โครงการพัฒนาการผลิตชาสมุนไพรคุณภาพสูงระดับ SME การทดลองการทำแห้งสมุนไพรด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น บทนำ การทำแห้งสมุนแห้งสมุนไพร ด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น เป็นวิธีการทำแห้งแบบ 2 ขั้นตอนที่ประยุกต์ขึ้นมาเพื่อใช้ในการทดลองศึกษาผลการทำแห้งของสมุนไพร 2 ชนิด ได้แก่ ตะไคร้และใบเตย โดยวัตถุประสงค์หลักเพื่อสามารถทำแห้งสมุนไพรได้เป็นอย่างดี และให้สมุนไพรนั้นคงคุณค่าทางโภชนาการ วัตถุประสงค์ศึกษาการทำแห้งตะไคร้ และใบเตย ด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาด ร่วมกับการใช้สารดูดความชื้นในตู้ดูดความชื้น (desiccator) วิธีการทดลอง การทดลองการทำแห้งสมุนไพรด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น โดยนำสมุนไพรออกจากเครื่องอบลมร้อนแบบถาดเมื่อครบเวลาการทำแห้งด้วยลมร้อน ตะไคร้นำออกเมื่อครบเวลา 240 นาที และใบเตยเมื่อครบเวลา 90 นาที ให้นำตะแกรงวัตถุดิบใส่ในตู้ Desiccator Cabinet (ยี่ห้อ Northman, ประเทศไทย) โดยวางถาดบนชั้นวาง จากนั้นนำถาดวัตถุดิบ ออกมาชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่ง 2 ตำแหน่งโดยตะไคร้ชั่งทุกๆ 60 นาที และใบเตยชั่งทุกๆ 30 นาที จนกว่าน้ำหนักจะคงที่ การวิเคราะห์เพื่อเลือกเวลาที่จะนำถาดวัตถุดิบสมุนไพรมาใส่ตู้ดูดความชื้นนั้น ใช้หลักการวิเคราะห์ร่วมกับกราฟ Adsorption isotherm โดยพิจารณาเลือกค่าวอเตอร์แอกติวิตี้ (aw) ที่ 0.7 ลากไปตัดเส้นกราฟจะได้ค่าความชื้นฐานแห้งออกมา จากนั้นนำค่าความชื้นนี้ไปวิเคราะห์ในกราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของสมุนไพรชนิดนั้นก็จะได้เวลาในการทำแห้งที่จะทำให้มีค่า aw ของพืชสมุนไพรชนิดนั้นๆ อยู่ที่ 0.7 รูปที่ 1 Desorption isotherm ของตะไคร้รูปที่ 2 กราฟความชื้นกับเวลาของตะไคร้ (60℃) รูปที่ 3 Desorption isotherm ของใบเตย รูปที่ 4 กราฟความชื้นกับเวลาของใบเตย (60℃) วิเคราะห์กราฟ Adsorption isotherm กับกราฟความชื้นกับเวลาของสมุนไพร เพื่อเลือกเวลาที่จะนำถาดวัตถุดิบสมุนไพรออกจากการทำแห้งด้วยลมร้อน แล้วมาใส่ตู้ดูดความชื้นโดยใช้พิจารณาเลือกค่าวอเตอร์แอกติวิตี้ (aw) ที่ 0.7 ลากไปตัดเส้นกราฟจะได้ค่าความชื้นฐานแห้งออกมา จากนั้นนำค่าความชื้นนี้ไปวิเคราะห์ในกราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของสมุนไพรชนิดนั้นก็จะได้เวลาในการทำแห้งด้วยลมร้อน ผลและวิจารณ์ผลการทดลอง รูปที่ 5 กราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของตะไคร้ในการทำแห้งแบบลมร้อนร่วมกับสารดูดความชื้น รูปที่ 6 กราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของใบเตยในการทำแห้งแบบลมร้อนร่วมกับสารดูดความชื้น ผลการทดลองจากรูปที่ 6 และ 7 ช่วงแรกเป็นการทำแห้งด้วยลมร้อน ตะไคร้ใช้เวลาในการทำแห้งช่วงนี้นาน 240 นาที ใบเตยใช้เวลา 90 นาที จากนั้นเป็นการทำแห้งในช่วงที่ 2 โดยนำสมุนไพรที่ออกจากเครื่องอบลมร้อนแบบถาดไปใส่ในตู้ดูดความชื้นที่มีซิลิกาเจล ในการทำแห้งช่วงที่ 2 ตะไคร้และใบเตยใช้เวลา 480 90 นาที ตามลำดับ รวมทั้งสิ้นตะไคร้ใช้เวลาในการทำแห้ง 720 นาที ได้ความชื้น 9.3817 g water/g dry matter (8.5770 %wb) ใบเตย 180 นาที ได้ความชื้น 5.4599 g water/g dry matter (5.1772 %wb) จะเห็นว่าการทำแห้งด้วยลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้นนี้ใช้เวลานานกว่าการทำแห้งด้วยลมร้อนเพียงอย่างเดียว สรุปผลการทดลอง การทำแห้งด้วยลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น ตะไคร้ใช้เวลาในการทำแห้ง 720 นาที ได้ความชื้น 9.3817 g water/g dry matter (8.5770 %wb) ใบเตยใช้เวลา 180 นาที ได้ความชื้น 5.4599 g water/g dry matter (5.1772 %wb) ซึ่งจะเห็นว่าการทำแห้งแบบ 2 วิธีร่วมกันนี้ใช้เวลานานกว่าการทำแห้งด้วยลมร้อน

บทที่ 3

1.ผลการตรวจจุลินทรีย์ของอากาศและน้ำละลายปลาทูน่า ตารางที่1 ผลของปริมาณจุลินทรีย์ในอากาศและน้ำละลายปลาที่สภาวะต่างๆ จากการทดลองละลายปลาทูน่าโดยใช้น้ำเป็นตัวกลางในการให้ควารมร้อนที่สภาวะน้ำนิ่ง น้ำวน และน้ำอลวน พบว่า ในน้ำหลังการละลายของทั้ง 3 สภาวะมีปริมาณจุลินทรีย์มากกว่าน้ำก่อนการละลาย โดยปริมาณจุลินทรีย์ที่สภาวะน้ำอลวนมีปริมาณมากที่สุดทั้งที่อากาศ น้ำก่อนการละลายและน้ำหลังการละลาย เนื่องจากน้ำที่ใช้ละลายในสภาวะดังกล่าวมีการให้ความร้อน อุณหภูมิที่ผิวของปลาจึงมีค่าสูง เหมาะสำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และจุลินทรีย์ยังถูกกระจายตัวจากการวนน้ำในถังละลาย ทำให้มีปริมาณมาก ส่วนการละลายในสภาวะน้ำนิ่ง อุณหภูมิที่ผิวของปลาเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ไม่มีการกระจายของจุลินทรีย์เนื่องจากการวนน้ำ จึงพบปริมาณจุลินทรีย์น้อย รูปที่1 แผนภูมิแสดงปริมาณจุลินทรีย์ จากผลการตรวจพบปริมาณจุลินทรีย์ในการละลายด้วยน้ำที่สภาวะต่างๆ มีการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ในสภาวะน้ำอลวนมากที่สุด รองลงมาคือสภาวะน้ำวนและสภาวะน้ำนิ่งซึ่งมีการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์น้อยที่สุดที่สามารถผ่านเข้าไปในกระบวนการผลิตได้ 2.ผลการละลายในสภาวะต่างๆ ตารางที่ 2 ผลของเวลาและขนาดน้ำหนักในสภาวะการละลายต่างๆ จะเห็นว่าการละลายปลาโดยใช้น้ำในสภาวะต่างๆ ปลาทูน่าขนาดน้ำหนักระหว่าง 1.4 - 1.6 กิโลกรัม เวลาการละลายในทั้ง 3 สภาวะการละลาย ใช้เวลาระหว่าง 70 - 104 นาที ปลาทูน่าขนาดน้ำหนักระหว่าง 1.6 - 1.7 กิโลกรัม ใช้เวลาระหว่าง 83 - 112 นาที และปลาทูน่าขนาดน้ำหนักระหว่าง 1.7 - 1.8 กิโลกรัม ใช้เวลาระหว่าง 93 - 133 นาที จึงสรุปว่าเวลาการละลายมากขึ้นเมื่อปลาทูน่ามีขนาดน้ำหนักที่มากขึ้น รูปที่2 ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและเวลาของการละลายปลาทูน่าขนาดใหญ่ในสภาวะน้ำนิ่ง รูปที่3 ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและเวลาของการละลายปลาทูน่าขนาดใหญ่ในสภาวะน้ำวน ผลการหาค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน การหาค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน (h) ของการละลายรูปแบบต่างๆ โดยการวัดอุณหภูมิภายในตัวปลามากกว่าหนึ่งตำแหน่ง แล้วเปรียบเทียบอุณหภูมิที่วัดได้จากการทดลองและอุณหภูมิที่ได้จากการทำนายเพื่อเลือกค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนที่ให้ค่า Standard Error Mean (SE) ต่ำสุดโดย SE. คำนวณได้จากสมการ รูปที่4 Experimental validation of tuna temperature during thawing with still water จากกราฟแสดงเวลาที่ใช้ในการละลายปลาทูน่า สภาวะน้ำนิ่ง ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของน้ำที่ให้ค่า SE (Std. Error Mean) ต่ำสุด ปลาทูน่าน้ำหนักขนาด 1417.89 g น้ำหนักขนาด 1686.93 g และน้ำหนักขนาด 1877.09 g สามารถทำนายค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนเท่ากับ 18 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก (Backbone) SE = (0.67◦C) , 15 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก SE = (0.97◦C) และ 16.5 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก SE = (1.29◦C) ตามลำดับ รูปที่5 Experimental validation of tuna temperature during thawing with circulated water flowrate 350 l/min จากกราฟแสดงเวลาที่ใช้ในการละลายปลาทูน่า สภาวะน้ำวนอัตราการไหล 350 l/min ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของน้ำที่ให้ค่า SE (Std. Error Mean) ต่ำสุด ปลาทูน่าน้ำหนักขนาด 1459.43 g น้ำหนักขนาด 1625.15 g และน้ำหนักขนาด 1767.77 g สามารถทำนายค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนเท่ากับ 25 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก (Backbone) SE = (0.48◦C) , 23 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก SE = (0.71◦C) และ 20 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก SE = (0.44◦C) ตามลำดับ รูปที่6 Experimental validation of tuna temperature during with chaotic water flowrate 350 l/min จากกราฟแสดงเวลาที่ใช้ในการละลายปลาทูน่า สภาวะน้ำอลวนอัตราการไหล 350 l/min ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของน้ำที่ให้ค่า SE (Std. Error Mean) ต่ำสุด ปลาทูน่าน้ำหนักขนาด 1565.32 g น้ำหนักขนาด 1641.26 g และน้ำหนักขนาด 1884.41 g สามารถทำนายค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนเท่ากับ 30 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก (Backbone) SE = (0.82◦C) , 28 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก SE = (1.6◦C) และ 27 W/m2.K ที่เนื้อติดกับกระดูก SE = (0.89◦C) ตามลำดับ ตารางที่3 แสดงขนาดน้ำหนัก ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน และ SE ของน้ำที่สภาวะต่างๆ จากตารางที่ 3.2 จะสังเกตเห็นว่า ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน สามารถแบ่งออกได้เป็นระดับอย่างชัดเจน ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน ระหว่าง 15 - 20 W/m2.K เป็นค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนของการละลายในสภาวะน้ำนิ่ง ค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนระหว่าง 20 - 25 W/m2.K เป็นค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน ของสภาวะน้ำวนที่มีอัตราการไหล 350 ลิตร/นาที และค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนระหว่าง 27 - 30 W/m2.K เป็นค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน ของสภาวะน้ำอลวนที่มีอัตราการไหล 350 ลิตร/นาที คณะผู้วิจัย จเร วงษ์ผึ่ง วรมน อนันต์ วสันต์ อินทร์ตา

4.4.2 เทคนิคการประเมินอายุ การทดสอบเพื่อประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารในห้องปฏิบัติการ มักจะทดสอบในสภาวะบรรยากาศห้อง 25°c 75%RH หรือในสภาวะเร่งปฏิกิริยาที่ 38°c 90%RH วิธีการตรวจสอบคุณภาพอาหารว่าเสื่อมคุณภาพจรกระทั่งถึงระดับที่จะยอมรับได้หรือไม่นั้น จะใช้วิธีการชิมของกลุ่มเป้าหมายที่เลือกขึ้นมา (Taste Panel) เริ่มต้นจากการสังเกต เช่น การมีเชื้อราขึ้น หรือการวิเคราะห์ทางเคมี เช่น การหาค่าของ Riboflavin เป็นต้น ด้วยการตรวจสอบที่เป็นขั้นตอนจนพบว่าอาหารเริ่มจะเสื่อมคุณภาพหรือไม่เป็นที่ยอมรับของกลุ่มเป้าหมายที่เลือกขึ้นมา จะวัดเวลาที่เก็บทดลองนั้นจนอาหารเริ่มจะเสื่อมคุณภาพ เปรียบเทียบกับเวลาที่เก็บในห้องทดสอบภายใต้การเร่งสภาวะ และจะใช้ข้อมูลทั้งสองอย่างนำมาประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ในปกติกรณีที่เก็บในสภาวะเร่งปฏิกิริยาเมื่อเทียบกับสภาวะมาตรฐานจะเกิดขึ้นเร็วกว่าประมาณ 2.4 ถึง 4.5 เท่า ในทางปฏิบัติ การประเมินอายุของอาหารมักจะมีการซื้อสินค้ากลับมาจากร้านค้าที่ขายและทดสอบคุณภาพอาหารหลังจากออกจากโรงงานและผ่านช่องทางการจัดจำหน่ายที่เป็นจริงจนกระทั่งมาถึงจุดขาย ด้วยการสุ่มตัวอย่างที่ผ่านสภาวะการขนส่งจริงๆ ทำให้สามารถประเมินคุณภาพของอาหารที่ผู้บริโภคจะซื้อไปรับประทานได้อย่างดี ส่วนในห้องปฏิบัติการ การเก็บอาหารภายใต้สภาวะห้องหรือสภาวะที่กำหนดตามความยาวของอายุของอาหาร (Full Storage) เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง การเสื่อมเสียคุณภาพเนื่องจากความชื้น ในการประเมินอายุอาหารที่จะเสื่อมคุณภาพด้วยความชื้นตั้งอยู่บนข้อสมมุติฐาน 2 ข้อคือ 1. การเปลี่ยนแปลงของความชื้น แปรผันโดยตรงกับอัตราการซึมผ่านของไอน้ำทั่วบริเวณผิวของบรรจุภัณฑ์ แรงต้านที่มีต่อไอความชื้นจะแปรผกผันกับอัตราการซึมผ่าน 2. การเปลี่ยนแปลงของความชื้นมีผลโดยตรงจากความแตกต่างของความดันไอน้ำระหว่างผิว 2 ข้างของบรรจุภัณฑ์ จากข้อสมมุติฐาน 2 ข้อดังกล่าว ได้มีการพัฒนาเทคนิคและการประเมินอายุดังนี้ (1) วิธีการแทนที่ (Substitution Method) อาหารที่ผ่านกระบวนการผลิตควรจะมีการเก็บตามสภาวะที่กำหนด การเก็บที่สะดวกที่สุดคือการเก็บในสภาวะห้องเพื่อสังเกตความเปลี่ยนแปลงของอาหารที่จะเกิดขึ้นตามกำหนดอายุของอาหาร ในกรณีของสินค้าที่พัฒนาใหม่เป็นครั้งแรก การประเมินหาอายุของอาหารที่นิยมปฏิบัติ คือ การเก็บภายใต้การเร่งสภาวะ (Accelerated Condition) โดยการอาหารที่อุณหภูมิสูงและความชื้นสัมพัทธ์สูง ระยะเวลาที่ใช้เก็บภายใต้การเร่งสภาวะนี้สำหรับอายุของอาหารประมาณ 1 ปี จะใช้เวลาเก็บเพื่อการทดสอบไม่เกิน 3 เดือน ในช่วงเวลาดังกล่าวจะทำการทดสอบหากราฟ แสดงการดูดซึมความชื้นที่อุณหภูมิเดียวกัน (Moisture Absorption Isotherm) ขณะเดียวกันอาหารที่พัฒนานั้นจะนำมาประเมินอายุโดยการคำนวณเพื่อยืนยันกับผลที่ได้จากการทดสอบภายใต้เร่งสภาวะ เมื่อมีการเก็บข้อมูลต่างๆ ดังกล่าวสมบูรณ์แล้ว เมื่อไรก็ตามที่มีการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ใหม่จะหาค่าอัตราการซึมผ่านของวัสดุใหม่และสามารถหาอายุของสินค้าที่บรรจุในวัสดุใหม่จะหาได้จากสมการดังต่อไปนี้ การใช้สูตรแทนที่อย่างง่ายๆ ตั้งอยู่บนสมมุติฐานดังต่อไปนี้ 1. เส้นกราฟแสดงการดูดซึมความชื้นที่อุณหภูมิเดียวกันของสินค้าไม่ได้เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาที่เก็บไว้ทดสอบ 2. การเสื่อมคุณภาพของสินค้าเกิดจากอิทธิพลของอัตราการดูดซึมความชื้นที่เกิดขึ้น (2) วิธีการเร่งสภาวะ (Acceleration Method) เทคนิควิธีนี้นับเป็นวิธีที่นิยมมาก เนื่องจากใช้เวลาไม่นานนัก โดยการเร่งความดันไอน้ำภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์สูงจนกว่าอาหารจะเสื่อมคุณภาพหรือไม่เป็นที่ยอมรับ ความนิยมของเทคนิคนี้ทำให้ชื่อย่อของ ASL (Accelerated Shelf Life) เป็นที่รู้จักกันทั่วไป สูตรในการคำนวณ ASL มีดังนี้ ในกรณีผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อคุณภาพด้วยการดูดความชื้น และการประเมินหาอายุโดยการชั่งน้ำหนักของความชื้นที่ผลิตภัณฑ์อาหารดูดเข้าไปภายใต้สภาวะการเก็บที่ 80%RH ที่ 30°c สามารถคำนวณ ASL ดังนี้ Shelf Life นี้เป็นการคาดคะเนอายุที่ 80%RH ที่ 30°c (วัน) C เป็นค่าคงที่ของอัตราการเพิ่มขึ้นของความชื้น ตัวอย่างมันฝรั่งทอดมีค่า 1.75 X คือ % ความชื้นเมื่อผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อมคุณภาพ Y คือ % ความชื้น ณ จุดเริ่มต้นที่ทำการทดสอบ W คือ % น้ำหนักของผลิตภัณฑ์อาหาร (กรัม) WVTR คือ อัตราการซึมผ่านของความชื้น กรัม/100 ตร.นิ้ว/24 ชม.ที่ 90%RH ที่ 38°c A คือ พื้นที่ผิวของบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากการทดสอบนี้อยู่ภายใต้สภาวะเร่งบรรยากาศเมื่อต้องการทราบถึงอายุของสินค้าในบรรยากาศจะคูณด้วย 3 จะได้ค่าประมาณของกำหนดอายุสินค้านั้น ค่า WVTR นี้ถ้าใช้ฟิล์มที่เคลือบหลายชั้น WVTR ของฟิล์มที่เคลือบหลายชั้นสามารถคำนวณได้ดังนี้ ตัวอย่างเช่น ฟิล์มเคลือบหลายชั้น ประกอบด้วย 45 OPP / 70 LDPE / 70 OPP โดยแต่ละชั้นมี WVTR = 0.75, 2.80 และ 0.57 หน่วยตามลำดับ สภาวะภายในบรรจุภัณฑ์จะเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอขึ้นอยู่กับการคายออกหรือดูดเข้าของบรรยากาศภายในบรรจุภัณฑ์กับบรรยากาศภายนอก โดยการซึมผ่านนี้จะแปรตามความเข้มข้นของบรรยากาศที่อยู่ระหว่างชั้นในและชั้นนอกของบรรจุภัณฑ์ หรือที่รู้จักกันในนามของ Partial Pressure ความแตกต่างของความดันระหว่างชั้นของบรรจุภัณฑ์เป็นสิ่งที่คำนวณได้ยากเพราะแปรเปลี่ยนอยู่ตลอดเวลาทำให้ต้องใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการคำนวณ สูตรที่ได้กล่าวมาแล้วนั้นถือว่าความเปลี่ยนแลงของความดันนี้คงที่ตลอด ดังนั้นน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ที่ทำการทดสอบจึงเท่ากับอัตราการซึมผ่านของฟิล์มคูณด้วยเวลาและพื้นที่ผิวของบรรจุภัณฑ์และหารด้วยความหนาของบรรจุภัณฑ์ ในความเป็นจริงจากความแตกต่างของความดันทำให้อากาศหรือความชื้นที่ซึมเข้าไปสู่บรรยากาศภายในแล้วไม่ได้อยู่เฉยๆ แต่เริ่มทำปฏิกิริยากับอาหารและทำให้การประเมินอายุด้วยการชั่งน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนี้ยังไม่ใกล้เคียงความเป็นจริง หรือยิ่งสลับซับซ้อนมากยิ่งขึ้น เมื่อมีการใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาในการคำนวณจะใช้ในการสร้าง Model ในการส่งผ่านมวลน้ำหนัก (Simple Mass Transfer) โดยแยกเป็น Model ของสินค้าที่ไวต่อการทำปฏิกิริยากับออกซิเจน หรือ Model ที่ใช้กับสินค้าเครื่องดื่ม เป็นต้น สูตรพื้นฐานที่ใช้ในการคำนวณและสมการ คือ โดยที่ W = น้ำหนักที่เปลี่ยนของส่วนประกอบอาหารที่ทำให้เสื่อมคุณภาพ t = เวลา k = สัมประสิทธิ์ค่าอัตราการซึมผ่านของวัสดุบรรจุภัณฑ์ l = ความหนาของวัสดุบรรจุภัณฑ์ A = พื้นผิวของบรรจุภัณฑ์ P out = ความดัน (Partial Pressure) ที่อยู่ภายนอกบรรจุภัณฑ์ P in = ความดัน (Partial Pressure) ที่อยู่ภายในบรรจุภัณฑ์ P in เป็นความดันภายใน ถ้าเป็นเรื่องของความชื้น คือ ค่าของความชื้นของผลิตภัณฑ์เมื่อเปรียบเทียบความชื้นสัมพัทธ์ในการเก็บ ค่านี้ก็คือค่า Aw คูณด้วยความดันขอไอน้ำ ณ จุดอิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน ค่า P in ดังกล่าวนี้จะใช้ได้เฉพาะ ณ อุณหภูมิหนึ่งเท่านั้นของ Isotherm P out เป็นความดันภายนอก ถ้าพิจารณาเป็นกรณีก็จะสะดวก เช่น ในกรณีพิจารณาการซึมผ่านของออกซิเจน P out มีค่าเท่ากับ 0.21 ของบรรยากาศหรือประมาณ 21.3 kPa ในกรณีที่เป็นความชื้น P out ของความดันไอน้ำ ณ จุดอิ่มตัวมีค่าเป็น 6 เท่าของความชื้นสัมพัทธ์ของบรรยากาศที่ทำการทดสอบ ส่วนกลิ่นนั้นมีค่า P out เป็นศูนย์ การประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารโดยการคำนวณจากโมเดลที่สร้างขึ้นมานั้น ไม่ได้พิจารณาปัจจัยทางด้านสิ่งแวดล้อมของการขนส่ง แม้ว่าตัวผลิตภัณฑ์อาหารจะไม่แตกหักด้วยอันตรายทางกายภาพ แต่ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพระหว่างขนส่งมีบทบาทต่ออัตราการซึมผ่านของวัสดุ การประเมินอายุขัยที่ได้จากห้องปฏิบัติการจึงจำเป็นอย่างยิ่งจะต้องทำการทดสอบในสนามหรือทดสอบด้วยการขนส่งจริง รูปแบบในการขนส่งนั้นยังเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณา ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการนั้น การทดสอบประเมินอายุขัยมักจะกระทำเฉพาะแค่บรรจุภัณฑ์ชั้นในหรือบรรจุภัณฑ์ชั้นที่สอง แต่ในการขนส่งจริงนั้น จำต้องมีบรรจุภัณฑ์ขนส่ง หรืออาจมีการส่งสินค้ารวมกลุ่ม (Unitizing) เป็นกะบะ ในสภาวะการขนส่งจริงผลิตภัณฑ์อาหารพร้อมบรรจุภัณฑ์ชั้นในย่อมอยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงกว่าในบรรยากาศข้างนอก ด้วยเหตุนี้โมเดลที่สร้างขึ้นมาจำลองปัจจัยต่างๆ จำต้องคำนึงถึงสภาวะจริงในการขนส่งโดยการเก็บข้อมูลเพิ่มเติมมาจำลองแบบ นอกจากนี้ความแปรปรวนของปัจจัยต่างๆ ที่เกิดระหว่างการขนส่งยังแปรตามตำแหน่งของบรรจุภัณฑ์ขนส่ง ตำแหน่งตรงสี่มุมของบรรจุภัณฑ์ขนส่งบนกะบะย่อมมีโอกาสได้รับอุณหภูมิแตกต่างจากบรรจุภัณฑ์ที่อยู่ในชั้นของกะบะสินค้า ถ้ามีการจัดเรียงวางบรรจุภัณฑ์บนกะบะให้มีการถ่ายเทได้ดีโดยการจัดให้มีช่องว่างมากขึ้น นั่นหมายความว่าค่าขนส่งจะสูงตามขึ้น ปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ย่อมมีผลกระทบต่อต้นทุนค่าใช้จ่าย จุดมุ่งหมายในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์ คือ หาทางออกหรือแนวทางการแก้ปัญหาที่เสียค่าใช้จ่ายโดยรวมน้อยที่สุด ด้วยเหตุนี้ การสร้างโมเดลเพื่อใช้ในการประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารพร้อมบรรจุภัณฑ์จึงจำต้องศึกษาระบบทั้งหมด (Total System Approach) ในขณะเดียวกันโมเดลที่สร้างขึ้นจำต้องมีการปรับปรุงพัฒนาอยู่เสมอ และยังต้องได้รับความร่วมมือจากทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องเพื่อผลสำเร็จในการประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์ บทสรุป การประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารจะกำหนดให้แน่นอนนั้นค่อนข้างจะลำบาก เนื่องจากอาหารมีส่วนผสมของอาหารหลากหลายชนิด และส่วนผสมดังกล่าวมีการทำปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน สิ่งแวดล้อมภายในและภายนอกบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญทางด้านอาหาร จุลชีววิทยา นักเคมี ต่างได้ระดมความสามารถเพื่อหาวิธีการที่จะประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยแยกมูลเหตุที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพเป็นมูลเหตุหลักและมูลเหตุรองถัดๆ ไป องค์ประกอบหลักที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพประกอบด้วยองค์ประกอบภายใต้ตัวผลิตภัณฑ์อาหารและองค์ประกอบภายนอก องค์ประกอบทั้ง 2 นี้ต้องวิเคราะห์แยกออกจากกันในการประเมินหาอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร องค์ประกอบภายในเริ่มจากการเก็บเกี่ยววัตถุดิบ การแปรรูปอาหาร และปฏิกิริยาต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้น อันได้แก่ ปฏิกิริยาชีวเคมี ปฏิกิริยาทางเคมี และปฏิกิริยาทางกายภาพ ส่วนองค์ประกอบภายนอกที่สำคัญได้แก่ ความชื้น อากาศ และแสง บางครั้งอาจจะเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างวัสดุบรรจุภัณฑ์และตัวผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น การแยกตัว (Migration) เป็นต้น การยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารนั้นได้รับการพัฒนามาตลอดเริ่มจากการเก็บรักษาอาหารแบบโบราณ เช่น การตากแห้ง การหมัก การรมควัน จากนั้นจึงวิวัฒนาการมาเป็นการฆ่าเชื้อโรคด้วยความร้อน ความเย็น กระบวนการปลอดเชื้อ ระบบไมโครเวฟ การฉายรังสี นอกจากนี้ยังมีวิวัฒนาการเทคโนโลยีทางด้านบรรจุภัณฑ์ที่ช่วยยืดอายุของผิตภัณฑ์อาหาร เช่น การปรับสภาวะภายในบรรจุภัณฑ์ หลักเกณฑ์ในการประเมินอายุของอาหาร ใช้วิธีการคำนวณจากการเพิ่มน้ำหนักต่อหน่วยเวลาอันสืบเนื่องจากการดูดซึมความชื้นและออกซิเจน โดยใช้ข้อสมมุติฐานว่าการเพิ่มของน้ำหนักที่เกิดจากความแตกต่างของความดันระหว่างภายนอกและภายในบรรจุภัณฑ์ โดยการซึมผ่านทั่วผิวของบรรจุภัณฑ์ การเพิ่มน้ำหนักของอากาศจะมีผลโดยตรงต่อการเสื่อมคุณภาพของอาหาร นอกจากการคำนวณแล้ว การประเมินอายุของอาหารจะละเลยไม่ได้ในกาเก็บผลิตภัณฑ์อาหารในสภาวะที่เป็นจริงเพื่อเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงจนไม่เป็นที่ยอมรับจากกลุ่มเป้าหมาย <<ย้อนกลับ อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่ 3 <<กลับสู่หน้าหลัก