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 ความยาวความกว้างความหนาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิตความเป็นทรงกลมความหนาแน่นเนื้อความหนาแน่นรวมความพรุน รวมทั้ง พื้นที่ภาพฉายปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของผิวไม้ อะลูมิเนียม ยาง และ ความเร็วสุดท้ายที่ความชื้นเริ่มต้น 1 15 wb คือ 13 41 mm5 59 mm2 37 mm5 6 mm0 411 177 g cm30 602 g cm3 48 88 0 535cm21 575cm30 6751 0 6236 0 8557 8 27 m s ตามลำดับและพบว่าเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือกจะมีค่าเฉลี่ยของค่าความยาวความกว้างความหนาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิต ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นรวม ความพรุน รวมทั้ง พื้นที่ภาพฉายปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของ ผิวไม้ อะลูมิเนียม ยาง และ ความเร็วสุดท้ายที่ความชื้นเริ่มต้น 2 25 wb คือ 20 39mm9 41mm 4 65mm 9 6mm 0 474 1 575 g cm3 0 296g cm3 81 21 1 41cm20 073 cm3 0 6250 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 &rho b ความหนาแน่นรวม Bulk density g cm3 Dg เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต mm &rho s 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 &rho 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 36912 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 Das1996 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 Dudhe2005 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 Das1996 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 Dudhe2005 มีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed &rho b 0 0056Mc 0 3064 R² 0 927 Kernel &rho b 0 0066Mc 0 5968 R² 0 8904 3 6 ความหนาแน่นเนื้อ True density รูปที่ 9ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเนื้อและความชื้น เมื่อค่าความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้น ความหนานแน่นเนื้อของเมล็ดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากเมล็ดมีเกิดการพองตัว โมเลกุลของน้ำเข้าไปอุดรูพรุนในเมล็ด ส่งผลให้น้ำหนักเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ความหนาแน่นรวมของเมล็ดมีค่าเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยhemp seed Saciliket al2003 sunflower seed R K Gupta S K Das1996 ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed &rho s 0 01Mc 1 4296 R² 0 6515 Kernel &rho s 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 Das1996 ซึ่งจะมีความสัมพันธ์กันดังสมการ Seed &epsilon 0 4472Mc 79 56 R² 0 8677 Kernel &epsilon 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 Das1996 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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย Effect of moisture content on some physical properties of Jobs Tears Coix lacryma jobi L สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ธนัญญา เทียนไชย ธิติฏฐ์ วรวุฒิ วราพล ภูเม็ด วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาวิจัยค่าความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกเดือย ลูกเดือยมีค่าความชื้นเริ่มต้น 9 6543 d b ในการศึกษา ได้มีการเพิ่มค่าความชื้นให้แก่ลูกเดือย 4 ระดับ เพิ่มขึ้นทีละ 3 d b คือ 12 6543 15 6543 18 6543 และ 21 6543 d b รวมระดับค่าความชื้นทั้งหมดมี 5 ดับ ระหว่าง 9 6543 21 6543 d b พบว่าลูกเดือนมีค่าความกว้างระหว่าง 6 860 7 290 mm ค่าความยาวระหว่าง 6 540 6 208 mm ค่าความหนาระหว่าง 4 660 5 110 mm เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกเดือยมีค่าระหว่าง 5 820 6 124 mm น้ำหนัก 1000 เม็ด มีค่าอยู่ระหว่าง 117 410 138 747 g พื้นที่ภาพฉายมีค่าอยู่ระหว่าง 31 935 44 519 mm2 ค่าความเป็นทรงกลมของลูกเดือยมีค่าตั้งแต่ 92 60 98 80 ความหนาแน่นเชิง ปริมาตรมีค่าระหว่าง 0 806 0 719 kgm 3 โดยมีค่าลดลง ค่าความหนาแน่นเนื้อของลูกเดือยอยู่ระหว่าง 1 389 1 150 kgm 3 โดยมีค่าลดลง ความพรุนของลูกเดือยมีค่าระหว่าง 41 995 37 364 ซึ้งมีค่าลดลง ค่าปริมาตร ต่อ 1 เม็ด ของลูกเดือยมีค่าระหว่าง 0 083 0 135 ml ค่าความเร็วลมลอยตัวมีค่ามากขึ้นอยู่ระหว่าง 10 35 12 63 ms 1 ค่ามุมตกอย่างอิสระโดยใช้วัสดุเป็นพื้นไม้ 23 90 21 60 องศา พื้นอะลูมิเนียม 27 10 20 40 องศา และ พื้นยาง 28 00 22 00 องศา บทนำ ลูกเดือย Jobs Tears ชื่อวิทยาศาสตร์ Coix lacryma jobi L var mayuen Rorman Stapf เป็นธัญพืช เป็นพืชตระกูลเดียวกับข้าว โดยมีลักษณะลำต้นและใบคล้ายข้าวโพด แต่ใบเล็กและผิวเรียบเนียนกว่าใบข้าวโพด แตกกอและออกรวงคล้ายข้าว เม็ดมีลักษณะกลม ๆ รี ๆ เมล็ดมีความยาว 8 12 มิลลิเมตร รสชาติออกมันเล็กน้อย ลูกเดือยเป็นพืชพื้นเมืองของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจพืชหนึ่งของจังหวัดเลย มีพื้นที่ปลูกคิดเป็นประมาณร้อยละ 95 ของพื้นที่ที่ปลูกทั้งประเทศไทย สารอาหารในลูกเดือยประกอบด้วยโปรตีน 13 84 คาร์โบไฮเดรต 70 65 ไขมัน 5 03 เส้นใย 0 23 แร่ธาตุต่างๆอีกมากมายเช่น ฟอสฟอรัส วิตามินเอ วิตามินบี 1 และวิตามินบี 2 ซึ่งฟอสฟอรัสช่วยบำรุงกระดูก วิตามินเอบำรุงสายตา อีกทั้งวิตามินบี 1 ที่มีมากกว่าปริมาณข้าวกล้อง ซึ่งช่วยแก้โรคเหน็บชาด้วย นอกจากนี้ยังมีกรดอะมิโนทุกชนิดที่สูงกว่าความต้องการตามมาตรฐานขององค์การอนามัยโลก ยกเว้นเมทไธโอนีนและไลซีน N3K IN TH สุขภาพและความงามเพื่อผู้หญิง 2555 ปัจจุบันลูกเดือยสามารถนำมาแปรรูปเป็นอาหารได้หลายรูปแบบ เช่น ลูกเดือยเคลือบน้ำตาลอบแห้ง น้ำลูกเดือยเข้มข้น ลูกเดือยทอดสมุนไพร ข้าวเหนียวเปียกลูกเดือยมะพร้าว ข้าวต้มธัญพืช และอื่นๆอีกมากมาย นอกจากนี้ลูกเดือยยังมีสรรพคุณทางยา เช่นแก้ร้อนใน บำรุงไต ม้าม ปอด กระเพราะอาหาร รักษาโรคเหน็บชา ชัยโยและคณะ 2524 นอกจากนี้ยังมีสรรพคุณในการยับยั้งการเจริญของเนื้องอกภายในร่างกาย วัตถุประสงค์ของการศึกษาวิจัยค่าความชื้นที่มีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกเดือย เป็นการศึกษาเก็บข้อมูลเพื่อใช้เป็นข้อมูลในการสร้างเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม การขนส่ง การบรรจุผลิตภัณฑ์ รวมทั้งวิธีการเก็บรักษาลูกเดือยเพื่อให้เม็ดลูกเดือยมีความสมบูรณ์มากที่สุด และนำข้อมูลนี้ไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ 2 วัตถุดิบและวิธีการ 2 1 การเตรียมวัตถุดิบ ในการศึกษานี้ ใช้ลูกเดือย ที่ซื้อมาจากผู้ขายส่ง ตลาดหัวตะเข้ บรรจุมาเป็นถุงเรียบร้อยแล้ว ซึ่งตัวอย่างที่นำมายังไม่ผ่านการคัดสรรเอาเม็ดที่แตกหัก หรือที่ไม่สมบูรณ์ออก แต่มีการคัดเอาสิ่งปลอกปลอมออกเสร็จเรียบร้อย ผู้ศึกษาจึงคัดเม็ดที่มีความสมบูรณ์มาใช้ในการทดลอง 2 2 การหาเปอร์เซ็นต์ความชื้น ค่าความชื้นเริ่มต้นของเม็ดลูกเดือยสามารถหาได้จากแบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลอง ชุดละประมาณ 5 g ชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งไฟฟ้าที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0 0001 g เมื่อชั่งน้ำหนักได้ 5 g นำเม็ดลูกเดือยใส่ลงในถาดฟรอยด์ที่เตรียมไว้ 1 ชุดการทดลองต่อ 1 ถาด จากนั้นนำตัวอย่างทั้ง 3 ชุด เข้าตู้อบเพื่อหาความชื้นเริ่มต้น ที่อุณหภูมิ 105 ํC จนน้ำหนักคงที่ จากนั้นนำลูกเดือยที่อบเสร็จใส่ตู้ดูดความชื้นเพื่อให้มีอุณหภูมิที่เย็นลงและรักษาระดับความชื้นไม่ให้เพิ่มขึ้น จากนั้นนำตัวอย่างเม็ดทั้ง 3 ชุด มาชั่งน้ำหนักเพื่อคำนวณหาปริมาณความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดคือพื้นฐานแห้งเฉลี่ย d b สามารถคำนวณได้จากสมการที่ 1 2 3 การปรับความชื้น เมื่อคำนวณหาเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นแล้วนำลูกเดือยตัวอย่างจำนวน 1000 เมล็ด ปรับค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้น โดยแบ่งเป็น 4 ระดับเพิ่มครั้งละ 3 ซึ่งความชื้นเริ่มต้นเป็น 9 6543 d b จากนั้นจะเป็นค่าความชื้นที่ 12 6543 d b 15 6543 d b 18 6543 d b และ 21 6543 d b ตามลำดับ โดยการคำนวณหาระดับปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ โดยชั่งน้ำหนักเม็ดลูกเดือยของแต่ชุดก่อนนำมาปรับความชื้นคำควณหาน้ำในเม็ดลูกเดือย 1000 เม็ดที่ความชื้นเริ่มต้น 9 6543 d b โดยใช้การคำนวณจาก จากนั้นคำควณหาน้ำที่ต้องเติมในเม็ดลูกเดือย ที่ความชื้นแต่ละระดับ เติมน้ำลงในถุงเก็บความชื้นพร้อมตัวอย่างในแต่ละ ชุดการทดลอง ปิดปากถุงโดยใช้ Vacuum seal ตามระดับความชื้นที่ปรับ จำนวน 4 ถุง ก่อนนำไปทดลองต้องเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5˚C เป็นระยะเวลา 168 ชั่วโมง หรือ ประมาณ 7 วัน ในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงตัวอย่างทุกๆ 2 วัน เพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วกันทุกเมล็ด 3 หาขนาดมิติต่างๆ ของลูกเดือย นำลูกเดือย 100 เม็ดจากแต่ละระดับความชื้น หามิติของเม็ด ซึ่งประกอบด้วย ค่าความยาว Length L ค่าความกว้าง Width W และค่าความหนา Thickness T โดยใช้เวอร์เนียร์คาร์ลิปเปอร์ ซึ่งค่า least count อยู่ที่ 0 05 cm รูปที่1 การวัดขนาดในแนวแกน xyz ของลูกเดือย 4 น้ำหนัก 1000 เม็ด M1000 ทำการชั่งหาน้ำหนักมวล 1000 เม็ด M1000 จากทุกความชื้น ชั่งบนเครื่องชั่งไฟฟ้าที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0 01 g 5 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต และค่าความเป็น ทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต และค่าความทรงกลม สมารถหาได้จากสมการความสัมพันธ์ ดังนี้ 6 พื้นที่ภาพฉาย Ap mm2 พื้นที่ภาพฉาย Projected Area หาได้จาก นำเม็ดลูกเดือย 50 เม็ด วางบนกระดาษสีที่ตัดกับสีของเลือกเดือย และวาดช่องสี่เหลี่ยม ขนาด 1× 1 เซนติเมตร จากนั้นถ่ายรูปด้วยกล้องโทรศัพท์ มีความละเอียด 5 ล้านพิกเซล นำเข้าโปรแกรมตัดต่อภาพเพื่อดูว่าในพื้นที่ ขนาด 1× 1 เซนติเมตร และตัวเม็ดลูกเดือย มีความละเอียดกี่พิกเซล Pixel จากนั้นทำการเทียบโดย ความละเอียด X พิกเซล มีพื้นที่ 100 mm2 ความละเอียด Y พิกเซล มีพื้นที่ Ap mm2 7 ความหนาแน่นรวม gcm 3 ความหนาแน่นรวม Bulk Density หาได้โดยการกรอกเม็ดลูกเดือยลงภาชนะทรงกระบอก ทีทราบปริมาตรภาชนะ โดยการกรอกเมล็ดผ่านกรวยซึ้งมีระยะห่างจากปากภาชนะ 15 cm แล้วปาดหน้าให้เรียบนำไปชั่งน้ำหนัก ซึ่งความหนาแน่นรวมหาได้จาก น้ำหนักเนื้อหารด้วยปริมาตรภาชนะน้ำหนักเนื้อ M น้ำหนักเม็ดรวมภาชนะ น้ำหนักภาชนะ g 8 ปริมาตรต่อ 1 เม็ด และความหนาแน่นจริง True Density Pt อัตราส่วนระหว่างมวลของลูกเดือย mลูกเดือยรวม หารปริมาณที่แท้จริงของเม็ดลูกเดือย Vรวมลูกเดือย ความหนาแน่นจริงสามารถหาโดยใช้วิธีการแทนที่เฮกเซนโดยใส่เฮกเซนในขวดพิคโนมิตเตอร์ pycnometer ที่ปริมาตรขวดเท่ากับ 50 ml โดยเป็นวิธีการหาปริมาตรของเม็ดลูกเดือยทั้งหมด Vรวมลูกเดือย ที่ใส่ลงไป ซึ้งหาได้จากนำปริมาตรขวดพิคโนมิตเตอร์ลบปริมาตรเฮกเซน Vเฮกเซน ที่รวมอยู่กับเม็ดลูกเดือยที่ใส่ แล้วนำค่าที่ได้ไปหารด้วยจำนวนเม็ดลูกเดือยที่ใส่ N ได้ ปริมาตรต่อ 1 เม็ด V และนำมวลลูกเดือย mลูกเดือยรวม ที่ใส่ในขวดพิคโนมิตเตอร์หารด้วยปริมาตรรวมของเม็ดลูกเดือย Vรวมลูกเดือย ได้ค่าความหนาแน่นจริง True Density ซึ่งปริมาตรเฮกเซน ที่รวมอยู่กับเม็ดลูกเดือย หาได้โดย หาความหนาแน่นของเฮกเซนก่อนจาก โดยเอามวลเฮกเซนที่ใส่ในขวดพิคโนมิเตอร์หารด้วยปริมาตรขวดพิคโนมิเตอร์ หามวลเฮกเซน mเฮกเซน mขวด mลูกเดือยรวม mเฮกเซน mขวด mเฮกเซน ขั้นที่สาม หาปริมาตรเฮกเซน ที่รวมอยู่กับเม็ดลูกเดือย จากความสัมพันธ์ของความหนาแน่นของเฮกเซน 9 ความพรุน ความพรุน ของเม็ดลูกเดือยที่ความชื้นต่างๆ คำนวณจากความหนาแน่นเฉลี่ย Pb และ ความหนาแน่นเนื้อ Pt 10 ความเร็วสุดท้าย คือ ค่าความเร็วของลมที่ทำให้เม็ดลูกเดือยลอยตัวอยู่ในท่อทรงกระบอกที่ระดับความสูงคงที่ที่อุณหภูมิห้อง ซึ้งท่อทรงกระบอกมีความสูง 1 m ความสูงที่กำหนดให้ลอยตัวคงที่อยู่ที่ประมาณ 85 cm ซึ้งค่าความเร็วลมมีหน่วยเป็น ms 1 รูปที่2 เครื่องใช้ทำการทดลองความเร็วสุดท้าย 11 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต Coefficient of static friction ของลูกเดือยจะวัดจากค่ามุมเอียง องศา ที่ทำให้เม็ดลูกเดือยเกิดการเคลื่อนที่มายังจุดสุดท้ายที่กำหนดไว้ ในการศึกษาได้ใช้พื้นผิววัสดุ 3 ชนิด คือ พื้นไม้ พื้นอะลูมิเนียม พื้นยาง ซึ้งศึกษาที่ระดับความชื้น 5 ระดับ คือ 9 6543 12 6543 15 6543 18 6543 และ 21 6543 d b รูปที่3 เครื่องมือใช้ทำการทดลองสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต ผลการทดลองและวิจารณ์ 1 ความชื้น d b เริ่มต้น จากการหาค่าความชื้นเริ่มของลูกเดือยพบว่า มีค่าความชื้นเริ่มต้นเท่ากับ 9 6543 d b และได้ทำการศึกษาโดยเพิ่มความชื้น ขึ้นอีก 4 ระดับ เป็น 12 6543 15 6543 18 6543 21 6543 d b ตามลำดับ 2 ความยาวของเม็ดลูกเดือย จากกราฟความสัมพันธ์ของค่าความยาวกับค่าความชื้น d b ของเม็ดลูกเดือย รูปที่ 4 ที่วัดจากความชื้นละ 100 เม็ด พบว่าความยาวของเม็ดลูกเดือยจะลดลง ซึ้งมีค่าอยู่ระหว่าง 6 540 6 208 mm เมื่อค่าความชื้น d b เพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b เขียนเป็นสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าความยาวกับค่าความชื้น d b ได้ดังนี้ L 0 0266X 6 7076 R2 0 7385 8 รูปที่4 Effect of moisture content on lengthof Jops Tears 3 ความกว้างของเม็ดลูกเดือย จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความกว้างกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 5 ที่วัดจากความชื้น d b ละ 100 เม็ด พบว่าค่าความกว้างจะเพิ่มมากขึ้นจาก 6 860 7 290 mm เมื่อความชื้น d b เพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับ I Yal et al 2007 for pea seed Mustafa 2007 for barbunia bean seed Pradhana et al 2009 for jatropha fruit Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองค่าได้ ดังนี้ W 0 0321X 6 5662 R2 0 9881 9 รูปที่5 Effect of moisture content on width of Jops Tears 4 ความหนา จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนากับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 6 ที่วัดจากความชื้น d b ละ 100 เม็ด พบว่าค่าความหนาจะเพิ่มมากขึ้นจาก 4 660 5 110 mm เมื่อความชื้น d b เพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับ I Yalc et al 2007 for pea seed Mustafa 2007 for barbunia bean seed Pradhana et al 2009 for jatropha fruit Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนากับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ T 0 0418X 4 2461 R2 0 9369 10 รูปที่6 Effect of moisture content on thickness of Jops Tears 5 เส้นผ่านศูนย์กลางเม็ดลูกเดือย จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าเส้นผ่านศูนย์กลางกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 7 ที่วัดจากความชื้น d b ละ 100 เม็ด พบว่าค่าเส้นผ่านศูนย์กลางจะเพิ่มมากขึ้นจาก 5 820 6 124 mm เมื่อความชื้น d b เพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าเส้นผ่านศูนย์กลางกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Dg 0 0256X 5 5904 R2 0 9545 11 รูปที่7 Effect of moisture content on Geometric mean diameter 6 น้ำหนักมวล 1000 เม็ด ของลูกเดือย จากราฟความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 1000 เม็ด กับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 8 พบว่า น้ำหนัก 1000 เม็ด จะเพิ่มขึ้นจาก 117 410 138 747 g ซึ้งสัมพันธ์กับความชื้น d b ที่เพิ่มขึ้นจาก 9 65443 21 6543 d b โดยมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับ เหมือนกับ I Yalc et al 2007 for pea seed Mustafa 2007 for barbunia bean seed Pradhana et al 2009 for jatropha fruit Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear ซึ้งเขียนสมการความสัมพันธ์ได้ ดังนี้ M1000 1 8487X 98 883 R2 0 9896 13 รูปที่8 Effect of moisture content on 1000 seed mass 7 ค่าความเป็นทรงกลมของเม็ดลูกเดือย จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความเป็นทรงกลมกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 9 ที่วัดจากความชื้น d b ละ 100 เม็ด พบว่าค่าความเป็นทรงกลมจะเพิ่มมากขึ้นจาก 92 60 98 80 ซึ้งสัมพันธ์กับ ค่าความชื้น d b ที่เพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้นที่เหมือนกับแนวโน้มของ เหมือนกับ I Yalc et al 2007 for pea seed Mustafa 2007 for barbunia bean seed Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear สามารถเขียนสมการความ สัมพันธ์ระหว่างค่าความเป็นทรงกลมกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ ค่าความเป็นทรงกลม 0 5487X 87 527 R2 0 9623 12 รูปที่9 Effect of moisture content on sphericity 8 พื้นที่ภาพฉายของเม็ดลูกเดือย ลูกเดือยมีคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนประกอบถึง 70 65 จึงสามารถดูดซับน้ำแล้วทำให้เกิดการพองตัวขึ้นซึ้งส่งผลต่อพื้นที่ภาพฉายของเม็ดลูกเดือยจากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าของพื้นที่ภาพฉายกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 10 ที่หาได้จากความชื้น d b ละ 50 เม็ด พบว่าค่าของพื้นที่ภาพฉายจะเพิ่มมากขึ้นจาก 31 935 44 519 mm2 ซึ้งสัมพันธ์กับค่าความชื้น d b ที่เพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น และซึ้งมีแนวโน้มของ เหมือนกับ I Yalc et al 2007 for pea seed Mustafa 2007 for barbunia bean seed Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear สมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าของพื้นที่ภาพฉายกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Ap 1 1256X 21 282 R2 0 9665 14 รูปที่10 Effect of moisture content on projected area 9 ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นรวมสามารถนำมาเป็นข้อมูลในการออกแบบถังเก็บ ไซโล เนื่องจากการเก็บในถังสามารถใช้ความสัมพันธ์ของความหนาแน่นรวมจากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเชิงปริมาตรกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 11 พบว่าค่าของความหนาแน่นเชิงปริมาตรจะลดลงจาก 0 806 0 719 kg m 3 เมื่อค่าความชื้น d b ของลูกเดือย เพิ่มขึ้น จาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งแนวโน้มของกราฟความหนาแน่นรวมกับค่าความชื้นเหมือนกับกราฟของ I Yalc et al 2007 for pea seed Dursun 2007 for caper seed ซึ้งสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเชิงปริมาตรกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Pb 0 007X 0 8649 R2 0 9224 15 รูปที่11 Effect of moisture content on Bulk Density 10 ความหนาแน่นเนื้อจริง จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเนื้อกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 12 พบว่าค่าของความหนาแน่นเนื้อจะลดลงจาก 1 389 1 150 kg m 3 เมื่อค่าความชื้น d b ของลูกเดือย เพิ่มมากขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับเหมือนกับ I Yalc et al 2007 for pea seed Mustafa Cetin 2007 for barbunia bean seed Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear สมารถเขียนสมการความ สัมพันธ์ระหว่างค่าความหนาแน่นเนื้อกับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Pt 0 0198X 1 5602 R2 0 965 16 รูปที่12 Effect of moisture content on true density 11 ปริมาตรต่อ 1 เม็ด ของเม็ดลูกเดือย ลูกเดือยมีส่วนประกอบเป็นคาร์โบไฮเดรตถึง 70 65 ซึ้งเป็นแป้ง เมื่อเป้งโดนน้ำจะจับตัวกับน้ำทำให้มีน้ำเข้ามาเป็นส่วนประกอบของเม็ดลูกเดือย จึงทำให้มีปริมาตรต่อ 1 เม็ดเพิ่มขึ้น จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างปริมารต่อ 1 เม็ด กับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 13 พบว่าค่าปริมาตรต่อ 1 เม็ด จะเพิ่มมากขึ้นจาก 0 083 0 139 ml เมื่อความชื้น d b ของลูกเดือยเพิ่มขึ้น จาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น ซึ้งมีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับเหมือนกับ I Yalc et al 2007 for pea seed Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ ระหว่างค่าปริมาตรต่อ 1 เม็ด กับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ V 0 005X 0 0361 R2 0 9725 17 รูปที่13 Effect of moisture content on volume a seed 12 ความพรุนของเม็ดลูกเดือย ค่าความพรุนของลูกเดือยมีผลต่อการการแปรรูป เนื่องจากความพรุน คือ ช่องว่างอากาศในเนื้อเม็ด ซึ้งมีผลต่อการถ่ายเทความร้อนในกระบวนการแปรรูป และจากการทดลองได้ว่าเมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น ความพรุนของลูกเดือยมีค่าลดลง ซึ้งมีความสัมพันธ์เหมือนกับ Pradhana et al 2009 for jatropha fruit Dursun 2007 for caper seed จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่าความพรุนกับ ค่าความชื้น d b ของลูกเดือย รูปที่ 14 พบว่าค่าความพรุน ลดลงน้อยลงจาก 41 995 37 364 เมื่อความชื้น d b ของลูกเดือยเพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้นแบบเพิ่มขึ้น และ สามารถเขียนสมการความสัมพันธ์ ระหว่างค่าความพรุน กับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Pf 0 4015X 45 743 R2 0 9577 18 รูปที่14 Effect of moisture content on porosity 13 ความเร็วสุดท้าย ความเร็วสุดท้ายสามารถนำมาเป็นข้อมูลในการออกแบบความเร็วลมเพื่อใช้ในการขนส่งลูกเดือยตามท่อ หรืออาจใช้ความเร็วลมในการคัดแยกลูกเดือยที่มีความชื้นแตกต่างกัน จาการที่ลูกเดือยมีความชื้นเพิ่มมากขึ้นลูกเดือยจะมีค่าความพรุนลดน้อยลง และน้ำหนักต่อ 1 เม็ดจะเพิ่มมากขึ้นส่งผลให้ค่าความเร็วลมสุดท้ายเพิ่มมากขึ้น ผลจากการทดลองสำหรับความเร็วสุดท้ายของลูกเดือยความชื้นละ 10 เม็ด ที่ระดับความชื้นต่าง ๆ พบว่าความเร็วลมลอยตัวจะมีค่าเพิ่มมากขึ้นจาก 10 35 12 63 m s 1เมื่อความชื้น d b ของลูกเดือยเพิ่มขึ้นจาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งแสดงเป็นกราฟเชิงเส้น รูปที่ 15 แบบเพิ่มขึ้นซึ้งมีแนวโน้มเหมือนกับ I Yalc et al 2007 for pea seed Mustafa 2007 for barbunia bean seed Dursun 2007 for caper seed Onder Kabas et al 2005 for cactus pear และสมารถเขียนสมการความสัมพันธ์ ระหว่างค่าความเร็วลมลอยตัว กับค่าความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ Vt 0 188X 8 621 R2 0 9928 19 รูปที่15 Effect of moisture content on terminal velocity 14 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต จากผลการทดลอง สรุปได้ว่ามุมตกอย่างอิสระสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุ 3 ชนิด คือ พื้นไม้ พื้นอะลูมิเนียม พื้นยาง พบว่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตจะลดลง เมื่อความชื้น d b ของลูกเดือยเพิ่มขึ้น รูปที่ 16 จาก 9 6543 21 6543 d b ซึ้งสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุคือพื้นไม้ จะมีค่าลดลงจาก 23 90 21 60 องศา สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุคือพื้นอะลูมิเนียม จะมีค่าลดลงจาก 27 10 20 40 องศา สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุคือพื้นยางจะมีค่าลดลงจาก 28 00 22 00 องศา ซึ้งเกิดจากความสัมพันธ์ของค่าความเป็นทรงกลมที่เพิ่มขึ้น กล่าวได้ว่าเมื่อค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มมากขึ้นสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตจะมีค่าลดลง ซึ้งที่แนวโน้มของกราฟเหมือนกับ Onder Kabas et al 2005 for cactus pear และสมารถเขียนสมกาความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่พื้นผิววัสดุ 3 ชนิด กับความชื้น d b ของลูกเดือย ได้ดังนี้ รูปที่16 Effect of moisture content on static coefficient of friction สรุปผลการทดลอง จากผลการทดลองความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกเดือย กล่าวได้ว่า ค่าความกว้าง ความยาว ความหนา จะมีความสัมพันธ์กับค่าเส้นผ่านศูนย์กลางและค่าความเป็นทรงกลม ค่าความเป็นทรงกลมมากจะทำให้มุมตกอย่างอิสระลดลง เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้นจะส่งผลให้ค่า น้ำหนักของเม็ดลูกเดือย ค่าความเร็วลมลอยตัว พื้นที่ภาพฉาย และปริมาตรต่อ 1 เม็ดของลูกเดือยจะเพิ่มมากขึ้น ค่าความหนาแน่นเชิงปริมาตรกับค่าความหนาแน่นเนื้อจะมีผลกับค่าความพรุนของเม็ดลูกเดือย ผลการทดลองนี้อาจมีผลความคลาดเคลื่อนเนื่องจากในการทำการทดลองได้เปิดถุงที่ใส่เม็ดลูกเดือยที่ผ่านการปรับความชื้นไว้ ซึ้งอาจทำให้ค่าความชื้นในขณะ นั้นเปลี่ยน ส่งผลให้ผลการทดลองเกิดความคลาดเคลื่อนได้ เอกสารอ้างอิง IYalcım 2007 Physical properties of cowpea seed Vigna sinensis L Journal of Food Engineering Pages 1405 1409 I Yalc，ın C O zarslan T Akbas 2007 Physical properties of pea Pisum sativum 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 Moisture dependent physicalof jatropha fruit industrial crops and product 29 Pages 341 347 Onder Kabas Aziz Ozmerzi Ibrahim Akinci 2005 Physical properties of cactus pear Opuntia ficus india L grown wild in Turkey Journal of Food Engineering Pages 1405 1409 ออนไลน์ ปรากฎ http www Sciencecedirect com science article pii S0260877405000592 ออนไลน์ ปรากฎ http th wikipedia org wiki ลูกเดือย ออนไลน์ ปรากฎ http www n3k in th สมุนไพร ประโยชน์ลูกเดือย ออนไลน์ ปรากฎ http www asoke info 09Communication DharmaPublicize Sanasoke sa251 39 html ออนไลน์ ปรากฎ http campus sanook com ลูกเดือยเม็ดเล็กแต่ประโยชน์ไม่เล็ก นางสาวจรัสพรรณ ตัณหยง 2544 การพัฒนาผลิตภัณฑ์โจ๊กข้าวกล้องกึ่งสำเร็จรูป ปริญญาวิทยาศาสตร์ มหาบัณฑิต พัฒนาผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมเกษตร สาขาพัฒนาผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมเกษตร ภาควิชาพัฒนาผลิตภัณฑ์

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ Effect of moisture content on some physical properties of Barley สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง วริศรา สาระนิตย์ อริสรา เลียงประสิทธิ์ เอกนุช แย้มเกษร วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของข้าวบาร์เลย์ Barley พิจารณาจากความชื้นฐานแห้งที่เมล็ดข้าวบาร์เลย์ได้รับในช่วง 2 52 ถึง 14 52 ทั้งหมด 5 ระดับ พบว่า ค่าขนาด Size ความยาว L ความกว้าง W ความหนา T มีค่าอยู่ในช่วง4 00 6 50 mm 3 00 4 75 mm 2 25 3 25 mm ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต Geometric Mean Diameter GMD มีค่าอยู่ในช่วง 3 30 4 17 mm ค่าความเป็นทรงกลม Sphericity มีค่าอยู่ในช่วง 0 66 1 06 ค่าน้ำหนัก 1000 เมล็ดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ 1000 seeds mass มีค่าอยู่ในช่วง 35 91 41 94g ค่าความหนาแน่นเนื้อ True density มีค่าอยู่ในช่วง 1 38 1 65 g ml ค่าความพรุน Porosity มีค่าอยู่ในช่วง 42 2040 46 3863 และค่าความเร็วสุดท้าย Terminal Velocity มีค่าอยู่ในช่วง 9 62 13 20 rpm จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเป็นเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันพบว่าค่าความหนาแน่นรวม Bulk density ค่าความหนาแน่นเนื้อ True density และค่าความเป็นทรงกลม Sphericity เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเป็นเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static coefficient of friction กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 3 ชนิดคือ แผ่นยาง แผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเป็นเชิงเส้น 1 บทนำ ข้าวบาร์เลย์ Barley มีชื่อพฤกษศาสตร์คือ Hordeum vulgare L เป็นพืชในวงศ์ POACEAE มีถิ่นกำเนิดในแถบซีเรียและอิรัก ซึ่งเชื่อว่าเป็นบริเวณที่มีการเพาะปลูกเป็นแห่งแรก ชาวกรีกและโรมันโบราณนิยมนำข้าวบาร์เลย์มาทำ ขนมปังและเค้ก ข้าวบาร์เลย์สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลายลักษณะ กว่า50 ของข้าวบาร์เลย์ที่ผลิตได้ทั่วโลกถูกนำไปใช้เป็นอาหารสัตว์รูปแบบต่างๆ ประมาณ 30 ของข้าวบาร์เลย์ที่ผลิตได้ถูกนำไปแปรรูปเป็นมอลต์เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเบียร์ผลิตภัณฑ์แอลกอฮอล์ประเภทกลั่นและผลิตวิสกี้ อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น อาหารเสริม ผลิตภัณฑ์ธัญชาติอบกรอบ และขนมอบ ในอุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ข้าวบาร์เลย์ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเคมีภัณฑ์ต่างๆเพื่อการแพทย์สิ่งทอและงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์เช่น ผสมในอาหารสำหรับเชื้อโรค อีกทั้งยังมีคุณสมบัติในการช่วยลดความอ้วนได้เป็นอย่างดี โดยจากผลการศึกษาชิ้นใหม่ของสวีเดน ระบุว่า การทานข้าวบาร์เลย์ในมื้อเช้าช่วยลดความอ้วนที่มาจากการทานอาหารมื้อต่อๆ ไปของวันนั้นลงๆได้ ข้าวบาร์เลย์เป็นธัญพืชประเภทคาร์โบไฮเดรตที่มีเส้นใยอาหารสูง เป็นพืชตระกูลเดียวกับข้าวโดยมีลักษณะเป็นเมล็ดสีขาว เมล็ดมีลักษณะกลมรี ปลายเป็นร่องมีขนาดเล็กกว่าลูกเดือยแต่มีขนาดใหญ่กว่าข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์มีคุณค่าทางโภชนาการ 100 กรัม มีพลังงานทั้งหมด 352 kcal โดยข้าวบาร์เลย์ส่วนประกอบทางเคมีประกอบด้วย คาร์โบไฮเดรต 26 โปรตีน 9 9 เหล็ก 14 วิตามิน B6 13 โฟเลท 6 วิตามินK 3 แคลเซียม 3 วิตามิน B1 15 เหล็ก 11 1 อ้างอิงจากhttp nutritiondata self com เมื่อผู้ใหญ่ 20 คน ทานข้าวบาร์เลย์ในตอนเช้า เมล็ดธัญพืชจะลดการตอบสนองต่อน้ำตาลในเลือดลงร้อยละ 44 ในมื้อเที่ยง และร้อยละ 14 ในมื้อเย็น ยิ่งคุณมีระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้นน้อยเท่าไร ไขมันสะสมในร่างกายก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ต้องยกประโยชน์ให้กับปริมาณไฟเบอร์ชนิดละลายน้ำ ที่มีอยู่มากในข้าวชนิดนี้ ซึ่งใช้เวลาในการย่อยหลายชั่วโมง นอกจากนี้ ผู้เขียนรายงานวิจัยยังบอกว่าผลของเส้นใยอาหารที่มีต่อกลูโคสจะยังคงมีประสิทธิภาพอยู่ แม้จะถูกย่อยแล้วก็ตาม อ้างอิงจาก www plapra exteen com การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์นี้มีความสำคัญต่อการออกแบบเครื่องมือ เครื่องจักรและกระบวนการสำหรับแปรรูปข้าวบาร์เลย์ เช่น การทำความสะอาด การคัดแยก การขนส่งลำเลียง การอบแห้ง ตลอดจนการเก็บรักษา และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในด้านอื่นๆ 2 วัสดุและวิธีการทดลอง 2 1 วิธีการเตรียมวัตถุดิบ เตรียมเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่หาซื้อจากห้างสรรพสินค้าที่แผนกธัญพืช โดยใช้ข้าวบาร์เลย์ ตราไร่ทิพย์ บรรจุถุงละ 500 กรัม นำมาคัดแยกเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์ออก เลือกใช้เฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์และมีขนาดใกล้เคียงกัน 2 2 การหาค่าความชื้น ค่าความชื้นเริ่มต้นของตัวอย่างเมล็ดข้าวบาร์เลย์ สามารถหาได้จากการ แบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลอง โดยชั่งน้ำหนักจากเครื่องชั่งไฟฟ้า ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0 0001 g ใส่ลงในถาดฟรอยด์ที่เตรียมไว้ 1 ชุดการทดลองต่อ 1 ถาด จากนั้นนำตัวอย่างทั้ง 3 ชุด เข้าตู้อบลมร้อน MEMMERT UFB 400 ปะเทศเยอรมัน เพื่อหาความชื้นเริ่มต้น ที่อุณหภูมิ 105º C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เมื่อครบระยะเวลาที่กำหนดแล้ว นำเมล็ดถั่วทั้ง 3 ชุด ไปพักไว้ที่ตู้ดูดความชื้น Dessicator Northman รุ่น D36 เพื่อรักษาระดับความชื้น จากนั้นนำตัวอย่างเมล็ดทั้ง 3 ชุด มาชั่งน้ำหนักทีละชุด เพื่อคำนวณหาความชื้นเริ่มต้นเฉลี่ย โดยหาจากสูตรการหาเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นฐานเปียก Wb ดังสมการ 2 3 การปรับความชื้น นำเมล็ดข้าวบาร์เลย์มาปรับความชื้นทั้งหมด 5 ระดับ ซึ่งอยู่ในช่วง2 52 ถึง 14 52 โดยแบ่งใส่ถุงพลาสติก ถุงละ 1000 เมล็ด นำมาปรับความชื้น โดยความชื้นแรกเป็นความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ ไม่ต้องปรับความชื้น ปรับค่าความชื้นโดยการเติมน้ำสะอาด โดยสามารถคำนวณปริมาณน้ำที่ต้องเติมได้จากสมการ Mc คือ น้ำหนักน้ำที่ต้องการเติม g Wi คือ น้ำหนักเมล็ด g Mi คือ ความชื้นเริ่มต้น Wb Mf คือ ความชื้นที่ต้องการ Wb หลังจากเติมน้ำสะอาดครบทั้ง 4 ถุงแล้ว นำถุงมาปิดผนึก จากนั้นเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5 º C เป็นเวลา 7 วัน โดยเขย่าถุงทุกๆ 2 วัน เพื่อให้ความชื้นของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ภายในถุงแพร่กระจายได้อย่างทั่วถึง 2 4 ขนาด ใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ในการวัดเพื่อหาขนาดของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์เพื่อหาค่า ความยาว L ความกว้าง W และความหนา T โดยวัดเมล็ดจำนวน 100 เมล็ด ดังแสดงในรูป รูปที่1 ลักษณะการวัดเพื่อหาขนาดของเมล็ด 2 5 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต Geometric Mean DiameterGMD คำนวณได้จากการนำค่า LWT ที่ได้จากการวัดขนาดความกว้าง ความยาว และความหนาของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จำนวน 100 เมล็ดนำค่าที่ได้ไปคำนวณในสูตร 2 6 ความเป็นทรงกลม Sphericity ความเป็นทรงกลมเป็นค่าที่ใช้บอกความใกล้เคียงความเป็นทรงกลมของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์ สามารถคำนวณได้จากสมการ 2 7 น้ำหนัก 1000 เมล็ด 1000 seeds Mass นำเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่ผ่านการคัดมาจำนวน 1000 เมล็ด แล้วนำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0 0001 กรัม โดยแต่ละความชื้นต้องนำไปชั่งจำนวน 3 ครั้งเพื่อคำนวณหาค่าเฉลี่ย 2 8 พื้นที่ภาพฉาย Projected area พื้นที่ภาพฉาย projected area หมายถึง พื้นที่ area ที่ได้จากการฉายภาพวัสดุลงบนแผ่นระนาบ โดยวิธีการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่าย โดยนำภาพถ่ายที่ได้ไปวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม Adobe Photoshop cs 5 5 2 9 ความหนาแน่นรวม Bulk density &rho b ความหนาแน่นรวม bulk density เป็นสมบัติทางกายภาพ physical properties ของวัสดุ หมายถึง ความหนาแน่น density ของวัสดุปริมาณมวล bulk material ทำการทดลองโดยกราเตรียมภาชนะทรงกระบอกที่ทราบปริมาตร และปรับระดับกรวยให้มีความสูงห่างจากแก้ว 25cm นำเมล็ดข้าวบาร์เลย์แต่ละความชื้นมากรอกใส่กรวย จากนั้นน้ำไม้บรรทัดมากดตรงกลางเพื่อนเกลี่ยเมล็ดที่เหนือขอบปากแก้วออก ความหนาแน่นรวมหาได้จากสูตร เมื่อ Mb คือ น้ำหนักรวม น้ำหนักภาชนะ g Vb ใคือ ปริมาตรภาชนะ ml 2 10 ความหนาแน่นเนื้อ True density 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 จากนั้นนำเมล็ดข้าวบาเลย์จำนวน 150 เมล็ดใส่ลงในขวด Pychometer แล้วนำไปชั่งน้ำหนักจดค่าที่ได้ เติมเฮกเซนลงไป นำไปชั่งน้ำหนักเพื่อหาค่า ความหนาแน่นของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ แล้วนำปริมาตรของเมล็ดไปหาความหนาแน่นเนื้อได้จากสมการ เมื่อ MS คือ น้ำหนักรวมของเมล็ด g V คือ ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ml 2 11 ความพรุน Porosity ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่เป็นอัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นเนื้อต่อความหนาแน่นรวม ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2 12 ความเร็วสุดท้าย Terminal Velocity ความเร็วสุดท้าย terminal velocity เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ทางอากาศพลศาสตร์ Aero dynamics หาได้จากการนำเมล็ดข้าวบาร์เลย์ 1 เมล็ด วางลงบนตะแกรงของท่อลมแล้วปรับความเร็วลมเพิ่มขึ้นทีละน้อย จนเมล็ดสามารถลอยตัวได้อย่างอิสระภายในท่อลม แล้วนำเครื่องวัดความเร็วลมมาวัดค่าความเร็วลม จะได้ค่าความเร็วสุดท้ายของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ 2 13 ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static Coefficient of friction สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตคือค่าที่สามารถวัดได้จากการสุ่มเมล็ด มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนเครื่องวัดมุมเอียงจากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ด ทั้ง 3 พื้นผิว ในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตได้จาก รูปที่ 2 การวัดสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ตารางที่ 1คุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ด 3 ผลการทดลองและวิจารณ์ จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ ที่ระดับความชื้นแตกต่างกัน 5 ระดับ 3 1 ขนาดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความกว้าง W กับปริมาณความชื้น รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างความยาว L กับปริมาณความชื้น รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนา T กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าขนาด Size ของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ ทั้งด้านความกว้าง W ความยาว L และความหนา T ทั้ง 3 ด้าน จะมีค่าเพิ่มขึ้น ขนาดเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผันตรง จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ M Bulent Coskun Cengiz Ozarslan 2004 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3 2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย รูปที่6 ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย diameter กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย ของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 3 57 ถึง 3 74 แปรผันตรง ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 014x 3 3534 R2 0 995 เนื่องจากเมื่อปรับความชื้น โมเลกุลน้ำจะเข้าไปแทรกตัวอยู่ภายในเมล็ดทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งสังเกตได้จากความกว้างและความหนามีค่าเพิ่มขึ้น จากกราฟรูป3 4 ดังนั้นจึงทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเพิ่มขึ้นด้วย ประโยชน์ของเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยในทางอุตสาหกรรมอาหารมีความสำคัญในการออกแบบตะแกรงคัดขนาด โดยหากต้องการวัตถุดิบที่มีขนาดพอเหมาะสำหรับการแปรรูปอาหาร เราก็ออกแบบตะแกรงที่มีรูตะแกรงในขนาดที่ต้องการ หากวัตถุดิบมีขนาดเล็กเกินไปเมื่อตะแกรงเคลื่อนที่ก็จะหล่นลงไปในตะแกรงและถูกคัดทิ้งไป จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA Al Mahasneh TahaM Rababah 2006 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของi Yalcm C Ozarslan T Akba 2005 ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว Pisum sativum 3 3 ความเป็นทรงกลม รูปที่7 ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลม Sphericity กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความเป็นทรงกลม Sphericity ของเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยลดลงจาก 0 7622 ถึง 0 7535 แปรผกผัน ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 000x 0 760 R2 0 974 ซึ่งจากผลการทดลองทำให้เราทราบว่าความเป็นทรงกลมลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น เป็นเพราะเมล็ดข้าวบาร์เลย์มีการขยายตัวหลังปรับความชื้นในด้วนยาวมากกว่าด้านกว้าง โดยค่าความเป็นทรงกลม ของแต่ละเมล็ด แต่ละสายพันธุ์ อาจจะมีการขยายตัวในทิศทางที่แตกต่างกันทำให้ค่าความเป็นทรงกลมมีค่ามากขึ้น หรือลดลงแล้วแต่เมล็ดที่ใช้ในการทดลอง ประโยชน์ของความเป็นทรงกลมในทางอุตสาหกรรมอาหารมีความสำคัญในการออกแบบการลำเลียงวัสดุ ระหว่างการเตรียมวัตถุดิบ และการแปรรูปอาหาร โดยวัตถุดิบที่มีความเป็นทรงกลมมาก มีแนวโน้มจะเคลื่อนที่ด้วยการกลิ้งบนพื้นเอียงส่วนวัตถุดิบที่มีความกลมน้อยจะเคลื่อนที่ด้วยการไถล ไปกับพื้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ Ibrahim Yalcm 2005 ซึ่งศึกษาเมล็ดผักชี 3 4 พื้นที่ภาพฉาย Projected Area รูปที่8 ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉาย projected areaกับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 0 1218 ถึง 0 1998 แปรผันตรง ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 007x 0 117 R2 0 667 หลังจากปรับความชื้นเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะขยายใหญ่ขึ้นเนื่องจากโมเลกุลน้ำได้เข้าไปแทรกตัว เมื่อนำเมล็ดมาหาค่าพื้นที่ภาพภายจึงพบว่าเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณความชื้นตามวิธีการข้างต้น พื้นที่ภาพฉายมีประโยชน์ในการคัดขนาด การคัดคุณภาพของวัตถุดิบ รวมทั้งผลิตภัณฑ์ทางอาหารโดยการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่าย จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA Al Mahasneh TahaM Rababah 2006 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M Bulent Coskun Cengiz Ozarslan 2004 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3 5 น้ำหนัก 1000 เมล็ด 1000 Seeds Mass รูปที่9 ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 1000 เมล็ด 1000 seeds Mass กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นน้ำหนักเมล็ดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 37 1 ถึง 41 57 แปรผันตรง ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 384x 36 08 R2 0 974 หลังจากปรับความชื้นเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะขยายใหญ่ขึ้นและน้ำหนักจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วยเนื่องจากมีมวลน้ำออสโมซิสเข้าไปภายในเมล็ด น้ำหนัก 1000 เมล็ดมีผลในการการออกแบบขนาดของบรรจุภัณฑ์ไซโล silo สำหรับเก็บอาหาร การออกแบบการลำเลียงวัสดุ ระหว่างการเตรียมวัตถุดิบ และการแปรรูปอาหาร เป็นต้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของISIK UNAL 2007 ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วขาวและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M Bulent Coskun Cengiz Ozarslan 2004 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3 6ความหนาแน่นเนื้อ True density รูปที่ 10 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยลดลงจาก 1 5236 ถึง 1 4298 แปรผกผัน ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 007x 1 530 R2 0 842 เมื่อปรับความชื้นน้ำที่ออสโมซิสเข้าไปมากขึ้น ดังนั้นอัตราระหว่างมวลน้ำกับมวลเนื้อของเมล็ดจะลดลงเพราะเราใส่น้ำเข้าไปในเมล็ดแต่มวลเนื้อยังคงเท่าเดิม ความหนาแน่นของเมล็ดจึงลดลง ความหนาเนื้อสามารถนำไปใช้เพื่อคำนวณหาค่าความพรุน porosity ซึ่งแสดงปริมาตรของที่ว่างภายในกองวัสดุ และสามารถในการออกแบบเครื่องจักรในการใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆเช่น ออกแบบ เครื่องลำเลียง ไซโลเก็บอาหาร และการเลือกที่จะให้บรรจุภัณฑ์ให้เหมาะสมกับวัสดุ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของUzarslan 2002 ซึ่งศึกษาเมล็ดฝ้ายและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M Bulent Coskun Cengiz Ozarslan 2004 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3 7 ความหนาแน่นรวม Bulk density รูปที่11ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวม Bulk density กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความหนาแน่นรวมของเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยลดลงจาก 0 8726 ถึง 0 7685 แปรผกผัน ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 009x 0 900 R2 0 939 เมื่ออัตราระหว่างมวลน้ำกับมวลเนื้อของเมล็ดจะลดลงเพราะเราใส่น้ำเข้าไปในเมล็ดแต่มวลเนื้อยังคงเท่าเดิม ดังนั้นความหนาแน่นรวมจึงลดลงเมื่อปริมาณน้ำมากขึ้น ค่าความหนาแน่นรวมสามารถใช้ในด้านอุตสาหกรรมเพื่อการออกแบบขนาดของบรรจุภัณฑ์ไซโล silo สำหรับเก็บอาหาร เป็นต้น นอกจากนั้นความหนาแน่นรวมยังสามารถนำไปใช้เพื่อคำนวณหาค่าความพรุน porosity ซึ่งแสดงปริมาตรของที่ว่างภายในกองวัสดุ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA Al Mahasneh TahaM Rababah 2006 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของi Yalcm C Ozarslan T Akba 2005 ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว Pisum sativum 3 8 ปริมาตรต่อเมล็ด Volume per seed รูปที่ 12 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรต่อเมล็ด Volume per seed กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นปริมาตรต่อเมล็ดของข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 0 0187 ถึง 0 0256 แปรผันตรง ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 0006x 0 0155 R2 0 86 เนื่องจากเมื่อปรับความชื้น โมเลกุลน้ำจะเข้าไปแทรกตัวอยู่ภายในเมล็ดทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้นปริมาตรของเมล็ดก็จะเพิ่มขึ้นซึ่งสังเกตได้จากความกว้างและความยาวมีค่าเพิ่มขึ้น ประโยชน์ของปริมาตรของเมล็ดในทางอุตสาหกรรมใช้ในการกำหนดขนาดเครื่องบรรจุ เครื่องลำเลียง และไซโล เป็นต้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของISIK UNAL 2007 ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วขาวและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M Bulent Coskun Cengiz Ozarslan 2004 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3 9 ความพรุน Porosity รูปที่ 13 ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุน Porosity กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความพรุนของข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 72 7081 ถึง 46 2512 แปรผันตรง ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 375x 41 07 R2 0 828 ความพรุนคือสัดส่วนช่องว่างที่มีอยู่ในกองวัสดุปริมาณมวล หรือ อัตราส่วนของปริมาตรช่องว่างหรืออากาศในกองวัสดุหรือในชิ้นวัสดุนั้นต่อปริมาตรรวมทั้งหมด ดังนั้นเมื่อปรับความชื้นปริมาณช่องว่างเพิ่มขึ้นจึงทำให้ ความพรุนมีค่าเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของปริมาณความชื้น ความพรุนนำไปใช้ในอุตสาหกรรมในการประเมินแนวโน้มในการเน่าเสียของเมล็ดและการลำเลียงไปตามเครื่องจักร โดยเมล็ดที่มีความพรุนมากมีแนวโน้มที่จะมีน้ำหนักเบากว่าและลำเลียงสะดวกกว่า จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA Al Mahasneh TahaM Rababah 2006 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของi Yalcm C Ozarslan T Akba 2005 ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว Pisum sativum 3 10 ความเร็วสุดท้าย Terminal Velocity รูปที่ 14 ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้าย Terminal Velocity กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นความเร็วสุดท้ายของข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 9 85 ถึง 12 59 แปรผันตรง ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y 0 195x 10 39 R2 0 544 ปัจจัยที่มีผลต่อค่าความเร็วสุดท้าย คือ ขนาด รูปร่าง พื้นที่ภาพฉาย ดังนั้นเมื่อปัจจัยเหล่านี้เพิ่มขึ้นตามการปรับระดับความชื้นจึงทำให้ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นตาม โดยเราใช้ประโยชน์จากความเร็วสุดท้าย TerminalVelocity ในขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบ เช่น การทำความสะอาดด้วยลม เพื่อการคัดแยก การแยกขนาด รวมทั้งการทำแห้งด้วยวิธี Fluidized bed drier Pneumatic drier และจากผลการทดลองความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับปริมาณความชื้น ได้ผลการทดลองเป็นกราฟเส้นตรง คือความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA Al Mahasneh TahaM Rababah 2006 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวสาลีและสอดคล้องกับงานวิจัยของ M Bulent Coskun Cengiz Ozarslan 2004 ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพดหวาน 3 11 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static friction coefficient รูปที่ 15 ความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static friction coefficient กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static friction coefficient ของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผันตรง โดยพื้นไม้เพิ่มขึ้นจาก 0 4287 ถึง 0 7382 พื้นอลูมิเนียมเพิ่มขึ้นจาก 0 5032 ถึง 0 6426 โดยพื้นยางเพิ่มขึ้นจาก 0 5776 ถึง 0 8399ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ ไม้ y 0 014x 0 062 อลูมิเนียม y 0 018x 0 446 ยาง y 0 009x 0 495 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานเพิ่มขึ้นเนื่องจากเมื่อปรับความชื้นจะทำให้มวลของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์มาค่ามากขึ้น เนื่องจากสัมประสิทธิ์ขึ้นกับมวลและแรงโน้มถ่วงของโลก เมื่อมวลมากจะทำให้สัมประสิทธิ์ความเสียดทานเพิ่มขึ้นด้วยส่วนแรงโน้มถ่วงมีค่าคงที่ ประโยชน์ทางด้านอุตสาหกรรมคือสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตใช้ในการออกแบบเครื่องลำเลียงวัตถุดิบให้สามารถลำเลียงได้สะดวก รวดเร็วและง่ายมากยิ่งขึ้น จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของMajdiA Al Mahasneh TahaM Rababa

คุณลักษณะทางกายภาพของเมล็ดมะขาม Physical properties of Tamarind Seed Tamarindus indica Linn สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง จิราภา โลหัชวาณิชย์ปกรณ์ อ่อนสำลี วรรษมล กาญจนพัฒนกุล วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ คุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามที่ขึ้นอยู่กับระยะเวลาในการต้ม สมบัติทางกายภาพที่เพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้ม ขนาดของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกจะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้ม น้ำหนัก 100 เมล็ด จาก 97 65 g เพิ่มขึ้นเป็น 134 5 g ความหนาแน่นจริงจาก 2 2008 g cm³ เพิ่มขึ้นเป็น 3 0246 g cm³ Terminal velocity จาก 13 918 m s เพิ่มขึ้นเป็น 14 61 m s ส่วนสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามที่ลดลงตามระยะเวลาในการต้ม ความหนาแน่นรวมของเมล็ดมะขาม จาก 0 7742 g cm³ ลดลงเป็น 0 7061 g cm³ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดมะขามลดลงในทุกพื้นผิว ตามระยะเวลาในการต้ม และพบว่าเมล็ดมะขามสามารถไถลได้ดีบนไม้ 0 3346 0 3819 รองลงมาเป็นเหล็ก 0 3879 0 402 และที่ไถลตัวได้น้อยที่สุดคือ ยาง 0 4473 0 582 1 บทนำ มะขาม Tamarind เป็นไม้ต้นขนาดกลางจนถึงขนาดใหญ่ แตกกิ่งก้านสาขามาก เปลือกต้นขรุขระและหนา สีน้ำตาลอ่อน ใบเป็นใบประกอบ ออกดอกเป็นช่อ ฝักอ่อนมีเปลือกสีเขียวอมเทา เมื่อฝักแก่จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล เนื้อในเป็นสีน้ำตาลหุ้มเมล็ด www rspg or th มะขามเป็นพืชที่มีความสำคัญทางด้านเศรษฐกิจชนิดหนึ่งของประเทศไทย ต้นมาขามนั้นสามารถนำเกือบจะทุกส่วนมาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆได้ ยังมีอีกส่วนหนึ่งของมะขามที่ส่วนใหญ่จะถูกนำมาใช้ประโยชน์เป็นจำนวนน้อยเมื่อเทียบกับจำนวนที่ถูกคัดทิ้งนั่นก็คือส่วนของเมล็ดมะขาม เมล็ดมะขามนั้นแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือเปลือกหุ้มเมล็ด และเนื้อในของเมล็ดมะขาม ซึ่งทั้งสองส่วนนั้นล้วนมีสรรพคุณทางยาทั้งสิ้น คือเนื้อในเมล็ดสีขาวใช้เป็นยาถ่ายพยาธิ เปลือกหุ้มเมล็ดใช้เป็นยาแก้ท้องร่วง และเป็นยาสมานแผลตามร่างกาย อีกทั้งมีงานวิจัยที่วิจัยเกี่ยวกับเรื่องของเนื้อในเมล็ดสีขาวและเปลือกหุ้มเมล็ด อยู่หลายงานวิจัยเช่น งานวิจัยแป้งในเนื้อในเมล็ดของเมล็ดมะขามซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ชีวภาพ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารในหลายประเทศ ประกอบ ด้วย โซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ เมื่อผสมกับตัวยาที่มีโครงสร้างที่เหมาะสมจะเกิดอันตรกิริยา และมีการจัดเรียงตัวของสารจากแป้งเมล็ดมะขาม ทำให้เกิดเป็นของเหลว หรือเกิดเป็นเจล การทำความเข้าใจกระบวนการเปลี่ยนสภาพเป็นเจล และรูปร่างโครงสร้างของโมเลกุลขณะเป็นเจลหรือเป็นของเหลวนี้มีความสำคัญต่อการพัฒนาระบบนำส่งยา โดยอาจสามารถนำส่งยาไปสู่ตำแหน่งที่ต้องการรักษา ลดความเป็นพิษของยาที่จะแพร่กระจายไปตำแหน่งอื่นของร่างกาย หรือสามารถใช้เพื่อควบคุมการปลดปล่อยตัวยา ศ ดร วิมลและคณะ2555 งานวิจัยเกี่ยวกับเปลือกหุ้มเมล็ด สารสกัดจากเปลือกหุ้มเมล็ดมะขามมีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันที่สูงมากใกล้เคียงกับสารสกัดจากเมล็ดองุ่น การวิจัยครั้งนี้จึงเป็นแนวโน้มที่ดีในการพัฒนาตำรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่นำพืชพื้นไทยมาใช้ประโยชน์ด้านสุขภาพ ซึ่งควร มีการศึกษาความคงสภาพของผลิตภัณฑ์เม็ดสารสกัดเปลือกหุ้มเมล็ดมะขามก่อนนำไปผลิตในเชิงอุตสาหกรรมต่อไป ทรงวุฒิและคณะ2555 จึงเกิดการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามขึ้นเพื่อที่จะศึกษาวิธีการลอกเปลือกกับเนื้อในเมล็ดออกจากกันและเพื่อศึกษาสมบัติทางกายภาพต่างๆของเนื้อในเมล็ดมะขาม เพื่อเป็นประโยชน์ในด้านการผลิตเมล็ดมะขามในการในไปใช้ประโยชน์ในรูปของยารักษาโรค C ความชื้นฐานเปียก T ความหนาของเมล็ด mm Mi มวลเริ่มต้นของตัวอย่างก่อนหาความชื้นเริ่มต้น g P ความพรุน Mf มวลสุดท้ายของตัวอย่างหลังหาความชื้นเริ่มต้น g Qb ความหนาแน่นรวม g cm³ Ø ความเป็นทรงกลม Qs ความหนาแน่นจริง g cm³ L ความยาวของเมล็ด mm µ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต W ความกว้างของเมล็ด mm &theta มุมที่เมล็ดเริ่มไถล ⁰ 2 วัสดุและวิธีการทดลอง 2 1วัสดุ เมล็ดมะขามที่นำมาใช้ในการทดลองเป็นเมล็ดของต้นมะขามเปรี้ยวที่ปลูกในจังหวัดเพชรบูรณ์ โดยทาการแยกเนื้อออกจากเมล็ดและนำมาทำความสะอาด จากนั้นคัดเมล็ดที่มีรอยแตก หรือเมล็ดที่เจริญไม่สมบูรณ์ออก 2 2 วิธีการทดลอง การหาความชื้นเริ่มต้นของเมล็ด ทำได้โดยการใช้วิธีการ hot air oven method โดยใช้ตัวอย่างเมล็ดอย่างน้อย 3 กรัม เข้าอบในตู้อบที่มีอุณหภูมิ 105± 1 ⁰c เป็นเวลา 3 ชั่วโมงได้ค่าเฉลี่ยของความชื้น 3 3104 w b ใช้ความสัมพันธ์ เมื่อ C คือความชื้นฐานเปียก การเตรียมตัวอย่างในการทดลองทำโดยการแบ่งเป็น5กระบวนการกระบวนการละ 100 เมล็ด คือ เมล็ดปกติ เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1 30 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 30 ชั่วโมง และเมล็ดที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ และทำการสังเกตและตรวจนับเมล็ดที่มีการลอกเปลือกออกทั้งเมล็ดเพื่อนำมาทำการทดลองต่อไปโดยทำการเก็บรักษาตัวอย่างเพื่อนใช้ในการทดลองโดยการเก็บรักษาในตู้เย็นที่มีอุณหภูมิ 5⁰C 2 2 น้ำหนัก 100 เมล็ดหลังผ่านการต้ม หลังจากนำเมล็ดมะขามมาผ่านกระบวนการต้มในน้ำเดือดในระยะเวลาต่างๆเรียบร้อยแล้ว ก็นำเมล็ดมะขามในการต้มในระยะเวลาต่างๆทั้ง 100 เมล็ดมาทำการล้างทำความสะอาดทำการคัดเปลือกของเมล็ดมะขามที่ลอกออกจากนั้นก็ทำการชั่งน้ำหนักโดยการใช้เครื่องชั่งน้ำหนักที่มีความละเอียด 4 ตำแหน่ง จากนั้นทำการคัดเลือกเฉพาะเมล็ดมะขามที่สามารถลอกเปลือกออกได้ทั้งหมดไปทำการทดลองต่อไป 2 3 ขนาด ความเป็นทรงกลมและพื้นที่ภาพฉายของเมล็ด ในการหาขนาด ความเป็นทรงกลมและพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดจะทำการทดลองกับเมล็ดมะขามที่ทำการลอกเปลือกแล้วในแต่ละกระบวนการ คือ เมล็ดปกติ เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1 30 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 30 ชั่วโมง และเมล็ดที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ นำมาวัดความกว้าง ความยาว และความหนา เมล็ด โดยใช้อุปกรณ์ในการวัดคือ เวอร์เนียร์คาร์ลิเปอร์ ที่มีค่าความละเอียดเท่ากับ 0 05 มิลลิเมตร จากนั้นนำค่าที่ได้มาหาค่า GMD โดยหาได้จากความสัมพันธ์ ซึ่ง GMD เป็นค่าที่ใช้บอกขนาดของเมล็ดในแต่ละกระบวนการ จากนั้นนำความกว้างความยาว และความหนามาหาค่าความเป็นทรงกลมจากความสัมพันธ์ โดยที่ Ø คือความเป็นทรงกลม L คือความยาว mm W คือความกว้าง mm T คือความหนา mm การหาพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการทำได้โดยวิธีการพิจารณาพิกเซลของภาพถ่ายของเมล็ดตัวอย่าง โดยการเปรียบเทียบว่า พื้นที่ขนาด 1 ตารางเซนติเมตรมีพิกเซลเท่ากับ 5196 พิกเซล แล้วเมล็ดมะขามที่มีค่าพิกเซลหนึ่งๆจะมีพื้นที่เท่าใด 2 4 ความหนาแน่นจริง ความหนาแน่นรวม การหาความหนาแน่นรวมของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออก ทำได้โดยการนำตัวอย่างเมล็ดในแต่ละกระบวนการมาพิจารณาโดยการใส่เมล็ดลงไปในภาชนะทรงกลมที่ทราบปริมาตรและมวลที่แน่นอนให้เต็ม ความหนาแน่นรวมคำนวณได้จากมวลของเมล็ดและปริมาตรของภาชนะที่ใส่ ความหนาแน่นจริงของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกในแต่ละกระบวนการทำได้โดยการใช้วิธีการแทนที่ด้วยของเหลวโดยของเหลวที่ใช้คือ เฮกเซน โดยปริมาตรของเฮกเซนที่เพิ่มขึ้นจะเท่ากับปริมาตรของเมล็ดตัวอย่าง 2 5 Terminal Velocity Terminal Velocity ของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกตัวในแต่ละกระบวนการทำได้โดยการใช้อุปกรณ์เป่าลมที่มีอุปกรณ์วัดความเร็วลมติดตั้งอยู่ในการทดลองแต่ละครั้งทำโดยการหย่อนเมล็ดตัวอย่างลงในด้านบนของท่อใสจากนั้นค่อยๆปรับค่าความเร็วลมจนกระทั่งเมล็ดตัวอย่างหลุดออกจากท่อใส ความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดหลุดออกจาท่อใสคือ Terminal Velocity ของเมล็ดตัวอย่าง ในแต่ละตัวอย่างทำการทดลองทั้งหมด 10 ครั้ง 2 6สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดมะขามตัวอย่างที่ลอกเปลือกออกในแต่ละกระบวนการวัดโดยการใช้วัสดุ 3 พื้นผิวคือ ไม้ ยาง และเหล็กมาใช้ในการทดลอง โดยการนำเมล็ดลงมาวางบนพื้นผิวของวัสดุที่ต้องการทดลองจากนั้นค่อยๆยกวัสดุขึ้นโดยค่อยๆทำมุมกับพื้น จนกระทั่งเมล็ดเริ่มไถลลงจากวัสดุ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตคำนวณจากความสัมพันธ์ โดยที่ µ คือสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต &theta คือมุมที่เมล็ดเริ่มไถล ⁰ 3 ผลการทดลอง เมื่อนำเมล็ดมะขาม 100 เมล็ดไปผ่านการต้มในระยะเวลาที่ต่างกันพบว่าเมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1 30 ชั่วโมง มีเมล็ดที่ลอก 28 เมล็ดจาก 100 เมล็ด 28 เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมงมีเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ 71 เมล็ดจาก 100เมล็ด 71 เมล็ดที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 30 ชั่วโมงมีเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ 100 เมล็ดจาก 100เมล็ด 100 และเมล็ดที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ มีเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ 6 เมล็ดจาก 100เมล็ด 6 รูปที่1 เปรียบเทียบจำนวนเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการ 3 1 น้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดมะขามหลังต้ม น้ำหนัก 100 เมล็ด ของเมล็ดมะขามเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามระยะเวลาในการต้มจาก 97 65 g เพิ่มขึ้นเป็น 134 5 g ตามสมการ y 15 469x 96 021 และค่า R² 0 9691 เมื่อ y คือ น้ำหนัก 100 เมล็ด x คือ ระยะเวลาในการต้ม รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 100 เมล็ดหลังการต้มกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบน้ำหนักหลังการต้มกับหลังการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 พบว่า เมล็ดที่แช่น้ำเป็นเวลา 1 สัปดาห์มีน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 108 65 g ซึ่งมีค่ามากว่าเมล็ดปกติแต่จะมีค่าน้อยกว่าเมล็ดที่ผ่านกระบวนการต้ม รูปที่ 3 กราฟเปรียบเทียบน้ำหนักของเมล็ด 100 เมล็ดกลังการผ่านแต่ละกระบวนการ จากนั้นได้ทำการคัดแยกเมล็ดที่ลอกเพื่อนำในทำการทดลองต่อไป โดยเมื่อนำเมล็ดที่ลอกแล้วในแต่ละกระบวนการมาเปรียบเทียบกัน พบว่า เมล็ดที่ลอกเปลือกจากกระบวนการแช่ 1 สัปดาห์ ให้เมล็ดที่มีสีเหลืองและเมล็ดมีขนาดใหญ่มากที่สุด ส่วนเมล็ดที่ลอกเปลือกจากกระบวนการการต้มจะมีลักษณะคล้ายๆกันคือมีสีเหลืองแต่จะคล้ำกว่าเมล็ดที่ทำการแช่ 1 สัปดาห์ 3 2 ขนาดของเมล็ด ขนาดของเมล็ดมะขามทั้งสามด้านด้านกว้าง ด้านยาวและด้านหนา ของเมล็ดปกติ คือ 1 1182 1100 764 cmตามลำดับ เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1 30 ชั่วโมง คือ 1 16951 64320 9275 cm ตามลำดับ เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง คือ 1 3281 9441 108 cm ตามลำดับ เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 30 ชั่วโมง คือ1 2845189081 0500 cm และเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ คือ 1 24811 96871 2985 cm ตามลำดับ ค่า GMD เฉลี่ยของเมล็ดมะขามปกติคือ 0 8842 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1 30 ชั่วโมง คือ 1 2125 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง คือ 1 4197 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 30 ชั่วโมง คือ 1 3488 และเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ คือ 1 6032 ค่า GMD ของเมล็ดมะขามที่ลอกจะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการลอก ส่วนค่า GMD ของเมล็ดมะขามที่ลอกจากการแช่น้ำ 1 สัปดาห์จะมีค่ามากที่สุด รูปที่4 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า GMD กับระยะเวลาในการต้ม รูปที่ 5 เปรียบเทียบค่า GMD ในแต่ละกระบวนการ 3 3ความเป็นทรงกลม ค่าความเป็นทรงกลมเฉลี่ยของเมล็ดมะขามปกติคือ 0 6500 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือดเป็นเวลา 1 30 ชั่วโมง คือ 0 7343 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 ชั่วโมง คือ 0 4934 เมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการต้มในน้ำเดือด 2 30 ชั่วโมง คือ 0 7206 และเมล็ดที่ลอกสมบูรณ์ที่ผ่านการแช่น้ำ 1 สัปดาห์ คือ 0 6552 รูปที่ 6 เปรียบเทียบความเป็นทรงกลมในแต่ละกระบวนการ 3 4พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดมะขามปกติมีพื้นที่ภาพฉาย 2 0386 m² และเมล็ดที่ลอกจาการต้มมีพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้มจาก 1 4455 m² เป็น 1 9463 m² ตามสมการ y 0 4149x² 0 9913 2 0379 และค่า R² 0 9991 รูปที่ 7 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม เมื่อ y คือ พื้นที่ภาพฉาย x คือ ระยะเวลาในการต้ม การเปรียบระหว่างเมล็ดที่ลอกจากการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่แช่น้ำเป็นเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากับ 10 2706 m² ซึ่งมากกว่า เมล็ดปกติและเมล็ดที่ผ่านกระบวนการการต้ม รูปที่ 8 เปรียบเทียบพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการ 3 5 ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นรวมของเมล็ดมะขามที่ลอกจะลดลงตามระยะเวลาในการต้ม จาก 0 7742 g cm³ ลดลงเป็น 0 7061 g cm³ ตามสมการ y 0 0373x 0 76 และค่า R² 0 6543 เมื่อ y คือ ความหนาแน่นรวม x คือ ระยะเวลาในการต้ม รูปที่ 9 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบระหว่างการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกซึ่งแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากับ 0 7873g cm³ ซึ่งมีค่ามากกว่าเมล็ดปกติและเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการการต้ม รูปที่ 10 เปรียบเทียบค่าความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่ลอกในกระบวนการต่างๆ 3 6 ความหนาแน่นจริง ความหนาแน่นจริงของเมล็ดที่ลอกเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามระยะเวลาในการต้มจาก 2 2008 g cm³ เพิ่มขึ้นเป็น 3 0246 g cm³ ตามสมการ y 0 3578x 2 2652 และค่า R² 0 9229 เมื่อ y คือ ความหนาแน่นจริง x คือ ระยะเวลาในการต้ม รูปที่ 11 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นจริงของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบค่าความหนาแน่นจริงระหว่างเมล็ดที่ลอกจากการการต้มกับเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่าความหนาแน่นจริงของของเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ มีค่าเท่ากั2 4132 g cm³ ซึ่งมากกว่าเมล็ดปกติแต่น้อยกว่าเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการการต้ม รูปที่ 12 เปรียบเทียบค่าความหนาแน่นจริงในแต่ละกระบวนการ 3 7 Terminal velocity Terminal velocity ของเมล็ดที่ลอก เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามระยะเวลาในการต้ม จาก 13 918 m s เพิ่มขึ้นเป็น 14 61 m s ตามสมการ y 0 2993x 13 845 และค่า R² 0 8686 เมื่อ y คือ Terminal Velocity x คือ ระยะเวลาในการต้ม รูปที่ 13 แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง Terminal Velocity ของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบการเปรียบเทียบ ของ Terminal Velocity ของเมล็ดที่ลอกระหว่างการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์พบว่า terminal velocity ของเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการแช่น้ำเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ เท่ากับ 14 02 m s ซึ่งมีค่ามากกว่า terminal velocity ของเมล็ดปกติ แต่มีค่าน้อยกว่า terminal velocity ของเมล็ดที่ลอกที่ผ่านกระบวนการต้ม รูปที่ 14 เปรียบเทียบค่าความ terminal Velocity ของเมล็ดที่ลอกในแต่ละกระบวนการ 3 8 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดมะขามที่ลอก ลดลงในทุกพื้นผิว ตามระยะเวลาในการต้ม และพบว่าเมล็ดมะขามสามารถไถลได้ดีบนไม้ 0 3346 0 3819 รองลงมาเป็นเหล็ก 0 3879 0 402 และที่ไถลตัวได้น้อยที่สุดคือ ยาง 0 4473 0 582 รูปที่ 15 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเมล็ดที่ลอกกับระยะเวลาในการต้ม การเปรียบเทียบระหว่างเมล็ดที่ลอกที่ผ่านการต้มกับการแช่เมล็ดเป็นระยะเวลา 1 สัปดาห์ พบว่า สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของ ยาง คือ 0 5123 ไม้ คือ 0 3689 และ เหล็ก คือ 0 3864 ซึ่งมีค่าน้อยกว่าเมล็ดปกติแต่มีค่ามากกว่าเมล็ดที่ผ่านกระบวนการการต้ม รูปที่ 16 เปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเมล็ดที่ลอกในกระบวนการต่างๆ 4 สรุปผลการทดลอง สมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะขามที่ลอกเปลือกออกซึ่งขึ้นอยู่กับระยะเวลาในการต้ม ซึ่งพิจารณาระยะเวลาในการต้มระหว่าง 1 30 ชั่วโมง ถึง 2 30 ชั่วโมง ซึ่งขนาด พื้นที่ภาพฉาย น้ำหนัก 100 เมล็ด ความหนาแน่นจริง และ Terminal Velocity เพิ่มขึ้นตามระยะเวลาในการต้ม ส่วน ความหนาแน่นรวมและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต จะลดลงตามระยะเวลาในการต้ม อ้างอิง www มะขาม com ประโยชน์ของมะขาม เรื่องของเมล็ดมะขาม www pharmacy cmu ac th web2553 n43 php th wikipedia org wiki มะขาม eureka bangkokbiznews com detail 461262 ศ ดร วิมลและคณะ 2555 การศึกษาแป้งจากเมล็ดมะขามผลิตโพลิแซคคาไรน์สู่ระบบส่งยา คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ นางสาวนันทิดา หมวกเหล็ก นายบวร บุตรดีสิงห์ และ ผศ ดร ทรงวุฒิ ยศวิมลวัฒน์ 2555 การพัฒนาผลิตภัณฑ์เสริมอาหารต้านอนุมูลอิสระชนิดอัดเม็ดจากสารสกัดเปลือกหุ้มเมล็ดมะขาม คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

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 205235 ไร่ มีผลผลิต 51586 ตัน สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร2552 เนื้อที่การเพาะปลูกถั่วลิสง ลดลง กอรปกับความต้องการเพิ่มมากขึ้นทุกปีส่งผลให้มีปริมาณผลผลิตถั่วลิสงของประเทศไทยไม่เพียงพอต่อความต้องการภายในประเทศต้องมีการนำเข้ามาจากต่างประเทศอย่างต่อเนื่องแนวทางแก้ไขหนึ่งคือการปรับปรุงพันธุ์ให้ถั่วลิสงมีผลผลิตสูงขึ้นและต้านทานโรคได้มากขึ้น ถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84 8 เป็นอีกสายพันธุ์ถั่วลิสงที่ได้จากการปรับปรุงพันธุกรรมภายในประเทศ โดยศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น จังหวัดขอนแก่น เพื่อ สามารถทนทานต่อโรคพืชได้มากยิ่งขึ้น ได้ผลผลิตที่สูงขึ้นและทนทานต่อสภาพแวดล้อมมากขึ้น อารันต์และคณะ2533 เดิมมีชื่อพันธุ์ KK4401 ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างพันธุ์ขอนแก่น 60 2 ต้นแม่ ซึ่งอยู่ในกลุ่มถั่วฝักสดสำหรับต้ม และพันธุ์ Tupai ต้นพ่อ ที่มีความต้านทานต่อโรคเหี่ยวที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย จิรากร2555 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 &rho b 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 densityPs 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 tan&theta 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 &loz 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 WLT 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 อัลมอนด์และเมล็ดถั่วโกโก้ 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

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของกานพลู Effect of moisture content on some physical properties of Clove Tree สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ชลลดา จีระสมบูรณ์ยิ่ง ณัฐวุฒิ สุขพัฒน์ พิชญ์พิมล จันทร์กระจ่าง วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของกานพลู โดยทำการวัดระดับความชื้นเริ่มทำการทดลองมีค่า 4 877 ผลที่ได้จากการศึกษามีดังนี้ ค่าความสูง ความกว้าง ความหนา ความกว้าง ความหนา และความสูง เฉลี่ย คือ 1 476 ± 0 090 เซนติเมตร0 231 ± 0 017 เซนติเมตร0 287 ± 0 028 เซนติเมตร0 405 ± 0 041 เซนติเมตร 0 434 ± 0 401 เซนติเมตร 0 435 ± 0 031 เซนติเมตรตามลำดับความเป็นทรงกลมของดอกกานพลู Ø คือ 0 961 ± 0 039 ค่าน้ำหนัก 1000 ก้าน คือ 57 239 ± 0 907 กรัม ค่าความหนาแน่นรวม Bulk Density คือ 0 391 ± 0 015 กรัม มิลลิลิตร ค่าความหนาแน่นจริง True Density คือ 1 076 ± 0 009 กรัม มิลลิลิตร ค่าพื้นที่ภาพฉาย Projected Area คือ 0 426 ± 0 050 ตารางเซนติเมตร ค่าความเร็วสุดท้าย Terminal Velocity คือ 8 010 ± 0 190 m s 1 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน Static coefficient of friction วัดด้วยพื้นยาง พื้นไม้และพื้นอะลูมิเนียมคือ 0 875 ± 0 127 0 919 ± 0 107 0 824 ± 0 067 และค่าความพรุน Porosity คือ 63 668 1 บทนำ กานพลู Syzygiumaromaticum L Merr & L M Perry ชื่อสามัญ Clove Tree วงศ์ Myrtaceaeกานพลูเป็นพรรณไม้พื้นเมืองของหมู่เกาะโมลุกกะ นำไปปลูกในเขตร้อนทั่วโลก ในประเทศไทยนำมาปลูกบ้างแต่ไม่แพร่หลาย ฟกานพลูเป็นพรรณไม้ยืนต้นทรงพุ่ม ขนาดเล็ก ลำต้นมีความสูง ราว9 15 เมตร ผิวของมันเป็นสีเหลืองน้ำตาล โดยส่วนที่นำมาใช้คือ ดอก โดยมีลักษณะ เป็นสีเขียวอมแดงเลือดหมู หรือสีขาวอมเขียว ดอกจะออกเป็นกระจุก หรือเป็นช่อ ประมาณ 15 20 ดอก คล้ายดอกขจรเมื่อแก่มีสีแดงเข้มตามใบกานพลูจะมีต่อมน้ำมันกระจายอยู่เป็นจำนวนมาก นิยมเก็บมาเป็นเครื่องเทศและมีคุณภาพดีคือช่วงที่ดอกตูมกำลังจะเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นแดง ประมาณมิถุนายน กุมภาพันธ์ ซึ่งหลังจากที่เก็บมาแล้วต้องนำไปตากแดดให้แห้งจนกระทั่งเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลเข้มจึงจะนำมาใช้ได้น้ำมันหอมระเหย ที่กลั่นจากดอกกานพลูเรียกว่า น้ำมันกานพลู clove oil มีส่วนประกอบสำคัญเป็น eugenolซึ่งมีฤทธิ์เป็นยาชาเฉพาะที่นอกจากนี้ยังพบ methyl salicylate flavonoid kaempferolและ sitosterols ดอกกานพลูมีรสเผ็ดช่วยกระจายเสมหะ แก้เสมหะเหนียว แก้เลือดออกตามไรฟัน แก้ปวดฟัน ดับกลิ่นปาก แก้หืด เป็นยาฆ่าเชื้อสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้หลายชนิด แก้ปวดฟัน แก้รำมะนาด แก้ปวดท้อง แก้ลม แก้เหน็บชา แก้พิษโลหิต พิษน้ำเหลือง แก้ปวดท้อง แก้ท้องอืด แก้จุกเสียด แก้ท้องเสียแก้ซางต่างๆ ขับระดูระงับการเกิด ตะคริว น้ำมันกานพลู Clove oil เป็นยาชาเฉพาะที่ แก้ปวดฟัน โดยใช้สำสีชุบนำมาอุดที่ฟัน กานพลูใช้แต่งกลิ่นอาหารจำพวกเนื้อ เครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ ขนมเค้ก และ ลูกกวาด และใช้ในการประกอบอาหาร โดยจะนำมาคั่ว เพื่อให้มีกลิ่นหอมและมีรสเผ็ด ถ้าใส่ในพริกแกงจะต้องป่นก่อน เช่น แกงมัสมั่น แกงบุ่มไบ๋เป็นต้น ถ้าใส่ในต้มเนื้อจะต้องใส่ทั้งดอกเพื่อศึกษาความชื้นที่มีผลกับสมบัติทางกายภาพของกานพลูได้แก่ ขนาดความเป็นเชิงเส้น ความเป็นทรงกลมของดอกตูม น้ำหนัก 1000 ดอก พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นจริง ความพรุน ความเร็วสุดท้ายค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคงที่ของวัสดุที่แตกต่างกันซึ่งได้จากการทดลอง สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานกับกระบวนการแปรรูปอาหาร การควบคุมและออกแบบเครื่องจักรการทำงานของเครื่องจักรในอุตสาหกรรมอาหาร 2 วัตถุดิบและวิธีการทดลอง กานพลูที่นำมาใช้ในการทดลองนี้ นำมาจากบริษัท เอสเอโอ การเกษตร จำกัด ศูนย์ตัวแทนจำหน่ายที่รามอินทรา 28 กรุงเทพมหานคร จำนวนกานพลูที่ใช้ในการทดลองนั้นใช้เพียง 1 กิโลกรัมเนื่องจากกานพลูมีขนาดเล็ก ลักษณะของกานพลูค่อนข้างจะหลากหลาย ไม่มีขนาดที่เป็นมาตรฐาน โดยใช้ทั้งส่วนหัวและส่วนก้านในการทำการทดลอง 2 1 การปรับความชื้น การหาความชื้นเริ่มต้นโดยการนำกานพลูมาชั่งให้ได้ 3 5 กรัม จากนั้น นำเข้าตู้อบที่อุณหภูมิ105 เป็นเวลา 2 ชั่วโมง แล้วนำน้ำหนักก่อนอบและ หลังอบ มาคำนวณหาความชื้นจาก 2 2 การวัดขนาด size และความเป็นทรงกลมด ใช้เวอร์เนียคาลิปเปอร์วัดขนาดความสูง L ของกานพลูทั้งหมด ความกว้าง W ความหนา T ของส่วนก้านกานพลู และความสูง L ความกว้าง W ความหนา T ของส่วนหัวกานพลู โดยทำการทดลองวัดกานพลูจำนวน 100 ก้าน นำขนาดส่วนหัวมาหาความเป็นทรง โดยหาค่าความเป็นทรงกลมจากสมการ 2 3น้ำหนัก1000ก้าน นำกานพลูจำนวน 1000ก้านของแต่ละความชื้น โดยก่อนการชั่งจะต้องนำกานพลูมาพักไว้ให้อุณหภูมิอยู่ที่อุณหภูมิห้อง ประมาณ 30 นาที แล้วน้ำไปชั่งที่เครื่องชั่งดิจิตอล 4 ตำแหน่ง 2 4 ความพรุน การหาความพรุนเป็นการหาความสัมพันธ์ของความหนาแน่นรวมกับความหนาแน่นจริง โดยใช้หาได้จากสมการ 2 5 ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นรวมหาโดยการนำกานพลูบรรจุลงในกระบอกตวงโดยเทผ่านกรวยเหล็ก ให้กรวยเหล็กห่างจากกระบอกตวง 15 cm จากนั้นปาดกระบอกตวงให้เรียบ นำไปชั่งกับเครื่องชั่งดิจิตอล 4 ตำแหน่ง ทำการหาความหนาแน่นของทุกความชื้น ความชื้นละ 3 ครั้ง โดยสามารถคำนวณหาค่าความหนาแน่นรวมได้จาก สมการ 2 6 ความหนาแน่นจริง หาความหนาแน่นสำหรับส่วนแก่นเนื้อ ใช้ขวด Pycnometer ซึ่งเป็นขวดที่ทราบปริมาตรแน่นอน ชั่งน้ำหนักขวดเปล่าหาค่าความหนาแน่นของของเหลวโดยการเติมของเหลวจนเต็มขวดชั่งน้ำหนักของเหลว โดยของเหลวที่ใช้คือ เฮกเซน Hexane มาใช้แทนน้ำคำนวณความหนาแน่นเฮกเซนจากสูตร ความหนาแน่น มวล ปริมาตร ใส่กานพลูประมาณ 50 ก้านลงไปในในขวด Pycnometer ที่มีเฮกเซนบรรจุจนเต็มแล้วชั่งน้ำหนักพร้อมขวด เราจะทราบปริมาตรของกานพลูโดยนำปริมาตรของขวด Pycnometer ลบกับปริมาตรของเฮกเซน จึงนำปริมาตรของกานพลูไปคำควณหาความหนาแน่น ซึ่งคำนวณได้จาก ความหนาแน่น มวล ปริมาตร 2 6 พื้นที่ภาพฉาย นำกานพลูที่มีความสมบูรณ์ จำนวน 50 ก้าน มาจัดวางบนกระดาษ A4 สีขาว เพื่อถ่ายภาพจากมุมสูงโดยถ่ายขนานกับแผ่นกระดาษ ใช้โปรแกรม PhotoshopCS3 เพื่อหาพื้นที่ ตารางเซนติเมตร ของกานพลู 1 ก้าน เทียบกับหน่วยพิกเซล Pixel แล้วนำค่าที่ได้ทั้งหมดมาหาค่าเฉลี่ย โดยทำทุกๆความชื้น 2 7 ความเร็วสุดท้าย คัดกานพลูจำนวน 10 เมล็ด โดยการนำกานพลูไปเป่าลมจากเครื่องเป่าลม โดยวัดความเร็วสุดท้ายจากความเร็วลม เราสามารถปรับความเร็วลมจากเครื่องปรับความถี่ โดยปรับให้กานพลูลอยอย่างคงที่ที่ปลายกระบอก ทำเช่นนี้ทุกความชื้น 2 8 ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน การหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานของกานพลูแต่ละพื้นผิว ได้แก่ ยาง อะลูมิเนียม และไม้ โดยการนำกานพลูจำนวน 10 ก้าน วางบนพื้นแบบต่างแล้วหามุมที่กานพลูเริ่มกลิ้งลงจากด้านบนพื้น สามารถคำนวณค่าสัมประสิทธิ์จากสมการ 3 ผลการทดลอง จากการทดลองค่าสมบัติทางกายภาพของกานพลูกับความชื้น ฐานเปียก ระดับต่างๆผลการทดลองที่ได้แสดงในรูปของกราฟ ดังนี้ รูปที่ 1 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับความสูงกานพลู รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับขนาดส่วนก้านกานพลู รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับขนาดส่วนหัวกานพลู จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับความสูงกานพลู ขนาดส่วนหัว และความหนาส่วนก้านของกานพลู และมีความสัมพันธ์แบบลอกการิทึมกับความกว้างส่วนก้านของกานพลู รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับความเป็นทรงกลม จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับความเป็นทรงกลม รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับน้ำหนัก 1000 ก้าน จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับน้ำหนัก 1000 ก้าน รูปที่ 6 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับความพรุน จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบเชิงเส้นกับความพรุน รูปที่ 7 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับความหนาแน่นรวม จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับความหนาแน่นรวม รูปที่ 8 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับความหนาแน่นจริง จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับความหนาแน่นจริง รูปที่ 9 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับพื้นที่ภาพฉาย จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับพื้นที่ภาพฉาย รูปที่ 10 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับความเร็วสุดท้าย จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับความเร็วสุดท้าย รูปที่ 11 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้น ฐานเปียก กับค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน จากกราฟความชื้น ฐานเปียก มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับพื้นเอียงประเภทพื้นอะลูมิเนียม และ พื้นไม้ และมีความสัมพันธ์เป็นแบบเชิงเส้นกับพื้นเอียงประเภทพื้นยาง 4 สรุปผลการทดลอง จากการทดลองจะเห็นว่า จากการวาดกราฟซึ่งได้จากผลการทดลองสมบัติทางกายภาพทางกานพลูพบว่าโดยภาพรวมแล้ว จะมีความเป็นเชิงเส้นหรือเป็นเส้นตรงน้อย ทั้งนี้เนื่องจากกานพลูที่ไม่มีขนาดที่ไม่เป็นมาตรฐาน และเมื่อนำกานพลูไปปรับความชื้นเพื่อทำการทดลอง ผลปรากฏว่าโดยส่วนมากของกานพลูที่นำไปปรับความชื้นลักษณะภายนอกของกานพลูค่อนข้างไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ จึงทำให้ค่าคุณสมบัติทางกายภาพโดยรวมออกมาเป็นความสัมพันธ์ในรูปของโพลีเมียล ความสูงของกานพลูขนาดของส่วนหัวของกานพลูความหนาของส่วนก้านกานพลูจะมีค่าไม่คงที่ เมื่อความชื้น ฐานเปียก มีค่าเพิ่มขึ้น เนื่องจากกานพลูแต่ละก้านมีขนาดที่ไม่แน่นอน จึงทำให้ค่าทีวัดได้เกิดความคลาดเคลื่อนซึ่งเป็นกราฟโพลิโนเมียล ความกว้างของส่วนก้านกานพลู จะมีความสัมพันธ์กับความชื้น ฐานเปียก ในรูปแบบกราฟล็อกกาลิทึม ความเป็นทรงกลม มีความสัมพันธ์เป็นกราฟโพลิโนเมียล กับ ความชื้น ฐานเปียก ของกานพลู น้ำหนัก 1000 ก้านจะมีความสัมพันธ์กับความชื้น ฐานเปียก ในรูปแบบกราฟลิโนเมียล ความพรุน แปรผันกับความชื้น ฐานเปียก ซึ่งได้กราฟเป็นกราฟเส้นตรง โดยความพรุนจะเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นจริง และความหนาแน่นรวม มีค่าไม่คงที่ เนื่องจากกานพลูที่นำไปใช้หาค่าความหนาแน่นมีขนาดที่ไม่สม่ำเสมอและลักษณะภายนอกไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัด ขนาดของกานพลูยังคงมีขนาดใกล้เคียงกับก่อนการปรับความชื้นจึงเกิดความคลาดเคลื่อน ซึ่งกราฟที่ได้เป็นความสัมพันธ์แบบโพลีโนเมียล พื้นที่ภาพฉาย มีความสัมพันธ์เป็นกราฟโพลีโนเมียล กับ ความชื้น ฐานเปียก ของกานพลู ความเร็วสุดท้าย แปรผันตรงกับความชื้น ฐานเปียก ซึ่งได้กราฟเป็นกราฟเส้นตรง โดยเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ความเร็วลมก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน พื้นเอียงประเภทไม้ มีความสัมพันธ์เป็นกราฟโพลีโนเมียล กับ ความชื้น ฐานเปียก พื้นเอียงประเภทอะลูมิเนียม มีความสัมพันธ์เป็นกราฟโพลิโนเมียล กับ ความชื้น ฐานเปียก พื้นเอียงประเภทยาง แปรผันตรงกับความชื้น ฐานเปียก ซึ่งได้กราฟเป็นกราฟเส้นตรง โดยเมื่อความชื้นเพิ่ม สัมประสิทธิ์ความเสียดทานจะเพิ่มขึ้นด้วย 5 เอกสารอ้างอิง Food wiki network solution กานพลู เวปไซต์ http www foodnetworksolution com wiki wordcap กานพลู OK Nation กานพลู ไม้ป่ายืนต้นสมุนไพร เวปไซต์ http www oknation net blog ION 2008 04 06 entry 1 วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี กานพลู เวปไซต์ http th wikipedia org wiki กานพลู

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำ Effect of moisture content on some physical properties of Black Glutinous rice seeds ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง กันต์รักเรืองเดช จตุพรจันทสุรวงศ์ อภิณัฐสีตลกาญจน์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำ Black Glutinous rice seeds พิจารณาจากความชื้นฐานแห้งที่เมล็ดข้าวเหนียวดำได้รับในช่วง 9 1 21 1 ทั้งหมด5 ระดับพบว่า ค่าขนาด Size ความยาว L ความหนา M ความกว้าง T มีค่าอยู่ในช่วง8 66mm 6 58mm3 24mm 2 54mm2 21mm 1 58mmค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิต Geometric Mean Diameter GMD มีค่าอยู่ในช่วง3 77mm 3 14mmค่าความเป็นทรงกลม Sphericity มีค่าอยู่ในช่วง 51 48 39 10 ค่าน้ำหนัก1000 เมล็ดมีค่าอยู่ในช่วง 29 28g 29 50 g และค่าปริมาตรต่อเมล็ดมีค่าอยู่ในช่วง 20 659mm3 22 312 mm3 จะพบว่าเทื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นจริง True density มีค่าอยู่ในช่วง 1 4392g ml 1 3981 g ml จะพบว่าเมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มจะลดลงแบบเชิงเส้น เมื่อนำเมล็ดข้าวเหนียวถั่วดำที่ความชื้นต่างกันมาหาค่ามุมตั้งต้น Angle of repose และ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static coefficient of friction กับพื้นที่ผิวต่างกันคือ ไม้ อะลูมิเนียม และ ยาง จะพบว่าเมื่อระดับความชื้นเพิ่มมากขึ้นกราฟของพื้น ไม้ และ อลูมิเนียมมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น ในขณะทีพื้น ยาง ลดลงแบบเชิงเส้น 1 บทนำ ข้าวเหนียวดำ Black Glutinous rice ชื่อวิทยศาสตร์ Oryza sativa var glutinosa เป็นข้าวที่มีลักษณะเด่นคือการติดกันเหมือนกาวของเมล็ดข้าวที่สุกแล้ว ปลุกมากทางภาคอีสานของประเทศไทยและ ประเทศลาว ข้าวเหนียวดำจะมีสารอาหาร คือ โอพีซี OPC มีสรรพคุณช่วยชะลอการแก่ก่อนวัย และความเสื่อม ถอยของร่างกาย โดยสารโอพีซีที่พบในข้าวเหนียวดำ เป็นสารชนิดเดียวกับสารสกัดที่ได้ จากองุ่นดำองุ่นแดง เปลือกสน โอพีซี หรือ OligomericProanthocyanidin Complexes OPCs เป็นสารที่พบในเมล็ด ดอกและเปลือก ของผักผลไม้เปลือกแข็ง เป็นหนึ่งในสารตระกูลฟลาโวนอยด์ ถูกค้นพบโดย ศาสตราจารย์ ดอกเตอร์ แจ๊ค มาสเควอริเย Dr Jack Masquelier ชาวฝรั่งเศส เป็นผู้ค้นคว้าและคิดค้นการสกัดสาร OPC ให้มีความบริสุทธิ์โดยปราศจากสารปลอมปนพวกแทนนิน สารรสฝาด ที่มีโมเลกุลใหญ่กว่า OPC อันที่จริง บทบาทเดิมของ OPC คือ เป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่เคลื่อนที่ได้คล่องแคล่ว มีอนุภาพสูงกว่าวิตามินซี 20 เท่า และสูงกว่าวิตามินอีกว่า 50 เท่า จึงได้รับขนานนามว่า Super antioxidant นอกจากนี้เมื่อทาน OPC ร่วมกับวิตามินซี จะช่วยเสริมฤทธิ์ให้วิตามินซีที่ถูกใช้ให้คืนสภาพกลับมาใช้ใหม่ได้ บางคนจึงเรียก OPC ว่าเป็น Vitamin C cofactor อีกทั้งยังสามารถละลายได้ทั้งในน้ำและในน้ำมัน จึงสามารถแทรกซึมไปได้ทุกส่วนของเซลล์ร่างกาย แม้กระทั่งเซลล์สมอง เพราะสามารถผ่านเยื่อหุ้มหลอดเลือดสมองไปยังเนื้อสมองได้ Blood Brain Barrier จึงน่าจะสามารถเป็นอาหารเสริมที่ดูแลร่างกายแบบองค์รวมที่ดีตัวหนึ่ง สมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำต่อผลของความชื้น ได้แก่ ขนาดของเมล็ด Size เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย Geometric Mean Diameter ค่าความเป็นทรงกลม Sphericity ปริมาตร Volume มวล 1000เมล็ด Mass ความหนาแน่นจริง True density ความหนาแน่นรวม Bulk density ความพรุน Porosity และ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static coefficient of friction การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำนี้มีความสำคัญ ต่อการออกแบบเครื่องจักร และกระบวนการผลิตแปรรูป เช่นการคัดแยก การทำความสะอาด จนถึงการเก็บรักษา ตัวแปรต่างๆในการทดลอง L ด้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุด mm W เส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ L mm T ด้านเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ W และ L mm GMD ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต mm Sp ค่าความเป็นทรงกลม Pr ค่าความพรุน Mcw b ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นฐานเปียก Wb MwMi ปริมาณน้ำที่ระดับความชื้นเริ่มต้น g Mb น้ำหนักเมล็ด น้ำหนักรวม น้ำหนักภาชนะ g M น้ำหนักเฮกเซน g Ms น้ำหนักรวมของเมล็ด g µ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต &rho b ความหนาแน่นรวม g ml &rho s ความหนาแน่นเนื้อ g ml &rho ความหนาแน่นเฮกเซน g ml V ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ml Vb ปริมาตรภาชนะ ml Mi ค่าความชื้นเริ่มต้น Wb Mf ค่าความชื้นที่ต้องการ Wi น้ำหนักถั่ว 1000 เมล็ด g Proj พื้นที่ภาพฉาย cm2 &theta ค่ามุม องศา 2 วัตถุดิบและวิธีการทดลอง 2 1 การเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดข้าวเหนียวดำที่ใช้ในการทดลองผลิตโดยบริษัทไร่ทิพย์บรรจุในถุงผนึกอย่างดีจะถูกนำมาคัดแยกเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์ออก เพื่อให้ได้เฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์สำหรับใช้ในการทดลอง 2 2 หาความชื้นเริ่มต้น เมล็ดข้าวเหนียวดำจะถูกนำมาหาค่าความชื้นเริ่มต้นด้วยการนำเมล็ดตัวอย่างจำนวนหนึ่งมาแบ่งใส่ไว้ในถ้วยฟอยล์ 3 ถ้วย ทำการบันทึกค่าน้ำหนักของแต่ละถ้วย จากนั้นจึงนำเข้าอบในเตาอบที่อุณหภูมิ 105 เป็นระยะเวลา 120 นาที จึงนำเมล็ดตัวอย่างออกมาชั่งน้ำหนักเพื่อทราบค่ามวลของน้ำ และนำตัวอย่างเข้าไปอบในเตาอบที่อุณหภูมิ เดิมอีกรอบ เป็นเวลา 30 นาที และนำเมล็ดตัวอย่างออกมาชั่งน้ำหนักอีกครั้งเพื่อหาค่าน้ำหนักคงที่ของน้ำ และนำค่าที่ได้มาทำการคำนวณหาค่าความชื้นทั้ง ฐานแห้ง ตามสมการดังนี้ 2 3 การปรับความชื้น เมื่อคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นแล้วนำเมล็ดตัวอย่างชุดละ1000เมล็ดปรับค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้น โดยแบ่งเป็น 4 ระดับโดยจะเพิ่มความชื้นครั้งละ3 คำนวณหาระดับปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการเติมน้ำลงในถุงเก็บความชื้นพร้อมตัวอย่างในแต่ละชุดการทดลองจากนั้นปิดปากถุงโดยใช้ vacuum sealจากนั้นจึงนำถุงเมล็ดตัวอย่างทั้ง 4 ถุงไปแช่ในตู้แช่ปรับความเย็นที่อุณหภูมิ 5 เป็นเวลา 1 สัปดาห์ โดยในระยะเวลาดังกล่าวถุงเมล็ดตัวอย่างจะถูกเขย่าทุกๆ 2 วันเพื่อกระจายความชื้นให้ทั่วถึง มวลน้ำที่เพิ่มเข้าไป 2 4 คุณสมบัติทางกายภาพ 2 4 1ขนาด Size เมล็ดข้าวเหนียวดำจำนวน 100 เมล็ดจะถูกนำมาวัดค่า ความยาว ความกว้างและความหนา ด้วย เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ 2 4 2 ศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต Geometric mean Diameter GMD คำนวณหาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิตโดยการนำค่า L M T ที่หาได้จากการวัดขนาดของเมล็ดข้าวเหนียวดำจำนวน 100 เมล็ดมาคำนวณจากสมการ 2 4 3 ความเป็นทรงกลม ความเป็นทรงกลมสามารถคำนวณได้จากสมการ 2 5 พื้นที่ภาพฉาย เตรียมเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดข้าวที่เตรียมมาเรียงบนกระดาษที่ตัดกับสีของเมล็ดถข้าวเหนียวดำ จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ด ถ่ายรูปเมล็ดถข้าวที่เรียงแล้วโดยตั้งกล้องให้ตักฉากกับพื้นผิว นำไปลงในโปรแกรม PhotoShopเพื่อ Cropภาพหา Pixelของภาพ 1x1จากนั้น Cropภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixelนำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร 2 6 ความหนาแน่นจริง True densityƿs การหาความหนาแน่นจริงของเมล็ดข้าวเหนียวดำโดยใช้หลักการแทนที่ของของเหลวโดยใช้ขวด Pyrometer และของเหลวที่ใช้คือ Hexane โดยhexane มีแรงตึงผิวต่ำไม่ซึมเข้าในเมล็ดระหว่างการทดลองหาความหนาแน่นของHexane โดยการบรรจุ Hexane ในขวด pyrometer ที่ทราบปริมาตรแน่นอนจนเต็มแล้วชั่งน้ำหนักจากนั้นนำเมล็ดข้าวเหนียวดำมาใส่ในขวดแล้วนำไปชั่งน้ำหนักอีกครั้งจะสามารถหาค่าปริมาตรได้จากสมการ แล้วนำค่าปริมาตรที่ได้มาหาค่าความหนาแน่นจริงได้จากสมการ 2 7 ความหนาแน่นรวม Bulk density ƿb ความหนาแน่นรวมคืออัตราส่วนระหว่างมวลกับปริมาตร หาได้จากการนำเมล็ดข้าวเหนียวดำมาใส่ภาชนะที่ทราบปริมาตรจรเต็มพอดี จากนั้นปาดส่วนที่เกินออกให้เสมอภาชนะแล้วนำไปชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งดิจิตอล โดยทำการทดลอง ซ้ำ 3 ครั้ง ความหนาแน่นรวมหาได้จากสมการ 2 8 ความพรุน porosity ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่ในเมล็ดข้าวเหนียวดำสามารถหาได้จากสมการ 2 9 การวัดพื้นที่เอียง วัดพื้นที่เอียงโดยเตรียมเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นที่ต้องการคัดเลือกเมล็ดข้าวเหนียวดำจำนวน 10 เมล็ด นำเมล็ดข้าวเหนียวดำทีคัดเลือกไว้ไปทดสอบพื้นที่เอียง 3 แบบ คือ แผ่นไม้ แผ่นยาง และแผ่นอลูมิเนียม 2 10 ความเร็วสุดท้าย วัดความเร็วสุดท้ายโดยเตรียมเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดข้าวเหนียวดำที่เตรียมไว้ใส่ในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์พอให้ถั่วลอยนำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมที่เมล็ดถั่วลอย รูปที่ 1 Terminal velocity measurement by Anemometer ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นเริ่มต้น 3 ผลที่ได้และวิจารณ์ผลการทดลอง จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นแตกต่างกัน 5 ระดับ 3 1 ขนาด ขนาดของเมล็ดข้าวเหนียวดำ ด้าน LMT จะมี ค่ามากขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผันตรง ดัง รูปที่2 L 0 0032Mc 7 5792 R² 0 6042 M 0 0046Mc 2 8104 R² 0 7494 T 0 0180Mc 1 6023 R² 0 9928 เนื่องจากแป้งในเมล็ดข้าวเหนียวดำดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขึ้นซึ่งตรงกับผลการทดลองของjatropha seed D K Garnayak et al 2008 รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่าง ขนาด กับ ความชื้น 3 2 ตวามเป็นทรงกลม ความเป็นทรงกลมของเมล็ดข้าวเหนียวดำจะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผันตรง ดัง รูปที่3 Sp 0 152Mc 42 975 R² 0 9741 เนืองจากความเป็นทรงกลมจะมีความสัมพันธ์กับขนาด ความกว้าง ความยาว ความหนา ของเมล็ดข้าวเหนียวดำตามสมการการหาความเป็นทรงกลมซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของ green wheat Majdi A Al Mahasneh& Taha M Rababah 2007 รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลมกับความชื้น 3 3 พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายจะมีค่ามากขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผันตรง ดัง รูปที่4 A 0 0025Mc 0 1603 R² 0 9793 เนื่องจากแป้งในเมล็ดข้าวเหนียวดำดูดน้ำเข้าไปทำให้เมล็ดพองตัวขึ้นซึ่งความชันของกราฟน้อยกว่าผลการทดลองของlinseed Selvi et al 2006 รูปที่ 4 ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉายกับความชื้น 3 4 ความหนาแน่นจริง ความหนาแน่นจริงของเมล็ดข้าวเหนียวดำจะลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผกผัน ดัง รูปที่5 Ƿs 0 0023Mc 1 4505 R² 0 9997 เนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้นเมล็ดเกิดการพองตัว ทำให้มีปริมาตรเพิ่มขึ้น แต่มวลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากข้าวเหนียวดำมี อะไมโลสและอะไมโลแพคตินซึ่งเป็นสารกึ่งผลึก ทำให้ดูดซึมน้ำเข้าไปได้น้อยมากที่อุณหภูมิห้องทำให้มีปริมาตรเพิ่มขึ้น แต่มวลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของgreen wheat Majdi A Al Mahasneh& Taha M Rababah 2007 รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นจริงกับความชื้น 3 5 ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผกผัน ดัง รูปที่6 Ƿb 0 0053Mc 0 8806 R² 0 9845 เพราะเมล็ดที่พองตัวขึ้น ทำให้มีปริมาตรเพิ่มขึ้น แต่มวลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของgreen wheat Majdi A Al Mahasneh& Taha M Rababah2007 รูปที่ 6 ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมกับความชื้น 3 6 ความพรุน ความพรุนจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผันตรง ดัง รูปที่7 ɛ 0 2846Mc 39 1916 R² 0 9721 เนื่องจากเมล็ดพองตัวขึ้น ช่องว่างของรูพรุนก็ขยายตัวขึ้นซึ่งมีความชันของกราฟมากกว่าผลการทดลองของjatropha seed D K Garnayak et al 2008 รูปที่ 7ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนกับความชื้น 3 7 ระหว่างสัมประสิทธ์ของแรงเสียดทานสถิต สัมประสิทธ์ความเสียดทานสถิตต่อพื้นไม้และพื้น อะลูมิเนียม มีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผันตรง ส่วนค่าสัมประสิทธ์ความเสียดทานสถิตต่อพื้นยางจะมีค่าลดลงเมื่อปริมาณควาชื้นเพิ่มขึ้น แปรผกผัน ดัง รูปที่8 Rubber µ 0 0148x 0 865 R² 0 9651 Wood µ 0 0086x 0 4368 R² 0 9985 Aluminum µ 0 0040x 0 4703 R² 0 9517 เนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดฟิล์มความชื้นที่ผิวสัมผัสระหว่างเมล็ดและตัวพื้นจึงมีแรงเสียดทานมากขึ้นค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์จึงเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งผลที่ได้ตรงกับneem nuts Visvanathan et al 1996 แต่ในกรณีพื้นยาง ความชื้นเพิ่มขึ้นค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์มีค่าลดลง เพราะพื้นยางเป็นวัสดุเหนียว มีค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์สูง เมื่อเมล็ดข้าวเหนียวดำมีความชื้นเพิ่มขึ้น เมล็ดมีความเป็นทรงกลมมากขึ้นจึงกลิ้งตกลงมาตามแนวพื้นเอียงได้ง่ายค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์ ณ ผิวสัมผัสมีค่าลดลง รูปที่ 8 ความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธ์ของแรงเสียดทานสถิตกับความชื้น 3 8 ความเร็วสุดท้าย ความเร็วสุดท้ายจะมีค่าลดลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น แปรผกผัน ดัง รูปที่9 T V 0 0340x 9 3225 R² 0 9825 เนื่องจากความชื้นเพิ่มขึ้นเมล็ดพองตัวขึ้น พื้นที่รับแรงลมมากขึ้น ทำให้เมล็ดลอยง่ายขึ้นความเร็วสุดท้ายจึงน้อยลงซึ่งต่างจากผลการทดลองของlinseed Selvi et al 2006 รูปที่ 9 ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับความชื้น 4 สรุปผลการทดลอง จากการทดลองจะเห็นว่า จากการวาดกราฟซึ่งได้จากผลการทดลองสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำพบว่าโดยภาพรวมแล้ว จะมีความเป็นเชิงเส้นหรือเป็นเส้นตรงมาก ทั้งนี้เนื่องจากเมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีขนาดที่เป็นมาตรฐาน และเมื่อนำเมล็ดข้าวเหนียวดำไปปรับความชื้นเพื่อทำการทดลอง ผลปรากฏว่าโดยส่วนมากของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่นำไปปรับความชื้นลักษณะภายนอกของเมล็ดข้าวเหนียวดำมีการเปลี่ยนแปลงโดยที่เมล็ดข้าวเหนียวดำมีการพองตัวหรือ ขยายตัวเนื่องจากมวลน้ำที่เพิ่มขึ้น ขนาด Size และความเป็นทรงกลม shpericity ถ้าวัดขนาดของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นตั้งแต่9 1 21 1 สังเกตว่าทั้งขนาดเมล็ด เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย ความเป็นทรงกลม มีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อปรับความชื้นเพิ่มขึ้น สำหรับเมล็ดข้าวเหนียวดำ สรุปได้ว่า ขนาด ความยาว ความกว้าง ความหนา เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย และความเป็นทรงกลม แปรผันตรงกับความชื้น ค่าความหนาแน่นรวม Bulk density ในการทดลองหาค่าความหนาแน่นรวมที่ความชื้นตั้งแต่9 1 21 1 ค่าความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลง จึงสรุปว่า สำหรับเมล็ดข้าวเหนียวดำแล้ว ความชื้นจะแปรผกผันกับความหนาแน่นรวม ค่าความหนาแน่นเนื้อ True density ในการทดลองหาค่าความหนาแน่นเนื้อที่ความชื้นตั้งแต่9 1 21 1 ค่าความหนาแน่นเนื้อจะมีค่าลดลง จึงสรุปว่า สำหรับเมล็ดข้าวเหนียวดำแล้ว ความชื้นจะแปรผกผันกับความหนาแน่นเนื้อ ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต Static coefficientfriction ของข้าวเหนียวดำ การวัดค่าในการทดลองที่ความชื้นเริ่มต้น โดยให้เมล็ดข้าวเหนียวดำไถลบนพื้นเอียง ที่เป็นพื้นไม้ พื้นยาง พื้นอลูมิเนียม ได้จากการวัดมุมแล้วหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานได้ค่าหนึ่งในทั้ง 3 ชนิดของพื้นเอียง ที่ความชื้นตั้งแต่9 1 21 1 แล้วหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานตามขั้นตอนเดิมพบว่า ถ้าใช้พื้นไม้และพื้นอลูมิเนียมพบว่า เมื่อปรับความชื้นเพิ่มขึ้น พบว่าค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตมีค่าเพิ่มขึ้น แต่ในขณะเดียวกันหากใช้พื้นเอียงที่เป็นพื้นยาง เมื่อปรับความชื้นเพิ่มขึ้น พบว่าค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตมีค่าลดลง ดังนั้นในการออกแบบผนังท่อ หรือผนังท่อไซโลถ้ามีการปรับความชื้นเมล็ดข้าวเหนียวดำ ควรใช้พื้นเอียงที่เป็นยาง การศึกษาพื้นที่ภาพฉาย Projected area ของข้าวเหนียวดำ ในการศึกษาพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดข้าวเหนียวดำที่ความชื้นตั้งแต่9 1 21 1 เมล็ดข้าวเหนียวดำจะมีขนาดพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น ดังนั้นสำหรับข้าวเหนียวดำพื้นที่ภาพฉายแปรผันตรงกับความชื้น การศึกษาความเร็วสุดท้ายของเมล็ดข้าวเหนียวดำ Terminal velocity เมื่อเมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีความชื้นตั้งแต่9 1 21 1 จะส่งผลให้เมล็ดข้าวเหนียวดำมีขนาดใหญ่ขึ้นแต่มวลจะเพิ่มขึ้น น้อยมาก จึงทำให้เมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีความชื้นมากใช้แรงลมในการเป่าให้ลอย น้อย กว่า เมล็ดข้าวเหนียวดำที่มีความชื้นน้อย อ้างอิง http www pleasehealth com index php option com content& view article& id 532 opc & catid 5 good health& Itemid 7 http th wikipedia org wiki ข้าวเหนียว D K GarnayakR C PradhanS N NaikN Bhatnagar Moisture dependent physical properties of jatropha seed JatrophacurcasL Industrial Crops and Products 27 1 2008 pp 123 129 Majdi A Al Mahasneh& Taha M Rababah Effect of moisture content on some physical properties of green wheatFood Eng 79 4 2007pp1467 1473 Selvi et al 2006K C Selvi Y Pinar E Yeşiloğlu Some physical properties of linseed Biosyst Eng 95 4 2006 pp 607 612 Visvanathan et al 1996R Visvanathan P T Palanisamy L Gothandapani V V Sreenarayanan Physical properties of neem nut J Agric Eng Res 63 1996 pp 19 26

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว Effect of moisture content on some physical properties of small white bean สาขาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ธรรมชาติ วงศ์รัตนมนตรี ยุวภัทร์ ศักดาวัฒนกุล อรรฆพร ธนาวนิชกุล วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว เมล็ดเล็ก มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติด้านต่างๆ ของเมล็ดถั่วขาว เมล็ดเล็ก คือ การวัดผลโดยรวมของเมล็ดถั่วขาว เมล็ดเล็ก ทั้งด้านความยาวเฉลี่ย ความกว้าง ความหนา ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นรวม ความเร็วสุดท้าย และมวลรวม มีค่า 9 45 mm 6 40 mm 5 62 mm 73 88 1 98 kg m3 0 83 kg m3 12 38m s 5 57g ตามลำดับ แล้วเมื่อเราเพิ่มความชื้นในระดับต่างๆ ตั้งแต่ 8 00 d b 20 00 d b จะทำให้คุณภาพของเมล็ดถั่วขาว เมล็ดเล็ก เปลี่ยนไป คือ มีค่าความยาวเฉลี่ย ความกว้าง ความหนา ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความเร็วสุดท้าย รวมถึงมวลเพิ่มขึ้น โดยมีค่าเป็น 9 68 mm 7 00 mm 6 69 mm 79 35 2 21 kg m3 6 21g ตามลำดับ ส่วนความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลงเป็น 0 78 kg m3เมื่อดูผลจากกราฟที่แสดงจะสามารถสรุปได้ว่าความชื้นมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าต่างๆ เหล่านี้ 1 บทนำ เมล็ดถั่วขาว Bruguiera cylindrical อยู่ในวงศ์ Rhizophoraceae มีส่วนประกอบ คือ คาร์โบไฮเดรต 69 79 โปรตีน 27 44 โพแทสเซียม 1 64 ไขมัน 0 95 แคลเซียม0 17 เหล็ก 0 01 เป็นวัตถุดิบหนึ่งที่นิยมใช้ในการลดความอ้วนในปัจจุบัน เนื่องจากสารที่สกัดได้จากเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีสาร Phaseolamin มีฤทธิ์ในการทำให้เอ็นไซม์อะไมเลสเป็นกลาง th wikipedia org wiki เอนไซม์ ดังนั้น แป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่บริโภคเข้าไปไม่สามารถเปลี่ยนเป็นน้ำตาลได้ ร่างกายจึงได้รับพลังงานจากแป้งน้อยลงตามไปด้วย ซึ่งมีผลทำให้การสะสมของไขมันที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนรูปของน้ำตาลเป็นไขมันลดลงด้วย เมื่อร่างกายได้รับพลังงานน้อยลงไม่เพียงพอกับความต้องการในแต่ละวันร่างกายจึงต้องเผาผลาญไขมันมากมายเพราะให้สารอาหารที่มีประโยชน์หลายอย่าง เช่น โปรตีน อาหาร และไม่มีผลกระทบกับสารอาหารชนิดอื่นๆ ถัวขาวเมล็ดเล็ก วิตามิน เกลือแร่ และมีใยอาหารสูง ขณะเดียวกันในถั่วขาวก็มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัว คือ มีสารที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานที่สะสมไว้ออกมาใช้มากขึ้น จึงทำให้น้ำหนักลดลงโดยที่ไม่ต้องอด Small White Bean เป็นพืชในตระกูลถั่วที่มีคุณประโยชน์ของเอ็นไซม์อะไมเลส ที่ใช้ย่อยอาหารประเภทแป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ให้กลายเป็นน้ำตาลที่มีโมเลกุลขนาดเล็กเพื่อให้ร่างกายดูดซึมไปใช้ได้ เนื่องจากเมล็ดถั่วขาวเป็นถั่วเมล็ดแห้ง ดังนั้น ก่อนที่จะนำมาใช้ประโยชน์จึงต้องนำไปแช่น้ำ เพื่อให้เมล็ดมีคุณสมบัติที่สามารถนำไปใช้ได้จึงต้องมีการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว เช่น การวัดขนาดของเมล็ดถั่วขาวเพื่อให้รู้ขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นต่างๆเพื่อใช้ในการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาว การวัดความเร็วลมเพื่อตรวจคัดเมล็ดที่เหี่ยว เป็นต้น ดังนั้นการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาวจึงมีความจำเป็นมากในอุตสาหกรรม และจากการสำรวจยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพของถั่วขาวในประเทศไทยมาก่อน ดังนั้น วิจัยนี้จึงจัดทำขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้เป็นข้อมูลในการศึกษาค้นคว้าสำหรับผู้ที่สนใจ 2 วัสดุที่ใช้ในการทดลองและวิธีทดลอง 2 1 ตัวอย่างและการปรับความชื้น เมล็ดตัวอย่างมาจาก Top Supermarket สาขา ลาดกระบัง ตรา cooking for fun บริษัท คอนติเนนตัล ฟูด จำกัด 42 1 ถ ร่มเกล้า แขวงคลองสามประเวศ เขตลาดกระบัง กรุงเทพ 10520 แบ่งบรรจุ นำเข้าจากสหรัฐอเมริกากา การวัดความชื้นและการปรับความชื้น วัดความชื้นโดยเตรียมฟอยด์ที่ทำเป็นรูปถ้วย 3 อัน ทำเครื่องหมายกำกับแต่ละอัน แล้วนำฟอยด์แต่ละอันไปชั่ง นำเมล็ดถั่วขาวใส่ฟอยด์ 3 อันที่เตรียมไว้ แล้วไปชั่งหาน้ำหนักของเมล็ดถั่วขาว นำเมล็ดถั่วขาวที่ชั่งน้ำหนักแล้วไปอบในเตาอบลมร้อนที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 120 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งน้ำหนักเพื่อหามวลน้ำในเมล็ดถั่วขาวครั้งที่ 1 จากนั้นนำเมล็ดถั่วขาวที่ผ่านการชั่งน้ำหนักครั้งที่ 1 ไปอบในเตาอบอีกครั้ง โดยใช้เวลา 30 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งอีกครั้งเพื่อหาน้ำหนักที่คงที่ของน้ำ การปรับความชื้นโดยเตรียมถุงใส่เมล็ดถั่วขาวจำนวน 4 ถุง โดยใน 1 ถุงแบ่งเป็น 3 ส่วน ใส่เมล็ดถั่วขาวในถุงที่เตรียมไว้ส่วนละ 1000 เมล็ด รวมถุงละ 3000 เมล็ด นำถุงที่ใส่เมล็ดถั่วขาวแล้วมาปรับความชื้นโดยคำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องใส่ในแต่ละถุง ซึ่งคำนวณได้จากความชื้นฐานเปียก กำหนด MCwb คือ ความชื้น Mw คือ มวลน้ำ Mtotal คือ มวลรวม เมื่อเตรียมความชื้นเสร็จ 1 ส่วนนำถุงไปปิดผนึก Seal เพื่อป้องกันการการเปลี่ยนแปลงของความชื้น ทำจนครบทั้ง 3 ส่วน ในแต่ละถุงจะมีความชื้นไม่เท่ากันโดยความชื้นจะเพิ่มขึ้นถุงละ 3 จากถุงก่อนหน้า นำถุงที่เตรียมความชื้นเสร็จแล้วไปแช่ในเครื่องทำความเย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียสเป็น เวลา 1 สัปดาห์ โดยภายใน 1 สัปดาห์นี้ให้ทำการเขย่าถุงทุกถุงทุกวันเพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอ 2 2การวัดเมล็ดถั่วขาว 2 2 1การวัดลักษณะทางกายภาพ วัดโดยใช้เครื่องมือวัดเวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ในการวัดเมล็ดถั่วขาว ซึ่งทำการวัดทั้งหมด 3 ด้านต่อเมล็ดถั่วขาว 1 เมล็ด ได้แก่ ความกว้าง ความยาว และความหนา เพื่อคำนวณหาGMD แล้วคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม The Sphere กำหนด คือ ค่าความเป็นทรงกลม W คือ ความกว้าง L คือ ความยาว T คือ ความหนา ของแต่ละเมล็ดโดยทำการวัดเมล็ดถั่วขาวทั้งหมด 100 เมล็ด เพื่อหาความกว้างเฉลี่ย ความยาวเฉลี่ย ความหนาเฉลี่ยและค่าความเป็นทรงกลมเฉลี่ย Fig 1 Measurement wide length and thickness 2 2 2การวัดความหนาแน่นเนื้อและความหนาแน่นรวม การวัดความหนาแน่นโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวทีเตรียมไว้ ใส่ลงในขวด Pycnometer ชั่งน้ำหนักเทสารละลายลงในขวด ในที่นี้ใช้ Hexane ชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด Pt คือ ความหนาแน่นเนื้อ M คือ มวล V คือ ปริมาตร Fig 2 True density measurement การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวเทใส่ภาชนะที่เตรียมไว้ผ่านกรวยที่ความสูงเท่ากันในแต่ละครั้ง เสร็จแล้วนำภาชนะทีมีถั่วอยู่มาชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนดPb คือ ความหนาแน่นรวม M คือ มวล Vtotal คือ ปริมาตรรวม Fig 3 Bulk density measurement 2 2 3การวัดเมล็ดถั่วขาวจากภาพฉาย เตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วที่เตรียมมาเรียงบนกระดาษที่ตัดกับสีของเมล็ดถั่วขาว จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ด ถ่ายรูปเมล็ดถั่วที่เรียงแล้ว นำไปลงในโปรแกรม Photo Shop เพื่อ Crop ภาพหา Pixel ของภาพ 1x1 จากนั้น Crop ภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixel นำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด A คือ พื้นที่ภาพฉาย PixelBean คือ พิกเซลของถั่ว Pixel1x1 คือ พิกเซลของช่องเปรียบเทียบ Fig 4 Projected area measurement 2 2 4การวัดพื้นที่เอียง วัดพื้นที่เอียงโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาวจำนวน 10 เมล็ด นำเมล็ดถั่วขาวทีคัดเลือกไว้ไปทดสอบพื้นที่เอียง 3 แบบ คือ แผ่นไม้ แผ่นยาง และแผ่นอลูมิเนียม Fig 5 Static friction coefficient measurement 2 2 5 ความเร็วสุดท้าย วัดความเร็วสุดท้ายโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วขาวที่เตรียมไว้ใส่ในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์พอให้ถั่วลอย นำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมที่เมล็ดถั่วลอย Vt 0 3263X กำหนด Vt คือ ความเร็วสุดท้าย X คือ ความเร็วรอบของมอเตอร์ Fig 6 Terminal velocity measurement by Anemometer 3 ผลการทดลองและวิจารณ์ผลการทดลอง การศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันที่ระดับความชื้นที่แตกต่างกัน 5ระดับ 3 1 ขนาดของเมล็ดถั่วขาว เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีการขยายตัวด้านความยาว ความกว้าง ความหนาเพิ่มมากขึ้น ดังนั้น เมื่อความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำมากขึ้นทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยความหนาจะมีอัตราการขยายมากกว่าอีกสองดานเนื่องจากช่องว่างภายในเมล็ดถั่วขาว มีลักษณะเป็นแนวยาวตามเมล็ด ส่งผลให้เมื่อเมล็ดดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นเมล็ดไม่สามรถขยายด้านความยาวและความกว้างได้มากเท่าที่ควรเนื่องจากข้อจำกัดด้านลักษณะของช่องว่าง ทำให้ด้านที่ขยายตัวได้มากที่สุดคือด้านความหนา เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วแดง เมล็ดถั่วขาวจะมีอัตราการขยายตัวของเมล็ดมากกว่าเมล็ดถั่วแดง โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ ค่าGMDแปรผันตรงกับความชื้น มีค่า GMD 0 0855MCwb 6 1262 R² 0 5395 Fig 7 Fig 7 Effect of moisture content on GMD และค่าการขยายตัวแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Length L 0 046MCwb 8 928 R² 0 2365 Wideness W 0 0757MCwb 5 6787 R² 0 5271 Thickness T 0 1157MCwb 4 4787 R² 0 6693 Fig 8 Fig 8 Effect of moisture content on size 3 2 ค่าความเป็นทรงกลม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวที่มีการขยายตัวทำให้ค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นส่งผลให้เมล็ดเกิดการขยายตัวทุกทิศทาง ทำให้มีค่าความเป็นทรงกลมมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความเป็นทรงกลมมากกว่า cowpea โดยอ้างอิงจาก Yalcın 2007 จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ และความเร็วในการวัด ค่าความเป็นทรงกลมแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า 0 516MCwb 69 232 R² 0 9124 Fig 9 Fig 9 Effect of moisture content on sphericity 3 3 ค่าความหนาแน่นเนื้อ เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลปริมาณน้ำที่อยู่ภายในเมล็ดเพิ่มมากขึ้น ทำให้เมล็ดมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับปริมาตร และเมื่อแทนค่าในสูตรความหนาแน่น จะได้ค่าความหนาแน่นเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้นต่างกับ cowpea ที่มีความหนาแน่นเนื้อลดลง โดยอ้างอิงจาก Yalcın 2007 จากการทดลองอาจมีความคลาดเคลื่อนจาก Hexaneที่ซึ่งอาจเช็ดขวดไม่ทั่ว หรือมี Hexaneส่วนเกินจึงทำให้น้ำหนักคลาดเคลื่อนได้ ทั้งนี้ความเร็วในการทำการทดลองก็มีผลด้วยเช่นเดียวกัน ค่าความหนาแน่นเนื้อแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Fig 10 Effect of moisture content on true density 3 4 ค่าความหนาแน่นรวม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นรวมลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เนื่องจากมีพื้นที่ช่องว่างระหว่างเมล็ดมากขึ้นทำให้น้ำหนักลดลง ในขณะที่ปริมาตรมีค่าคงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนารวมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าลดลงเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของ cowpea ทั้งเมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างมีความหนาแน่นรวมลดลงทั้งคู่ โดยอ้างอิงจาก Yalcın 2007 จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากความสูงในการเทเมล็ดลงในภาชนะ หากความสูงคลาดเคลื่อนค่าที่ได้คลาดเคลื่อนได้เช่นกัน ค่าความหนาแน่นรวมแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า 0 036MCwb 0 8604 R² 0 5049 Fig 11 Fig 11 Effect of moisture content on bulk density 3 5 ค่าพื้นที่ภาพฉาย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าพื้นที่ภาพฉายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เมื่อทำการ Crop ภาพจะได้ค่า pixel มากขึ้น เมื่อนำมาเทียบกับ pixel ของตาราง 1x1 จะได้พื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างก็มีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın 2007 จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการ Crops ภาพของผู้ทำการทดลอง ที่อาจcropภาพได้ไม่เท่ากับขนาดจริงของเมล็ดทำให้ค่าpixel ที่ได้คลาดเคลื่อน ค่าพื้นที่ภาพฉายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า A 0 0023MCwb 0 4673 R² 0 932 Fig 12 Fig 12 Effect of moisture content on projected area 3 6 ค่าความเสียดทานสถิต เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื่นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวีค่าความเสียดทานลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะมีค่าลดน้อยลงเนื่องจากค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้นจึงส่งผลให้พื้นผิวส่วนของเมล็ดที่สัมผัสกับพื้นผิวลดลงจึงทำให้เวลากลิ้งเกิดแรงเสียดทานน้อยลง เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธุที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิต ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเสียดทานสถิต ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีค่าความเสียดทานสถิตลดลง ต่างกับ cowpea ที่มีค่าความเสียดทานสถิต เพิ่มขึ้น โดยอ้างอิงจาก Yalcın 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีที่มีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จาก2จุดคือ1ผู้ทำการทดลองยกพื้นเอียงเร็วเกินไปทำให้เมล็ดกลิ้งก่อนที่ควรจะเป็น 2 การอ่านค่าองศาผู้ทำการทดลองอ่านอ่านค่าคลาดเคลื่อนได้ ค่าความเสียดานแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า Wood µ W 0 0066MCwb 0 2738 R² 0 8975 Rubber µ R 0 0043MCwb 0 2595 R² 0 9176 Aluminium µ A 0 0145MCwb 0 3778 R² 0 8388 Fig 13 Fig 13 Effect of moisture content on Static Friction Coefficient 3 7 ค่าความเร็วสุดท้าย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความเร็วสุดท้ายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้น้ำหนักของเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ต้องใช้ความเร็วลมมากขึ้นเพื่อให้เมล็ดลอยอยู่ในระดับที่คงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้าย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้าย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea จะมีค่าความเร็วสุดท้าย เพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın 2007 เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL 2007 จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการที่เมล็ดยังลอยอยู่ไม่คงที่แล้วทำการอ่านค่าเลย ค่าความเร็วสุดท้ายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Vt 0 0563MCwb 11 995 R² 0 9539 Fig 14 Fig 14 Effect of moisture content on Terminal Velocity 4 สรุปผล แบ่งเป็น 5 ระดับความชื้น เริ่มจากความเริ่มต้น 8 11 14 17 และ 20 ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 8 w b มีค่าเฉลี่ยความยาว ความหนา ความกว้าง ค่าความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9 45 mm 6 40 mm 5 62 mm 73 88 1 98 kg m3 0 83 kg m3และ12 38m s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 11 w b มีค่าเฉลี่ยความยาว ความหนา ความกว้าง ค่าความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9 36 mm 6 42 mm 5 63 mm 74 47 1 99 kg m3 0 81 kg m3และ12 70m s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 14 w b มีค่าเฉลี่ยความยาว ความหนา ความกว้าง ค่าความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9 09 mm 6 38 mm 5 59mm 75 57 2 04 kg m3 0 82 kg m3และ12 82m s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 17 w b มีค่าเฉลี่ยความยาว ความหนา ความกว้าง ค่าความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 10 28 mm 7 49 mm 6 96 mm 79 01 2 15 kg m3 0 80 kg m3และ12 93m s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 20 w b มีค่าเฉลี่ยความยาว ความหนา ความกว้าง ค่าความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9 68 mm 7 00 mm 6 69 mm 79 35 2 21 kg m3 0 78 kg m3 และ13 11 m s ตามลำดับ เอกสารอ้างอิง 1 Esref ISIK Halil UNAL 2007 Moisture dependent physical properties of white speckled red kidney bean grains Journal of Food Engineering 82 209 216 2 Esref ISIK Halil UNAL 2011 Some engineering properties of white kidney beans African Journal of Biotechnology Vol 10 82 pp 19126 19136 3 Ibrahim Yalcan 2006 Physical properties of cowpea Journal of Food Engineering 79 2007 57 62

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน Effect of moisture content on some physical properties of cardamom seed ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง นฤพนธ์ พันธุ์หวยพงษ์ เบญจพร ตั้งนอบน้อม เบญจมาศ เหมวิบูลย์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ สมบัติทางกายภาพของลูกกระวานทดลองตามความชื้น ศึกษาที่ความชื้น 9 27 12 27 15 27 18 27 และ 21 27 w b ความชื้นฐานเปียก ของทั้งเมล็ด มีค่าเฉลี่ยของความสูง ความกว้าง ความหนา คือ 15 75 14 04 14 80 ตามลำดับที่ความชื้น 9 27 w b จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามวล 100 เมล็ดของลูกกระวานนั้นเพิ่มขึ้นจาก 46 45 เป็น 49 45 g พื้นที่ภาพฉายเพิ่มจาก 1 18 cm² เป็น 1 29 cm² ความเป็นทรงกลมเพิ่มจาก 0 94 เป็น 0 96 ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้น 0 24 g cm³ เป็น 0 27 g cm³ และความหนาแน่นเนื้อนั้นลดลงจาก 1 34 g cm³ เป็น 0 52 g cm³ ความพรุนนั้นลดลงจาก 78 46 เหลือ 51 72 ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นจาก 9 63 m s เป็น 10 21 m s และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นจากพื้นผิวอลูมิเนียม 0 30 0 34 พื้นไม้ 0 24 0 29 และพื้นยาง 0 34 0 49 ที่ความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9 27 ถึง 21 27 w b ที่ความชื้น 10 03 13 03 16 03 19 03 และ 22 03 w b ความชื้นฐานเปียก ของเมล็ดใน มีค่าเฉลี่ยของความสูง ความกว้าง ความหนา คือ 9 45 7 98 4 30 ตามลำดับที่ความชื้น 10 03 w b จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามวล 100 เมล็ดของลูกกระวานนั้นเพิ่มขึ้นจาก 20 94 เป็น 23 11g พื้นที่ภาพฉายเพิ่มจาก 0 60 cm² เป็น 0 84 cm² ความเป็นทรงกลมเพิ่มจาก 0 72 เป็น 0 74 ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้น 0 58 g cm³ เป็น 0 63 g cm³ และความหนาแน่นเนื้อนั้นลดลงจาก 1 19 g cm³ เป็น 1 15 g cm³ ความพรุนนั้นลดลงจาก 51 40 เหลือ 45 77 ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นจาก 9 35 m s เป็น 9 64 m s และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นจากพื้นผิวอลูมิเนียม 0 41 0 46 พื้นไม้ 0 51 0 63 และพื้นยาง 0 51 0 78 ที่ความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10 03 ถึง 22 03 w b บทนำ กระวานไทย Amomumkrervanh Pierre จัดเป็นพืชล้มลุก มีลำต้นอยู่ใต้ดินเรียกว่า เหง้า ก้านใบที่มีลักษณะเป็นกาบหุ้มซ้อนกันแน่นหนาแข็งแรง มีความสูงประมาณ 3 เมตร ใบเรียงสลับกัน แผ่นใบเรียวแหลม ใบยาวประมาณ 12 เซนติเมตร ขอบใบเรียบ ดอกกระวาน เจริญออกมาจากส่วนเหง้าใต้ดิน โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นดินเป็นช่อ กลีบดอกสีเหลืองอ่อน ผลมีลักษณะกลมเป็นพวง เปลือกผิวเกลี้ยง เป็นพู ๆ มีสีออกนวล ๆ ลูกกระวานจะแก่ช่วงเดือนสิงหาคม พฤศจิกายน เมล็ดกระวานมีขนาดเล็กสีน้ำตาล มีจำนวนมาก ทั้งผลและเมล็ดมีกลิ่นหอมคล้ายกับการบูร ช่วงเวลาที่ออกดอกจนผลแก่ใช้เวลาประมาณ 5 เดือน กระวานออกดอกให้ผลผลิตเพียงครั้งเดียว แล้วก็จะตายไป เช่นเดียวกับต้นกล้วย ต้นไผ่ แต่หน่อใหม่ก็จะเจริญโผล่ขึ้นมาแทนและเจริญให้ผลผลิตใหม่ต่อไปอีก การใช้ประโยชน์ของกระวาน แบ่งออกเป็น 2 อย่างคือ 1 ใช้ในการประกอบอาหาร นำลูกกระวานที่ตากแห้งนำลูกระวานทั้งเมล็ดไปป่นใช้เป็นเครื่องเทศ ใส่ในน้ำพริกแกงเผ็ด แกงกะหรี่ แกงมัสมั่น พะแนง พะโล้ ใช้แต่งกลิ่นและสีของอาหารหลายชนิด เช่น ใส่ในเหล้า ขนมปัง เค้ก คุกกี้แฮม ส่วนผลอ่อนและหน่ออ่อนรับประทานแบบผัก 2 การใช้ประโยชน์ทางยา กระวานมีสรรพคุณทางสมุนไพรได้ทุก ๆ ส่วน ทั้งราก ลำต้น หน่อ เปลือกลำต้น แก่นของลำต้น ใบ ผลแก่ เมล็ด เหง้าอ่อน ใช้แก้ท้องอืด แน่น จุก เสียด ขับเสมหะ รักษาโรคผิวหนัง แก้ลม ท้องเสีย ฯลฯ กระวานมีคุณค่าทางอาหารสูงประกอบด้วยสารอาหารและแร่ธาตุต่าง ๆ เช่น กระวานส่วนที่กินได้ 100 กรัม ให้พลังงาน254 0 กิโลแคลอรีโปรตีน9 5gไขมัน6 3gคาร์โบไฮเดรต 39 7g แคลเซียม16 0gฟอสฟอรัส 23 0mgเหล็ก 12 6mg กองโภชนาการ กรมอนามัย กระทรวงสาธารณสุข กระวาน มีน้ำมันหอมระเหย 7 9 8 4 ซึ่งมีกลิ่นหอม ประกอบด้วย การบูร Camphor ไพนิน Pinene ไลโมนีน Limonene เมอร์ซีน Myrcene น้ำมันหอมระเหยจากผลกระวานมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียPseudomonas aeruginosa 7 เภสัชกรหญิงสุนทรี สิงหบุตรา เภสัชกรด้านเภสัชสาธารณสุข สรรพคุณสมุนไพร 200 วัตถุประสงค์ประสงค์เพื่อศึกษาผลของความชื้นที่มีต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน เพราะลูกกระวานคือพืชที่มีประโยชน์อย่างมาก เป็น พืชสมุนไพร และใช้ในด้านการครัวเป็นหลัก เป็นเครื่องเทศที่สำคัญชนิดหนึ่งในส่วนประกอบของอาหารหลากหลายชนิด จึงทำให้มีการผลิตลูกกระวานมากขึ้นในปัจจุบัน เพื่อนำความรู้ที่ได้ไปใช้ในการจัดเก็บรักษาผลผลิตที่ได้จากลูกกระวาน และสามารถส่งออกสู่ท้องตลาดทั้งภายในและภายนอกประเทศ โดยจะนำลูกกระวานมาทดลองตามคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆเหล่านี้ การหาขนาด ความเป็นทรงกลมน้ำหนัก 100 เมล็ด พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ ความพรุน ความเร็วสุดท้าย ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของวัสดุที่แตกต่างกัน 2 วัสดุและวิธีการทดลอง 2 1 วัสดุ เมล็ดลูกกระวาน บริษัท S A O การเกษตร จำกัดที่อยู่ 8 หมู่ 8 ถนนรามอินทรา แขวงท่าแร้ง เขตบางเขน กทม 10230 ที่นำมาใช้ในการทดลอง มาทำความสะอาด โดยการคัดเลือกเมล็ดพันธุ์ที่แตกออกจากเมล็ดพันธุ์ที่สมบูรณ์หาความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดโดยการนำเอาลูกกระวาน เมล็ดในและทั้งเมล็ด ไปอบที่อุณหภูมิ 105 ° Cเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ปริมาณความชื้นฐานแห้งเริ่มต้นของทั้งเมล็ดเป็น 10 22 db และเมล็ดใน11 15 db 2 2 วิธีการทดลอง ปรับความชื้นที่ต้องการ หาได้โดยการเติมปริมาณน้ำ คำนวณจากความสัมพันธ์ของสมการดังต่อไปนี้ นำตัวอย่างที่เติมน้ำลงไปแล้วใส่ลงถุงพลาสติกแล้วปิดผนึกให้แน่นหนา โดยเก็บตัวอย่างไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5° Cเป็นเวลา 1 สัปดาห์ เพื่อให้ความชื้นกระจายสม่ำเสมอทั่วตัวอย่างก่อนที่จะนำไปทดลอง ต้องเอาตัวอย่างออกมาไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนทำการทดลอง คุณสมบัติทางกายภาพที่ทำการทดลองมีระดับความชื้นดังนี้ นำค่าความชื้นฐานแห้งไปแปลงเป็นความชื้นฐานเปียกก่อน เมล็ดนอก9 27 12 27 15 27 18 27 และ21 27 wb เมล็ดใน 10 03 13 03 16 03 19 03 และ 22 03 wb ตามลำดับ ขนาดเฉลี่ยของเมล็ด100 เมล็ดใช้การวัดแบบสุ่ม โดยวัดสามมิติ คือ L ความยาว W ความกว้าง T ความหนา วัดโดยเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ Vernier Caliper ที่มีความละเอียด 0 01 mm ความเป็นทรงกลมของเมล็ดคำนวณโดยใช้ความสัมพันธ์ต่อไปนี้ มวล 100 เมล็ด หาจากเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถ อ่านค่าได้ 4 ตำแหน่ง 0 0000 g พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวานหาได้โดยวิธีการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่าย ถ่ายภาพลูกกระวานแต่ละระดับความชื้น ความชื้นละ 50 เมล็ดเมล็ดในและทั้งเมล็ด แล้วนำภาพถ่ายของลูกกระวานแต่ละเมล็ดมาเทียบกับภาพสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1 cm² ความหนาแน่นรวมของลูกกระวาน ใช้ผลการทดลองจากการบรรจุภาชนะ 350 ml ทั้งเมล็ด และ 65 ml เมล็ดใน ตามลำดับ ซึ่งการบรรจุเมล็ดนั้นต้องให้ภาชนะบรรจุห่างจากปลายกรวย 15 cm แล้วนำไปชั่งน้ำหนักและคำนวณหาความหนาแน่นรวมโดยใช้สูตร ความหนาแน่นเนื้อ คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของลูกกระวานและปริมาตรที่แท้จริง โดยใช้วิธีการแทนที่ของเหลว แต่การทดลองนี้นำเฮกเซนมาใช้ในการแทนน้ำเพราะเฮกเซนจะถูกเมล็ดพันธุ์ดูดซึมได้น้อย ความพรุนที่ระดับความชื้นต่างๆคำนวณได้จากความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมและความหนาแน่นเนื้อ ดังนี้ เมื่อ เป็นค่าความพรุน เป็นความหนาแน่นรวม และ เป็นความหนาแน่นเนื้อ ความเร็วสุดท้าย คัดลูกกระวานจำนวน 10 เมล็ด โดยการนำลูกกระวานไปเป่าลมจากเครื่องเป่าลม โดยวัดความเร็วสุดท้ายจากความเร็วลม เราสามารถปรับความเร็วลมจากเครื่องปรับความถี่ โดยปรับให้ลูกกระวานลอยอย่างคงที่ที่ปลายกระบอก ทำเช่นนี้ทุกๆความชื้น ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของลูกกระวานทำการทดลองจากการนำวัสดุ 3 ชนิด ได้แก่ อลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยาง มาทำการทดลองหาค่ามุมของแต่ละพื้นผิวของวัสดุแล้วนำไปแทนค่าในสูตร 3 ผลและการอภิปราย 3 1 ขนาดของลูกกระวาน ทั้งเมล็ดลูกกระวานและการกระจายขนาดเฉลี่ยของ 100 เมล็ด วัดที่ความชื้น 9 27 w b มีความกว้าง 14 04± 0 81มม ความยาว 15 75± 0 95มม ความหนา 14 80± 0 97มม ความกว้างของเมล็ดที่มีขนาดอยู่ที่ 14 00 17 00มม มีประมาณ 90 ส่วนความยาวที่มีขนาดอยู่ที่ 13 00 15 00มม มีประมาณ 84 ส่วนความหนาที่มีขนาดอยู่ที่ 13 00 16 00มม มีประมาณ 98 ที่ความชื้น 9 27 w b ขนาดของลูกกระวานเมล็ดในและการกระจายขนาดเฉลี่ยของ 100 เมล็ด วัดที่ความชื้น 10 03 w b มีความกว้าง 9 45± 0 59 มม ความยาว 7 98± 0 75 มม ความหนา4 30± 074 มม ความกว้างของเมล็ดที่มีขนาดอยู่ที่ 9 00 10 00 มม มีประมาณ 66 ส่วนความยาวที่มีขนาดอยู่ที่ 7 00 9 00 มม มีประมาณ 82 ส่วนความหนาที่มีขนาดอยู่ที่ 3 00 5 00 มม มีประมาณ 77 ที่ความชื้น 10 03 w b 3 2 น้ำหนัก 100ทั้งเมล็ด น้ำหนัก 100 เมล็ด ของเมล็ดทั้งหมด ในน้ำหนัก 100 เมล็ด จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงจาก 46 35 เป็น 49 46 กรัม จากปริมาณความชื้นที่ 9 27 เป็น 21 27 w b รูปที่ 1 สำหรับมวล 100 เมล็ด ช่วงสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y 0 2627x 43 687 R² 0 957 เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น มวลจะเพิ่มขึ้นด้วย น้ำหนัก 100 เมล็ดในน้ำหนัก 100 เมล็ด จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงจาก 20 94 เป็น 23 11 กรัม จากปริมาณความชื้นที่ 10 03 เป็น 22 03 w b รูปที่ 1 สำหรับมวล 100 เมล็ด ช่วงสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y 0 155x 19 629 R² 0 888 เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น มวลจะเพิ่มขึ้นด้วย รูปที่ 1 Effect of moisture content on 100 seed mass whole fruit kernel 3 3 พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวานทั้งเมล็ด รูปที่ 2 เพิ่มขึ้น 1 18 1 29 cm² ในขณะที่ปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9 27 เป็น 21 27 w b สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y 0 0087x 1 0937 R² 0 9494 พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวานเมล็ดใน รูปที่ 2 เพิ่มขึ้น 0 60 0 84 cm² ในขณะที่ปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10 03 เป็น 22 03 w b สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y 0 02x 0 4334 R² 0 9018 รูปที่ 2 Effect of moisture content on projected area whole fruit kernel 3 4 ความเป็นทรงกลม ความเป็นทรงกลมของลูกกระวานทั้งเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 0 94 เป็น 0 96 มีการเพิ่มขึ้นตามความชื้นจาก 9 27 เป็น 21 27 w b ดังรูป รูป 3 สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y 0 002x 0 9195 R² 0 9 ความเป็นทรงกลมของลูกกระวานเมล็ดในเพิ่มขึ้นจาก 0 72 เป็น 0 74 มีการเพิ่มขึ้นตามความชื้นจาก 10 03 เป็น 22 03 w b ดังรูป รูป 3 สามารถหาสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y 0 0013x 0 7086 R² 0 8 รูปที่ 3 Effect of moisture content on sphericity whole fruit kernel 3 5 ความหนาแน่นรวม ค่าของความหนาแน่นรวมของลูกกระวานทั้งเมล็ดที่ต่างระดับความชื้นจาก 9 27 เป็น 21 27 w b ที่แตกต่างกันจาก 0 24 เป็น 0 27 g cm³ รูป 4 ความหนาแน่นรวมของลูกกระวานสามารถเขียนเป็นสมการเชิงเส้นได้ดังนี้ Y 0 0027x 0 2113 R² 0 9412 ค่าของความหนาแน่นรวมของลูกกระวานเมล็ดในที่ต่างระดับความชื้นจาก 10 03 เป็น 22 03 wb ที่แตกต่างกันจาก 0 58 เป็น 0 63 g cm³ รูป 4 ความหนาแน่นรวมของลูกกระวานสามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้ Y 0 003x 0 557 R² 0 613 รูปที่ 4 Effect of moisture content on bulk density kernel 3 6 ความหนาแน่นเนื้อ ความหนาแน่นเนื้อหรือความหนาแน่นจริงของทั้งเมล็ดของลูกกระวานมีค่าจาก 1 34 0 52 g cm³ เมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9 27 เป็น 21 27 w b รูปที่ 5 ความหนาแน่นจริงมีความสัมพันธ์กับความชื้นดังนี้ Y 0 0071x 1 8922 R² 0 836 ความหนาแน่นเนื้อหรือความหนาแน่นจริงของเมล็ดในของลูกกระวานมีค่าจาก 1 19 1 15 g cm³ เมื่อระดับความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10 03 เป็น 22 03 w b รูปที่ 5 ความหนาแน่นจริงมีความสัมพันธ์กับความชื้นดังนี้ Y 0 003x 1 218 R² 0 703 รูปที่ 5 Effect of moisture content on true density whole fruit kernel 3 7 ความพรุนของเมล็ด ความพรุนของลูกกระวานทั้งเมล็ดของลูกกระวานจะลดลงจาก 78 46 เป็น 51 72 โดยมาการเพิ่มขึ้นของความชื้นจาก9 27 เป็น 21 27 w b รูป 6 ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนกับความชื้นแสดงได้ดังสมการ Y 2 2333x 96 161 R² 0 9006 ความพรุนของลูกกระวานเมล็ดในจะลดลงจาก 51 40 เป็น 45 77 โดยมาการเพิ่มขึ้นของความชื้นจาก 10 03 เป็น 22 03 wb รูป 6 ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนกับความชื้นแสดงได้ดังสมการ Y 0 3797x 54 142 R² 0 7435 รูปที่ 6 Effect of moisture content on porosity whole fruit kernel 3 8 ความเร็วสุดท้าย ผลการทดลองสำหนับความเร็วปลายของลูกกระวานเมล็ดนอกที่ระดับความชื้นดังรูปที่ 7 พบว่าเป็นการเพิ่มเชิงเส้นตรง 9 63 10 44 m s ของการเพิ่มความชื้นจาก 9 27 เป็น 21 27 w b สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับความชื้นได้ดังนี้ Y 0 0511x 9 2669 R² 0 612 ผลการทดลองสำหนับความเร็วปลายของลูกกระวานเมล็ดในที่ระดับความชื้นดังรูปที่ 7 พบว่าเป็นการเพิ่มเชิงเส้นตรง 9 35 9 64 m s ของการเพิ่มความชื้นจาก 10 03 เป็น 22 03 w b สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายกับความชื้นได้ดังนี้ Y 0 004x² 0 122x 8 731 R² 0 612 รูปที่ 7 Effect of moisture content on terminal velocity whole fruit kernel 3 9 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของลูกกระวาน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดนอกกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยาง กับความชื้นที่ 9 27 ถึง 21 27 wb ดังแสดงในรูป รูป 8 พื้นอลูมิเนียม พื้นไม้ พื้นยาง จะสังเกตเห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์เพิ่มขึ้นในทุกๆพื้นผิวของทุกความชื้น เนื่องจากการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นระหว่างเมล็ดกับพื้นผิว เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9 27 เป็น 21 27 wb สามารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยางได้ดังนี้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวอลูมิเนียม Y 0 003x 0 2702 R² 0 8804 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวไม้ Y 0 004x 0 2109 R² 0 8571 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวยาง Y 0 0103x 0 2342 R² 0 7347 รูปที่ 8 Effect of moisture content on coefficient of friction aluminium wood rubber whole fruit ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดในกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยาง กับความชื้นที่ 10 03 ถึง 22 03 w b ดังแสดงในรูป รูป 9 พื้นอลูมิเนียม พื้นไม้ พื้นยาง จะสังเกตเห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์เพิ่มขึ้นในทุกๆพื้นผิวของทุกความชื้น เนื่องจากการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นระหว่างเมล็ดกับพื้นผิว เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10 03 เป็น 22 03 w b สามารถเขียนสมการความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดกับพื้นผิวอลูมิเนียม พื้นไม้ และพื้นยางได้ดังนี้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวอลูมิเนียม Y 0 0037x 0 3777 R² 0 9004 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของพื้นผิวไม้ Y 0 008x 0 435 R² 0 7349 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของพื้นผิวยาง Y 0 0188x 0 3331 R² 0 861 รูปที่ 9 Effect of moisture content on coefficient of friction aluminium wood rubber kernel 4 สรุปผลการทดลอง 1 มวลลูกกระวาน 100 เมล็ด ทั้งเมล็ดจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 46 45 กรัม ถึง 49 45 กรัม เมล็ดในมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 20 94 กรัม ถึง 23 11 กรัม ความเป็นทรงกลม ทั้งเมล็ดมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0 94 ถึง 0 96 เมล็ดในมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0 72 ถึง 0 74 โดยค่าเหล่านี้เพิ่มขึ้นตามความชื้น ทั้งเมล็ด9 27 ถึง 21 27 wb เมล็ดใน 10 03 ถึง 22 03 wb 2 พื้นที่ภาพฉายของลูกกระวาน ทั้งเมล็ดจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 1 18 cm² ถึง 1 29 cm² เมล็ดในจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 0 72 cm² ถึง 0 74 cm² และเปอร์เซ็นต์ความพรุน ทั้งเมล็ดจะมีค่าลดลงจาก 78 46 ถึง 51 72 เมล็ดในจะมีค่าลดลงจาก 51 40 ถึง 45 77 ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้นเป็นกราฟเส้นตรง ทั้งเมล็ดจาก 0 24 g cm³ ถึง 0 27 g cm³ เมล็ดในจาก 0 58 g cm³ ถึง 0 63 g cm³ และความหนาแน่นเนื้อลดลงเป็นกราฟเส้นตรง ทั้งเมล็ดจาก 1 34 g cm³ ถึง0 52 g cm³ เมล็ดในจาก 1 19 g cm³ ถึง 1 15 g cm³ 3 ความเร็วลม ทั้งเมล็ดจะมีค่าเพิ่มขึ้น 9 63 m s ถึง 10 21 m s ส่วนเมล็ดในนั้นมีค่าเปลี่ยนตามสมการ polynomial y 0 004x² 0 122x 8 731 และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ทั้งเมล็ดเพิ่มขึ้นตามพื้นที่ผิว พื้นอลูมิเนียม 0 30 0 34 พื้นไม้ 0 24 0 29 และพื้นยาง 0 34 0 49 เมล็ดใน เพิ่มขึ้นตามพื้นที่ผิว พื้นอลูมิเนียม 0 41 0 46 พื้นยาง 0 51 0 78 พื้นไม้ 0 51 0 63 5 อ้างอิง http www rspg or th plants data herbs herbs 06 1 htm http www foodietaste com FoodPedia detail asp id 14 http www changsiam com spice cardamon html http www reddiamondherb com th news php art 07 http sellspices blogspot com 2012 05 bay leaf html http www sarakadee com feature 2001 04 klong bang luang htm http www oknation net blog print php id 126936 http learningpune com p 9879 http www aroiho com

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วชิคพี Effect of Moisture Content on Some Physical Properties of Chickpea ภาณุวัฒน์ แดงกุลวานิช ศิริวรรณ กรทองนิมิต สัตยา ปาเปาอ้าย วสันต์ อินทร์ตา

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง Effect of moisture content on some physical properties of Red Kidney Bean สาขาวิชาวิศวกรรมอาหารคณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง จรัสแสงเหลี่ยมบางวารุณีจำเริญพูน วิจิตราต่อตรงนิสาร วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง Red Kiney Bean พิจารณาจากความชื้นฐานแห้งในช่วง 4 16 เพิ่มขึ้นช่วงละ 3 มีทั้งหมด 5 ระดับความชื้นพบว่าค่าขนาดความกว้างความยาวความหนาและความเป็นทรงกลม Sphericity โดยเฉลี่ยมีค่าอยู่ที่ 8 61 มิลลิเมตร 16 93 มิลลิเมตร 6 40 มิลลิเมตรและ 57 72 มิลลิเมตรตามลำดับค่าน้ำหนัก100 เมล็ดมีค่าอยู่ในช่วง 52 66 กรัมความหนาแน่นเนื้ออยู่ในช่วง 1 0 1 4 ความหนาแน่นรวม 0 70 0 80 พื้นที่ภาพฉายอยู่ในช่วง 1 10 1 35 ตารางเซนติเมตรรวมถึงความเร็วลมสุดท้ายโดยเฉลี่ยคือ18 76 เมตร วินาทีจะได้ว่าเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเชิงเส้นแบบแปรผันตรงในทางกลับกันค่าความหนาแน่นเนื้อ Bulk density เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มจะลดลงเชิงเส้นแบบแปรผกผันและจากการหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ Static coefficient of friction บนพื้นผิวไม้อลูมิเนียมและพื้นยางจะได้ค่าอยู่ในช่วง 16 23 19 25 และ 25 31 ตามลาดับพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ระหว่างเมล็ดถั่วแดงหลวงกับพื้นยางจะมีค่ามากที่สุดรองลงมาคืออะลูมิเนียมและพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด 1 บทนำ ถั่วแดงหลวง Red kidney bean มีชื่อวิทยาศาสตร์Phaseolus vulgarisL เป็นพืชตระกูลถั่วเมล็ดแห้งที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจที่สำคัญของเกษตรกรบนพื้นที่สูงจะเพาะปลูกถั่วแดงหลวงเป็นรายได้หลัก และใช้ปลูกเป็นพืชเสริมหมุนเวียนกับพืชไร่ชนิดอื่นๆ เพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินและลดปัญหาการสะสมโรค แมลง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้เกษตรกรปลูกเป็นพืชรายได้ทดแทนฝิ่นและใช้รับประทานเป็นแหล่งอาหารโปรตีนในครัวเรือนพื้นที่เพาะปลูกที่เหมาะสมควรเป็นพื้นที่ราบ ไม่ควรมีความชันมาก ดินควรเป็นดินร่วนเหนียวที่เก็บรักษาความชื้นดีและมีความอุดมสมบูรณ์ดี มีความเป็นกรด ด่าง ประมาณ 5 5 6 5 ในแต่ละฝักของถั่วแดงหลวงจะมีเมล็ดอยู่ 4 5เมล็ดต่อฝัก นอกจากนี้ยังถั่วแดงหลวงยังมีสารอาหารต่างๆมากมาย คือฟอสฟอรัส แคลเซียม โปรตีนวิตามินแร่ธาตุเส้นใยอาหารและมีคุณค่าทางโภชนาการสูง ในถั่วแดงจำนวน 100 กรัม จะให้พลังงานทั้งหมด 332 kCalโปรตีน25 กรัม คาร์โบไฮเดรต 58 กรัมใยอาหาร 24 9 กรัม น้ำตาลน้อยกว่า 2 4 กรัม โซเดียม 10 มิลลิกรัม และวิตามินแร่ธาตุ ได้แก่ วิตามินเอและบี 0 1 วิตามินบี27 6 วิตามินบี1114 วิตามินซี 4 1 แคลเซียม 8 9 และธาตุเหล็ก 31 5 ทั้งนี้จะช่วยให้ระบบย่อยอาหารทำงานได้ดี ขจัดคอเรสเตอรอลส่วนเกินที่เป็นสาเหตุของโรคหัวใจ ป้องกันโรคความดันโลหิตสูงและเพิ่มพูนแบคทีเรียที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย รวมทั้งยังช่วยบำรุงประสาทช่วยขับพิษขับของเหลวในร่างกายบำบัดอาการเหน็บชาบรรเทาอาการปวดตามข้อกระดูก ทั้งนี้ถั่วแดงหลวงยังมีฤทธิ์เป็นกลาง คือไม่ร้อนไม่เย็น แต่ก็ยังสามารถช่วยขับร้อนได้นอกจากนี้ถั่วแดงหลวงยังใช้ประโยชน์ในด้านใช้เป็นอาหารลดความอ้วนและเป็นอาหารสำหรับผู้ป่วยที่เป็นโรคเบาหวานได้ดีอีกด้วย วัตถุประสงค์เพื่อวัดขนาดของถั่วแดงหลวง วัดความกว้างความยาวความหนา การเตรียมความชื้นการหาปริมาตรเมล็ดพืชการหาความหนาแน่นเนื้อความพรุนการวัดความเป็นทรงกลมการวัดพื้นที่ภาพฉายการวัดพื้นเอียงการหาความหนาแน่นรวมและการวัดความเร็วลม 2 วัสดุและวิธีการทดลอง 2 1 วัสดุ เมล็ดถั่วแดงหลวง Red Kiney Bean เป็นเมล็ดที่หามาจากไร่ธัญญะ 62 3 หมู่3 ตำบลบางใหญ่อำเภอบางใหญ่จังหวัดนนทบุรี 11140 เป็นถั่วแดงหลวงเชียงใหม่พันธุ์ดีผ่านกระบวนการคัดแยกผลิตและบรรจุคัดแยกเอาเฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์ไม่เป็นเชื้อราไม่ฟ่อลีบ เมล็ดถั่วแดงหลวงก่อนนำมาทดลองจะต้องมีลักษณะเมล็ดสีแดงเต่งแน่น ผิวไม่ขรุขระ และคัดแยกเอาเฉพาะเมล็ดที่อ้วนสมบูรณ์ ไม่มีแมลงหรือมอดกัดแทะโดยคัดเอาเมล็ดที่เป็นเชื้อราเมล็ดที่มีขนาดเล็กต่างจากพวกและเมล็ดที่ฟ่อออกเมล็ดที่ใช้ในการทดลองต้องเป็นเมล็ดที่มีขนาดสม่ำเสมอกันไม่เล็กบ้างใหญ่บ้าง 2 2 วิธีการทดลอง ค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดถั่วแดงหลวงสามารถหาได้จากแบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลองชุดละประมาณ 5 กรัมโดยชั่งจากเครื่องชั่งไฟฟ้า 2 ตำแหน่งเมื่อชั่งน้ำหนักแล้วนำเมล็ดถั่วแดงหลวงใส่ลงในถาดฟรอยด์ที่เตรียมไว้ 1 ชุดการทดลองต่อ1 ถาดแล้วทำเครื่องหมายมาร์คไว้จากนั้นนำตัวอย่างทั้ง 3 ชุดเข้าตู้อบเพื่อหาความชื้นเริ่มต้นที่อุณหภูมิ 105˚C เป็นเวลา 2 ชั่วโมงเมื่อครบระยะเวลาที่กำหนดแล้วนำเมล็ดถั่วแดงทั้ง 3 ชุดไปพักไว้ที่ตู้ดูดความชื้นเพื่อรักษาระดับความชื้นไม่ให้เพิ่มขึ้นจากนั้นนำเมล็ดถั่วแดงหลวงทั้ง 3 ชุดมาชั่งน้ำหนักทีละชุดเพื่อคำนวณหาความชื้นเริ่มต้นเฉลี่ยโดยหาจากสูตรการหาเปอร์เซ็นต์ความชื้อเริ่มต้นฐานแห้ง d b ดังสมการที่ 1 จะได้ค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดถั่วแดงที่ 4 43 d b จากการทดลองเราจะได้ d b เท่ากับ4 43 หลังจากคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นแล้วนำเมล็ดตัวอย่างจำนวน 100 เมล็ดปรับค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นโดยแต่ละถุงที่บรรจุเมล็ดถั่วแดงหลวงจะมีความชื้นไม่เท่ากันโดยแบ่งเป็น 4 ระดับโดยความชื้นจะเพิ่มขึ้นถุงละ 3 คือถุงแรกจะมีความชื้นเพิ่มขึ้น 3 ถุงที่สองมีความชื้น 6 ถุงที่สามมี ความชื้น 9 และถุงที่สี่มีความชื้น 12 โดยจะใช้ความชื้นพื้นฐานที่หามาได้แล้วบวกกับความชื้นที่เพิ่มขึ้นของแต่ละถุงจะได้ 7 43 10 43 13 43 และ 16 43 ตามลำดับโดยการคำนวณหาระดับปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ จากนั้นเติมน้ำลงในถุงเก็บความชื้นพร้อมตัวอย่างในแต่ละชุดการทดลองโดยจะซีลปิดปากถุงให้เรียบร้อยเพื่อป้องกันความคลาดเคลื่อนของความชื้นภายในถุงเมล็ดที่ผ่านการปรับความชื้นแล้ว ก่อนนำไปทดลองจะต้องเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5˚C เป็นระยะเวลา 168 ชั่วโมงหรือ 7 วันในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงเมล็ดถั่วแดงหลวงทุกๆ 2 วันเพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วทุกเมล็ด เพื่อที่ทุกเมล็ดจะสัมผัสกับน้ำได้อย่างทั่วถึง 2 3 ขนาด size นำเมล็ดถั่วแดงหลวง 100 เม็ดจากแต่ละระดับความชื้น มาหาขนาด size ของแต่ละเมล็ด ซึ่งประกอบด้วย ความยาว L ความกว้าง W และความหนา T โดยใช้เวอร์เนียร์คาร์ลิปเปอร์ ซึ่งค่า least count อยู่ที่ 0 05 cm และนำค่ามาบันทึกผล ภาพที่1 ผลของปริมาณความชื้นต่อขนาด Size ของเมล็ดถั่วแดงหลวง 2 4ความเป็นทรงกลม sphericity วัดความยาว L ความกว้าง W และความหนา T เพื่อหาค่า Dimension นำค่าที่วัดได้ไปคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม Ø ของเมล็ดตัวอย่างซึ่งถ้าเมล็ดมีความกลมจะมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 100 สามารถหาได้จากสมการ หาน้ำหนักหนักมวล 100 เมล็ดจากการทดลองโดยการซุ่มเลือกเมล็ดตัวอย่างจำนวน 100 เมล็ดชั่งบนเครื่องชั่งไฟฟ้าที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0 01g 2 5ความหนาแน่นเนื้อ True Density เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นตามต้องการความชื้นละ 10 เมล็ด ชั่งน้ำหนักของเฮกเซนก่อนที่จะจุ่มเมล็ดถั่วแดง จากนั้นชั่งน้ำหนักของเฮกเซนหลังจุ่มเมล็ดถั่วแดงแล้ว ด้วยเครื่องชั่ง 4 ตำแหน่ง นำมาลบออกจากน้ำหนักของภาชนะที่ใส่เฮกเซนในเบื้องต้น ซึ่งความหนาแน่นของเฮกเซนมีค่าประมาณ 0 6548 g ml 2 6 ความหนาแน่นรวม Bulk Density การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นที่ต้องการ นำไปเทใส่ภาชนะผ่านกรวยที่สูงประมาณ 15 เซนติเมตร จากนั้นนำไปชั่งน้ำหนัก ทำซ้ำทั้งหมด 3 ซ้ำเพื่อคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ด จากสูตร ภาพที่ 2 การหาความหนาแน่นรวม Bulk Density 2 7 ความเร็วสุดท้าย Terminal velocity เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นต้องการ ความชื้นละ 10 เมล็ด ใส่ลงในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์ ทีละ 1 เมล็ด ให้เมล็ดถั่วลอยขึ้น 80 ของท่อเป่าลม จากนั้นนำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมในขณะที่เมล็ดถั่วลอย ภาพที่3 การหาความเร็วลมสุดท้าย Terminal velocity 2 8สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ Static Friction Coefficient สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานบนพื้นไม้พื้นโลหะและพื้นยางโดยมุมที่วัดได้คำนวณจาก 2 9การวัดเมล็ดถั่วแดงหลวงจากภาพฉาย เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นต้องการมาเรียงบนกระดาษกราฟ จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ดถ่ายรูปเมล็ดถั่วที่เรียงแล้ว นำไปลงในโปรแกรม Photoshop CS5 Extendedเพื่อ Cropภาพหา Pixel ของภาพ 1x1 จากนั้น Crop ภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixel นำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วแดงหลวงจากสูตร ภาพที่ 4 แสดงการจัดเรียงเมล็ดถั่วแดงจำนวน 50 เมล็ด เรียงในกระดาษกราฟ 3 ผลการทดลองและวิจารณ์ 3 1 ขนาดของเมล็ดและการกระจายขนาด ขนาดเฉลี่ยของเมล็ด 100 เมล็ดที่วัดในความชื้น 4 43 d b มีความยาวเฉลี่ยอยู่ที่ 17 12± 0 74 มม ความกว้าง 8 66 ± 0 47 มม และความหนา6 37± 0 48 มม ที่ปริมาณความชื้น4 43 d b ประมาณ 97 ของเมล็ดมีความยาวตั้งแต่ 16 0 ถึง 18 0 มม ประมาณ 95 ความกว้างตั้งแต่ 8 0 ถึง 9 5 มม และประมาณ 91 ความหนาตั้งแต่ 5 5 ถึง 7 0 มม 3 2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต GMD เมื่อความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้นเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นด้วย ภาพที่5 เนื่องจากขนาดเมล็ดนั้นมีขนาดใหญ่ขึ้นแทนได้จากสมการ y 0 0077x 9 703 R² 0 9653 ภาพที่5 ผลของปริมาณความชื้นต่อเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3 3 มวลรวม100 เมล็ด เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ค่ามวลรวม 100 เมล็ดมีค่าเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากเมล็กเกิดจากโพงตัวและมีขนาดขยายใหญ่ขึ้นเมื่อได้รับปริมาณในปริมาณเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ภาพที่ 6 แทนได้จากสมการy 1 2097x 47 927 R² 0 9174 ภาพที่ 6 ผลของปริมาณความชื้นต่อน้ำหนัก 100 เมล็ดถั่วแดงหลวง ซึ่งจากกราฟสอดคล้องกับงานวิจัยของ İ Yalç ınand group 2007 A Al MahasnehM Rababah 2007 R Visvanathanand group 1989 Kemal C ag˘ataySelvi and group 2006 3 3 ลักษณะของเมล็ดถั่วแดง ผลของความชื้นต่อลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ได้ คือมี ความยาวมีขนาดเล็กลงซึ่งอาจเป็นผลมาจากการคัดเลือกเมล็ดก่อนจะนำไปปรับความชื้นส่วนความกว้างและความหนามีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของM N Amin M A Hossain K C Roy 2003 จะได้ว่าลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดใหญ่ขึ้นทุกทิศทางไม่ว่าจะเป็นความกว้าง ความยาวและความหนา 3 3 1 ความยาว Length เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความยาวตั้งแต่ 17 12ไปถึง 16 93mm ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4 43 เป็น 16 43 ภาพที่7 ความยาวของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm แทนด้วยสมการ L 0 0177x 17 182 R² 0 7917 ภาพที่7ผลของปริมาณความชื้นต่อความยาวของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3 3 2 ความกว้าง width เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความกว้างตั้งแต่7 86ไปถึง 8 91mm ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4 43 เป็น 16 43 ภาพที่8 ความกว้างของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm แทนด้วยสมการ W 10 297x 76 726 R² 0 9542 ภาพที่8 ผลของปริมาณความชื้นต่อความกว้างของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3 3 3 ความหนา Thickness เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความหนาตั้งแต่5 37ไปถึง 6 68mm ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4 43 เป็น 16 43 ภาพที่9 ความหนาของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm แทนด้วยสมการ T 9 0959x 45 091 R² 0 9793 ภาพที่9 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาของเมล็ดถั่วแดงหลวง ซึ่งจากกราฟความกว้าง ความยาวและความหนา จะเห็นได้ว่าเมื่อเพิ่มความชื้นให้แก่เมล็ดถั่วแดงในปริมาณเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะทำให้สมบัติทางกายภาพในด้านความกว้าง ความยาวและความหนาเปลี่ยนไปจากเดิม เนื่องจากในเมล็ดถั่วแดงมีส่วนของสตาร์ช เมื่อได้รับความชื้น ทำให้สตาร์ชที่อยู่ภายในเมล็ดเกิดการพองตัว เมล็ดจะเต่งและบวมขึ้น ทำให้ด้านความยาวหดตัวลด ภาพที่4 และด้านความกว้าง ภาพที่4 และความหนา ภาพที่6 เพิ่มขึ้นตามลำดับ 3 4ความเป็นทรงกลม sphericity ความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วแดงหลวงเพิ่มขึ้นจาก 57 30 ถึง57 72 เพิ่มขึ้นตามปริมาณความชื้น ภาพที่10 ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลมและMc ความชื้นใน d b สามารถแสดงโดยสมการดังต่อไปนี้ y 0 0327 Mc 57 16 R² 0 997 ภาพที่10 ผลของปริมาณความชื้นต่อความเป็นทรงกลม จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น เมล็ดจะมีลักษณะบวมเต่ง ขนาดขยายใหญ่ขึ้น ทำให้มีค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับผลงานวิจัยของ İ Yalç ın C Ö zarslanand T Akbaş 2007 A Al MahasnehM Rababah 2007 ซึ่งกราฟที่ได้จากการทดลองมีความชันมากกว่าผลงานวิจัย 3 5 ความหนาแน่นเนื้อ True Density ค่าความหนาแน่นเนื้อจาก 1 31 ถึง 1 37 กรัมเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 4 43 d bถึง 16 43 d b ภาพที่11 ค่าความหนาแน่นจริงกับปริมาณความชื้นได้สมการดังนี้ y 0 0707x 0 9069 R² 0 7987 ภาพที่11 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น น้ำจะเข้าไปแทนที่รูพรุนในเมล็ด ทำให้เมล็ดหนักขึ้น ค่าความหนาแน่นเนื้อจึงมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งกราฟจากการทดลองสอดคล้องกับผลของงานวิจัย M Bü lentCoşkun and group 2006 Kemal CagataySelvi 2006 Esref ISIK Halil U NAL 2007 ซึ่งกราฟที่ได้จากผลการทดลองน้อยกว่าผลของงานวิจัย 3 6 ความหนาแน่นรวม Bulk Density ค่าของความหนาแน่นรวมในระดับความชื้นที่แตกต่างกันจาก 0 69 ถึง 0 70 กรัม ภาพที่12 ความหนาแน่นของเมล็ดกับความชื้นมีสมการดังต่อไปนี้ y 0 0059Mc 0 7987 R² 0 7903 ภาพที่12 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาแน่นรวม จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความหนาแน่นรวมลดน้อยลง กราฟมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น เราหาค่าความหนาแน่นรวมโดยการเทเมล็ดถั่วแดงหลวงลงในกระบอกใส่โดยผ่านกรวย แต่เนื่องจากเมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น เมล็ดจะมีขนาดขยายใหญ่ขึ้น จึงใช้พื้นที่ในกระบอกใส่มากขึ้น และเมื่อความชื่นเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจึงจุเมล็ดถั่วแดงหลวงได้น้อยลง ซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ İ Yalç ın C Ozarslanand T Akbaş 2007 R Visvanathan and group 1989 Kemal CagataySelvi and group 2006 A Al Mahasneha M Rababah 2007 ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย Esref ISIK Halil U NAL 2007 ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย 3 7 ความเร็วสุดท้าย ผลการทดลองสำหรับความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ระดับความชื้นต่างๆ ภาพที่13 ความเร็วปลายพบว่าการเพิ่มเชิงเส้นตรง 12 61 ถึง 18 76 เป็นความชื้นที่เพิ่มขึ้นจาก 4 43 เป็น 16 43 d b ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วปลายและความชื้นสามารถแสดงโดยสมการ Vt 0 536Mc 10 032 R² 0 9913 ภาพที่13 ผลของปริมาณความชื้นต่อความเร็วปลาย จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น ทำให้เมล็ดหนักขึ้น จึงต้องใช้ลมในการเป่าเมล็ดให้ลอยมากขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยของ Es ref IS IK Halil U NAL 2007 ซึ่งกราฟจากผลการทดลองมีความชันมากกว่าจากงานวิจัย Kemal C agataySelviand group 2006 ซึ่งเส้นกราฟมีความชั้นน้อยกว่าจากผลการทดลอง 3 8 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับความชื้น ภาพที่14 ซึ่งพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ระหว่างเมล็ดถั่วแดงหลวงกับพื้นยางจะมีค่ามากที่สุดรองลงมาคืออลูมิเนียม และพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด พื้นยาง y 0 2959x 24 516 R2 0 7085 พื้นไม้ y 0 349x 16 551 R2 0 7648 พื้นอลูมิเนียม y 0 4083x 17 72 R2 0 9409 ภาพที่14ผลของปริมาณความชื้นต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน จากกราฟเมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นทั้งสามพื้นการทดลองและมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทางสถิตกับพื้นยางมีค่ามากที่สุด ส่วนพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด แสดงว่าเมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นเมล็ดถั่วแดงหลวงสามารถทนต่อการไถลต่อพื้นยางได้มากกว่า พื้นอะลูมิเนียมและพื้นไม้ สอดคล้องกับงานวิจัยของ Es ref IS IK Halil U NAL 2007 ซึ่งเส้นกราฟมีความชันมากกว่าจากผลการทดลอง A Al Mahasneha M Rababah 2005 ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย R Visvanathan and group 1989 3 9 พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วแดงหลวงเพิ่มจาก 1 11 ถึง 1 35 cm2 ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4 43 เป็น 16 43 ภาพที่15 ในApของพื้นที่ภาพฉายในหน่วย cm2แทนด้วยสมการ Ap 0 0179 Mc 1 0536 R2 0 9532 ภาพที่15 ผลของปริมาณความชื้นต่อพื้นที่ภาพฉาย จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมื่อความชื้นมีปริมาณมากขึ้นเมล็ดถั่วแดงจะมีขนาดใหญ่ขึ้น จึงทำให้ใช้พื้นที่ภาพฉายมากขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยของ Es ref IS IK Halil U¨ NAL 2007 ซึ่งเส้นกราฟมีความชันมากกว่าจากการทดลอง วิจารณ์ผลการทดลอง ความชื้นของเมล็ดถั่วแดงอาจเกิดความคลาดเคลื่อนจากผู้ทดลอง เนื่องจากผู้ทดลองอาจไปสัมผัสหรือจับกับเมล็ดถั่วแดงหลวงโดยตรง ในช่วงการทดลองที่หาค่า ความหนาแน่นเนื้อ True Density ทำให้ความชื้นในเมล็ดถั่วแดงอาจเกิดความคลาดเคลื่อนขึ้น หรือในระหว่างการหาค่า True Density ที่จะต้องใช้เข็มขนาดเล็กจิ้มลงบนเมล็ดถั่วแดง อาจทำให้เนื้อสัมผัสเป็นรูพรุน อาจทำให้สารละลายเฮกเซนซึมเข้าไปในเมล็ดได้มากขึ้น จึงอาจทำให้ค่าที่ชั่งเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม 4 สรุปผลการทดลอง 4 1 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต GMD มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4 2 มวลรวม 100 เมล็ด ความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4 3ความกว้าง Width และความหนา Thickness ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์ชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น ส่วนความยาว Length มีความสัมพันธุ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น 4 4 ค่าความเป็นทรงกลม sphericity ของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4 5ความหนาแน่นเนื้อ True Density ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์แบบเชิงเส้น โดยพบว่าเมื่อค่าของความชื้นเพิ่มขึ้นเมล็กหนักขึ้นทำให้ความหนาแน่นเนื้อเพิ่มมากขึ้น 4 6ความหนาแน่นรวม Bulk Density ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น 4 7ความเร็วลมสุดท้าย TeminalVelicity ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น 4 8สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต Static friction Coefficient ของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น โดยค่า สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่มากที่สุด คือ พื้นยาง และ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่มีค่าน้อยที่สุด คือ พื้นไม้ 4 9พื้นที่ภาพฉาย Projected Area ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น เอกสารอ้างอิง Es ref IS IK Halil U NAL 2007 Moisture dependent physical properties of white speckledred kidney bean grains P 209 216 Amin M and group 2004 Effects of moisture content on some physical properties of lentil seeds P 83 87 A Al Mahasneh M Rababah 2005 Effect of moisture content on some physicalproperties of green wheat P 1467 1473 R Visvanathanand group 1989 Physical Properties of Neem Nut P 19 26 Kemal C agataySelvi and group 2006 Some Physical Properties of Linseed P 607 612

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 campestanolstigmastanol 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 จันทนา2539 วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม เป็นการศึกษาคุณลักษณะของเมล็ดได้แก่ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต ความเป็นทรงกลม มวล 100 เมล็ด พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ ความพรุน ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ความเร็วสุดท้าย และ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตเพื่อใช้ประโยชน์จากเมล็ด เช่น การใช้งานเพื่อการขนส่ง การบรรจุหีบห่อ การออกแบบเครื่องจักรในการผลิตผลิตภัณฑ์จากเมล็ด ซึ่งมีประโยชน์ในการใช้งานในอุตสาหกรรม 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 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 ปรับความชื้น โดยการนำค่าความชื้นที่ได้ มาหาปริมาณน้ำที่จะใส่เพิ่ม เพื่อให้ได้ความชื้นที่ต้องการ โดยการคำนวณจาก 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 และหาความเป็นทรงกลม โดยใช้ความสัมพันธ์จาก 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 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 ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดสำหรับเมล็ดใน สำหรับส่วนทั้งเมล็ด ใช้การสมบัติเรื่องแรงลอยตัวของวัตถุบนของเหลว โดยการจุ่มเมล็ดในของเหลว โดยใช้เฮกเซน เหมือนวิธีแทนที่ของเหลวในขวด Pycnometer แต่ทำการวัดแรงได้จากการชั่งน้ำหนักของเหลวทั้งก่อนจุ่มเมล็ด และขณะจุ่มเมล็ด จะได้ซึ่งคำนวณความหนาแน่นจริงได้จากสูตรเดียวกับวิธีแทนที่ของเหลว และคำนวณปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดสำหรับทั้งเมล็ด 6 ความพรุน Porosity การหาความพรุน เป็นการหาความสัมพันธ์ของความหนาแน่นรวมกับความหนาแน่นจริง โดยใช้ความสัมพันธ์ 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 รูปที่ 2 แสดงการหามุมแรงเสียดทานที่พื้นผิวต่างๆ 3 ผลการทดลอง จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุมที่ระดับความชื้นที่แตกต่างกัน 5 ระดับ 3 1 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต GMD 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 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 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 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 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 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 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 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 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 รูปที่ 12 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ส่วนทั้งเมล็ด 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 MersinTurkey 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

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 mm4 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 เมล็ดพริกไทยดำไร่ทิพย์เป็นเมล็ดที่มีแหล่งผลิตมาจาก 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 DiameterGMD คำนวณได้จากการนำค่า LWT 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 &rho b 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 Aydin2006 sunflower seedsniger 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 คณะเภสัชศาสตร์มหาวิทยาลัยขอนแก่นสารพิเพอรีน Piperine ในเมล็ดพริกไทยดำอ้างใน 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 Ö ztuÜ rk R & Keskin R 2003 Some physical properties of hemp seed Biosystems Engineering 86 2 191 198 BaÜ mler 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 Campañ one A M Pagano M C Gely

ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ Effect of moisture content on physical properties of black beans สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ชาลิสา จันทร์แก้ว ฐิติชลลดา เหลืองสกุล ลดาวัลย์ พลมั่น วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำโดยค่าความยาวเฉลี่ยความกว้างเฉลี่ย 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 mmความเป็นทรงกลม 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 ขนาดมวล 100 เมล็ด ปริมาตรต่อถั่ว 1 เมล็ดเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ย ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อมุมเอียง 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 Engineering174 183 Esref ISIK Halil UNAL 2007 Moisture dependent physical properties of white speckled red kidney bean grains Journal of Food Engineering209 216 Ibrahim Yalcin 2006 Physical properties of cowpea seeds Journal of Food Engineering57 62 M BulentCoskun Ibrahim Yalcin CengizOzarslan 2005 Physical properties of sweet corn seeds Journal of FoodEngineering523 528 SeyedM A RazaviB EmadzadehA RafeA 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 Engineering209 217 Choung M G Baek I Y Kang S T Han W Y Shin D C Moon H P KangK 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

สมบัติทางกายภาพและเปอร์เซ็นต์การพองตัวของเมล็ดสำรอง Experiments for the physical properties of the grains and the percentage of inflated Scaphium macropodum Beaum สาขาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ณัฐพล จันทร์เศรษฐี รักษ์ธรรม แสงจันดา อุกฤษฏ์ ใจงาม วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดสำรอง Scaphium macropodum Beaum พบว่า ขนาด size ความยาว L ความหนา M ความกว้าง W มีค่าอยู่ในช่วง 18 15 31 00 mm 11 30 19 45 mm 12 00 17 20 mm ตามลำดับ ค่าความเป็นทรงกลม Sphericity มีค่าอยู่ในช่วง 57 29 87 92 แต่ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นรวม Bulk density ในส่วนของเมล็ดขนาดเล็กมีค่าอยู่ในช่วง 0 36 0 72 g ml ในส่วนของเมล็ดขนาดกลางมีค่าอยู่ในช่วง 0 53 0 69 g ml และในส่วนของเมล็ดขนาดใหญ่มีค่าอยู่ในช่วง 0 5 0 91 g ml เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต Geometric Mean Diameter GMD มีค่าอยู่ช่วง 14 42 20 87mm และเมื่อนำไปแช่น้ำตามระยะเวลาต่างๆเป็นเวลา 1 ชั่วโมง 2 ชั่วโมง 3 ชั่วโมง 4 ชั่วโมง เมื่อพล็อตกราฟค่ากราฟที่ได้มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น ค่าเฉลี่ยพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดขนาดเล็ก < 23 mm มีค่าอยู่ในช่วง 14 53 22 73 cm2 ค่าเฉลี่ยพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดขนาดกลาง 23 25 mm มีค่าอยู่ในช่วง 1389 18 71 cm2 และค่าเฉลี่ยพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดขนาดใหญ่ > 25 mm มีค่าอยู่ในช่วง 13 56 19 95 cm2 พบว่า เมื่อพล็อตกราฟพื้นที่ภาพฉายกับเวลากราฟมีแนวโน้มเป็นเส้นตรง 1 บทนำ ลูกสำรอง Malva nut มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Scaphium scaphigerum G Don Guib and Planch รวมสายพันธุ์อื่นอีกเช่น Scaphium acropodumBeumee andSterculia lychnophoraHance ส่วนพันธุ์ caphium scaphigerum มีการเจริญเติบโตได้ดีทางภาคตะวันออกของประเทศไทย ประเทศเวียดนาม ประเทศจีน ประเทศมาเลเชีย และประเทศอินโดนีเซีย ลูกสำรองเป็นไม้ยืนต้น ชอบขึ้นในป่าดงดิบที่มีความชื้นสูง ลำต้นตรงและสูงฉะลูดประมาณ 30 40 เมตร ผลแห้งของลูกสำรองเมื่อแก่จะมีสีน้ำตาล ลักษณะเหี่ยวแห้งและมีผิวขรุขระ เปลือกหุ้มเมล็ดชั้นนอกมีสารเมือก Mucilage จำนวนมาก ซึ่งจะพองตัวได้ดีในน้ำ มีความสามารถในการดูดซับน้ำถึง 40 45 มิลลิลิตร กรัม ทำให้เกิดเป็นเจล Gel หรือเป็นวุ้นได้โดยไม่ต้องอาศัยความร้อน และมีการน้ำมาใช้เป็นยาแผนโบราณมาเป็นเวลานาน นอกจากนี้ในประเทศจีนยังใช้เป็นยาแบบดั้งเดิมเพื่อป้องกันการอักเสบและท้องผูก ในปัจจุบันมีการนำเมล็ดสำรองมาใช้เป็นเครื่องดื่มรสหวานเพื่อประโยชน์ต่อสุขภาพเพื่อช่วยลดน้ำหนักของร่างกาย แต่ก็ยังไม่ค่อยได้รับความนิยมเพราะขาดข้อมูลที่ใช้เพื่อแสดงประโยชน์ต่อสุขภาพของลูกสำรอง วัตถุประสงค์ของการทดลองครั้งนี้เพื่อศึกษาว่าเมล็ดสำรองขนาดไหนให้เนื้อเจลมากที่สุด เวลาการแช่เพื่อให้ได้เนื้อเจลมากที่สุด และหาลักษณะทางกายภาพของเมล็ดสำรอง ความชื้น เปอร์เซ็นต์การพองตัว พื้นที่ภาพฉายและเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต 2 วัตถุดิบและวิธีการทดลอง 2 1 การเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดสำรอง Scaphium macropodum Beaum เป็นเมล็ดที่ผู้ทำการศึกษาได้ซื้อมาจากร้านสมุนไพรแห่งหนึ่ง ในเขตลาดกระบังกรุงเทพมหานคร ตัวอย่างนั้นไม่ได้ทำการคัดเลือกเมล็ดมาและบรรจุอยู่ในถุงถุงละ 3 ขีดและเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง เมื่อทำการทดลองจึงต้องแยกเมล็ดนำเมล็ดที่เป็นรูแยกออกและเมล็ดที่ไม่มีรูจะเก็บไว้เพื่อศึกษา โดยขั้นตอนการเตรียมโดยแยกเมล็ดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง < 23 mm คือเมล็ดขนาดเล็กเส้นผ่านศูนย์กลาง 23 25 mm คือเมล็ดขนาดกลาง และเส้นผ่านศูนย์กลาง > 25 mm คือเมล็ดขนาดใหญ่ 2 2 สมบัติทางกายภาพ 2 2 1 การหาขนาด Size โดยใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์วัดขนาดเมล็ดสำรอง Scaphium macropodum Beaum ซึ่งประกอบด้วย ความยาว L ความกว้าง W ความหนา M 2 2 2เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต Geometric Mean Diameter GMD คำนวณหาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต สามารถคำนวณได้โดยการนำค่า WML ที่ได้จากการวัดขนาด Size ของเมล็ดสำรอง จำนวน 100 เมล็ด 2 2 3 ความเป็นทรงกลม Sphericity ความเป็นทรงกลมเป็นค่าที่ใช้บอกความใกล้เคียงความเป็นทรงกลมของเมล็ดสำรอง Scaphium macropodum Beaum จำนวน 100 เมล็ด ซึ่งถ้าเมล็ดมีความกลมมากที่สุดจะมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 สามารถคำนวณได้จากสมการ จากตารางเป็นค่าเฉลี่ยความเป็นทรงกลมจำนวน 100 เมล็ด 2 3 เปอร์เซ็นการพองตัว ค่าเปอร์เซ็นการพองตัวคือเปอร์เซ็นต์การพองตัวของลูกสำรองหลังจากแช่น้ำโดยมี เมล็ด เนื้อเจล เปลือก จากกราฟ ในชั่วโมงที่ 1 จะเห็นได้ว่าลูกสำรองขนาดกลางจะมีเปอร์เซ็นการพองตัวมากที่สุดรองลงมาจะในส่วนเป็นขนาดใหญ่และขนาดเล็กตามลำดับ ในส่วนของชั่วโมงที่ 2 ขนาดเล็กจะมีเปอร์เซ็นการพองตัวมากที่สุด รองลงมาจะเป็นในส่วนของขนาดกลางและขนาดใหญ่ตามลำดับ ในส่วนของชั่วโมงที่ 3 ขนาดเล็กจะมีเปอร์เซ็นการพองตัวมากที่สุด รองลงมาจะเป็นในส่วนของขนาดใหญ่และขนาดกลาง ตามลำดับ และในส่วนของชั่วโมงที่ 4 ขนาดกลางจะมีเปอร์เซ็นการพองตัวมากที่สุด รองลงมาจะเป็นในส่วนของขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ดังนั้นจากการทดลองขนาดของเมล็ดที่ให้เปอร์เซ็นการพองตัวเป็นผลที่น่าพอใจมากที่สุด คือเมล็ดสำรองขนาดกลาง 23 25mm และถ้าต้องการเนื้อเจลมากที่สุดซึ่งเกิดได้จากการพองตัวมากที่สุดคือเมล็ดในขนาดกลางที่ระยะในการแช่ของเมล็ดเป็นเวลา 4 ชั่วโมง ในการพองตัวของเมล็ดในแต่ละขนาดต่างๆนั้นขนาดของเมล็ดนั้นไม่ได้มีผลว่าขนาดของเมล็ดที่ใหญ่จะมีเปอร์เซ็นพองตัวมากกว่าขนาดเล็ก ซึ่งในการพองตัวของเจลในแต่ละเมล็ดนั้นขึ้นอยู่กับคุณภาพของเมล็ดนั้นด้วย ซึ่งบางเมล็ดจะมีการพองตัวของเนื้อเจลได้ไม่เท่ากัน ดังนั้นถ้าจะต้องการเนื้อเจลที่มาก สิ่งที่ควรทำก่อนนำไปแช่คือการคัดเลือกคุณภาพเมล็ดเพื่อที่จะได้รับเมล็ดที่มีคุณภาพ ดังเช่นการมีรูพรุนของเมล็ด ความสมบูรณ์ของเมล็ด เป็นต้น การดูดเอาน้ำที่แช่มาเข้าไปในเนื้อเจลที่เป็นส่วนของเปลือกของเมล็ดสำรอง จากกราฟเป็นกราฟที่ไม่ได้แยกขนาดตามเมล็ด ซึ่งเป็นการนำค่าเฉลี่ยจากการทดลองซ้ำทั้งหมด 3 ชุดและนำไปแช่น้ำตามชั่วโมงที่ได้กำหนดไว้คือ 1 2 3 และ 4 ชั่วโมงตามลำดับ ซึ่งจากกราฟที่ได้เป็นเส้นตรงจะได้เป็นเปอร์เซ็นการพองตัวเพิ่มขึ้นตามชั่วโมงที่เพิ่มขึ้นหรือการพองตัวแปรผันตรงกับชั่วโมงในการแช่ ซึ่งจากกราฟในชั่วโมงที่ 4 จะได้เปอร์เซ็นการพองตัวมากที่สุด การที่เมล็ดสำรองพองตัวนั้นเกิดจากการดูดเอาน้ำที่แช่มาเข้าไปในเนื้อเจลที่เป็นส่วนของเปลือกของเมล็ดสำรอง จากกราฟในชั่วโมงที่ 1 จะเห็นได้ว่าลูกสำรองขนาดกลางจะมีเปอร์เซ็นเจลมากที่สุดรองลงมาจะในส่วนเป็นขนาดใหญ่และขนาดเล็กตามลำดับ ในส่วนของชั่วโมงที่ 2 ขนาดเล็กจะมีเปอร์เซ็นเจลมากที่สุด รองลงมาจะเป็นในส่วนของขนาดกลางและขนาดใหญ่ตามลำดับ ในส่วนของชั่วโมงที่ 3 ขนาดเล็กจะมีเปอร์เซ็นเจลมากที่สุด รองลงมาจะเป็นในส่วนของขนาดใหญ่และขนาดกลาง ตามลำดับ และในส่วนของชั่วโมงที่ 4 ขนาดกลางจะมีเปอร์เซ็นเจลมากที่สุด รองลงมาจะเป็นในส่วนของขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ซึ่งถ้าเปรียบเทียบกับการพองตัวแล้วความเปอร์เซ็นของเจลมีการเรียงลำดับเหมือนกับเปอร์เซ้นการพองตัว จากกราฟจะเห็นได้ว่าเมล็ดสำรองในขนาดกลางนั้นมีเปอร์เซ็นเจลมากที่สุดในเวลาที่ชั่วโมงที่ 4 2 4 ความหนาแน่น bulk density ได้นำเมล็ดที่แยกเรียบร้อยแล้วนำมาแบ่งเป็นกลุ่ม 3 กลุ่มคือ กลุ่มขนาดเล็ก กลุ่มขนาดกลาง และกลุ่มขนาดใหญ่ และจากนั้นนำบรรจุใส่แก้วพลาสติกเป็นจำนวน 10 กรัม โดยจะแบ่งทำเป็น 3 ชุด ซึ่งแต่ละชุดจะมีการแช่ไว้ 1 ชั่วโมง 2 ชั่วโมง 3 ชั่วโมง และ 4 ชั่วโมง ตามลำดับ ซึ่งเมื่อแช่ครบตามเวลาที่กำนดแล้วนำไปตากแห้งเป็นระยะเวลาประมาณ 4 นาที และนำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอลจะได้นำหนักเมล็ดและน้ำหนักเจลรวมกันจากนั้นทำการคัดเจลและเมล็ดแยกออกจากกันแล้วนำเจลไปบรรจุในแก้วปริมาตร 65 ml จะได้ค่า bulk density ซึ่งคำนวณหาได้จากสมการ จากกราฟแสดงให้เห็นได้ว่าค่า bulk density มีค่าเพิ่มมากขึ้นซึ่งแปรผันตามเวลาและในชั่วโมงที่ 4 จะมีค่า bulk density มากที่สุด จากกราฟค่า bulk density ในชั่วโมงที่ 1 และ 2 มีการเรียงลำดับค่า bulk density เหมือนกับค่าเปอร์เซ็นการพองตัวและค่าเปอร์เซ็นต์เจล แต่ในส่วนของชั่วโมงที่ 3 และ 4 ค่าbulk density และค่าเปอร์เซ็นต์การพองตัวและค่าเปอร์เซ็นต์เจลมีการเรียงลำดับไม่เหมือนกัน ซึ่งในชั่วโมงที่ 3 เมล็ดขนาดกลางมีค่า bulk density มากที่สุดและในชั่วโมงที่ 4 ขนาดใหญ่มีค่า bulk density มากที่สุดซึ่งอาจจะเกิดจากสาเหตุของการดูดน้ำของแต่ละเมล็ดซึ่งขนาดใหญ่อาจจะมีความสามารถในการดูดน้ำมากที่สุดก็ต่อเมื่อเวลามากที่สุดและในส่วนของขนาดกลางในชั่วโมงที่ 3 มีค่า bulk density มากกว่าขนาดใหญ่นั้นอาจเพราะในช่วงชั่วโมงที่ 1 2 3 นั้นขนาดใหญ่อาจมีความสามารถในการดูดน้ำได้ไม่เต็มที่นักและเมื่อในชั่วโมงที่ 4 จึงจะแสดงการดูดน้ำที่มากที่สุด 2 2 4 พื้นที่ภาพฉาย Projected area พื้นที่ภาพฉาย เป็นค่าที่บ่งบอกพื้นที่ของเมล็ดสำรอง จากการเปรียบเทียบอัตราส่วนพิกเซล ทำโดยการนำเมล็ดสำรอง Scaphium macropodum Beaum ที่ได้รับการคัดแยกแล้วไปแช่น้ำตามเวลาที่กำหนดไว้ หลังจากแช่ตามเวลาที่กำหนดไว้เมล็ดสำรองจะพองตัวเป็นเจล แล้วนำเมล็ดสำรองไปตากแห้งจนเสด็จน้ำไป หลังจากนั้นนำไปวางบนกระดาษกราฟที่มีการวาดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1 cm x 1 cm ไว้ที่มุมด้านใดด้านหนึ่งของกระดาษและมีพลาสติกใส่วางอยู่เพื่อป้องกันกระดาษกราฟเปียก จากนั้นถ่ายรูปจากมุมสูง นำรูปภาพที่ได้มาหาสัดส่วนพื้นที่ cm2 และพื้นที่ pixel ระหว่างรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและเมล็ดสำรอง Scaphium macropodum Beaum โดยใช้โปรแกรม PhotoshopCS5Portable สามารถหาได้จากสมการที่ จากกราฟจะเห็นได้ว่าในชั่วโมงที่ 4 มีพื้นที่ภาพฉายมากที่สุด ค่าที่รองลงมาคือในชั่วโมงที่ 1 3 และ 2 ตามลำดับสาเหตุที่ชั่วโมงที่ 4 มีพื้นที่ภาพฉายมากที่สุดนั้นเกิดจากการพองตัวของเจลมากและมีขนาดใหญ่จึงมีพื้นที่ภาพฉายมากที่สุดและในส่วนของชั่วโมงที่ 1 รองลงมานั้นสาเหตุเกิดจากจำนวนเมล็ดที่มากกว่าในชั่วโมงอื่นๆจึงมีค่าพื้นที่ภาพฉายรองลงมาจากชั่วโมงที่ 4 จากกราฟในชั่วโมงที่ 1 และ 2 เมล็ดขนาดเล็กมีพื้นที่ภาพฉายมากที่สุดเนื่องจากจำนวนเมล็ดที่มากกว่าขนาดกลางและขนาดใหญ่ ในส่วนของชั่วโมงที่ 3 ขนาดกลางจะเริ่มมีพื้นที่ภาพฉายมากกว่าขนาดเล็ก เนื่องจากเวลาเพิ่มขึ้นการพองตัวของเจลจึงมากขึ้นและในส่วนของชั่วโมงที่ 4 ขนาดเมล็ดที่ใหญ่มีพื้นที่ภาพฉายมากที่สุดอ้างอิงจากกราฟความสัมพันธ์ระหว่าง bulk density กับ เวลาซึ่งยิ่งชั่วโมงเยอะขึ้นจีงมีความสามารถในการดูดน้ำมากที่สุด 3 สรุปผลการทดลอง จากการทดลองพบว่าเปอร์เซ็นต์การพองตัวของขนาดกลางในชั่วโมงที่ 4 มีค่ามากที่สุดเช่นเดียวกับเปอร์เซ็นต์เจลซึ่งขนาดกลางในชั่วโมงที่ 4 มีค่ามากที่สุด ในส่วนของไม่ได้คัดขนาดของเมล็ดในชั่วโมงที่ 4 ของการแช่นั้นมีค่าเปอร์เซ็นต์เจลมากที่สุด สำหรับค่า bulk density สำหรับในส่วนของที่ไม่ได้คัดเมล็ดนั้นในการแช่ 4 ชั่วโมงมีค่ามากที่สุดและในส่วนของการคัดเมล็ดพบว่าขนาดใหญ่ในชั่วโมงการแช่ 4 ชั่วโมงมีค่ามากที่สุดเช่นกัน สำหรับพื้นที่ภาพฉายสำหรับการไม่คัดเมล็ดนั้นในชั่วโมงที่ 4 มีค่ามากที่สุดและในชั่วโมงที่ 2 ของการคัดเมล็ดพบว่าขนาดเมล็ดเล็กมีพื้นที่ภาพฉายมากที่สุดอเป็นเพราะจำนวนเมล็ดมีมากกว่าส่วนของขนาดเมล็ดอื่นๆและในการพองตัวของเมล็ดในแต่ละครั้งของการทดลองนั้นขึ้นอยู่กับการคัดเลือกเมล็ดที่จะนำไปแช่ในแต่ละชั่วโมงต่างๆด้วย ถ้าหากเมล็ดที่นำไปแช่มีความไม่สมบูรณ์ของเมล็ดเช่น การมีรูพรุน ความไม่สมบูรณ์แบบของเมล็ด เป็นต้น จะทำให้ได้เปอร์เซ็นต์การพองตัวที่ต่ำลงซึ่งจะได้เจลออกมาได้ไม่ดีนัก