Power Tech Chemical Industry Co., Ltd. (PTCI) Tel: +66 (0)2 000 4415, +66 (0)2 915 9100 Fax: +66 (0)915 9101 E-mail: [email protected] Line ID: ptci FaceBook: Power Tech Chemical Industry

HYPER FRESH THAWING SYSTEM หากการแช่แข็งคือ การดึงความร้อนในอาหารออกเพื่อให้น้ำในอาหารเกิดน้ำแข็ง ในทางกลับกัน การละลาย (Thawing) ก็คือการให้ความร้อนแก่อาหารเพื่อให้น้ำแข็งในอาหารละลาย ซึ่งกระบวนการทั้งสองนี้จะแตกต่างกันในแง่ของการส่งผ่านความร้อนของน้ำและน้ำแข็ง ดังนั้นความสัมพันธ์ของอุณหภูมิอาหารกับเวลา (Freezing Curve กับ Thawing Curve) ในแง่ของออกแบบระบบจึงต่างกันกัน น้ำแข็งนั้นมีคุณสมบัติในการเป็นตัวนำความร้อน (Thermal Conductivity) ได้ดีกว่าน้ำถึง 4 เท่าและยังมีคุณสมบัติในการกระจายความร้อน (Thermal Diffusivity) ดีกว่าน้ำถึง 9 เท่า ดังนั้นเมื่อทำการละลายอาหารแช่แข็ง โดยการให้ความร้อนจากพื้นผิวหน้า (Surface heating) จะทำให้เกิดการเคลื่อนย้ายของน้ำในอาหาร (Non-Conversion of water in tissue) น้ำแข็งนั้นจะส่งผ่านความร้อนและเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้เร็วกว่าน้ำ (ที่อยู่นิ่ง) เราจึงเห็นการละลายที่ผิวหน้าอาหารได้อย่างรวดเร็ว แต่เมื่อผิวหน้าเปลี่ยนสภาพเป็นน้ำ น้ำก็จะหน่วงเหนี่ยวการส่งผ่านและเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอาหารให้ช้าลง ทำให้ใช้เวลานานขึ้นกว่าจะส่งผ่านความร้อนไปถึงชั้นน้ำแข็งได้และให้ความร้อนแฝงแก่น้ำแข็ง นั่นคือสาเหตุว่าทำไมการละลายอาหารแช่แข็งจึงใช้เวลานานและบ่อยครั้งที่สังเกตดูจากภายนอกว่าละลายดีแล้ว แต่เมื่อผ่าลงไปในอาหารนั้นกลับพบว่าภายในยังเป็นน้ำแข็งอยู่ วิธีการละลายที่เหมาะสมโดยการให้ความร้อนจากภายใน (Internal Heating) จึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ประหยัดเวลามากกว่า จึงทำให้เกิดการพัฒนาเป็นระบบ Hyper Fresh Thawing System ขึ้นมาใช้ในการละลายอาหารแช่แข็ง เป็นวิธีการละลายแบบใหม่ โดยใช้การจัดการความร้อนหรือความร้อนแฝง สามารถละลายโดยใช้อุณหภูมิต่ำและอากาศที่มีความชื้นสูง ซึ่งสินค้าจะถูกล้อมรอบด้วยอากาศที่มีความชื้นสูง ความร้อนจะถูกถ่ายเทในระหว่างขั้นตอนของการควบแน่น ผลที่ได้คือ สินค้าเกิดการละลายที่มีอุณหภูมิไกล้เคียงกันมาก ความพิเศษของระบบละลายสินค้าแช่แข็งแบบ Hyper Fresh Thawing System สามารถละลายสินค้าได้ทุกชนิด (All kinds) อุณหภูมิและเวลาในการละลายสามารถควบคุมได้อย่างเหมาะสมตามผลิตภัณฑ์ที่ต้องการละลาย ไอน้ำในอากาศที่มีความชื้นสูงภายในห้องจะเป็นตัวกลางทำให้เกิดการละลาย ปริมาณความร้อนต่อหน่วยเวลามีขนาดใหญ่กว่าการละลายโดยใช้อากาศ (Air Thawing) เพราะมีความร้อนแฝงของการควบแน่นของไอน้ำ (Latent Heat of Condensation) การถ่ายเทความร้อนทำได้เร็วขึ้น เนื่องจากการควบแน่นโดยตรงที่ผิวของสินค้า ส่งผลให้ระยะเวลาในการละลายสั้นลง อุณหภูมิที่ผิวของสินค้าจะไม่สูงกว่าการตั้งค่าของอุณหภูมิห้อง เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย และยังส่งผลให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิที่บริเวณแกนกลางกับผิวของสินค้าน้อย และส่งผลดีให้อาหารสูญเสียน้ำน้อย คุณภาพของสินค้าไม่ลดลง ป้องกันการเปลี่ยนสีของสินค้าขณะทำการละลาย ลดการสูญเสียน้ำ และน้ำหนักของผลิตภัณฑ์หลังการละลาย (Reduce yield loss / weight loss) รักษาความสดใหม่และเนื้อสัมผัสของอาหาร/สินค้า ค่าซ่อมบำรุงรักษาจะถูกกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับการละลายแบบไมโครเวฟ เพราะไม่ได้ใช้อุปกรณ์พิเศษ ปริมาณน้ำจะใช้น้อยกว่า เมื่อเปรียบเทียบด้วยการละลายแบบน้ำ สามารถลดค่าใช้จ่ายในการใช้น้ำและการบำบัดน้ำเสียได้มาก สามารถออกแบบระบบและชุดของอุปกรณ์การละลายให้เข้ากับแผนการผลิตปัจจุบันได้ Mayekawa (Thailand) Co., Ltd. 2/3 M. 14, 4th Floor, Bangna Tower. A Bldg., Bangna-Trad Rd., Bangkaew, Bangplee, Samutprakarn 10540 Thailand https://www.mayekawathailand.com/ Tel: +66 (0) 2751-9610-7Fax: +66 (0) 2751-9565-6 Food Machinery Division Food Machinery Manager: Mr. Jiranan Saihomhual M: +66 (0)63 669 8549 E-mail: [email protected] Sales Manager: Mr. Kitti Chitkasem M: +66 (0)81 925 8312 E-mail: [email protected]

ปั๊มความร้อน (Heat Pump) by Ms. Suchitra Pitaksermsak Mayekawa (Thailand) Engineer. Heat pump เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนชนิดหนึ่ง ซึ่งเคลื่อนย้ายพลังงานความร้อนในทิศทางตรงข้ามกับกระบวนการถ่ายเทความร้อนแบบเกิดขึ้นได้เอง กล่าวคือถ่ายเทความร้อนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกว่า โดยใช้พลังงานภายนอกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น MAYEKAWA / CO2 heat pumps "unimo series" - full version: https://www.youtube.com/watch?v=VS8DVEfjuLw รายละเอียดเพิ่มเติม: https://www.mayekawathailand.com/%25E0%25B9%2587Heat_Pump_Journal/5c7786d0dc8a4c7630c02d01 ข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาติดต่อ / Contact for more detail Mayekawa (Thailand) Co., Ltd. 2/3 M. 14, 4th Floor, Bangna Tower. A Bldg., Bangna-Trad Rd., Bangkaew, Bangplee, Samutprakarn 10540 Thailand https://www.mayekawathailand.com/ Tel: +66 (0) 2751-9610-7Fax: +66 (0) 2751-9565-6 Food Machinery Division Food Machinery Manager: Mr. Jiranan Saihomhual M: +66 (0)63 669 8549 E-mail: [email protected] Sales Manager: Mr. Kitti Chitkasem M: +66 (0)81 925 8312 E-mail: [email protected]

โครงการพัฒนาการผลิตชาสมุนไพรคุณภาพสูงระดับ SME ผลของการทำแห้งต่อไอโซเทอมการดูดความชื้นของชาสมุนไพร 1 บทนำ ชาสมุนไพร เป็นทางเลือกหนึ่งของผลิตภัณฑ์อาหาร สำหรับผู้ที่รักและใส่ใจในสุขภาพ สมุนไพรไทยหลายชนิดมีกลิ่นรสที่ดี และมีสรรพคุณที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพ นำมาแปรรูปเป็น ผลิตภัณฑ์ชาสมุนไพรพร้อมชงเพื่อจำหน่ายอย่างแพร่หลายทั้งในประเทศและเพื่อการส่งออก สามารถดำเนินการได้โดย กลุ่มเกษตรกร ผู้ประกอบการวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อย เนื่องจาก เป็นผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปง่าย ใช้เงินลงทุนไม่สูงนัก และ สามารถเพิ่มมูลค่าให้กับพืชสมุนไพรไทยได้มาก การผลิตชาสมุนไพรคุณภาพสูง เพื่อให้ได้คุณภาพตามความต้องการของผู้บริโภคต้องดำเนินการอย่างครบวงจร ตั้งแต่การคัดเลือกคุณภาพวัตถุดิบ การล้าง การอบแห้ง การเก็บรักษาผลิตภัณฑ์หลังการอบแห้ง รวมไปถึงการบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ มีคุณภาพดีภายในอายุการเก็บที่กำหนด อายุการเก็บของสมุนไพร มีผลร่วมกัน จากคุณภาพของสมุนไพรหลังการทำแห้ง และ จากบรรจุภัณฑ์ที่เลือกใช้ บรรจุภัณฑ์มีทำหน้าที่คุ้มครองผลิตภัณฑ์ชาสมุนไพรที่อยู่ภายใน มีผลอย่างยิ่งต่ออายุการเก็บรักษา ป้องกันการดูดซับความชื้นจากบรรายากศ ที่เป็นสาเหตุสำคัญของการเสื่อมเสียเนื่องจากจุลินทรีย์เช่น จากเชื้อราโดยเฉพาะเชื้อราที่สร้างสารพิษ (mycotoxin) ที่เป็นอันตรายต่อผู้บริโภค ลดปฏิกริยาทางเคมี เช่นการออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation) รวมทั้งการเปลี่ยนสี กลิ่นรส และการเสื่อมคุณภาพของ สารที่มีสรรพคุณเป็นยาของพืชสมุนไพรบรรจุภัณฑ์ชาที่ใช้วัสดุที่ดี ออกแบบสวยงาม ยังเสริมสร้างภาพลักษณ์ที่ดี รวมทั้งช่วยเพิ่มมูลค่าให้ผลิตภัณฑ์ได้มาก ชาสมุนไพร เป็นอาหารแห้ง อายุการเก็บรักษาของชาสมุนไพร นิยมประเมินจาก ไอโซเทอมการดูดน้ำ (water sorption isotherm) ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานแห้ง (moisture content, dry basis) กับ ความชื้นสมดุล (Equilibrium moisture content) ซึ่งเป็น ความชื้นที่อยู่ในผลิตผลขณะที่มีความดันไอเท่ากับความดันไอของอากาศที่อยู่รอบๆ ผลิตภัณฑ์นั้น ค่าความชื้นสมดุลขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศและชนิดของผลิตภัณฑ์ (ธีระพล,2545) วิธีการหาไอโซเทอมการดูดน้ำ ได้รับความนิยมใช้อย่างแพร่หลายคือวิธีสถิต (Jamali, A. et.al., 2005; Machhour, H. et.al., 2011) แบบจำลอง สำหรับอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นสมดุล กับ water activity และอุณหภูมิ ได้ถูกพัฒนาขึ้นจำนวนมาก (Arslan, 2005) แต่ยังไม่พบการรายงาน ไอโซเทอมการดูดน้ำของชาสมุนไพรเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์อย่างยิ่งต่อการประเมินอายุการเก็บรักษาอาหาร เพราะสามารถนำมาใช้ทำนายการเปลี่ยนแปลงการดูดน้ำจากสิ่งแวดล้อม ที่เกิดขึ้นระหว่างการเก็บรักษาและมีผลต่ออายุการเก็บรักษา (Machhour and et.al, 2011) และยังใช้เพื่อการออกแบบหรือคัดเลือกกระบวนการอบแห้งและคุณภาพสุดท้ายของผลิตภัณฑ์ได้ตามที่ต้องการ 2 วัตถุประสงค์ 1. เพื่อศึกษาผลของการทำแห้ง สมุนไพร ได้แก่ ตะไคร้ ใบเตย และดอกอัญชัน ที่สภาวะต่างๆ ต่อไอโซเทอมการดูดซับความชื้น และสร้างแบบจำลองการดูดน้ำกลับของสมุนไพรแต่ละชนิดเปรียบเทียบกับไอโซเทอมการคายความชื้น 2. เพื่อนำข้อมูลที่ได้ไปประเมินอายุการเก็บรักษาชาสมุนไพร ซึ่งทำแห้งที่สภาวะต่างๆ วิธีการทดลอง1. การเตรียมตัวอย่างสมุนไพรอบแห้ง ตะไคร้เตรียมโดยตัดโคนและใบทิ้ง ใบเตยเตรียมตัดโคนทิ้งและทำการหั่นให้มีความยาวประมาณ 30 เซนติเมตร และดอกอัญชันให้นำฐานรองดอกออก นำสมุนไพรที่ทำการตัดแต่งแล้วมาล้างในน้ำกรองที่ อุณหภูมิห้อง 30 วินาที สะเด็ดน้ำ 60 วินาที ก่อนแช่ในสารละลายแคลเซียมไฮโปรคลอไรท์ความเข้มข้น 100มิลลิกรัมต่อลิตร เป็นเวลา 10 นาที และสะเด็ดน้ำ 60 วินาที (ดูรายละเอียดการล้างสมุนไพร) ตัวอย่างสมุนไพรสด ได้จากการนำตะไคร้และใบเตยที่ล้างแล้ว มาลดขนาดโดย หั่นให้มีความหนาประมาณ 1-2 มิลลิเมตร ส่วนอัญชันใช้ทั้งดอก สำหรับตัวอย่างสมุนไพรอบแห้ง เตรียมโดยใช้อบสมุนไพรสด แต่ละชนิด มาอบแห้งด้วยตู้อบลมร้อน (ดูรายละเอียดการอบแห้งสมุนไพร) ที่อุณหภูมิ 3 ระดับ คือ 40, 50 และ 60 °C ความเร็วลม 1.5 เมตรต่อวินาทีจนน้ำหนักคงที่ โดยทำการเก็บตัวอย่างสมุนไพรอบแห้งไว้ในถุงสุญญากาศ ที่อุณหภูมิ -18 องศาเซลเซียสก่อนทำการทดลอง ใส่รูปตัวอย่างสมุนไพรอบแห้ง 2. การหาไอโซเทอมการคายความชื้นและการดูดซับความชื้น การหาไอโซเทอมการคายความชื้น (water desorption isotherm) และไอโซเทอมการดูดซับความชื้น (water adsorption isotherm) ใช้วิธีการปรับความชื้นสมดุลของตัวอย่างในให้สมดุลในสารละลายเกลืออิ่มตัว 5 ชนิด ได้แก่ สารละลาย LiCl, MgCl2, K2CO3, NaBr และ NaCl ที่ให้ค่าความชื้นสัมพัทธ์สมดุลที่อุณหภูมิ 25°C ร้อยละ 11.15, 32.73, 43.80, 57.70 และ 75.32 ตามลำดับ การหาไอโซเทอมการคายความชื้น ใช้ตัวอย่างสมุนไพรสดและการหาไอโซเทอมการดูดซับความชื้น ใช้ตัวอย่างสมุนไพรอบแห้ง โดยชั่งตัวอย่างด้วยเครื่องชั่ง ทศนิยม 4 ตำแหน่ง (Yamato, HB-120,ประเทศญี่ปุ่น) ตัวอย่างลงในถ้วยอลูมิเนียมฟอยด์ วางบนชั้นภายในโหลแก้วเหนือ ปิดฝาให้สนิท ตั้งทิ้งไว้ที่อุณหภูมิ 25°C นำตัวอย่างออกมาชั่งน้ำหนักและบันทึกผลทุกๆ 2 วัน จนกระทั่งน้ำหนักคงที่ โดยทำการทดลอง 3 ซ้ำต่อ ตัวอย่าง 3. การหาสมการที่เหมาะสมเพื่ออธิบายการดูดซับและการคายความชื้นของสมุนไพรนำผลการทดลองที่ได้ไปประยุกต์ใช้กับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ Guggenheim-Anderson-DeBoer (GAB) , Smith, Halsey, Oswin และCaurie ดังตารางที่ 1 ตารางที่1 สมการสำหรับอธิบายการดูดซับและคายความชื้นของชาสมุนไพร ใช้โปรแกรม SPSS ช่วยในการกำหนดค่าพารามิเตอร์ของสมการทั้ง 5 สมการ เลือกสมการและหาค่าคงที่ของสมการ โดยการประเมินค่า Residual Sum of Square (RSS) ค่า Standard Error of Estimate (SEE) และเลือกสมการต้นแบบต้น (model) ที่เหมาะสมกับข้อมูล R-Square เพื่อทำนายการเปลี่ยนแปลงความชื้นของอาหารระหว่างการเก็บที่สภาวะต่างๆและสร้าง Water Sorption Isotherm ของสมุนไพรที่เหมาะสม ผลและวิจารณ์การทดลอง ไอโซเทอมการคายความชื้นของอาหารใช้เวลาประมาณ 2 สัปดาห์ ตัวอย่างจึงเข้าสู่สภาวะสมดุล คือมีความชื้นสมดุลเท่ากับ ความชื้นสมดุลของสารละลายเกลืออิ่มตัวสำหรับไอโซเทอมการดูดความชื้นใช้เวลาสั้นกว่าคือประมาณ 1 สัปดาห์ ใบเตยโดยค่าความชื้นที่ได้จากการทดลองเมื่อนำมาวิเคราะห์เข้ากับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และนำมาเปรียบเทียบกันจากการประเมินค่าResidual Sum of Square (RSS) , Standard Error of Estimate (SEE) และเลือกสมการต้นแบบต้น (model) ที่เหมาะสมกับข้อมูล และ R-Square เพื่อทำนายการเปลี่ยนแปลงความชื้นของอาหารระหว่างการเก็บที่สภาวะต่างๆและสร้าง Water Sorption Isotherm ของสมุนไพรที่เหมาะสม โดยสรุปได้ว่า การคายความชื้นของใบเตย (Water desorption) เหมาะสมกับ GAB model และการดูดความชื้น (Water adsorption isotherm) ที่การทำแห้งที่อุณหภูมิ60 องศาเซลเซียสประกอบกับการใช้สารดูดความชื้น เหมาะสมกับ Smith model ดังแสดงในกราฟWaterSorption Isothemซึ่งมีค่าทางสถิติดังแสดงในตาราง กราฟการคายความชื้นและการดูดความชื้นของ ใบเตย สรุปผลการทดลอง 1. ธีระพล ศิลกุล. 2545. "การหาสมการความชื้นสมดุลของถั่วเขียว." วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 33 (6) : 305-309.2. วัฒนา ดำรงรัตน์กุล และอนุวัตร แจ้งชัด. 2549. "แบบจำลองของการดูดซับความชื้นและการอบแห้งของผักแผ่นปรุงรส." หน้า 534-540. ใน การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 44 สาขาอุตสาหกรรมเกษตร. กรุงเทพฯ : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.3. Arslan, N. and Togrul, H. 2006. "The fitting of various models to water sorption isotherms of tea stored in a chamber under controlled temperature and humidity." Journal of Stored Products Research. 4 : 112-135. 4.Jamali, A., Kouhila, M., Mohamed, L.A., Idlimam, A.and Lamharrar, A. 2005. "Moisture adsorption-desorption isotherms of Citrus reticulate leaves at three temperatures." Journal of Food Engineering. 77 (2006) : 71-78