6.น้ำหนัก.100.เมล็ด.. (100..seeds..Mass) นำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการคัดมาจำนวน 100 เมล็ด แล้วนำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 กรัม โดยแต่ละความชื้นต้องนำไปชั่งจำนวน 3 ครั้งเพื่อคำนวณหาค่าเฉลี่ย 2.7.พื้นที่ภาพฉาย.. (Projected..area) พื้นที่ภาพฉาย (projected area) หมายถึง พื้นที่ (area) ที่ได้จากการฉายภาพวัสดุลงบนแผ่นระนาบ ทำได้โดยการถ่ายภาพเมล็ดพริกไทยดำจำนวน 50 เมล็ดทุกๆความชื้นพร้อมสเกลที่ทราบพื้นที่ในการทดลองใช้พื้นที่1cm² เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบสัดส่วน โดยใช้โปรแกรม Adobe Photoshop Cs3 Extended ในการวิเคราะห์หาจำนวน pixel ของภาพ แล้วหาพื้นที่ภายฉาย จากสูตร 2.8 ความหนาแน่นรวม (Bul density , ρb) ความหนาแน่นรวม (bulk density) เป็นสมบัติทางกายภาพ (physical properties) ของวัสดุ หมายถึง ความหนาแน่น (density) ของวัสดุปริมาณมวล (bulk material) ทำการทดลองโดยกราเตรียมภาชนะทรงกระบอกที่ทราบปริมาตร และปรับระดับกรวยให้มีความสูงห่างจากแก้ว 25cm นำเมล็ดพริกไทยดำแต่ละความชื้นมากรอกใส่กรวย จากนั้นน้ำไม้บรรทัดมากดตรงกลางเพื่อนเกลี่ยเมล็ดที่เหนือขอบปากแก้วออก ความหนาแน่นรวมหาได้จากสูตร เมื่อ..Mb คือ..น้ำหนักรวม-น้ำหนักภาชนะ (g) Vb คือ..ปริมาตรภาชนะ (ml) 2.9 ความหนาแน่นเนื้อ (True density) และปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ความหนาแน่นเนื้อ (solid density) อาจเรียกว่า ture density หรือ absolute density หมายถึง ความหนาแน่น (density) ของเนื้อวัสดุล้วนๆ ไม่รวมรูพรุน (pore) ในเนื้อวัสดุ หรือช่องว่างระหว่างชิ้นวัสดุ หากรวมช่องว่างระหว่างวัสดุ จะเป็นความหนาแน่นรวม (bulk density) วิธีการหาความหนาแน่นเนื้อ นำ Pychometer ขนาด 75 ml. ไปชั่งน้ำหนักและบันทึกค่า เติม เฮกเซน ลงใน Pychometer จนเต็ม นำไปชั่งน้ำหนักจากนั้นเทออก แล้วนำค่าที่ได้ไปคำนวณหาค่า ความหนาแน่นของเฮกเซน จากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำจำนวน 150 เมล็ดใส่ลงในขวด Pychometer แล้วนำไปชั่งน้ำหนักจดค่าที่ได้ เติมเฮกเซนลงไป นำไปชั่งน้ำหนักเพื่อหาค่า ความหนาแน่นของเมล็ดพริกไทยดำ หาความหนาแน่นเนื้อจากสมการ เมื่อ..MS คือ น้ำหนักรวมของเมล็ด (g) V คือ ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (ml) 2.10.ความพรุน.. (Porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่เป็นอัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นเนื้อต่อความหนาแน่นรวม ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.11.ความเร็วสุดท้าย.. (Terminal..Velocity) ความเร็วสุดท้าย (terminal velocity) เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ทางอากาศพลศาสตร์ (Aro dynamics) การทดลองโดย การนำเมล็ดในแต่ละความชื้นมาใส่ในท่อ อะคริลิคแล้วปรับหาความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดพริกไทยดำลอยนิ่งในอากาศ จดบันทึกค่าความเร็วมอเตอร์ และอุณหภูมิ 2.12ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static..coefficient..of..friction) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตคือค่าที่สามารถวัดได้จากการสุ่มเมล็ด มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนเครื่องวัดมุมเอียงจากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ด ทั้ง 3 พื้นผิว ในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต รูปที่ 1 การวัดสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ตารางที่ 1สมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำที่ความชื้น7.11 % (w.b.) 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ รูปที่.2..ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อมีค่าความชื้นสูงขึ้นสามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดมีค่าความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้นทั้งด้าน ความกว้าง ความยาวและความหนา จึงส่งผลให้ค่าเส้นผ่านสูญกลางมีค่ามากขึ้นเช่นกัน ซึ่งตรงกับการทดลองของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) , safflower (Baumleret al.,2006) และ caper seed (Dursun and Dursun ,2005) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความเป็นทรงกลม จากกราฟความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดพริกไทยดำจะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดพริกไทยดำใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GDM) มีค่าเพิ่มขึ้น ซึ่งตรงกับผลการวิจัยของ sunflower ( Gupta and Das ,1997) , Hemp seed (Sacilik et al. (2003) , safflower (Baumler et al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.4.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับพื้นที่ภาพฉาย จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ของเมล็ดพริกไทยดำมีแนวโน้ม จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มมากขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าพื้นที่ภาพฉายที่ได้มีค่ามากขึ้น ซึ่งตรงกับผลการวิจัยของ sunflower ( Gupta and Das ,1997) ,Hemp seed (Sacilik et al. (2003) , safflower (Baumler et al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.5 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับน้ำหนัก.1000.เมล็ด จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าน้ำหนัก 1000 เมล็ด ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่าเมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดมีน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของ ถั่วเขียว[Vigna.radiata. (L.) ...Wilczek..,safflower (Baumleret al.,2006) ,niger (W.KSolomon, A.D. Zewdu2009) ,Green wheat รูปที่.6.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความหนาแน่นรวม จากกราฟความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะลดลง เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เมล็ดพริกไทยดำมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น จึงมีมวลความจุลดลง จากความสัมพันธ์ D=M/V เมื่อมวลลดลงจะส่งผลให้ความหนาแน่นรวมลดลง ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยของ ข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) ,safflower (Baumleret al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.7.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นเนื้อ ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้น จะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดพริกไทยดำเพิ่มขึ้น ทำให้เมล็ดมีปริมาตรเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยของ Green wheat และ sweet corn seed รูปที่.8.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับปริมาตรต่อเมล็ด จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นแปรผันตรง สามารถอธิบายได้ว่า เมล็ดพริกไทยดำมีขนาดและน้ำหนักเพิ่มขึ้นจึงทำให้ปริมาตรต่อเมล็ดเพิ่มขึ้น ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัย ของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.9.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความพรุนกับปริมาณความชื้น จากกราฟพบว่าเมื่อมีค่าความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ค่าความพรุนลดลง สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อมีความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ค่าความหนาแน่น รวมลดลง และค่าความพรุนจะหาได้จากสูตร ซึ่งเมื่อค่าความหนาแน่นรวมลดลงจะส่งผลให้ค่าความพรุนลดลงเช่นกัน ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013) ,niger ( W.K. Solomon,..A.D.Zewdu2009) รูปที่.10.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความเร็วสุดท้าย จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัย ของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) , ถั่วลิสง (C. Aydin,2006) , sunflower seeds,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.11.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งจากเปรียบเทียบเส้นกราฟพบว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ของ ยางมีค่ามากที่สุด และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ของไม้มีค่าน้อยที่สุด ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของ ข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) 4.สรุปผลการทดลอง จากการทดลองพบว่าค่าความยาว ความหนา และความกว้าง มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรง กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (GMD) , ความเป็นทรงกลม (Sphericity) .น้ำหนัก1000เมล็ด (1000 seeds mass ) ,พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) ,ความหนาแน่นเนื้อ ( True density ) และปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed) นอกจากนี้จากการทดลองพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (µ) มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น โดยพื้นผิวยาง มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงที่สุด ตามด้วยพื้นผิวอะลูมิเนียมและพื้นผิวไม้ตามลำดับแต่ในทางกลับกันจากการทดลองพบว่าความหนาแน่นรวม ( Bulk density) ,เปอร์เซ็นต์ความพรุน (Porosity) .ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มี มีค่าลดลงเมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น อ้างอิง [ออนไลน์]..ปรากฏ:https://sites.google.com/site/krunoinetwork/phrik -thiyda-phrik-thiy-khaw http://www.phtnet.org/download/phtic- seminar/508.pdf คณะเภสัชศาสตร์มหาวิทยาลัยขอนแก่น"สารพิเพอรีน" (Piperine) ในเมล็ดพริกไทยดำ"อ้างใน http://www.thaihealth.or.th/healthcontent/ healthtips/21426 Amin, M. N., Hossain, M. A., & Roy, K. c. (2004) . Effect of moisture content on some physical properties of lentil seeds. Journal of Food Engineering, 65, 83-87. Moisture-dependent physical properties of niger Industrial Crops and Products, Volume 29, Issue 1, January 2009, Pages 165-170 W.K. Solomon, A.D. Zewdu Physical properties of sunflower -seeds. Journal of Agricultural Engineering Research, 66, 1-8. Sacilik, K., ÖztuÜrk, R., & Keskin, R. (2003) . Some physical -properties of hemp seed. Biosystems Engineering, 86 (2) , 191-198................................... BaÜmler, E., Cuniberti, A., Nolasco, S. M., & Riccobene, I. C. (2006) .Moisture dependent physical and compression properties of safflower seed. Journal of Food Engineering, 73, -134-140. Industrial Crops and Products, Volume 43, May 2013,.Pages762-767 C.A. Sologubik, L.A. Campañone, A.M. Pagano, M.C. Gely
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Effect of moisture content on some physical properties of Peanut kernel KHONKAEN 84-8) กฤษฎา วุฒิสาร, พงศธร ทองนุช , ภูริชญา เร่งพัฒนกิจ, วสันต์ อินทร์ตา สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง บทคัดย่อ สมบัติทางกายภาพของถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Peanut KHONKAEN 84-8) ที่มีความชื้น (ฐานเปียก) ในช่วง 5.14% - 17.14% พบว่า ค่าขนาด (Size) [ ความยาว (L) ความหนา (T) ความกว้าง (W) ] มีค่าอยู่ในช่วง 14.70 - 15.65 mm , 8.15 - 8.77 mm , 8.12 - 8.63 mm ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) มีค่าอยู่ในช่วง 9.90 - 10.56 mm ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าอยู่ในช่วง 0.55 - 0.56 ค่าน้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (100 seeds Mass) มีค่าอยู่ในช่วง 53.09 - 65.18 g ค่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) มีค่าอยู่ในช่วง 1.04-1.38 cm2 ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density) มีค่าอยู่ในช่วง 1.13-1.21 g/ml ค่าปริมาตรต่อเมล็ด มีค่าอยู่ในช่วง 0.33 -0.61 ml ค่าความพรุน (Porosity) มีค่าอยู่ในช่วง 18.37-58.78 % และค่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มีค่าอยู่ในช่วง 12.25 - 12.68 rpm จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density) มีค่าอยู่ในช่วง0.67 - 0.61 g/ml พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาทำการหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 3 ชนิดคือ แผ่นยางแผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น 1.บทนำ ถั่วลิสง (Peanut หรือ Groundnut) มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Arachis hypogaea L. เป็นพืชล้มลุกตระกูลถั่ว อยู่ในวงศ์ Leguminosae มีถิ่นกำเนิดจากทวีปอเมริกาใต้ สามารถเจริญเติบโตได้ดีในเขตร้อนและเขตอบอุ่น ในส่วนของประเทศไทยสามารถปลูกได้ในทั่วทุกภูมิภาคเนื่องจากเป็นประเทศเขตร้อน พื้นที่ที่เหมาะสมในการเพาะปลูกได้แก่ ที่ราบเชิงเขา ที่ดอน หรือที่ราบที่มีการระบายน้ำได้ดี ลักษณะเด่นของถั่วลิสงที่แตกต่างจากพืชตระกูลเดียวกันคือ ถั่วลิสงออกดอกบนดิน แต่มีฝักอยู่ใต้ดิน ส่วนที่นำมาบริโภคคือเมล็ดภายในฝัก อาจมี1 - 4 เมล็ดต่อฝักขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ ถั่วลิสงเป็นพืชไร่เศรษฐกิจที่สำคัญชนิดหนึ่งเของประเทศไทย ในปี 2552 มีเนื้อที่เพาะปลูก 205,235 ไร่ มีผลผลิต 51,586 ตัน (สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร,2552) เนื้อที่การเพาะปลูกถั่วลิสง ลดลง กอรปกับความต้องการเพิ่มมากขึ้นทุกปีส่งผลให้มีปริมาณผลผลิตถั่วลิสงของประเทศไทยไม่เพียงพอต่อความต้องการภายในประเทศต้องมีการนำเข้ามาจากต่างประเทศอย่างต่อเนื่องแนวทางแก้ไขหนึ่งคือการปรับปรุงพันธุ์ให้ถั่วลิสงมีผลผลิตสูงขึ้นและต้านทานโรคได้มากขึ้น ถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 เป็นอีกสายพันธุ์ถั่วลิสงที่ได้จากการปรับปรุงพันธุกรรมภายในประเทศ โดยศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น จังหวัดขอนแก่น เพื่อ สามารถทนทานต่อโรคพืชได้มากยิ่งขึ้น ได้ผลผลิตที่สูงขึ้นและทนทานต่อสภาพแวดล้อมมากขึ้น (อารันต์และคณะ,2533) เดิมมีชื่อพันธุ์ KK4401 ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างพันธุ์ขอนแก่น 60-2 (ต้นแม่) ซึ่งอยู่ในกลุ่มถั่วฝักสดสำหรับต้ม และพันธุ์ Tupai (ต้นพ่อ) ที่มีความต้านทานต่อโรคเหี่ยวที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย (จิรากร,2555) และค่อนข้างทนทานต่อโรคโคนเน่าขาวได้ดีกว่าพันธุ์อื่นๆ มีเสถียรภาพในการให้ผลผลิตดี ปลูกง่าย โตเร็ว สามารถปลูกได้ในสภาพการผลิตถั่วลิสงของไทย อายุถึงวันออกดอก 25-30 วัน อายุถึงวันเก็บเกี่ยว 95-110 วัน ให้ผลผลิตฝักสด 650-800 กิโลกรัมต่อไร่ ผลผลิตฝักแห้ง 280-320 กิโลกรัมต่อไร่ มีจำนวนเมล็ด 1-3เมล็ดต่อฝักมีเปอร์เซ็นต์การกะเทาะ 64-67เปอร์เซ็นต์มีขนาดเมล็ดโต โดยน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 44-55 กรัม ซึ่งโตกว่าถั่วลิสงพันธุ์ไทนาน 9 และขอนแก่น 5 ที่มีน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 43.0 และ 47.5 กรัม ตามลำดับ มีลักษณะเด่น คือ มีเมล็ดรูปร่าง กลมรี สีแดงเลือดหมู เป็นร่อง เหมาะสำหรับทำเป็นถั่วต้ม เนื่องจากมีรสชาติดี มีเยื่อหุ้มเมล็ดสีชมพูเข้ม เส้นลายบนฝักเห็นได้ชัดเจน ซึ่งเป็นที่นิยมของตลาดถั่วลิสงฝักต้มในประเทศไทย มีโปรตีน 23.4เปอร์เซ็นต์ และ น้ำมัน 44.9 เปอร์เซ็นต์ สมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสง มีความสำคัญต่อการออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปในขั้นตอนแปรรูป เช่น การทำความสะอาด การคัดขนาด การคัดแยก การขนส่งลำเลียง การอบแห้ง ตลอดจนการเก็บรักษาAydin (2006) ได้ศึกษาผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงจากประเทศตุรกี แต่ในส่วนของถั่วลิสง สายพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ซึ่งเป็นพันธุ์ที่ทางศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่นได้ ปรับปรุงใหม่ ยังไม่มีการศึกษามาก่อน วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8ต่อผลของความชื้น ได้แก่ ขนาดของเมล็ด (Size) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (Geometric Mean Diameter) ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) มวล 100 เมล็ด (100 seeds Mass) พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ความหนาแน่นจริง (True density) ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed ) ความพรุน (Porosity) ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) และค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) เพื่อประยุกต์ใช้ประโยชน์ในงานออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปถั่วลิสง รวมทั้งประโยชน์ด้านอื่นๆที่เกี่ยวข้อง 2. วัตถุดิบและวิธีการทดลอง 2.1 วัตถุดิบและการเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น84-8 (Arachis hypoqaca L.) ได้จาก ศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น 180 ตำบลศิลา อำเภอเมือง จังหวัดขอนแก่น 40000 โดยตัวอย่างที่ได้รับเป็นถั่วลิสงที่ยังไม่ได้ผ่านการคัดขนาดและคุณภาพของเมล็ดหรือแกะออกจากฝักแต่อย่างใด บรรจุในถุงพลาสติกปิดผนึกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง นำตัวอย่างมาทำความสะอาดนำเศษดินและฝุ่นออกด้วยมือ แกะและแยกเมล็ดออกจากฝัก แล้วคัดแยกเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์เช่น เมล็ดแตกหัก เมล็ดฝ่อ หรือเมล็ดที่เน่าออกใช้เฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์ในการทดลอง 2.2 การหาเปอร์เซ็นต์ความชื้น ค่าความชื้นเริ่มต้นของตัวอย่างเมล็ดถั่วลิสงหาได้จากการ แบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลอง ชุดละประมาณ 5 กรัม ชั่งจากเครื่องชั่งไฟฟ้า (Yamato รุ่น HB-120 , ประเทศญี่ปุ่น) ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.0001 g อบด้วยตู้อบลมร้อน (MEMMERT รุ่น UFB 400 , ประเทศเยอรมัน ) ที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ทำ 3 ซ้ำ คำนวณหาความชื้นเริ่มต้นได้จากสมการ 2.3 การปรับความชื้น นำเมล็ดถั่วลิสง จำนวน 100 เมล็ด มาปรับความชื้น 5 ระดับ เมื่อคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้น เพิ่มจากความชื้นเริ่มต้น โดยเพิ่มขึ้นระดับละ 3 เปอร์เซ็นต์ จาก 8.14 ถึง 17.14 ปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ คำนวณได้จากสมการ 2 และ 3 หลังจากเติมน้ำสะอาดในแต่ละถุง ปิดปากถุงให้สนิทแล้วเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 7 วัน ในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงตัวอย่างทุกๆ 2 วัน เพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วทุกเมล็ด 2.4 คุณสมบัติทางกายภาพ 2.4.1 ขนาด (Size) วัดขนาดเมล็ดด้วยเวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ โดยวัดความยาว (L) คือวัดด้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุด ความกว้าง (W) คือวัดเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ L และความหนา (T) คือวัดด้านเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ W และ L วัดทุกความชื้นจำนวน 100 เมล็ด Figure 1 Axis and three dimens of peanut kernel. 2.4.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต สามารถคำนวณได้ จากสมการ GMD = (WLT) 1/3 (4) 2.4.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity , Sp) ความเป็นทรงกลมเป็นของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 คำนวณได้จากสมการ 2.5 น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) สุ่มเมล็ดถั่วลิสง จำนวน 100 เมล็ด ชั่งด้วยเครื่องชั่งดิจิตอล (Shimadzu US3200G , ประเทศญี่ปุ่น) ซึ่งมีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 g ในแต่ละความชื้นทำการทดลองจำนวน 3 ซ้ำ แล้วหาค่าเฉลี่ย 2.6 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) พื้นที่ภาพฉาย เป็นค่าที่บอกพื้นที่ของเมล็ดถั่วจากการเทียบอัตราส่วนพิกเซล โดยเมื่อทำการปรับความชื้นเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ครบตามระยะเวลาที่กำหนดแล้ว นำเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 สุ่มเมล็ดถั่วลิสงมาจากแต่ละความชื้น ความชื้นละ 50 เมล็ด จัดวางแต่ละเมล็ดในระยะที่เท่าๆกันเรียงบนพื้นผิวเรียบ และวาดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1 cm x 1 cm ไว้ที่บนกระดาษ จากนั้นถ่ายภาพจากมุมสูงด้วยกล้องดิจิตอลที่มีความละเอียด 5 ล้านพิกเซล นำรูปภาพที่ได้มาหาสัดส่วนพื้นที่ (cm2) และพื้นที่pixel ระหว่างรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 โดยใช้โปรแกรม PhotoshopCS5Portable สามารถหาได้จากสมการ 2.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density , ρb) ความหนาแน่นเนื้อหาได้จากการนำเมล็ดถั่วลิสง มาใส่ลงในภาชนะที่ทราบปริมาตรผ่านกรวยจนเต็มโดยไม่มีการอัดเมล็ดให้แน่น ที่ระดับความสูงคงที่ 15 cm จากนั้นปาดเมล็ดส่วนที่เกินออกให้เสมอกับภาชนะ นำไปชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งดิจิตอลที่มีค่าความละเอียด 0.01 g (US3200G , ประเทศญี่ปุ่น) โดยทำการทดลอง 3 ครั้ง ต่อหนึ่งความชื้น สามารถคำนวณได้จากสมการ 2.8 ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) และความหนาแน่นเนื้อ (True density,Ps) ความหนาแน่นเนื้อใช้วิธีการชั่งน้ำหนักในของเหลว ด้วยวิธีการจุ่มเมล็ดลงในของเหลวแทน ซึ่งของเหลวที่ใช้คือ เฮกเซน เฮกเซนมีคุณสมบัติคือมีแรงตึงผิวต่ำไม่ซึมเข้าเมล็ดระหว่างการทดลองหาความหนาแน่น ทำให้น้ำหนักของเมล็ดไม่ผิดพลาด วิธีการทดลองคือ ซุ่มเมล็ดตัวอย่างจำนวน 10 เมล็ด ชั่งเมล็ดถั่ว 1 เมล็ดบนเครื่องชั่งดิจิตอลไฟฟ้า (Yamato รุ่น HB-120 , ประเทศญี่ปุ่น) มีค่าความละเอียด 0.0001 g บันทึกน้ำหนักที่อ่านได้จากเครื่อง จากนั้นบรรจุเฮกเซนลงในบีกเกอร์ที่มีปริมาตรแน่นอน นำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล บันทึกน้ำหนักที่ได้จากเครื่องชั่งจากนั้นใช้เข็มเย็บผ้าจิ้มเมล็ดเพื่อใช้จุ่มลงในสารเฮกเซนจุ่มเมล็ดลงในสารโดยให้พื้นผิวเมล็ดปริมอยู่ที่พื้นผิวสาร บันทึกค่าน้ำหนักที่เปลี่ยนไป จะได้ค่าปริมาตรของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จากสมการ นำปริมาตรของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8ที่ได้ไปหาความหนาแน่นเนื้อได้จากสมการ 2.9 ความพรุน (Porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่ระหว่างเมล็ดถั่วลิสงระหว่างความหนาแน่นรวมต่อความหนาแน่นเนื้อ ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.10 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ความเร็วสุดท้ายคือค่าความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดถั่วลิสง ลอยขึ้นจากตะแกรง อย่างคงที่ที่ความสูงระดับหนึ่ง โดยที่เมล็ดไม่หลุดหรือกระเด็นออกจากอุปกรณ์ทดลอง ซึ่งหาได้จากการสุ่มเมล็ดตัวอย่างจำนวน 10 เมล็ด นำมาวางบนตะแกรงในชุดอุปกรณ์ทดลอง จากนั้นเปิดเครื่องให้กำเนิดลมเพิ่มรอบความถี่ของมอเตอร์ไปเรื่อยๆจนกระทั่งเมล็ดถูกเป่าจนลอยอยู่นิ่ง คงที่ ณ ความสูงระดับหนึ่ง วัดความเร็วลมด้วยเครื่องวัดความเร็วลม (รุ่น Testo 425, ประเทศเยอรมัน) Figure 2 Terminal velocity apparatus. 2.11 ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction , µ) สุ่มเมล็ดถั่วลิสง มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนอุปกรณ์วัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตที่มีพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนอุปกรณ์วัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต จากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ดทั้ง 3 พื้นผิวในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ได้จากสมการ µ = tanθ (11) Figure 3 Static coefficient of friction apparatus. Table 1 Physical properties of peanut KHONKAEN 84-8 at moisture content 5.14 % (w.b.) 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงค์พันธุ์ขอนแก่น 84-8 ที่ระดับความชื้นแตกต่างกัน 5 ระดับ 3.1 การกระจายตัวของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Frequency) Figure 4 Frequency distribution curves of peanut kernel size ( ◊ ,small , ,medium, ∆ , large ) and GMD at 5.14 (%w.b.) จำนวนการกระจายตัวของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 แบ่งตามขนาด ( 7.00 mm. - 8.99 mm. ขนาดเล็ก (S) , 9.00 mm -10.99 mm. ขนาดกลาง (M) , 11.00 mm.- 13.00 mm ขนาดใหญ่ (L) ) กับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ที่ความชื้นเริ่มต้น 5.14 (%w.b.) ซึ่งมีค่าการกระจายของเมล็ดขนาดกลางสูงที่สุด ในส่วนของค่าการกระจายของเมล็ดขนาดเล็กและขนาดโต มีค่าการกระจายตัวที่ต่ำและเมล็ดของถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 มีขนาดเล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเมล็ดถั่วลิสงจากผลการศึกษาสมบัติทางกายภาพของถั่วลิสงและเมล็ดถั่วลิสง. Aydin (2006) 3.2 ขนาดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Size) Figure 5 Effect of moisture content on size of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ขนาด (Size) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ทั้งด้าน ความกว้าง (W) , ความยาว (L) และ ความหนา (T) ทั้ง3ด้าน มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น (ขนาดเพิ่มขึ้น) เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจากเมื่อเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ได้รับความชื้นจะทำให้ด้าน W,L,T มีขนาดมากขึ้นและส่งผลให้เมล็ดมีขนาดเพิ่มขึ้นซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด. Aydin (2006) Figure 6 Effect of moisture content on Geometric Mean Diameter (GMD) of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) 3.4 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) เป็นสมบัติทางกายภาพที่อธิบายรูปร่างของวัตถุ หากเมล็ดมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 แสดงว่าเมล็ดมีขนาดเท่ากันทุกด้าน สามารถเคลื่อนที่โดยการกลิ้ง ส่วนเมล็ดที่มีค่าความเป็นทรงกลมไม่เท่ากับ 1 อาจเคลื่อนที่ด้วยการไถล สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการลำเลียงเมล็ดบนสายพาน Figure 7 Effect of moisture content on sphericity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น เนื่องจากถั่วลิสงมีเยื่อหุ้มเมล็ด ทำให้เมล็ดมีข้อจำกัดในการขยายตัวออกด้านข้างเมื่อได้รับความชื้น และเลือกขยายตัวออกสู่ด้านที่เป็นอิสระมากกว่า นั่นคือร่องหรือช่องว่างภายในเมล็ดแทนการขยายตัวออกทางด้างข้าง ผลของค่าความเป็นทรงกลมที่เกิดขึ้นจึงไม่เปลี่ยนแปลงอย่างเด่นชัด ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) ค่าความเป็นทรงกลมของถั่วลันเตาจะมีค่าที่สูงกว่าถั่วลิสง เนื่องจากถั่วลันเตามีความเป็นทรงกลมและความสามารถในการขยายตัวอย่างอิสระมากกว่าถั่วลิสง 3.5 น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) เป็นสมบัติทางกายภาพที่ประยุกต์ใช้กับการออกแบบบรรจุภัณฑ์หรือภาชนะสำหรับเก็บวัสดุ เช่น ไซโล เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น น้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 8 Effect of moisture content on 100 seeds mass of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วปากอ้าAltuntas (2005) และถั่วลันเตา Yalcın (2006) โดยเมล็ดถั่วลิสงมีแนวโน้ม (ความชัน) ที่ต่ำกว่า และความสามารถในการดูดซับน้ำต่ำกว่าถั่วปากอ้าและถั่วลันเตา 3.6 พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) Figure 9 Effect of moisture content on projected area of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ดเมล็ด Aydin (2006) ถั่วลันเตา Yalcın (2006) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) โดยเมล็ดถั่วลิสงมีแนวโน้มที่ต่ำกว่าถั่วลันเตาและเมล็ดอัลมอนด์ แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการขยายตัวและการดูดซับน้ำของเมล็ดถั่วลิสงที่ต่ำกว่าถั่วลันเตา และเมล็ดอัลมอนด์ พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) เป็นสมบัติทางกายภาพที่ประยุกต์ใช้กับการออกแบบตะแกรงเพื่อคัดขนาดหรือบรรจุภัณฑ์ พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) 3.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ความหนาแน่นรวม (Bulk density) เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ที่บอกถึงความหนาแน่น ของวัสดุปริมาณมวลที่รวมช่องว่างระหว่างชิ้นวัสดุด้วย สามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อการออกแบบขนาดของบรรจุภัณฑ์เช่น ไซโล (silo) สำหรับเก็บอาหาร ความหนาแน่นรวม (Bulk density) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะลดลง เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) Figure 10 Effect of moisture content on bulk density of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) และอัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) เนื่องจากเมล็ดถั่วลิสงเป็นถั่วน้ำมัน (Oilseed legume) มีไขมันเป็นส่วนประกอบถึง43.4 % เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ไขมันไม่ขยายตัวแต่ส่วนที่ดูดซึมน้ำจะขยายตัว เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วชนิดอื่นที่มีปริมาณไขมันสูงกว่า เช่น ถั่วโกโก้และถั่วอัลมอนด์ มีปริมาณไขมัน 54% และ49.42% ตามลำดับ พบว่าถั่วลิสงมีแนวโน้ม (ความชัน) ที่ต่ำกว่าถั่วที่มีปริมาณไขมันสูงกว่า 3.8 ความหนาแน่นเนื้อ (True density) ความหนาแน่นเนื้อ (Bulk density) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น Figure 11 Effect of moisture content on true density of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) เนื่องจากถั่วลิสงเป็นถั่วน้ำมัน เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นเนื้อจะไม่เปลี่ยนแปลงมากเพราะน้ำมันกับน้ำไม่รวมตัวกัน แต่เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) จะพบว่าถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 มีแนวโน้มความหนาแน่นเนื้อที่ขัดแย้งกัน ด้วยเหตุผลที่ถั่วลันเตามีปริมาณไขมันในเมล็ดเพียง 0.4% ซึ่งต่ำกว่าถั่วลิสงมาก จึงส่งผลให้ความหนาแน่นเนื้อของถั่วลันเตาลดลง ในขณะที่ถั่วลิสงมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น Figure 12 Effect of moisture content on volume per seed of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วปากอ้าAltuntas (2005) โดยถั่วปากอ้ามีแนวโน้ม (ความชัน) สูงกว่าถั่วลิสง 3.9 ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) 3.10 ความพรุน (Porosity) ความพรุน (Porosity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 13 Effect of moisture content on porosity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) และถั่วลันเตา Yalcın (2006) โดยพบว่า ถั่วลิสงมีแนวโน้มสูงกว่าถั่วลันเตา , อัลมอนด์และเมล็ด,ถั่วโกโก้ และ เมล็ดถั่วแดง แสดงให้เห็นว่าที่ความชื้นเพิ่มขึ้นถั่วลิสงสามารถเกิดความพรุนได้สูงกว่า 3.11 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure14 Effect of moisture content on termainal velocity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) ถั่วลันเตา Yalcın (2006) และถั่วพิสทาชิโอ Kashaninejad (2005) โดยพบว่าถั่วลิสงมีแนวโน้มที่สูงกว่าถั่วพิสทาชิโอและถั่วลันเตา หมายถึงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นถั่วลิสงต้องใช้ความเร็วลมที่มากขึ้นเป็นอัตราส่วนที่สูงกว่าทาชิโอและถั่วลันเตา 3.12 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) เป็นลักษณะทางกายภาพที่องศาและพื้นผิวกับการเริ่มเคลื่อนที่ของวัสดุ สามารถประยุกต์ใช้ในการออกแบบสายพานเพื่อการลำเลียงขนส่งในกระบวนการผลิต สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 15 Effect of moisture content on static friction coefficient of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin, (2006) โดยพื้นผิวยาง มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงที่สุด ตามด้วย พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวไม้ตามลำดับ ซึ่งสอดคล้องกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) 4. สรุปผลการทดลอง 4.1 ค่าความยาว (L) ความหนา (T) และความกว้าง (W) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น และมีจำนวนการกระจายตัวในเมล็ดขนาดกลาง (9.00 mm -10.99 mm.) สูงที่สุด 4.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (GMD) และ ความเป็นทรงกลม (Sphericity) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น 4.3 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกั
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
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
สมัครสมาชิก

สนับสนุนโดย / Supported By

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