https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0040/ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการแทรกผ่านความร้อนของอาหารกระป๋อง
ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการแทรกผ่านความร้อนของอาหารกระป๋อง โดย ผศ.ดร.พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์ บทความนี้กล่าวถึงปัจจัยหลักที่มีผลต่อความเร็วในการถ่ายเทความร้อน จากตัวกลางภายนอก เช่น ไอน้ำร้อน น้ำร้อน ระหว่างการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ตลอดจนระหว่างการทำเย็น เพื่อเป็นประโยชน์ต่อผู้ผลิตอาหารจะได้เข้าใจและนำไปใช้ในการพิจารณาผลิตภัณฑ์อาหาร ปัจจัยที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อนในอาหารที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ ลักษณะการถ่ายโอนความร้อนในอาหารกระป๋องมีแบบต่างๆดังนี้ 1. อาหารที่มีการถ่ายโอนความร้อนแบบการนำอย่างเดียว 2. อาหารที่มีการถ่ายโอนแบบการพาอย่างเดียว 3. อาหารที่มีการถ่ายโอนแบบผสม การนำความร้อน เป็นกรรมวิธีของการส่งผ่านความร้อนโดยอาศัยการการส่งผ่านความร้อนจากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่งที่อยู่ชิดกัน ในกรณีของการนำความร้อนของอาหารในกระป๋องพบว่าอาหารที่อาศัยการนำความร้อนจะเป็นอาหารที่มีความเข้มข้นสูง หรืออาจเป็นของแข็งจึงทำให้ส่วนประกอบของอาหารไม่สามารถเคลื่อนที่ในกระป๋องได้ และยังไม่มีการหมุนเวียนของอนุภาคของอาหารที่ร้อนกับอนุภาคอาหารที่เย็นดังนั้น การนำความร้อนในอาหารกระป๋องจึงจำเป็นต้องใช้เวลานานพอสมควร การพาความร้อน เป็นกรรมวิธีของการส่งผ่านความร้อนที่อาศัยการเคลื่อนที่ของอาหารได้รับความร้อน แล้วอนุภาคของอารหารที่ได้รับความร้อน โดยการพาความร้อนจะมีความหนาแน่นที่เบาจึงทำให้ลอยตัวสูงขึ้น จึงก่อให้เกิดสภาพความหมุนเวียนของอนุภาคที่ได้รับความร้อนในกรัป๋องอย่างไรก็ตามอาหารที่ได้รับการส่งผ่านความร้อนโดยการแผ่ความร้อนจะมีลักษณะเป็นของเหลวหรือเป็นอาหารที่มีความเข้มข้นต่ำ การพาความร้อนนี้สามารถส่งผ่านความร้อนได้เร็วกว่าการนำความร้อนแต่มีอาหารบางประเภทที่จำเป็นต้องอาศัยการส่งผ่านความร้อนร่วมกันทั้งการพาและการนำความร้อน เช่น อาหารที่มีความหนืดค่อนข้างสูงเป็นต้น อาหารร้อนช้าหรือเร็วขึ้นอยู่กับอะไร 1. คุณสมบัติทางความร้อนของอาหาร คุณสมบัติที่สำคัญที่มีผลต่ออัตราเร็วของการแทรกผ่านความร้อนในอาหารคือค่าการแพร่กระจายความร้อน (Thermal diffusivity, m2/s) K = การนำความร้อน (thermal conducitvity,W/m2 °C) Cp = ความร้อนจำเพาะ (specific heat J/Kg°C) r = ความหนาแน่น (density , Kg/m3) อาหารที่มีค่าthermal diffusivity มากจะมีการแทรกผ่านความร้อนเข้าไปยังจุดร้อนช้าที่สุดได้อย่างรวดเร็ว ค่าthermal diffusivityเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของอาหรแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับส่วนประกอบทางเคมีของอาหาร ปริมาณน้ำ และอาจมีค่าแตกต่างกันตามชนิดและสายพันธ์ของอาหาร ค่าthermal diffusivityจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงค่าการแพร่กระจาย ความร้อนของวัสดุชนิดต่าง ๆ thermal diffusivity (x10-7m2/s) มะเขือเทศ1.48 กล้วย1.18 เนื้อวัว 1.32 มันฝรั่งสด1.70 มันฝรั่งต้มบด1.23 น้ำ1.48 น้ำแข็ง 11.82 เหล็ก203 อลูมิเนียม841 ค่าthermal diffusivity โดยเฉลี่ยของอาหารกระป๋อง (Apparent thermal diffusivity) อาจหาได้จากากรศึกษาการแทรกผ่านความร้อนในกระป๋องเมื่อทราบค่า fh (จะกล่าวรายละเอียดต่อไป) โดยค่าthermal diffusivityของอาหารบรรจุกระป๋องรูปทรงกระบอกจะคำนวณได้จากสมการดังนี้ โดยที่ R เป็นรัศมีของกระป๋อง H เป็นครึ่งหนึ่งของความสูงของกระป๋อง ค่า a ที่ได้จะเป็นคุณสมบัติโดยรวมของเนื้ออาหารประเภทที่บรรจุอยู่กระป๋องโดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของกระป๋อง จากสมการความสัมพันธ์ เราพบว่าค่า a ของอาหารกระป๋องแปรผันกลับกับค่าความหนาแน่น (r) คือสัดส่วนของน้ำหนักต่อปริมาตร ดังนั้นปริมาณน้ำหนักบรรจุ , สัดส่วนของแข็งของเหลว , ขนาดของชิ้นอาหาร ที่มีผลทำให้ความหนาแน่นของอาหารมากขึ้นมีผลทำให้การแทรกผ่านความร้อนช้าลง 2. ปริมาณความร้อนของการถ่ายเทความร้อนจากหม้อฆ่าเชื้อผ่านกระป๋องเข้าสู่ผิวอาหาร เป็นการถ่ายเทความร้อนแบบการพา มีสมการ Q = UA (Tout-Twall) Q = ปริมาณความร้อน (W) A = พื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อน (m2) U = (W/m2ºC) Tout = อุณหภูมิหม้อฆ่าเชื้อรอบกระป๋อง (ºC) Twall = อุณหภูมิอาหารที่ติดกับกระป๋อง (ºC) ค่า U เป็นปัจจัยที่สำคัญมากที่ จะชี้ว่าความร้อนจากหม้อฆ่าเชื้อ จะสามารถถ่ายเทผลักดันเข้าสู่อาหารภายในกระป๋องได้ช้าหรือเร็วเพียวใด ค่า U ขึ้นกับ 1. ตัวกลางถ่ายเทความร้อนที่ใช้ เช่น ไอน้ำอิ่มตัว, น้ำร้อนภายใต้ความดัน, ไอน้ำผสมน้ำ ตัวกลางชนิดต่างๆ h (W/M2ºC) ไอน้ำบริสุทธ์กลั่นตัว (pure saturated steam) >20,000 น้ำร้อนเคลื่อนที่ 2,000-10,000 อากาศนิ่ง2.8-23 อากาศเคลื่อนที่ 11.3-55 ไอน้ำบริสุทธ์กลั่นตัวที่ใช้ในหม้อฆ่าเชื้อแบบไอน้ำ มีค่าสัมประสิทธิ์สูงสุด ไอน้ำที่มีอากาศผสมทำให้การถ่ายเทความร้อนลดลง ดังนั้น ในขั้นตอนไล่อากาศ ต้องมั่นใจว่า อากาศหมดจากหม้อฆ่าเชื้อจริงๆ ถ้าไล่อากาศไม่หมดและมีอากาศถูกกักอยู่บริเวณใดในหม้อฆ่าเชื้อ จะทำให้กระป๋องบริเวณดังกล่าวได้รับความร้อนเพื่อฆ่าเชื้อไม่เพียงพอ 2. ชนิดของภาชนะบรรจุ ภาชนะบรรจุที่ทำจากวัสดุที่นำความร้อนได้ดี มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสูง (K) เช่น แผ่นเหล็ก, อลูมิเนียม จะช่วยให้ความร้อนจากภายนอกผ่านเข้าสู่อาหารอย่างรวดเร็ว สำหรับภาชนะบรรจุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ เช่น แก้ว พลาสติก จะทำให้ความร้อนผ่านช้าลง ยิ่งถ้ามีความหนามากก็จะทำให้ช้ายิ่งขึ้น ตัวอย่างค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุต่างๆ มีดังนี้ วัสดุชนิดต่างๆ K (W/MºC) เหล็ก 73 อลูมิเนียม 204 แก้ว0.78 พลาสติก 0.15 พื้นที่ผิวของภาชนะบรรจุสำหรับถ่ายเทความร้อน เมื่อเปรียบเทียบภาชนะบรรจุที่มีขนาดบรรจุเดียวกัน ภาชนะที่มีพื้นมี่ผิวมากกว่าจะถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่า เร็วกว่า ภาชนะรูปทรงแบน บาง เช่น กระป๋องทรงเตี้ย, ทรงวงรี, ทรงสี่เหลี่ยม, retort pouch มีพื้นที่การถ่ายเทความร้อนมาก เมื่อเทียบกับต่อหน่วยปริมาตร ช่วยให้ปริมาณความร้อนถ่ายเทเข้าสู่ภายในได้มาก รูปแบบการจัดเรียงกันของภาชนะบรรจุในหม้อฆ่าเชื้อ มีผลกับพื้นที่ผิว การเรียงซ้อนชิดติดกัน ทำให้กระป๋องเสียพื้นที่การถ่ายเทบริเวณก้นและฝากระป๋อง ปัจจัยที่เกี่ยวข้องในการหาระยะเวลาที่จำเป็นที่จะทำให้ตำแหน่งจุดกึ่งกลางของอาหารในกระป๋องได้รับความร้อนในระดับ Sterilization ประกอบด้วย สารที่ใช้ทำภาชนะบรรจุอัตราการแทรกซึมของความร้อนผ่านกระป๋องโลหะจะเร็วกว่าภาชนะบรรจุที่ทำจากแก้ว ขนาดและรูปร่างภาชนะบรรจุกระป๋อง ยิ่งมีขนาดใหญ่ยิ่งจำเป็นต้องใช้เวลานานต่อการที่จะให้ความร้อนแทรกซึมเข้าสู่จุดกึ่งกลางของกระป๋องนอกจากนี้ การแทรกซึมของความร้อนผ่านภาชนะบรรจุซึ่งมีรูปร่างยาวหรือบางจะเกิดขึ้นได้เร็วกว่าภาชนะซึ่งมีรูปร่างทรงกระบอก ทั้งนี้ต้องคำนึงถึงปริมาตรของภาชนะบรรจุที่เปรียบเทียบกันนี้จะต้องเท่ากันด้วย อุณหภูมิเริ่มต้นของอาหาร ในความเป็นจริงแล้วอุณหภูมิของอาหารในกระป๋องในช่วงระหว่างที่นำเข้าใส่ retort เพื่อทำการฆ่าเชื้อนั้นไม่ได้ก่อให้เกิดความแตกต่างต่อระยะเวลาที่จำเป็นที่จะทำให้อุณหภูมิที่ตำแหน่งกึ่งกลางของกระป๋องมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของ retort อาหารที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นต่ำ จะถูกทำให้ร้อนกว่าอาหารชนิดเดียวกันที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นสูง อย่างไรก็ตามอาหารที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นสูงกว่าจะทำให้จุลินทรีย์อยู่ในช่วงของการตาย (lethal range) เป็นระยะเวลานานกว่า อุณหภูมิของ Retort (Retort temperature) ถ้านำอาหารกระป๋องชนิดเดียวกันไปใส่ใน retort แตกต่างกัน ระยะเวลาที่อุณหภูมิในอาหารนั้นจะถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้จะเท่ากัน อย่างไรก็ตาม การให้ความร้อนเข้าสู่อาหารกระป๋องทำได้เร็วที่สุดถ้าอุณหภูมิของ retort ร้อนที่สุด และจะทำให้อุณหภูมิของอาหารถึงอุณหภูมิที่จะทำให้จุลินทรีย์ตาย (lethal temperature) ได้เร็วด้าย ความสม่ำเสมอของส่วนประกอบของอาหารในกระป๋อง (Consistency of food contents in can) ส่วนประกอบของอาหารรวมถึงขนาดและรูปร่างของอาหารแต่ละชิ้น จะมีผลโดยตรงต่อการแทรกซึมความร้อนเข้าสู่อาหาร การหมุนกระป๋องในระหว่างการให้ความร้อน ใน rotary retort จะทำให้ความร้อนแทรกซึมเข้าสู่อาหารได้เร็วถ้าอาหารนั้นเป็นของเหลว แต่ในอาหารบางชนิดอาจทำให้การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่ไม่เป็นที่ต้องการได้
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0273/สมบัติทางกายภาพและเปอร์เซ็นต์การพองตัวของเมล็ดสำรอง
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 13,89-18.71 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 W,M,L 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
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0101/บรรจุภัณฑ์อาหาร-ตอนที่-5-บรรจุภัณฑ์พลาสติก
2.6.4 บรรจุภัณฑ์พลาสติก ในปัจจุบันนี้มีพลาสติกที่กันอยู่เป็นร้อยๆ จำพวก และแต่ละจำพวกยังอาจแยกตามน้ำหนักโมเลกุลและความหนาแน่น ตัวอย่างพลาสติก PE (Polyethylene) สามารถแยกได้ตั้งแต่ LLDPE (Linear Low Density Polyethylene) , LDPE (Low Density Polyethylene) , MDPE (Medium Density Polyethylene) และ HDPE (High Density Polyethylene) พลาสติกแต่ละประเภทยังสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติโดยการทำปฏิกิริยากับพลาสติกอีกตัวทำให้เกิดพลาสติกใหม่เกิดขึ้น นอกจากนี้กระบวนการผลิตที่แตกต่างกันจะได้พลาสติกที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เช่น PP กับ OPP เป็นต้น การเรียกชื่อพลาสติกยังสร้างความสับสนพอสมควร เพราะนอกจากชื่อเรียกตามสูตรทางเคมีแล้ว ยังมีชื่อทางพาณิชย์อีกด้วย อย่างไรก็ตามในวงการพลาสติกมักจะเรียกชื่อตามคำย่อในตารางที่ 2.11 ได้รวบรวมชื่อย่อที่ใช้เรียกพลาสติกชนิดต่างๆ ที่มีใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ พร้อมทั้งมีชื่อทางพาณิชย์เป็นที่ยอมรับกันทั่วโลก ส่วนตารางที่ 2.12 แสดงคุณสมบัติของพลาสติกที่นิยมใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร (1) โพลิเอทิลีน (Polyethylene - PE) PE นับเป็นพลาสติกที่มีการใช้มากที่สุดและราคาถูก สืบเนื่องจาก PE มีจุดหลอมเหลวต่ำ เมื่อเทียบกับพลาสติกอื่นๆ ทำให้มีต้นทุนในการผลิตต่ำ PE ผลิตจากกระบวนการโพลิเมอไรสเซชั่น (Polymerisation) ของก๊าซเอธิลิน (Ethylene) ภายใต้ความดันและอุณหภูมิสูงโดยอยู่ในสภาวะปราศจากตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ (Metal Catalyst) การจับตัวของโมเลกุลในลักษณะโซ่สั้นและยาวจะส่งผลให้ PE ที่ได้ออกมามีความหนาแตกต่างกัน PE แบ่งเป็น 3 ประเภทตามค่าความหนาแน่น คือ 1. โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (Low Density Polyethyleneหรือ LDPE) ความหนาแน่น 0.910 - 0.925 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร 2. โพลิเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (Medium Density Polyethylene หรือ MDPE) ความหนาแน่น 0.926 - 0.940 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร 3. โพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (High Density Polyethyleneหรือ HDPE) ความหนาแน่น 0.941 - 0.965 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร Low Density Polyethyleneเป็นพลาสติกที่ใช้มากและชื่อสามัญเรียกว่าถุงเย็น มักจะใช้ทำถุงฟิล์มหดและ ฟิล์มยืด ขวดน้ำ ฝาขวด เป็นต้น เนื่องจากยืดตัวได้ดี ทนต่อการทิ่มทะลุและการฉีกขาด พร้อมทั้งสามารถใช้ความร้อนเชื่อมติดผนึกได้ดี โครงสร้างของ PE จะสามารถป้องกันความชื้นได้ดีพอสมควร แต่จุดอ่อนของ LDPE คือ สามารถปล่อยให้ไขมันซึมผ่านได้ง่าย แต่ทนต่อกรดและด่างทั่วๆ ไป นอกจากนี้ LDPE ยังปล่อยให้อากาศซึมผ่านได้ง่าย ด้วยเหตุนี้อาหารที่ไวต่ออากาศ เช่น ของขบเคี้ยว และของทอด เมื่อใส่ในถุงเย็นธรรมดา คุณภาพอาหารจะแปรเปลี่ยนไปเพียงเวลาไม่กี่วัน LDPE ยังมีคุณสมบัติดูดฝุ่นในอากาศมาเกาะติดตามผิว ทำให้บรรจุภัณฑ์ที่ทำจาก LDPE นี้เมื่อทิ้งไว้นานๆ จะเปรอะด้วยฝุ่น ตารางที่ 2.11 ชื่อย่อ ชื่อเดิม และชื่อทางพาณิชย์ของพลาสติกที่มีใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์อาหาร ชื่อย่อ ชื่อเดิม ชื่อทางพาณิชย์ ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene CA Cellulose acetate CPET Crystallised Polyethylene Terepthalate CTFE Chlorotrifluoroethylene EEA Ethylene-ethyl acrylate EPS Expanded polystyrene EVA Ethylene-vinyl acetate EVAL/EVOH Ethylene-vinyl alcohol HIPS High-impact polystyrene LDPE Low density polyethylene LLDPE Linear low-density polyethylene OPP Oriented polypropylene PA Polyamide Nylon PC Polycarbonate PE Polyethylene PET Polyethylene terephthalate Polyester,Melinex,Mylar PETG Polyethylene terephthalate glycol PP Polypropylene PS Polystyrene Teflon PTFE Polytetrafluoroethylene PUR Polyurethane PVA Polyvinyl acetate PVAL Polyvinyl alcohol PVC Polyvinyl chloride PVDC Polyvinylidene chloride Saran SAN Styrene acrylonitrile Elvax LLDPE เป็นการผลิตภายใต้สภาวะความดันต่ำ และเริ่มจำหน่ายในตลาดเมื่อปลายปี ค.ศ. 1970 ในปี ค.ศ. 1995 ตลาดโลกของ LLDPE มีมากถึง 10,000 ล้านกิโลกรัม โดยนิยมใช้เป็นชั้นป้องกันความชื้นโดยการเคลือบกับ PE เบื้องหลังแห่งความสำเร็จ คือ มีคุณสมบัติที่เหนือกว่า LDPE ธรรมดา ส่งผลให้ LLDPE แย่งตลาดของ LDPE แต่จุดอ่อนของ LLDPE คือ ขุ่นกว่า LDPE จากคุณสมบัติดังกล่าวจึงนิยมผสมเม็ดพลาสติกทั้ง 2 ประเภทเข้าด้วยกัน โดยมี LDPE และ LLDPE ในอัตราส่วน 50/50 ตารางที่ 2.12 คุณสมบัติของพลาสติกที่นิยมใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร วัสดุ อัตราการซึมผ่าน ความทนทานต่อสารเคมี อุณหภูมิการใช้งาน (°C) ความใส การพิมพ์ การดูดฝุ่น ความเหนียว (มิลลิ นิวตัน X เมตร) ทนต่อการกระแทก ทนต่อการฉีกขาด (นิวตัน X เมตร) ความเปราะ (g's) ไอน้ำ (กรัม/ตรม./วัน) O2 (ลบ.ซม./ตรม./วัน) N2 (ลบ.ซม./ตรม./วัน) CO2 (ลบ.ซม./ตรม./วัน) กรด ด่าง สารระ เหย Low density Polyethylene, LDPE 1.3 550 180 2,900 ดี ดี ดี -70-180 ใส พอใช้ สูง 10 20 100 400 High Density Polyethylene, HDPE 0.3 600 70 450 ดีมาก ดีมาก ดีมาก -20-250 ใส พอใช้ สูง 150 10 30 100 Polypropylene, PP 0.7 240 60 800 ดี ดีมาก ดีมาก -20-200 ใส ดี สูง 200 1 25 300 Polyester 0.7 14 0.7 16 ดีมาก ดีมาก ดีมาก -70-230 ใส พอใช้ ปานกลาง 550 4.8 40 100 Polyvinyl Chloride, PVC 4 150 NA 970 ดีมาก ดีมาก พอใช้ -50-200 ใส ดี สูง 378 8 90 20 Polystyrene, PS 8 310 50 1,050 ดี ดีมาก เลว -80-175 ใส ดี สูง 750 0.3 - 1 HDPE ประมาณ 1/5 ของพลาสติก PE ที่จะใช้เป็น HDPE และส่วนใหญ่จะเป่าเป็นขวด เนื่องจากความหนาแน่นที่สูง ทำให้ HDPE มีความเหนียวและทนต่อการซึมผ่านได้ดีกว่า PE ที่มีความหนาแน่นต่างๆ กัน แต่ยังไม่สามารถป้องกันการซึมผ่านของก๊าซได้ดีนัก ดังตารางที่ 2.12 จากการใช้ HDPE มาแทนที่ LDPE น้ำหนักของขวดสามารถลดลงได้มากกว่า 40% เนื่องจากสามารถเป่าขวดที่มีผิวบางกว่า นอกจากขวดแล้ว HDPE ยังสามารถใช้เป่าเป็นฟิล์ม หรือทำเป็นถาดที่ไม่ต้องการความใสมากนัก High Density Polyethelene (HDPE) ตัวอย่างการใช้งานของ PE ที่สำคัญมีดังต่อไปนี้ 1. ใช้ผลิตเป็นถุงร้อน (HDPE) และถุงเย็น (LDPE) สำหรับการใช้งานทั่วไปสามารถหาซื้อได้ง่ายในท้องตลาดทั่วไป ข้อสังเกตถุงร้อนที่ผลิตจาก HDPE จะมีสีขาวขุ่น 2. ใช้ห่อหรือบรรจุอาหารได้เกือบทุกชนิดโดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้บริโภค แต่ไม่ควรใช้ LDPE กับอาหารร้อน 3. นิยมใช้ทำถุงบรรจุขนมปัง เนื่องจาก PE ป้องกันการซึมผ่านของไอน้ำได้ดีจึงช่วยป้องกันไม่ให้ขนมปังแห้ง เนื่องจากสูญเสียความชื้นออกไป นอกจากนั้นราคาของ PE ไม่สูงเกินไปเมื่อเปรียบเทียบกับราคาของขนมปัง 4. นิยมใช้ทำถุงบรรจุผักและผลไม้สด เนื่องจาก PE ยอมให้ก๊าซซึมผ่านได้ดี ทำให้มีก๊าซออกซิเจนซึมผ่านเข้ามาเพียงพอให้พืชหายใจ และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่พืชคายออกมาก็สามารถซึมผ่านออกไปได้ง่าย ในบางกรณีจำเป็นต้องเจาะรูที่ถุงเพื่อช่วยระบายไอน้ำที่พืชคายออกมา 5. นิยมใช้ LDPE เป็นชั้นสำหรับการปิดผนึกด้วยความร้อน เนื่องจากกระดาษและแผ่นเปลวอะลูมิเนียมซึ่งนิยมนำมาใช้เป็นถุงหรือซองบรรจุอาหาร ไม่สามารถปิดผนึกด้วยความร้อนได้ จึงนิยมนำ LDPE มาประกบติดกับวัสดุต่างๆ เหล่านี้ โดยให้ LDPE อยู่ชั้นในสุด และทำหน้าที่เป็นชั้นสำหรับปิดผนึกด้วยความร้อน ตัวอย่างการใช้งาน เช่น ซองบะหมี่สำเร็จรูป แผ่นปิดถ้วยโยเกิต กล่องนมยูเอชที เป็นต้น 6. ฟิล์ม PE ชนิดยืดตัวได้ (Stretch Film) นิยมใช้ห่ออาหารสดพร้อมปรุง เนื้อสด และอาหารทั่วไป รูปแบบที่นิยมใช้คือ ใช้รองถาดอาหารแล้วด้วยฟิล์มยืดตัวได้ 7. PE ไม่นิยมใช้เป็นภาชนะบรรจุอาหารที่มีไขมันสูง เช่น เนย ถั่วทอด ขนมขบเคี้ยว (2) โพลิโพรพิลีน (Polypropylene-PP) PP มักจะรู้จักกันในนามของถุงร้อน ด้วยคุณสมบัติเด่นของ PP ซึ่งมีความใสและป้องกันความชื้นได้ดี มากกว่าครึ่งหนึ่งของ PP ที่นิยมใช้กันจะเป็นรูปของฟิล์ม อย่างไรก็ตาม การป้องกันอากาศซึมผ่านของ PP ยังไม่ดีเท่าพลาสติกบางชนิด เนื่องจากช่วงอุณหภูมิในการหลอมละลายมีช่วงอุณหภูมิสั้นทำให้ PP เชื่อมติดได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟิล์มประเภท OPP ที่มีการจัดเรียงโมเลกุลในทิศทางเดียวกันจะไม่สามารถเชื่อมติดได้เลย คุณสมบัติเด่นอีกประการหนึ่งของ PP คือ มีจุดหลอมเหลวสูงทำให้สามารถใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหารสำหรับบรรจุอาหารในขณะร้อน (Hot-Fill) การใช้งานของ PP กับผลิตภัณฑ์อาหาร 1) ใช้บรรจุอาหารร้อน เช่น ถุงร้อน (ชนิดใส) 2) ใช้บรรจุอาหารที่ต้องผ่านความร้อนในการฆ่าเชื้อ โดยที่ PP จะเป็นองค์ประกอบหนึ่งของวัสดุที่ใช้ผลิตซองประเภทนี้ ซึ่งนิยมเรียกว่า retort pouchซองนี้จะสามารถใช้แทนกระป๋องโลหะได้ บางครั้งจึงเรียกว่า Flexible Can retort pouch 3) ใช้ทำถุงบรรจุผักและผลไม้ 4) ใช้ทำซองบรรจุอาหารแห้ง เช่น บะหมี่สำเร็จรูป (instant noodle) และอาหารที่มีไขมันอายุการเก็บรักษาไม่สูง เช่น คุกกี้ (cookie) ถั่วทอด เป็นต้น 5) ใช้ทำกล่องอาหาร ลัง ถาด และตะกร้า บรรจุภัณฑ์ขนส่งอีกประเภทหนึ่งที่มีการใช้ PP อย่างมากมาย คือ ถุงพลาสติกสาน (Wooven Sacks) ที่มีขนาดบรรจุมาตรฐาน 50 กิโลกรัมซึ่งทนทานต่อการใช้งาน วิวัฒนาการทางด้านนี้ได้ก้าวไปสู่การผลิตถุงขนาดใหญ่ที่บรรจุสินค้าได้ เป็นต้น ที่เรียกว่า FIBC (Flexible Intermediate Bulk Containers) ดังแสดงในรูปที่ 2.24 ซึ่งอาจจะมีหูหิ้ว 1-4 หู รูปที่ 2.24 ตัวอย่างของถุง FIBC (3) โพลิเอทิลีน เทเรฟทาเลต (Polyethylene Terepthalate-PET) PET บรรจุภัณฑ์ที่ได้รับการคิดค้นขึ้นมาเพื่อการบรรจุน้ำอัดลม โดยเฉพาะคุณสมบัติเด่นทางด้านความใสแวววับเป็นประกาย ทำให้ได้รับความนิยมในการบรรจุน้ำมันพืชและน้ำดื่ม นอกจากขวดแล้ว PET ในรูปฟิล์มซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันการซึมผ่านของก๊าซได้เป็นอย่างดี จึงมีการนำไปเคลือบหลายชั้นทำเป็นซองสำหรับบรรจุอาหารที่มีความไวต่อก๊าซ เช่น อาหารขบเคี้ยว เป็นต้น นอกจากนี้ ฟิล์ม PET ยังมีคุณสมบัติเด่นอีกหลายประการ เช่น ทนแรงยืดและแรงกระแทกเสียดสีได้ดี จุดหลอมเหลว แต่ข้อด้อย คือ ไม่สามารถปิดผนึกด้วยความร้อนและเปิดฉีกยาก ทำให้โอกาสใช้ฟิล์ม PET อย่างเดียวน้อยมาก แต่มักใช้เคลือบกับพลาสติกอื่น การผลิตขวด PET <<ย้อนกลับ บรรจุภัณฑ์อาหาร ตอนที่4 อ่านต่อ บรรจุภัณฑ์อาหาร ตอนที่6 >> <<กลับสู่หน้าหลัก
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0233/สมบัติทางกายภาพของวัตถุดิบสมุนไพร
โครงการพัฒนาการผลิตชาสมุนไพรคุณภาพสูงระดับ SME นิยาม สมบัติทางกายภาพ (ปานมนัส และคณะ, 2538) เป็น สมบัติทางไฟฟ้า กลสาสตร์ แสง เสียง ความร้อน ของวัสดุต่างๆ ว่ามันมีการตอบสนองอย่างไรต่อการกระทำทางไฟฟ้า กลศาสตร์ แสง เสียง และความร้อนนั้นๆความรู้เกี่ยวกับสมบัติทางกายภาพและวิศวกรรมของชีววัสดุ พัฒนาขึ้นมาเพื่อหาวิธีการวัดประเมินค่าคุณสมบัติดังกล่าวในเชิงปริมาณ แล้วเอาคุณสมบัตินั้นมาใช้ในการกำหนดปัจจัยเพื่อให้ควบคุมคุณภาพ การออกแบบเครื่องจักรอุปกรณ์ที่ใช้ในการแปรรูปและเครื่องมือที่เกี่ยวข้อง การออกแบบและควบคุมระบบการแปรรูป การออกแบบและควบคุมการบรรจุและภาชนะบรรจุ การขนส่งขนถ่ายและเก็บรักษาวัตถุดิบตลอดจนผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญและเป็นประโยชน์สำหรับวิศวกรอาหาร สมบัติเชิงเรขาคณิต (Gemetrical Property) สมบัติเชิงเรขาคณิต ได้แก่ ขนาดและรูปร่าง พื้นที่ผิว ปริมาตรและมวล ความหนาแน่น ความถ่วงจำเพาะ ความพรุน พื้นที่ผิวจำเพาะเป็นต้น ซึ่งสมบัติดังกล่าวเกี่ยวข้องเกือบทุกขั้นตอนของขบวนการแปรรูปอาหาร ตั้งแต่การเก็บเกี่ยว ขบวนการหลังการเก็บเกี่ยว การเก็บรักษา การแปรรูป การบรรจุ และมีผลต่อการยอมรับของผู้บริโภคสมบัติเชิงเรขาคณิตของอาหารและวัสดุเกษตร1.รูปร่างและขนาด (shape and size) รูปร่างและขนาดของชีววัสดุ มักจะเป็นสมบัติที่แยกกันไม่ออก หากจะอธิบายสมบัติของวัสดุก็จะต้องอธิบายว่ามีรูปร่างเป็นอย่างไร มีขนาดอย่างไรด้วยเสมอ ทั้งรูปร่างและขนาดของวัสดุเป็นสมบัติที่เป็นสมบัติที่มีผลกระทบต่อขบวนการต่างๆ เช่น กระบวนการแปรรูป กระบวนการลำเลียง กระบวนการแยกทำความสะอาด กระบวนการบรรจุ เป็นต้น ดังจะยกตัวอย่าง เช่น ขนาดและรูปร่างของผลไม้มีผลต่อขนาดของภาชนะบรรจุ ขนาดและรูปร่างของเมล็ดข้าวเปลือกและฟางมีผลต่อการแยกทำความสะอาดวัสดุเหล่านี้ด้วยลม ขนาดและรูปร่างขอสับปะรดมีผลต่อวิธีการปลอกเปลือก การเจาะคว้านไส้ เป็นต้น การอธิบายรูปร่างและขนาด ของชีววัสดุมีหลายวิธีจะขอยกตัวอย่างในกรณีของผัก ผลไม้ เมล็ดพืช และแป้ง เป็นต้น ตารางที่ 1 ลักษณะรูปร่างและความหมาย 2.เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter: GMD) หากวัสดุมีรูปร่างเป็นทรงกลมกำหนดขนาดจากเส้นผ่านศูนย์กลางได้เลย หากมีรูปร่างคล้ายทรงกลมหรือไม่เป็นทรงกลม สามารถกำหนดขนาดจากเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตซึ่งพิจารณาได้ง่าย ๆ จากการวัดขนาด ด้าน a คือเส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุด ด้าน b คือ เส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ a และด้าน c คือ เส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ a และ b GMD = (abc) ^ (1/3) 3.ปริมาตรของวัสดุ (Volume) ปริมาตรเป็นค่าที่แสดงถึงขอบเขตครอบครองของวัสดุทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ปริมาตรของวัสดุทางเกษตรและอาหาร มีผลต่อขนาดที่เก็บรักษาอุปกรณ์การแปรรูป วิธีการหาปริมาตรนั้นมีหลายวิธีซึ่งจะใช้วิธีตามความเหมาะสมและข้อจำกัดของวัสดุ วิธีการชั่งน้ำหนักของวัตถุในของเหลว สามารถอธิบายได้ดังนี้ น้ำหนักวัตถุที่ชั่งในของเหลวคือ น้ำหนักของของเหลวที่ถูกแทนที่ด้วยวัตถุ นั่นคือแรงพยุงวัตถุของของเหลวนั่นเอง ฉะนั้น ปริมาตรของวัตถุ vวัสดุ=mL/ρL vวัสดุ = ปริมาตรของวัสดุ mL = มวลของน้ำที่ถูกแทนที่ρL = ความหนาแน่นของน้ำ 4.ความเป็นทรงกลม (Sphericity) การบ่งบอกความเป็นทรงกลมของวัสดุ ความเป็นทรงกลม = ( (abc) ^ (1/3) ) /aเมื่อ a คือเส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุด ด้าน b คือ เส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ a และด้าน c คือ เส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ a และ b 5.ความหนาแน่นเนื้อ (Solid density ) คำนวณจากเนื้อวัสดุล้วนๆ เป็นค่าที่ให้เห็นถึงความแน่นเนื้อของวัสดุเอง มีความสำคัญต่อกรับวนการคัดแยก เช่น ตกตะกอนหรือการเหวี่ยง (Centifugation) และกระบวนการลำเลียงของไหล กระบวนการแปรรูป เช่น การลดความชื้น การจับกันเป็นก้อน (Agglomeration) มีผลต่อการเกิดช่องว่างหรือรูพรุนในเนื้ออาหารซึ่งก็ทำให้ค่าความหนาแน่นเนื้อเปลี่ยนแปลงไป6.ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) ความหนาแน่นของวัสดุปริมาตรมวล ซึ่งคำนวณจากมวลของวัสดุหารด้วยปริมาตรรวมของวัสดุ ซึ่งปริมาตรรวมนั้นรวมปริมาตรของช่องว่างระหว่างวัสดุเองและวัสดุกับภาชนะที่บรรจุด้วยค่าความหนาแน่นรวมของวัสดุขึ้นกับปัจจัยหลายๆอย่าง เช่น ความหนาแน่นเนื้อ รูปร่าง ขนาด ลักษณะผิว ความชื้น สิ่งปะปน วิธีการบรรจุ และวิธีการวัด7.พื้นที่ภาพฉาย วิธีการทดลองหาคุณสมบัติกายภาพ2.1 ขนาด (Size) นำสมุนไพรที่ต้องการหาขนาดมาจำนวน 10 ตัวอย่าง ทำการวัดขนาดความยาวเส้นผ่านศูนย์กลางด้าน a, b และ cโดยใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ หรือไม้บรรทัดในการวัด ทำการวัดจำนวน 3 ซ้ำ สมุนไพรที่ใช้หาขนาดด้วยวิธีนี้ได้แก่ มะระขี้นก มะลิ ตะไคร้ ขมิ้น a = เส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุด (cm) b = เส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ a (cm) c = เส้นผ่านศูนย์กลางที่ยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ a และ b (cm) 2.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric mean diameter,GMD) นำค่าเฉลี่ยที่ได้จากการวัดขนาดสมุนไพรมาคำนวณหาเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตจากสมการ GMD= (abc) ^ (1/3) (1) 2.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity, ø) ค่าที่พิจารณาจะมีความใกล้เคียงกับความเป็นทรงกลมของวัสดุ ซึ่งวัสดุที่เป็นทรงกลมสัมบูรณ์ จะมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 ซึ่งสามารถหาค่าความเป็นทรงกลมได้จากสมการ ø =GMD/a (2) 2.4 การหาปริมาตร (Volume,v) การหาปริมาตรของวัสดุสามารถทำได้ 2 วิธี โดยวิธีที่ 1.ใช้หลักการแทนที่ของเหลว และวิธีที่ 2 ใช้หลักการแทนที่ของแข็ง โดยทั้งสองวิธีนี้เหมาะกับการหาปริมาตรวัสดุที่มีรูปร่างไม่เป็นไปตามรูปทรงเรขาคณิต1.ใช้หลักการแทนที่ของเหลว (ใช้น้ำในการทดลอง) สมุนไพรที่ใช้ ได้แก่ มะระขี้นก ขมิ้น และตะไคร้ โดยการหาปริมาตรของวัสดุซึ่งหาได้จาก นำของเหลวใส่กระบอกตวงแล้วนำไปชั่งบันทึกค่าน้ำหนักที่อ่านได้ นำลวดทิ่มลงไปในผิววัสดุและยึดไว้กับอุปกรณ์ดังรูปที่ 1 ปรับให้วัสดุจมพอดีกับระดับผิวน้ำ อ่านค่าน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นซึ่งคือ มวลของของเหลวที่ถูกแทนที่ด้วยวัสดุ ดังนั้นปริมาตรของวัสดุ คำนวณได้จากvวัสดุ=mL/ρL (3) vวัสดุ = ปริมาตรของวัสดุ mL = มวลของน้ำที่ถูกแทนที่ ρL = ความหนาแน่นของน้ำ 2.ใช้หลักการแทนที่ของแข็ง (ใช้เมล็ดแมงลักในการทดลอง) สมุนไพรที่ใช้ ได้แก่ ดอกอัญชัน มะลิ โดยการหาปริมาตรของวัสดุซึ่งหาได้จาก นำเมล็ดแมงลักใส่กระบอกตวงที่1 ที่ทราบปริมาตรจนเต็ม นำไปชั่งและบันทึกผล นำสุมนไพรจำนวน 30 ดอกใส่ในกระบอกตวงที่ 2 ที่มีปริมาตรเท่ากัน จากนั้นเทเมล็ดแมงลักจากกระบอกตวงที่ 1 ใส่กระบอกตวงที่ 2 จนเต็มพอดี นำเมล็ดแมงลักที่เหลือไปชั่ง อ่านค่าที่ได้แล้วลบน้ำหนักกระบอกตวง จะได้เมล็ดแมงลักที่เหลืออยู่ซึ่งคือ มวลของของแข็งที่ถูกแทนที่ด้วยวัสดุ ดังนั้นปริมาตรของวัสดุ คำนวณได้จาก vวัสดุ=mแมงลัก/ρแมงลัก (4) vวัสดุ = ปริมาตรของวัสดุmแมงลัก = มวลของเมล็ดแมงลักที่ถูกแทนที่ ρแมงลัก = ความหนาแน่นของเมล็ดแมงลัก 2.5 ความหนาแน่นเนื้อ (Solid density , ρs) สามารถคำนวณหาความหนาแน่นเนื้อได้จากสมการρs=mวัสดุ/vวัสดุ (5) mวัสดุ = มวลวัสดุที่ชั่งในอากาศ ρs = ความหนาแน่นเนื้อ 2.6 ความหนาแน่นรวม (Bulk density , ρb) ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) สามารถหาค่าได้โดยการนำภาชนะที่ทราบปริมาตร (ภาชนะที่ใช้จะขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุ) ไปชั่งน้ำหนักแล้วบันทึกค่า จากนั้นเตรียมอุปกรณ์ดังรูปที่ 2 โดยปรับตำแหน่งปลายกรวยให้สูงจากปากกระบอกตวงประมาณ 15 cm. เทสมุนไพรผ่านกรวยลงในภาชนะจนล้นจากนั้นปาดสมุนไพรให้เสมอภาชนะ นำไปชั่งน้ำหนักแล้วลบน้ำหนักภาชนะออก จะได้มวลของสมุนไพร (m) ส่วน (v) คือปริมาตรที่ขึ้นอยู่กับภาชนะที่ใช้ โดยสมุนไพรที่ใช้ ได้แก่ มะลิ ทำการทดลอง 5 ซ้ำ จากนั้นคำนวณค่าความหนาแน่นรวมจากสมการρb=m/v (6) 2.7 ความพรุน (Porosity, ε) สมุนไพรที่สามารถหาความหนาแน่นเนื้อ และความหนาแน่นรวมนั้น สามารถนำมาใช้ในการหาค่าความพรุนได้จากสมการ ε=1-ρb/ρs (7) 2.8 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction, μ) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของสมุนไพร จะทำการทดลองบนพื้นผิวทดสอบที่มีลักษณะต่าง ๆ กันได้แก่ แผ่นไม้, ยาง, แผ่นอะคริลิก และอลูมิเนียม โดยวางสมุนไพรบนเครื่องมือวัดสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต เอียงแผ่นทดสอบจนวัสดุไถลลงอย่างอิสระ แล้วอ่านค่ามุมที่วัสดุเริ่มไถล ดังรูปที่ 3 สามารถคำนวณหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตได้จากสมการ μ=tanθ (8) μ= สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต θ= มุมที่วัสดุเริ่มไถล2.9 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) การหาขนาดโดยใช้พื้นที่ภาพฉาย สมุนไพรที่ใช้ได้แก่ รางจืด อัญชัน ใบเตย ใบมะรุม โดยนำสมุนไพรมาเรียงเป็นแถวบนกระดาษ พร้อมวาดกรอบอ้างอิงขนาด 1 cm x 1 cm แล้วถ่ายภาพ ใช้โปรแกรม Adobe Photoshop คำนวณหาพื้นที่ภาพฉาย โดยเทียบพื้นที่ของสมุนไพรกับพื้นที่อ้างอิง 1 cm2 ผลการทดลองสมบัติทางกายภาพ
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0085/บรรจุภัณฑ์น้ำผลไม้-ตอนที่-1
บรรจุภัณฑ์น้ำผลไม้ตอนที่ 1โดย อาจารย์ปุ่น คงเจริญเกียรติ 1.บทนำ น้ำผลไม้คล้ายคลึงกับอาหารประเภทอื่นๆ ที่สามารถเสื่อมคุณภาพได้ มูลเหตุสำคัญของการเสื่อมคุณภาพได้แก่ จุลินทรีย์และการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ทำให้รสชาติและสีเปลี่ยนแปลงได้ นอกจากนี้วัสดุสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ไม่เหมาะสมในการบรรจุใส่น้ำผลไม้ยังอาจก่อให้เกิดปฏิกิริยาอื่นๆ ทำการบั่นทอนคุณภาพของน้ำผลไม้ กล่าวโดยทั่วไปแล้ว บรรจุภัณฑ์สำหรับน้ำผลไม้จึงควรมีสมบัติหลักดังต่อไปนี้เพื่อยืดอายุขัย (Shelf Life) ของน้ำผลไม้ 1. มีคุณสมบัติที่เข้ากันได้ (Compatibility) กับน้ำผลไม้ที่บรรจุใส่ โดยมีการทำปฏิกิริยาน้อยที่สุด 2. ช่วยป้องกันการซึมผ่านของออกซิเจน กลิ่น แสง และรสชาติ 3. ช่วยรักษาอุณหภูมิของน้ำผลไม้ 4. สะดวกใช้และจัดส่ง 2. อายุการเก็บของน้ำผลไม้ ผู้ประกอบการที่มีความมุ่งมั่นผลิตอาหารที่ปลอดภัย คุณภาพสูงอย่างคงที่ มีคุณค่าทางโภชนาการ ต้องหาวิธีที่จะประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารให้ถูกต้อง และสามารถผลิตอาหารให้เก็บได้ตามเวลาที่ต้องการ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิตที่ดี (Good Manufacturing Practice) หรือ GMP คำนิยาม อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร คือ ช่วงระยะเวลาที่สินค้าบรรจุอยู่ในบรรจุภัณฑ์ และสามารถรักษาคุณภาพให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ภายใต้สภาวะการเก็บหนึ่งๆ จากคำนิยามจะพบว่าองค์ประกอบของอายุผลิตภัณฑ์อาหารแปรผันกับ 3 ปัจจัยหลัก คือ ตัวสินค้า บรรจุภัณฑ์ และสิ่งแวดล้อม หลังจากที่ได้รับการแปรรูปและผ่านกระบวนการผลิตแล้ว 2.1 สินค้า สินค้าจะเสื่อมคุณภาพด้วยปฏิกิริยาต่างๆกัน น้ำผลไม้โดยส่วนใหญ่จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ความเป็นกรดมากน้อย ของน้ำผลไม้ยังเป็นตัวจำกัดโอกาสเลือกใช้บรรจุภัณฑ์ในขณะที่สาเหตุการเสื่อมคุณภาพของน้ำผลไม้จำต้องกำหนดขึ้นว่า มาตรฐานหรือระดับคุณภาพขนาดไหนจะไม่เป็นที่ยอมรับ การกำหนดระดับคุณภาพที่ยอมรับไม่ได้นี้ จำเป็นต้องทำการชิม และสัมภาษณ์จากกลุ่มเป้าหมายที่เรียกว่า Sensory Panal กลุ่มเป้าหมายที่จะทดสอบความยอมรับของคุณภาพสินค้าจำต้องใกล้เคียงกลุ่มบริโภคที่จะซื้อจริงเมื่อวางจำหน่ายสินค้า 2.2 บรรจุภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ที่นิยมใช้บรรจุน้ำผลไม้มีตั้งแต่ กระป๋อง ซองหรือถุง ถังโลหะหรือถังพลาสติก ขวดแก้วและขวดพลาสติก นอกจากนี้ในกรณีส่งออกยังมีการใช้ถุงบรรจุในกล่องลูกฟูกที่รู้จักกันในนามของ Bag in Box ในภาคผนวกที่ 1-2 ได้แสดงรายละเอียดของบรรจุภัณฑ์ที่ใช้และปริมาณการบรรจุน้ำผลไม้ในประเทศสาธารณรัฐจีน (ใต้หวัน) ตัวบรรจุภัณฑ์ต้องทำหน้าที่ป้องกันให้สินค้าไม่เสื่อมคุณภาพเร็วจนเกินไป โดยปกติน้ำผลไม้จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศแล้วเกิดการเปลี่ยนแปลงรสชาติ จึงจำต้องเลือกวัสดุที่สามารถป้องกันการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจนที่วัดด้วยค่า อัตราการซึมผ่านของออกซิเจน (OTR -Oxygen Transmission Rate) ระดับการป้องกันของน้ำผลไม้ชนิดเดียวกันจะแปรตามการเลือกใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่มี OTR ต่างกัน นอกจากออกซิเจนซึ่งเป็นศัตรูตัวสำคัญของน้ำผลไม้แล้ว อัตราการซึมผ่าน ของกลิ่นหรือก๊าซอื่นๆ ก็จะมีผลต่อคุณภาพของน้ำผลไม้เช่นเดียวกัน วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่จะใช้ทดสอบประเมินหาอายุของน้ำผลไม้ จำต้องกำหนดรายละเอียดให้ชัดเจน ตั้งแต่โครงสร้างของบรรจุภัณฑ์รวมกระทั่งถึงแหล่งผลิต รายละเอียดที่จำเป็นต้องทราบคือ อัตราการซึมผ่านของออกซิเจนที่มีโอกาสทำปฏิกิริยาแล้วส่งผลให้น้ำผลไม้เสื่อมคุณภาพ ชนิดของวัสดุบริเวณผิวบรรจุภัณฑ์ที่อยู่ชิดติดน้ำผลไม้ น้ำหนักสินค้าและวิธีการปิดผนึกของบรรจุภัณฑ์ 2.3สิ่งแวดล้อม การขนย้ายสินค้าอาหารจากแหล่งผลิตไปยังจุดขายย่อยมีโอกาสทำให้อาหารบอบช้ำและอาจเสียหายจนขายไม่ได้ ในทางปฏิบัติสินค้าจำพวกอาหารจะยินยอมให้เกิดความเสียหายได้ไม่เกิน 5% เนื่องจากสินค้าอาหารมีมูลค่าไม่มากนัก อายุของอาหารแปรผันกับประสิทธิภาพในการขนส่ง น้ำผลไม้ที่มีอายุสั้นยิ่งจำเป็นต้องใช้การขนส่งที่มีประสิทธิผลและใช้พาหนะที่มีความเร็วสูง ในทางตรงกันข้ามน้ำผลไม้ที่ได้รับการแปรรูปจนมีอายุยาวจะเหมาะกับการขนส่งที่ใช้เวลา เช่น รถไฟและรถยนต์ เป็นต้น ภายใต้กระแสความต้องการของสังคมที่จะลดพลังงาน การขนส่งที่ต้องใช้พลังงานมาก เช่น การแช่เย็น จะมีโอกาสใช้น้อยลง และหันมาพัฒนาบรรจุภัณฑ์น้ำผลไม้ที่ไม่ต้องแช่เย็นมากขึ้น หรือที่เรียกว่า Shelf Stable ซึ่งน้ำผลไม้จำพวกนี้ มีอายุการเก็บยาวนานขึ้น ความจำเป็นในการพัฒนาระบบบรรจุภัณฑ์และวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีสูงจึงจะมีความจำเป็นมากขึ้น 3.ระบบการบรรจุ องค์ประกอบหนึ่งที่ส่งผลให้น้ำผลไม้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางไปทั่วทั้งโลกได้แก่วิวัฒนาการของระบบบรรจุภัณฑ์ซึ่งได้พัฒนาบทบาทของบรรจุภัณฑ์ให้เอื้ออำนวยความสะดวกได้มากขึ้นกว่าเดิมไม่ว่าจะเป็นการยืดอายุอาหารหรือรูปทรงที่แปลกใหม่ เป็นต้น ปัจจัยสำคัญที่จะต้องพิจารณาในการเลือกระบบบรรจุภัณฑ์ ประกอบด้วย 1. กระบวนการผลิต 2. ระบบการจัดจำหน่ายและอายุขัยที่ต้องการของน้ำผลไม้ รวมทั้งกฎข้อบังคับ 3. ส่วนผสมของน้ำผลไม้และระดับคุณภาพที่ต้องการ 4. สถานะการป้องกันและรักษาคุณภาพของน้ำผลไม้ในระหว่างการขนส่ง การเก็บคงคลังและสภาวะ ณ จุดขาย 5. การวางตำแหน่งสินค้าในตลาดขายปลีก 6. ปริมาณบรรจุ ขนาดการบรรจุที่แตกต่างกัน พร้อมทั้งรายละเอียดการพิมพ์ 7. ระบบบรรจุที่ต้องการ เช่น เป็นแบบอัตโนมัติหมด หรือความจำเป็นในการขยายกำลังการผลิตในอนาคตหรือ การใช้งานร่วมกับเครื่องจักรที่มีอยู่ 8. ภาพพจน์ของสินค้า และความรู้สึกของผู้บริโภคที่มีต่อสินค้าและบรรจุภัณฑ์ ปัจจัยที่ใช้พิจารณาตามที่กล่าวนี้สามารถเห็นได้อย่างชัดเจนจากการตัดสินใจเลือกวิธีการบรรจุแบบเย็น (Cold Filling) หรือแบบร้อน (Hot Filling) การบรรจุทั้งสองแบบนี้ไม่เพียงแต่จะมีความแตกต่างเฉพาะอุณหภูมิที่บรรจุ แต่ความแตกต่างนี้ครอบคลุมไปถึงกระบวนการผลิต ตัวสินค้าที่ใช้บรรจุ วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ วิธีการปิดสนิทแน่น พร้อมทั้งความสะดวกในการนำออกมาบริโภคและย่อมมีผลโดยต่ออายุขัยสินค้าที่ได้จากการบรรจุแต่ละแบบ 3.1 ระบบการบรรจุเย็น (cold filling) บรรจุภัณฑ์น้ำผลไม้ที่ใช้วิธีบรรจุเย็นนี้มักจำต้องมีการกระจายสินค้าแบบแช่เย็นที่อุณหภูมิประมาณ 0-5 C โดยมีอายุขัยของสินค้าประมาณ 4-6 สัปดาห์ ระบบการบรรจุเย็นด้วยการแช่เย็นตลอดวงจรการกระจายสินค้าจะสามารถเก็บรักษารสชาติของน้ำผลไม้ไว้ได้ดีไม่ว่าน้ำผลไม้จะเตรียมจากการคั้นผลไม้สดๆ หรือเป็นการผสมจากน้ำผลไม้เข้มข้น พร้อมทั้งมีการเติมเยื่อ (Pulp) และการแต่งกลิ่น การกระจายสินค้าด้วยวิธีแช่เย็นจะช่วยเก็บกลิ่นและวิตามินต่างๆไว้เป็นอย่างดี เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการกระจายสินค้าด้วยวิธีแช่เย็นนี้มีงบประมาณค่อนข้างสูง ทำให้ระบบบรรจุนี้ เหมาะสำหรับน้ำผลไม้ที่มีคุณค่าทางอาหารและคุณภาพที่สูงเพื่อที่จะขายได้ราคา ปริมาณการบรรจุที่นิยมใช้มีอยู่ 3 ขนาด คือ 250 มิลลิลิตร 1 ลิตร และ 2 ลิตร หรืออาจบรรจุเป็นขนาดเล็กประมาณ 180 มิลลิลิตร ข้อดีของน้ำผลไม้ที่บรรจุเย็น ดังนี้คือ 1. มีระบบการผลิตและการบรรจุที่ได้รับการพัฒนา ทำให้ต้นทุนในการลงทุนเครื่องจักรต่ำ 2. มีโอกาสคืนทุนในระยะสั้น 3. มีคุณภาพสินค้าที่ดีทำให้ได้ราคาที่สูงตาม 4. สร้างภาพพจน์ที่ดีต่อตัวสินค้าและตราสินค้า ส่วนข้อเสีย มีดังนี้คือ 1. ต้องใช้ระบบการแช่เย็นตลอดวงจรการกระจายสินค้า ทำให้มีค่าใช้จ่ายสูง 2. ต้องมีระบบการจัดส่งที่รวดเร็ว มีความถี่ในการจัดส่งสูงและจำต้องมีประสิทธิภาพในการจัดส่งดี 3.2 ระบบการบรรจุร้อน (Hot filing) การบรรจุร้อนเป็นอีกกรรมวิธีหนึ่งที่ได้รับความนิยมมานานแล้ว เนื่องจากสามารถยืดอายุขัยของน้ำผลไม้ได้ การบรรจุร้อนเป็นการบรรจุที่ได้ผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อมาแล้ว และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับน้ำผลไม้ที่มีความเป็นกรด โดยปกติกระบวนการฆ่าเชื้อจะฆ่าเชื้อด้วยวิธีพาสเจอร์ไรซ์ (Pasteurization) ที่อุณหภูมิประมาณ 92-95 ̊̊̊ C และบรรจุที่อุณหภูมิ 82 ̊̊̊ C บรรจุภัณฑ์ที่ใช้จำต้องทนความร้อนขนาดนี้ได้โดยไม่เปลี่ยนรูปทรงของบรรจุภัณฑ์ (Distort) เนื่องจากน้ำผลไม้ที่บรรจุ ณ อุณหภูมินี้จะปล่อยให้เย็นตัวลงภายในบรรจุภัณฑ์พร้อมๆกัน ด้วยการเคลื่อนผ่านอุโมงค์ที่หล่อด้วยละอองของน้ำเย็น จากนั้นบรรจุภัณฑ์จะได้รับการเป่าด้วยลมเพื่อให้แห้งแล้วจึงทำการติดฉลากและบรรจุใส่เพื่อการขนส่งต่อไป ข้อดีของน้ำผลไม้บรรจุร้อน มีดังนี้คือ 1. ต้องผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อในการยืดอายุขัยของน้ำผลไม้สามารถเก็บได้นานในอุณหภูมิห้อง 2. ไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีหรือวัสดุกันบูดเพื่อรักษาความเป็นธรรมชาติของน้ำผลไม้ 3. ตัวบรรจุภัณฑ์ไม่ต้องผ่านการฆ่าเชื้อด้วยสารเคมีใดๆ 4. ระหว่างการผลิตและการบรรจุสามารถใช้งานได้กับน้ำผลไม้หลากหลายประเภท ข้อเสียของระบบนี้ได้แก่ 1. ใช้พื้นที่มากในกระบวนการผลิตและบรรจุ 2. เหมาะกับน้ำผลไม้ที่ทนความร้อนได้โดยไม่แปลงสภาพ สิ่งที่ควรพิจารณา 1. ระบบการบรรจุร้อนทั้งระบบจะใช้พลังงานมากพอสมควร แต่ในระบบการผลิตสมัยใหม่จะสามารถนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ได้มากถึง 70-80 % 2. สามารถยืดอายุขัยได้พอสมควรพร้อมทั้งเก็บกลิ่นรสชาติได้ โดยไม่มีความแตกต่างของรสชาติอย่างเห็นได้ชัดระหว่างการบรรจุร้อนและการบรรจุแบบปลอดเชื้อ (Aseptic) ดังที่กล่าวถึงในหัวข้อต่อไป 3.3 ระบบการบรรจุแบบปลอดเชื้อ (Aseptic) คำว่าปลอดเชื้อหรือ Aseptic มีรากศัพท์จากภาษากรีกที่ว่า Septicos ซึ่งมีความหมายว่าปราศจากเชื้อที่ทำให้เน่าเสีย (Putrefactive Microorganism) ความแตกต่างของการบรรจุแบบปลอดเชื้อ คือ มีการฆ่าเชื้อในตัวสินค้าหรือน้ำผลไม้แยกออกจากตัวบรรจุภัณฑ์ที่ทำการฆ่าเชื้อในระหว่างการบรรจุและปิดผนึกตัวบรรจุภัณฑ์ ดังแสดงในรูปที่ 1 ทำการเปรียบเทียบความแตกต่างของการฆ่าเชื้อแบบทั่วๆไปกับระบบปลอดเชื้อ โดยสินค้าสำเร็จรูปที่ได้จากการบรรจุแบบปลอดเชื้อจะสามารถวางขายได้โดยไม่ต้องแช่เย็นหรือที่เรียกว่า Shelf-stabl รูปที่1 เปรียบเทียบขั้นตอนการทำงานของระบบฆ่าเชื้อทั่วไปและระบบปลอดเชื้อ วิธีการฆ่าเชื้อตัวน้ำผลไม้ของระบบปลอดเชื้อในรูปที่ 1 ใช้อักษรย่อว่า HTST นั้นเป็นวิธีการฆ่าเชื้อที่นิยมมาก โดยมีชื่อเต็มว่า ฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูงแต่ใช้เวลาสั้น (High Temperature Short Time) วิธีการฆ่าเชื้อแบบนี้เป็นการฆ่าเชื้ออย่างต่อเนื่องในขณะที่สินค้าเคลื่อนที่อยู่ (Continuous - Flow Heating ) องค์ประกอบในการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูงเวลาสั้นนี้ทำให้ลดความสูญเสียของคุณภาพสินค้าและช่วยรักษาคุณค่าทางโภชนาการของน้ำผลไม้ การฆ่าเชื้อของบรรจุภัณฑ์ในระบบปลอดเชื้อนี้ ตัวบรรจุภัณฑ์สามารถฆ่าเชื้อในระดับที่แตกต่างกันแปรตามประเภทของวัสดุบรรจุภัณฑ์ ทำให้เปิดโอกาสใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ได้หลากหลายมากขึ้น ในอดีตการฆ่าเชื้อบรรจุภัณฑ์มักใช้ไอน้ำร้อน เริ่มตั้งแต่ปี ค.ศ. 1981 ที่ทางองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาได้อนุมัติให้ใช้สารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นสารเคมีที่ใช้ฆ่าเชื้อของวัสดุ Low density polyethylene (LDPE) ที่เคลือบบนบรรจุภัณฑ์ด้านที่อยู่ติดกับตัวสินค้า หลังจากนั้นก็ได้อนุมัติใช้กับพลาสติกประเภทอื่นๆ ทำให้ระบบปลอดเชื้อนี้ได้รับการผลักดันให้นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากสามารถใช้กับวัสดุบรรจุภัณฑ์หลากหลายประเภทมากขึ้น พร้อมทั้งมีคุณค่าทางอาหารสูงและไม่จำเป็นต้องแช่เย็น ในปัจจุบัน น้ำผลไม้หรืออาหารเหลวต่างๆ แม้กระทั่งกะทิมักใช้ระบบปลอดเชื้อ การใช้กระบวนการปลอดเชื้อสำหรับอาหารที่มีความเป็นกรดสูง (acid food, pH ≤ 4.6) จะทำการฆ่าเชื้อที่ 93 -96 ̊ C และใช้เวลาเพียง 15 - 30 วินาที ส่วนอาหารที่มีความเป็นกรดต่ำ (low acid food,pH ≥ 4.6) จะฆ่าเชื้อ ที่อุณหภูมิ 138 - 150 ̊ C เป็นเวลา 1 - 30 วินาที (Ultra High Temperature,UHT) ข้อดีและข้อเสียของกระบวนการปลอดเชื้อนี้ สรุปไว้ในตารางต่อไปนี้ ตารางที่ 1 เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของกระบวนการปลอดเชื้อ ข้อดีของกระบวนการปลอดเชื้อ ข้อเสียของกระบวนการปลอดเชื้อ 1. ได้คุณภาพของอาหารสูง 1. การลงทุนสูง 2. ประสิทธิผลการส่งผ่านความร้อนสูง 2. การปฏิบัติงานฆ่าเชื้อยุ่งยากสลับซับซ้อน 3. แปรเปลี่ยนองค์ประกอบการฆ่าเชื้อได้ง่าย 3. ถ้ามีส่วนผสมหลายประเภทของผลิตภัณฑ์อาหารในบรรจุภัณฑ์เดียวกันต้องแยกกันฆ่าเชื้อ 4. ใช้กับวัสดุบรรจุภัณฑ์ได้หลายประเภท 4. ส่วนผสมอาหารที่เป็นชิ้นนั้นฆ่าเชื้อลำบาก ปัจจุบันนี้จำกัดอยู่ที่ขนาด 25มม. 5. วัสดุบรรจุภัณฑ์ไม่ต้องทนความร้อนสูง (ในกรณีใช้กับ H2O2) คุณสมบัติบรรจุภัณฑ์ที่ใช้กับระบบปลอดเชื้อ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของระบบฆ่าเชื้อทำให้วัสดุบรรจุภัณฑ์หลากหลายชนิดสามารถใช้กับระบบนี้ได้ โดยเริ่มต้นจาก LDPE ดังกล่าวแล้ว วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะแก่การบรรจุแบบปลอดเชื้อ ควรมีคุณสมบัติดังนี้ 1. วัสดุที่ใช้จะต้องไม่ทำปฏิกิริยากับสินค้าภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ พร้อมทั้งไม่มีการแยกตัวออกมาของตัวบรรจุภัณฑ์ (Migration) 2. การคงสภาพทางกายภาพ (Physical Integrity) เป็นคุณสมบัติจำเป็นมากในการรักษาสภาวะปลอดเชื้อภายในบรรจุภัณฑ์ 3. วัสดุบรรจุภัณฑ์จะต้องป้องกันการซึมผ่าน (Barrier) ของออกซิเจน ความชื้น แสง และกลิ่น เพื่อช่วยรักษาคุณภาพของสินค้า โดยปกติวัสดุที่ใช้แปรรูปเป็นบรรจุภัณฑ์จะประกอบด้วยวัสดุไม่น้อยกว่า 2 ประเภท ดังแสดงไว้ในตารางที่ 2 วัสดุแต่ละอย่างจะมีคุณสมบัติเด่นที่แตกต่างกัน เช่น บรรจุภัณฑ์ถุงในกล่อง (Bag in Box) ตัวบรรจุภัณฑ์มักจะเป็นการเคลือบชั้น (Laminate) ของ EVA (Ethylene Vinyl Acetate) ฟิล์มเม็ททาไลซ์ (Metalized Film) และ LDPE เพื่อประสานคุณสมบัติแต่ละชั้นให้ได้คุณสมบัติรวมตามต้องการของตัวบรรจุภัณฑ์และสินค้า ตัวถุงที่ใช้นั้นจำต้องเหนียว ทนการทิ่มทะลุได้ (Puncture - Resistant) และต้านการซึมผ่าน (Barrier) ท้ายที่สุดโครงสร้างขอบรรจุภัณฑ์ยังต้องสามารถปิดผนึกได้อย่างสมบูรณ์ (Hermetic Seal) ตารางที่ 2 คุณสมบัติเด่นของวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ในระบบปลอดเชื้อ วัสดุ การซึมผ่าน คุณสมบัติ ความทนทาน ออกซิเจน ความชื้น แสง การปิดผนึก เหนียว ฉีก ทิ่มทะลุ กระดาษแข็ง √ √ เปลวอะลูมิเนียม √ √ √ เม็ททาไลซ์ฟิล์ม √ √ LDPE √ √ กลับสู่เมนูหลัก
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0133/การทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์-ตอนที่-2
ตารางที่ 5.1 แสดงการแปลงหน่วยต่างๆ ของการวัดอัตราการซึมผ่านของไอน้ำมาเป็นหน่วยมาตรฐานที่สภาวะและความดันมาตรฐานเดียวกันโดยมีหน่วยปริมาตรลูกบาศก์เซนติเมตร/ตารางเซนติเมตรของพื้นที่ผิว/มิลลิเมตรของความหนา/เวลาเป็นวินาที/ความสูงของปรอทเป็นเซนติเมตร ตารางที่ 5.1 การแปลงหน่วยของอัตราการซึมผ่านของไอน้ำ หน่วย ตัวคงที่ ที่ใช้คูณ กรัม/ตร.ม./มม./24 ชม./ซม.ปรอท ซีซี/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) กรัม/ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันที่กำหนด กรัม/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) ซีซี/100 ตร.นิ้ว/มม./24 ชม./ซม.ปรอท กรัม/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันที่กำหนด ซีซี/ตร.ซม./มม./24 ชม./ซม.ปรอท กรัม/ตร.ซม./ซม./ชม./ซม.ปรอท ซีซี/ตร.ซม./ซม./วินาที/ซม.ปรอท ซีซี/ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) กรัม/ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันที่กำหนด ซีซี/100 ตร.นิ้ว/มิลล์/24 ชม./ความดันบรรยากาศ (atm) x10 x 3.8073x 10-12 x 1.4390x 10-10 5.3.2 การทดสอบกระดาษแข็งและกระดาษลูกฟูก การทดสอบอันดับแรกของบรรจุภัณฑ์กระดาษ คือ การทดสอบหาความชื้นของกระดาษตามด้วยการหาน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษ อันดับต่อไปคือ การหาเกรนหรือแนวเยื่อเส้นใยของกระดาษว่าอยู่ในแนวที่ต้องการหรือไม่เมื่อขึ้นรูปเป็นกล่อง แล้วจึงค่อยวัดขนาดมิติของกล่อง ซึ่งอาจวัดมิติเมื่อขึ้นรูปเสร็จหรือมีการแกะกล่องออกและแผ่เป็นแผ่นแนวราบ ในแง่ของการผลิตตัวกล่องกระดาษแข็งจะต้องถูกตรวจสอบความลึกและความกว้างของการทับเส้นเพื่อการขึ้นรูปกล่องได้ง่ายหรือยาก สำหรับกล่องกระดาษลูกฟูก นอกเหนือจากน้ำหนักมาตรฐานและความหนาของกระดาษที่ใช้ผลิตแผ่นกระดาษลูกฟูก การทดสอบที่นิยมมากคือ การทดสอบแรงดันทะลุซึ่งเป็นการทดสอบความแข็งแรงแบบพื้นฐาน การทดสอบที่ให้ผลแน่นอนกว่า คือ การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก (Edge Crush Test หรือ ECT) ดังแสดงในรูปที่ 5.7 และรูป (ง) ในหน้า 168 และความสามารถในการรับแรงกดในแนวราบของลอน (Flat Crush Test) ในรูปที่ 5.8 สำหรับการทดสอบความแข็งแรงตามขอบนี้สามารถใช้ในการประเมินความแข็งแรงของกล่องลูกฟูกในแง่ของความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่ง (Compression Strength) โดยใช้สูตรที่คิดค้นโดย McKee มีดังนี้ โดยที่ P = ค่าประเมินของความต้านทานรับแรงกดในแนวดิ่ง (kp) ECT = ค่าความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก (kp/cm) H = ความหนาของกระดาษลูกฟูก (มม.) Z = ความยาวของเส้นรอบรูปของกล่องลูกฟูกด้านที่รับแรงกด หมายเหตุ ค่า kp = 10 นิวตัน รูปที่ 5.7 การทดสอบความแข็งแรงตามขอบของกระดาษลูกฟูก รูปที่ 5.8 การทดสอบการรับแรงกดในแนวราบของลอนลูกฟูก 5.3.3 การทดสอบประเภทของพลาสติก สำหรับคนที่ไม่ได้อยู่ในวงการบรรจุภัณฑ์หรือวงการพลาสติก การเรียกชื่อพลาสติกประเภทต่างๆ ที่เริ่มต้นด้วยตัวพีก็ยุ่งยากพอสมควร ยิ่งถ้ามีการแยกประเภทของพลาสติกคงยุ่งยากมากขึ้นไปอีก อย่างไรก็ตาม ในหัวข้อต่อไปนี้จะพยายามอธิบายถึงวิธีการบ่งบอกพลาสติกประเภทต่างๆ อย่างง่ายๆ โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือที่สลับซับซ้อน ขั้นตอนอันดับแรกในการทดสอบ คือ การเผาหรือลนด้วยไฟ แล้วสังเกตสิ่งต่างๆ ดังนี้ 1. ลักษณะการไหม้ของพลาสติก 2. ถ้าพลาสติกนั้นจุดไฟติด สังเกตสีของเปลวไฟที่ไหม้ 3. พลาสติกที่ไหม้ติดไฟมีควันหรือไม่ 4. ถ้ามีควันให้สังเกตสีของควัน 5. ลักษณะการไหม้ของพลาสติกมีเศษหรือมีของเหลวหยดหรือไม่ 6. เมื่อดับไฟแล้ว การไหม้ยังเป็นไปอย่างต่อเนื่องหรือไม่ 7. ในขณะที่ไหม้นั้น มีกลิ่นจากการเผาไหม้หรือไม่ วิธีการบ่งบอกประเภทของพลาสติกด้วยการเผานี้ควรจะเริ่มจากการลนไฟพลาสติกที่รู้จักว่าเป็นอะไรก่อน เพื่อสังเกตลักษณะของการเผาไหม้ และทำความคุ้นเคยกับผลจากการเผาไหม้ของพลาสติกแต่ละประเภท พลาสติกบางจำพวกเช่น PVC เมื่อมีการเติมสารต่างๆ เช่น พวก Fillers, Plasticizers เป็นต้น จะทำให้ลักษณะการเผาไหม้แปรเปลี่ยนไปได้ ส่วนการดมกลิ่นที่เกิดจากการเผาไหม้ ควรจะดมหลังจากดับไฟแล้วค่อยๆ ดม รายละเอียดผลจากการลนไฟนี้สรุปอยู่ในตารางที่ 5.2 ขั้นตอนต่อไปในการทดสอบ คือ การทำให้พลาสติกละลายในสารตัวทำละลาย (Solvents) ซึ่งสารตัวทำละลายส่วนใหญ่ค่อนข้างจะเป็นอันตราย การทดสอบในขั้นตอนนี้จึงควรระวังอย่างยิ่ง ตัวอย่างพลาสติกที่ใช้อาจมีขนาดเพียง ½ x ½ นิ้ว โดยใสไว้ในขวดแก้วที่บรรจุสารตัวทำละลายไว้อย่างน้อย 12 เซนติเมตรดังรูปที่ 5.10 พลาสติกต่างชนิดกันจะละลายในสารตัวทำละลายต่างกัน ดังแสดงในตารางที่ 5.3 รูปที่ 5.10 การทดสอบประเภทของพลาสติกด้วยการใช้สารตัวทำละลาย ตารางที่ 5.2 วิธีการทดสอบหาประเภทของพลาสติกด้วยการลนไฟ ประเภทของฟิล์ม สีของเปลวไฟ ลักษณะ กลิ่นจากการไหม้ ความหนาแน่น (กรัม/ลบ.ซม.) Polyethylene ส่วนบนเป็นสีเหลือง ส่วนล่างเป็นสีฟ้า ควันสีขาว ละลายเป็นหยดคล้ายเทียน กลิ่นไหม้ของไข LDPE : 0.91-0.94 HDPE : 0.94-0.965 Polypropylene ส่วนบนเป็นสีเหลือง ส่วนล่างเป็นสีฟ้า หลอมละลายเป็นหยด กลิ่นไหม้ของไข 0.9 - 0.915 PVC สีเหลืองอมส้ม มีขอบเปลวเป็นสีเขียว แยกตัว กลิ่นคลอไรด์ 1.28 - 1.38 Polyester สีเหลือง ควันสีดำ ไม่มีการหยด ไหม้ไปเรื่อยๆ ไม่ลุกไหม้ได้ง่ายๆ 1.38 Polycarbonate สีเหลืองอมส้ม ควันสีดำ ไม่มีการหยด มีการแยกตัว ไม่ลุกไหม้ได้ง่ายๆ 1.2 Nylon สีฟ้าและปลายเปลวเป็นสีเหลือง ละลาย หยดเป็นฟอง หยดเป็นก้อนๆ คล้ายกับกาไหม้ผม 1.06 - 1.14 Polystyrene สีเหลืองส้ม เขม่าสีดำ ไม่มีการหยด นิ่มตัว กลิ่นหอม 1.04 - 1.09 กระดาษแก้ว สีเหลืองส้มอมสีเทา มีควันไหม้ได้เร็วและไหม้อย่างสมบูรณ์ คล้ายกับไหม้กระดาษ 0.48 แหล่งที่มา : Athalye, A.S. "Identification and Testing of Plastics" ตารางที่ 5.3 ประเภทของพลาสติกที่ละลายในสารตัวทำละลาย ประเภทพลาสติก สารตัวทำละลาย (Solvent) Polyethylene, Polybutene-1, p-Xylene*, Trichlorobenzene-, Decane*, Decalin* Isotactic Polypropylene Benzene, Toluene, Chloroform, Cyclohexanone, Polystyrene Tetrahydrofuran, Cyclohexzanone, Methylethhlketone, Dimethylformamide Polyvinyl Chloride Aqueous cupriammonium hydroxide*, Cellulose Aqueous zinc chloride, Aqueous calcium thiocyanate Polyamides Formic acid, Conc. Sulfuric acid, Dirmethylformamide, Mcresol แหล่งที่มา : Athalye A.S. "Identification and Testing of Plastics" ขั้นตอนสุดท้ายคือ การหาความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) ตามที่ทราบกันแล้วว่าพลาสติกแต่ละประเภทมีความหนาแน่นที่แตกต่างกัน การทดสอบดังแสดงในรูปที่ 5.11 ของเหลวที่บรรจุอยู่ในขวดเมทิลแอลกอฮอล์ (Methyl Alcohol หรือ Methanol) หรือน้ำยาซักผ้าผสมน้ำ โดยมีส่วนผสมของน้ำยาซักผ้า (1 ส่วนใน 100 ส่วนของน้ำ การทดสอบจะใช้เมทิลแอลกอฮอล์มีความถ่วงจำเพาะ 0.7917 ที่อุณหภูมิห้อง แต่ส่วนใหญ่จะใช้น้ำผสมน้ำยาซักผ้า เพราะพลาสติกส่วนใหญ่มีความถ่วงจำเพาะมากกว่า 1 การหาความถ่วงจำเพาะจะหาได้จากสูตรดังต่อไปนี้เพื่อเปรียบเทียบหาประเภทของพลาสติกในตารางที่ 5.4 ในเมทิลแอลกอฮอล์ ตารางที่ 5.4 ความถ่วงจำเพาะของพลาสติกประเภทต่างๆ พลาสติก ความถ่วงจำเพาะ Polypropylene (PP) 0.85 - 0.90 Low Density Polyethylene (LDPE) 0.91 - 0.93 High Density Polyethylene (HDPE) 0.91 - 0.96 Polystyrene 1.05 - 1.08 Nylon 1.09 - 1.14 Polyester 1.12 - 1.30 Vinyl Chloride 1.15 - 1.65 Polycarbonate 1.20 5.4 การทดสอบบรรจุภัณฑ์ การทดสอบบรรจุภัณฑ์อาจแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ การทดสอบเพื่อควบคุมคุณภาพของบรรจุภัณฑ์และการทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อการขนส่ง การทดสอบทั้ง 2 ประเภทนี้เป็นการจำลองการใช้งานจริงของบรรจุภัณฑ์มาทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการ 5.4.1 การทดสอบบรรจุภัณฑ์เพื่อควบคุมคุณภาพ (1) การทดสอบกระป๋องโลหะ โดยทั่วไปบรรจุภัณฑ์กระป๋องควรจะถูกบรรจุไม่ต่ำกว่า 90% ของความจุทั้งหมดตามมาตรฐานของ U.S. FDA มาตรฐานนี้ หมายถึงช่องว่างเหนืออาหารสุทธิ (Net HeadSpace) ของภาชนะไม่ควรมากกว่า 10% ของความสูงด้านในของกระป๋อง ในตารางที่ 5.5 เปรียบเทียบความจุของกระป๋องขนาดต่างๆ กัน โดยใช้กระป๋องขนาดเบอร์ 2 เป็นเกณฑ์มาตรฐานเปรียบเทียบ ตารางนี้ยังบอกขนาดของกระป๋องที่นิยมใช้ เช่น กระป๋องขนาดเบอร์ 2 มีขนาด 307 x 409 (นิ้ว) และกระป๋องเบอร์ 10 มีขนาด 603 x 700 (นิ้ว) เป็นต้น ตารางที่ 5.5 แสดงความจุและค่าการเปลี่ยนขนาดของกระป๋องที่นิยมใช้ในการบรรจุผักและผลไม้กระป๋อง ชื่อ ขนาด (นิ้ว) ความจุของน้ำเป็นออนซ์ที่ 20 °c เทียบเท่ากับกระป๋อง No.2 6Z 202x308 6.08 0.295 8Z Short 211x300 7.93 0.386 8Z Tall 211x304 8.68 0.422 No. 1 (Picnic) 211x400 10.94 0.532 No.211Cylinder 211x414 13.56 0.660 No. 300 300x407 15.22 0.741 No.300Cylinder 300x509 19.40 0.945 No. 1 Tall 301x411 16.70 0.813 No. 303 303x509 16.88 0.821 No.303Cylinder 301x411 21.86 1.060 No.2Vacuum 307x306 14.71 0.716 No. 2 307x409 20.55 1.000 Jumbo 307x510 25.80 1.2537 No.2Cylinder 307x512 26.40 1.284 No. 1 - ¼ 401x206 13.81 0.672 No. 2 - ½ 401x411 29.79 1.450 No.3Vacuum 404x307 23.90 1.162 No.3Cylinder 404x700 51.70 2.515 No. 5 502x510 59.10 2.8744 No. 10 603x700 109.43 5.325 แหล่งที่มา : อย. "แนวทางในการปฏิบัติตาม GMP อาหารกระป๋อง" หมายเหตุ ตารางข้างบนช่องขวาสุดเป็นการเทียบกับกระป๋อง No.2 แสดงปริมาณบรรจุเป็นกี่เท่าของกระป๋องขนาดเบอร์ 2 จุดมุ่งหมายของการทดสอบกระป๋องโลหะจะเน้นที่การหารอยรั่วของกระป๋อง ส่วนใหญ่จะเป็นบริเวณรอยปิดของฝากระป๋องกับตัวกระป๋อง ดังนั้นก่อนที่จะปิดฝากระป๋องจะต้องตรวจบริเวณปากกระป๋องให้มีความเรียบและเอียงเป็นมุมเดียวกันรอบตัวกระป๋อง เมื่อปิดฝากระป๋องแน่นหนาแล้วจึงอัดอากาศใส่กระป๋องให้ได้ความดันประมาณ 1.5 - 2.0 เท่าของความดันบรรยากาศ การทดสอบรอยรั่วจะกระทำภายใต้น้ำโดยกดกระป๋องให้จมน้ำเพื่อสังเกตฟองอากาศที่จะออกมาจากบริเวณที่มีรอยรั่ว โดยทั่วไปแล้วโรงงานผู้ผลิตกระป๋องจะเป็นผู้ที่คอยช่วยเหลือและให้คำแนะนำเกี่ยวกับการตรวจสอบตะเข็บของกระป๋องแก่ลูกค้าของตน อาจจะมีเอกสารพร้อมรูปภาพแสดงวิธีการตรวจสอบ ปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวกับการตรวจสอบมีดังต่อไปนี้ 1. ตรวจสอบตะเข็บด้วยตาเปล่า ในระหว่างการดำเนินการปิดผนึกฝากระป๋อง จำเป็นจะต้องคอยตรวจดูเป็นระยะเพื่อตรวจหาตำหนิของตะเข็บ อาทิเช่น ตะเข็บตาย (Dead Head) สันแหลม (Cut Overs) และตำหนิอื่นของตะเข็บขอคู่ ควรจะควบคุมโดยผู้ที่ได้รับการฝึกฝนจนสามารถตรวจสอบด้วยตาเปล่าได้ ควรจะมีการตรวจดูเป็นช่วงระยะเวลาที่ไม่เกิน 30 นาที โดยการสุ่มตัวอย่างจากจุดที่ทำการปิดผนึกฝาและจดบันทึกผลการสังเกตผิดปกติ เช่น ทำงานช้าเกินควร เมื่อพบจุดบกพร่องควรทำการแก้ไขโดยด่วน 2. การตรวจสอบตะเข็บโดยการฉีกหรือเลาะตะเข็บ ควรกระทำทุกๆ ช่วง 4 ชั่วโมง หลังจากเริ่มต้นการปิดผนึกฝากระป๋อง และเครื่องทำงานได้เต็มที่แล้ว ผลการตรวจสอบควรบันทึกไว้เป็นหลักฐานรวมทั้งการแก้ไข 3. การสังเกตทั่วไป ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพของตะเข็บคู่ (Double Seam) มีดังนี้ - สภาพของเครื่องดื่มปิดผนึกไม่ว่าเป็นเครื่องแบบใช้มือหรือไม่ก็ตาม - วัสดุที่ทำกระป๋อง เช่น ความหนาที่แตกต่างกันของแผ่นดีบุกที่ใช้ทำกระป๋อง - ขนาดของกระป๋อง <<ย้อนกลับการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ ตอนที่1อ่านต่อการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ ตอนที่3 >> <<กลับสู่หน้าหลัก
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0271/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ (Effect of moisture content on some physical properties of black papper) ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ศศิมา เรืองมนัสสุทธิ สุวพัชร ดอกแขมกลาง หทัยชนก วาณิชเจริญทรัพย์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำ ยี่ห้อไร่ทิพย์ พิจารณาจากปริมาณความชื้นแห้ง ที่เมล็ดพริกไทยดำได้รับในช่วง 7.11%-9.11% ทั้งหมด5ระดับ พบว่า ค่าความยาว (L) ความกว้าง (T) และความหนา (W) มีค่าอยู่ในช่วง 4.72-5.37 mm, 4.39-5.17 mm,4.38-5.11 mmตามลำดับ ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) มีค่าอยู่ในช่วง 4.49 - 5.21 mm ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าอยู่ในช่วง 0.95 - 0.97 ค่าน้ำหนัก 1000 เมล็ดของเมล็ดพริกไทยดำ (1000 seeds Mass) มีค่าอยู่ในช่วง 48.39 - 49.09 g ค่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) มีค่าอยู่ในช่วง0.17-0.20 cm2 ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density ) มีค่าอยู่ในช่วง 1.07-1.08 g/ml และค่าปริมาตรต่อเมล็ด มีค่าอยู่ในช่วง 0.03 -0.06 ml จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density ) มีค่าอยู่ในช่วง 0.29 - 0.54 g/ml และค่าความพรุน (Porosity) มีค่าอยู่ในช่วง 72.64-46.54 %และค่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มีค่าอยู่ในช่วง 9.62 - 9.50 rpm พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดพริกไทยดำ ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาทำการหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 4 ชนิดคือ แผ่นยาง แผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น 1.คำนำ พริกไทยดำมีชื่อสามัญว่า Black Piper มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่าPiper nigrum Linn วงศ์ Piperaceae เป็นเครื่องเทศที่ชาวไทยและชาวต่างชาติรู้จักและนิยมใช้ในการปรุงอาหารกันอย่างกว้างขวาง ลักษณะทั่วไป พริกไทยเป็นไม้เถาเลื้อยยืนต้น ลำต้นเป็นปล้อง มีรากฝอยตามข้อใช้ในการยึดเกาะ ใบเดี่ยว รูปรี ออกเรียงสลับตามข้อ และกิ่งปลายใบแหลม ขอบใบเรียบ คล้ายใบพลู ดอกสีขาว ออกเป็นช่อตามข้อ ช่อดอกแต่ละช่อมีดอกฝอยประมาณ 70-85 ดอกผลออกเป็นช่อทรงกระบอกกลมยาว ช่อผลเป็นสีเขียว เมื่อแก่เป็นสีเหลืองและแดงภายในมีเมล็ดกลม พริกไทยเป็นพืชที่มีถิ่นกำเนิดแถบอินเดียและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ในประเทศไทยมีพื้นที่การเพาะปลูกมากที่สุดคือจังหวัดจันทบุรี และเป็นพืช เศรษฐกิจที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งของประเทศไทยของเรา คนไทยนั้นได้รู้จักใช้พริกไทยมาประกอบเป็นอาหาร และที่สำคัญยังนำไปเข้าเครื่องยาแผนไทย และได้ทำมาเป็นยารักษาโรค พริกไทยนั้นมีรสชาติ เผ็ด ร้อน ดอกพริกไทย ใช้แก้ตาแดงเนื่องจากความดันโลหิตสูง เมล็ดพริกไทยใช้เป็นยาช่วยย่อยอาหาร ย่อยพิษตก ค้างที่ไม่สามารถย่อยได้ ใช้ขับเสมหะ แก้ท้องอืด บำรุงธาตุ แก้ลมอัมพฤกษ์ แก้ปวดท้อง ขับปัสสาวะ ขับเหงื่อ แก้มุตกิด (ระดูขาว) นอกจากนี้ ในเมล็ดพริกไทยยังมีสารสำคัญซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ มีฤทธิ์กระตุ้นประสาท และช่วยป้องกันโรคมะเร็ง ใบพริกไทยใช้แก้ลม แก้ปวดมวนท้อง แก้จุกเสียด เถาใช้แก้อุระเสมหะ แก้ลมพรรดึก แก้อติสาร (โรคลงแดง) รากพริกไทย ใช้แก้ปวดท้อง ใช้ขับลมในลำไส้ ช่วยย่อยอาหาร และแก้ลมวิงเวียน ที่สำคัญยังเป็นหนึ่งในยาที่มักนิยมนำไปเข้าเครื่องยาอายุวัฒนะด้วย วัตถุประสงค์ของการทดลอง การทดลองเพื่อศึกษาความชื้นที่มีผลต่อคุณลักษณะภายนอกของเมล็ดเนื่องจากคุณลักษณะดังกล่าวมีความสำคัญ เช่นความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับน้ำหนักเมล็ด ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญมากต่อกระบวนการผลิต เพราะหากเมล็ดมีความชื้นสูงจะส่งผลให้ผู้ผลิตกำหนดปริมาณจำนวนของเมล็ดที่ได้จากการชั่งน้ำหนักผิดพลาดเนื่องจากการที่เมล็ดมีความชื้นมากจะส่งผลให้น้ำหนักเมล็ดมีค่าสูงเช่นเดียวกัน และ ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) กับปริมาณความชื้นจากการทดลองทำให้ทราบว่าหากเมล็ดมีความชื้นมากจะส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางของเมล็ดเพิ่มขึ้นมากเช่นกันโดยจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น อาจทำให้เมล็ดมีขนาดที่ไม่เท่ากัน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า คุณลักษณะต่างๆสามารถกำหนดมาตราฐานของเมล็ดโดยความชื้นเป็นตัวกำหนดที่สำคัญ 2.วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1วัสดุ เมล็ดพริกไทยดำ"ไร่ทิพย์"เป็นเมล็ดที่มีแหล่งผลิตมาจาก 62/3 หมู่ 3 ตำบลบางใหญ่ อำเภอบางใหญ่ จังหวัดนนทบุรี 11140 บรรจุในถุงที่มีการปิดผนึกเพื่อไม่ให้เมล็ดได้รับความชื้นหรือสัมผัสกับอากาศภายนอก ซึ่งการทดลองต้องนำเมล็ดที่ได้มาคัดเพื่อเลือกเมล็ดที่มีคุณภาพและมีขนาดใกล้เคียงกัน 2.2การหาความชื้นเริ่มต้น เตรียมภาชนะ โดยใช้กระดาษฟอยล์นำมาพับ จำนวน 3ชิ้น เขียนหมายเลขกำกับแต่ละชิ้นจากนั้นนำถ้วยฟอยล์ไปชั่งน้ำหนัก แล้วจดบันทึกค่า นำเมล็ดพริกไทยดำใส่ลงในถ้วยฟอยล์แล้วนำไปชั่งน้ำหนักอีกครั้ง หาน้ำหนักพริกไทยดำ จากการ นำค่าที่ชั่งได้ในข้อ3ลบกับน้ำหนักฟอยล์เริ่มต้นแล้วบันทึกค่าจากนั้นนำถ้วยฟอยล์ที่ใส่พริกไทยดำทั้ง3ถ้วยเข้าตู้อบ โดยใช้อุณหภูมิ 105องศาเซลเซียสโดยใช้เวลาในการอบ 150 นาที แล้วหาน้ำหนักมวลน้ำในเมล็ดพริกไทยดำ โดยการ นำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการอบมาชั่งน้ำหนัก แล้วบันทึกค่า หลังจากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำไปอบอีกครั้งเป็นเวลา 30 นาทีเพื่อนำมาหาน้ำหนักคงที่ของน้ำอีกครั้ง จากการนำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการอบครั้งที่2มาชั่งน้ำหนักอีกครั้ง แล้วบันทึกค่าแล้วนำค่าที่ได้มาคำนวณหาค่าความชื้นฐานแห้ง (%) 2.3..การปรับความชื้น เตรียมถุงพลาสติก จำนวน4ถุง สำหรับความชื้น4ระดับ และเมล็ดพริกไทยดำ 4ชุดโดยในแต่ละชุดแบ่งเป็น3กอง กองละ1000เมล็ดพร้อมกับนำถุงพลาสติกไปชั่งน้ำหนัก แล้วบันทึกค่าจากนั้นนำเมล็ดพริกไทยแต่ละกองไปชั่งน้ำหนักแล้วบันทึกค่า จากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำ กองที่1 มาใส่ถุง เพื่อปรับความชื้นโดยหาปริมาณน้ำที่ต้องเติมได้จากสูตร เมื่อ A คือ น้ำหนักเมล็ด B คือ ความชื้นของเมล็ดหลังเติมน้ำ C คือ ความชื้นของเมล็ดก่อนเติมน้ำ นำเมล็ดพริกไทยที่ปรับความชื้นแล้วไปปิดผนึก จากนั้นทำการปรับค่าความชื้นเดิมโดยใน1ถุงใหญ่ จะทำการปรับความชื้นในระดับเดียวกัน 3ครั้ง (เมล็ดพริกไทยดำ3กอง) 2.4..ขนาด.. (Size) ใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ในการวัดเพื่อหาขนาดของเมล็ดพริกไทยดำเพื่อหาค่า Dimension (ความยาว (L) ความกว้าง (W) และความหนา (T) ) โดย วัดจำนวน 100 เมล็ด 2.5.เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต . (Geometric Mean..Diameter,GMD) คำนวณได้จากการนำค่า L,W,T ที่ได้จากการวัดขนาดของเมล็ดพริกไทยดำ จำนวน 100 เมล็ด แทนลงในสูตร 2.6.น้ำหนัก.100.เมล็ด.. (100..seeds..Mass) นำเมล็ดพริกไทยดำที่ผ่านการคัดมาจำนวน 100 เมล็ด แล้วนำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 กรัม โดยแต่ละความชื้นต้องนำไปชั่งจำนวน 3 ครั้งเพื่อคำนวณหาค่าเฉลี่ย 2.7.พื้นที่ภาพฉาย.. (Projected..area) พื้นที่ภาพฉาย (projected area) หมายถึง พื้นที่ (area) ที่ได้จากการฉายภาพวัสดุลงบนแผ่นระนาบ ทำได้โดยการถ่ายภาพเมล็ดพริกไทยดำจำนวน 50 เมล็ดทุกๆความชื้นพร้อมสเกลที่ทราบพื้นที่ในการทดลองใช้พื้นที่1cm² เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบสัดส่วน โดยใช้โปรแกรม Adobe Photoshop Cs3 Extended ในการวิเคราะห์หาจำนวน pixel ของภาพ แล้วหาพื้นที่ภายฉาย จากสูตร 2.8 ความหนาแน่นรวม (Bul density , ρb) ความหนาแน่นรวม (bulk density ) เป็นสมบัติทางกายภาพ (physical properties) ของวัสดุ หมายถึง ความหนาแน่น (density ) ของวัสดุปริมาณมวล (bulk material) ทำการทดลองโดยกราเตรียมภาชนะทรงกระบอกที่ทราบปริมาตร และปรับระดับกรวยให้มีความสูงห่างจากแก้ว 25cm นำเมล็ดพริกไทยดำแต่ละความชื้นมากรอกใส่กรวย จากนั้นน้ำไม้บรรทัดมากดตรงกลางเพื่อนเกลี่ยเมล็ดที่เหนือขอบปากแก้วออก ความหนาแน่นรวมหาได้จากสูตร เมื่อ..Mb คือ..น้ำหนักรวม-น้ำหนักภาชนะ (g) Vb คือ..ปริมาตรภาชนะ (ml) 2.9 ความหนาแน่นเนื้อ (True density ) และปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ความหนาแน่นเนื้อ (solid density ) อาจเรียกว่า ture density หรือ absolute density หมายถึง ความหนาแน่น (density ) ของเนื้อวัสดุล้วนๆ ไม่รวมรูพรุน (pore) ในเนื้อวัสดุ หรือช่องว่างระหว่างชิ้นวัสดุ หากรวมช่องว่างระหว่างวัสดุ จะเป็นความหนาแน่นรวม (bulk density ) วิธีการหาความหนาแน่นเนื้อ นำ Pychometer ขนาด 75 ml. ไปชั่งน้ำหนักและบันทึกค่า เติม เฮกเซน ลงใน Pychometer จนเต็ม นำไปชั่งน้ำหนักจากนั้นเทออก แล้วนำค่าที่ได้ไปคำนวณหาค่า ความหนาแน่นของเฮกเซน จากนั้นนำเมล็ดพริกไทยดำจำนวน 150 เมล็ดใส่ลงในขวด Pychometer แล้วนำไปชั่งน้ำหนักจดค่าที่ได้ เติมเฮกเซนลงไป นำไปชั่งน้ำหนักเพื่อหาค่า ความหนาแน่นของเมล็ดพริกไทยดำ หาความหนาแน่นเนื้อจากสมการ เมื่อ..MS คือ น้ำหนักรวมของเมล็ด (g) V คือ ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (ml) 2.10.ความพรุน.. (Porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่เป็นอัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นเนื้อต่อความหนาแน่นรวม ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.11.ความเร็วสุดท้าย.. (Terminal..Velocity) ความเร็วสุดท้าย (terminal velocity) เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ทางอากาศพลศาสตร์ (Aro dynamics) การทดลองโดย การนำเมล็ดในแต่ละความชื้นมาใส่ในท่อ อะคริลิคแล้วปรับหาความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดพริกไทยดำลอยนิ่งในอากาศ จดบันทึกค่าความเร็วมอเตอร์ และอุณหภูมิ 2.12ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static..coefficient..of..friction) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตคือค่าที่สามารถวัดได้จากการสุ่มเมล็ด มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนเครื่องวัดมุมเอียงจากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านใดด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ด ทั้ง 3 พื้นผิว ในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต รูปที่ 1 การวัดสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ตารางที่ 1สมบัติทางกายภาพของเมล็ดพริกไทยดำที่ความชื้น7.11 % (w.b.) 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ รูปที่.2..ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อมีค่าความชื้นสูงขึ้นสามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดมีค่าความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้นทั้งด้าน ความกว้าง ความยาวและความหนา จึงส่งผลให้ค่าเส้นผ่านสูญกลางมีค่ามากขึ้นเช่นกัน ซึ่งตรงกับการทดลองของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) , safflower (Baumleret al.,2006) และ caper seed (Dursun and Dursun ,2005) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความเป็นทรงกลม จากกราฟความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดพริกไทยดำจะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดพริกไทยดำใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GDM) มีค่าเพิ่มขึ้น ซึ่งตรงกับผลการวิจัยของ sunflower ( Gupta and Das ,1997) , Hemp seed (Sacilik et al. (2003) , safflower (Baumler et al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.4.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับพื้นที่ภาพฉาย จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ของเมล็ดพริกไทยดำมีแนวโน้ม จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มมากขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ค่าพื้นที่ภาพฉายที่ได้มีค่ามากขึ้น ซึ่งตรงกับผลการวิจัยของ sunflower ( Gupta and Das ,1997) ,Hemp seed (Sacilik et al. (2003) , safflower (Baumler et al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.5 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับน้ำหนัก.1000.เมล็ด จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าน้ำหนัก 1000 เมล็ด ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่าเมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดมีน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของ ถั่วเขียว[Vigna.radiata. (L.) ...Wilczek..,safflower (Baumleret al.,2006) ,niger (W.KSolomon, A.D. Zewdu2009) ,Green wheat รูปที่.6.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความหนาแน่นรวม จากกราฟความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นรวม (Bulk density ) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะลดลง เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เมล็ดพริกไทยดำมีขนาดที่ใหญ่ขึ้น จึงมีมวลความจุลดลง จากความสัมพันธ์ D=M/V เมื่อมวลลดลงจะส่งผลให้ความหนาแน่นรวมลดลง ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยของ ข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) ,safflower (Baumleret al.,2006) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.7.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นเนื้อ ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อเมล็ดพริกไทยดำได้รับความชื้น จะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดพริกไทยดำเพิ่มขึ้น ทำให้เมล็ดมีปริมาตรเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน ซึ่งสอดคล้องกับผลการวิจัยของ Green wheat และ sweet corn seed รูปที่.8.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับปริมาตรต่อเมล็ด จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นแปรผันตรง สามารถอธิบายได้ว่า เมล็ดพริกไทยดำมีขนาดและน้ำหนักเพิ่มขึ้นจึงทำให้ปริมาตรต่อเมล็ดเพิ่มขึ้น ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัย ของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.9.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความพรุนกับปริมาณความชื้น จากกราฟพบว่าเมื่อมีค่าความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ค่าความพรุนลดลง สามารถอธิบายได้ว่า เมื่อมีความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ค่าความหนาแน่น รวมลดลง และค่าความพรุนจะหาได้จากสูตร ซึ่งเมื่อค่าความหนาแน่นรวมลดลงจะส่งผลให้ค่าความพรุนลดลงเช่นกัน ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013) ,niger ( W.K. Solomon,..A.D.Zewdu2009) รูปที่.10.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับความเร็วสุดท้าย จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัย ของข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) , ถั่วลิสง (C. Aydin,2006) , sunflower seeds,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) รูปที่.11.ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความชื้นกับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) ของเมล็ดพริกไทยดำ จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งจากเปรียบเทียบเส้นกราฟพบว่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ของ ยางมีค่ามากที่สุด และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ของไม้มีค่าน้อยที่สุด ซึ่งสอดคล้อง กับผลการวิจัยของ ข้าวบาร์เลย์ (C.A. Sologubik May 2013,) ,niger ( W.K. Solomon, A.D. Zewdu2009) 4.สรุปผลการทดลอง จากการทดลองพบว่าค่าความยาว ความหนา และความกว้าง มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรง กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (GMD) , ความเป็นทรงกลม (Sphericity) .น้ำหนัก1000เมล็ด (1000 seeds mass ) ,พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) ,ความหนาแน่นเนื้อ ( True density ) และปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed) นอกจากนี้จากการทดลองพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (µ) มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น โดยพื้นผิวยาง มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงที่สุด ตามด้วยพื้นผิวอะลูมิเนียมและพื้นผิวไม้ตามลำดับแต่ในทางกลับกันจากการทดลองพบว่าความหนาแน่นรวม ( Bulk density ) ,เปอร์เซ็นต์ความพรุน (Porosity) .ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มี มีค่าลดลงเมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น อ้างอิง [ออนไลน์]..ปรากฏ:https://sites.google.com/site/krunoinetwork/phrik -thiyda-phrik-thiy-khaw http://www.phtnet.org/download/phtic- seminar/508.pdf คณะเภสัชศาสตร์มหาวิทยาลัยขอนแก่น"สารพิเพอรีน" (Piperine) ในเมล็ดพริกไทยดำ"อ้างใน http://www.thaihealth.or.th/healthcontent/ healthtips/21426 Amin, M. N., Hossain, M. A., & Roy, K. c. (2004) . Effect of moisture content on some physical properties of lentil seeds. Journal of Food Engineering, 65, 83-87. Moisture-dependent physical properties of niger Industrial Crops and Products, Volume 29, Issue 1, January 2009, Pages 165-170 W.K. Solomon, A.D. Zewdu Physical properties of sunflower -seeds. Journal of Agricultural Engineering Research, 66, 1-8. Sacilik, K., ÖztuÜrk, R., & Keskin, R. (2003) . Some physical -properties of hemp seed. Biosystems Engineering, 86 (2) , 191-198................................... BaÜmler, E., Cuniberti, A., Nolasco, S. M., & Riccobene, I. C. (2006) .Moisture dependent physical and compression properties of safflower seed. Journal of Food Engineering, 73, -134-140. Industrial Crops and Products, Volume 43, May 2013,.Pages762-767 C.A. Sologubik, L.A. Campañone, A.M. Pagano, M.C. Gely
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0258/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก ( Effect of moisture content on some physical properties of sunflower seed and kernel ) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง เกียรติศักดิ์ งามวิริยะประเสริฐ ณฐกฤช จารุวัฒนาสกุล ณัฐกิตติ์ กิติวงค์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาเกี่ยวกับสมบัติด้านต่างๆ ของเมล็ดทานตะวันเมื่อความชื้นมีค่าเปลี่ยนไป โดยเมื่อทำการวัดค่าโดยรวม เมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกจะมีค่าเฉลี่ยของ ความยาว,ความกว้าง,ความหนา,ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิต,ความเป็นทรงกลม,ความหนาแน่นเนื้อ,ความหนาแน่นรวม,ความพรุน รวมทั้ง พื้นที่ภาพฉาย,ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด,สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของผิวไม้ อะลูมิเนียม ยาง และ ความเร็วสุดท้ายที่ความชื้นเริ่มต้น (1.15% wb.) คือ 13.41 mm,5.59 mm,2.37 mm,5.6 mm,0.41,1.177 g/cm3,0.602 g/cm3, 48.88%,0.535cm2,1.575cm3,0.6751 ,0.6236 ,0.8557, 8.27 m/s ตามลำดับและพบว่าเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือกจะมีค่าเฉลี่ยของค่าความยาว,ความกว้าง,ความหนา,ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิต , ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ,ความหนาแน่นรวม ความพรุน รวมทั้ง พื้นที่ภาพฉาย,ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของ ผิวไม้ อะลูมิเนียม ยาง และ ความเร็วสุดท้ายที่ความชื้นเริ่มต้น (2.25% wb.) คือ 20.39mm,9.41mm, 4.65mm, 9.6mm, 0.474 ,1.575 g/cm3, 0.296g/cm3 , 81.21 %, 1.41cm2,0.073 cm3, 0.625,0.5820.845 ,7.33 m/s ตามลำดับ และทำการเพิ่มความชื้นในระดับต่างๆ ( 4.15 -15.25 % wb. ) ซึ่งจากผลการทดลองพบว่า ความชื้นมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติต่างๆที่ได้กล่าวมาโดยมีลักษณะความสัมพันธ์กันเป็นเชิงเส้น โดยจะแปรผันตรงซึ่งกัน เว้นแต่ ความหนาแน่นรวมจะมีลักษณะที่แปรผกผันกับความชื้น 1.บทนำ ทานตะวัน (sunflower) มีชื่อวิทยาศาสตร์Helianthus annuus L.เป็นพืชน้ำมันที่สำคัญชนิดหนึ่งของโลก นิยมปลูกกันมากในเขตอบอุ่น ทานตะวันมีการปลูกเพื่อใช้บริโภคโดยตรง และใช้สกัดเป็นน้ำมัน เมล็ดทานตะวันมีน้ำมันในเมล็ดอยู่ประมาณ 40% ซึ่งเป็นน้ำมันที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูง เนื่องจากมีกรดไขมันไม่อิ่มตัวสูงถึง 88%ซึ่งถือว่าสูงเมื่อเปรียบเทียบกับพืชน้ำมันชนิดอื่น (เสาวรี บำรุง, 2550) ทั้งนี้ยังประกอบไปด้วย โปรตีน ธาตุเหล็ก แคลเซียมฟอสฟอรัส วิตามินเอ ดี อี และเค โดยเฉพาะวิตามินอีที่มีอยู่ในปริมาณสูงในเมล็ดทานตะวันนั้นมีคุณค่าทางโภชนาการสูง คือช่วยบำรุงผิวหนังให้เต่งตึงดูอ่อนวัย ชะลอความแก่ของผิวหนัง ลดการอักเสบ ป้องกันการเกิดการแข็งตัวของเลือด ป้องกันโรคมะเร็ง และโรคหัวใจ ป้องกันการเกิดต้อกระจก สามารถนำไปทำ Lecthinเพื่อใช้ในทางการแพทย์เพื่อช่วยลดไขมันในเส้นเลือด (Cholesterol) เป็นต้น นอกจากนี้กากที่ได้หลังจากการสกัดน้ำมันแล้วสามารถนำไปใช้เป็นอาหารสัตว์ได้เป็นอย่างดีเนื่องจาก มีโปรตีนสูงและย่อยง่าย ในทางด้านอุตสาหกรรม ทานตะวันยังถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ครีมเทียม เนยเทียม เครื่องสำอางน้ำมันชักเงา น้ำมันหล่อลื่น การทำสบู่ อุตสาหกรรมฟอกสีและทำสี และยังสามารถนำมาผลิตเป็นไบโอดีเซลได้อีกด้วย ดังนั้นทางคณะผู้วิจัยจึงได้ทำการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวัน และศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นกับคุณสมบัติที่เปลี่ยนไปของ เมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือก และไม่กะเทาะเปลือก เช่น ความยาว ความกว้าง ความหนา มวลรวม100 เมล็ด ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราคณิต ความเป็นทรงกลม พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ ความพรุน ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ และความเร็วสุดท้าย เพื่อเป็นข้อมูลที่มีประโยชน์ ที่จะใช้ในศึกษาและในการพัฒนาการออกแบบเครื่องจักรกลในทางอุตสาหกรรมต่อไป สัญลักษณ์เฉพาะ (Nomenclature) Mc = ความชื้นฐานเปียก (moisture content, % w.b.) ρb = ความหนาแน่นรวม (Bulk density , g/cm3) Dg = เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (mm.) ρs = ความหนาแน่นเนื้อ (true density , g/cm3) a= ความยาวของเมล็ดทานตะวัน (mm.) Sp = ความเป็นทรงกลม (Sphericity) b = ความกว้างของเมล็ดทานตะวัน (mm.) Pr = ความพรุน (porosity, %) c= ความหนาของเมล็ดทานตะวัน (mm.) M = น้ำหนักของเฮกเซน (g) W = น้ำหนักเมล็ดทานตะวัน 50 เมล็ด (g) VS = ปริมาตรเมล็ด (volume of seed, cm3) P = พื้นที่ภาพฉาย (projected area, cm2) V = ปริมาตรของภาชนะบรรจุ (cm3) Ma = น้ำหนักเมล็ดทานตะวันก่อนอบ (g) Ar= มุมเอียง (angle of repose, degree) Mb = น้ำหนักเมล็ดทานตะวันหลังอบ (g) ρ = ความหนาแน่นของเฮกเซน (g/cm3) µ = สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (coefficient of friction) Ms = มวลรวมของ 100 เมล็ด (g) Vt = ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity m/s ) 2. วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1 การเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดทานตะวันที่ใช้ในทดลองเป็นเมล็ดทานตะวันที่ใช้ในการบริโภค และยังไม่กะเทาะเปลือกซึ่งได้หาซื้อจากตลาดนัดสุวรรณภูมิ เขตลาดกระบัง กรุงเทพมหานครซึ่งเก็บไว้ในถุงสุญญากาศ จำนวน 2 ถุง ถุงละ 1000 g ทำการกะเทาะเปลือกเมล็ดให้ได้อย่างน้อย 1000 g ผนึกถุงเก็บไว้ในที่แห้ง เพื่อป้องกันเมล็ดเสียหายทำการคัดเลือกเมล็ดทานตะวันด้วยมืออีกครั้ง ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก จากนั้นทำการหาปริมาณความชื้นเริ่มต้น โดยสุ่มเลือกเมล็ดประมาณ 5 g ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก นำไปอบในตู้อบ อุณหภูมิ 105 °C นาน 2 ชั่วโมง หาความชื้นเริ่มต้นจากสมการ หลังจากนั้นทำการปรับระดับความชื้นของเมล็ดเพิ่มอีก4 ระดับ โดยอิงค่าความชื้นเริ่มต้นเป็นเกณฑ์ ปรับความชื้น เพิ่ม ขึ้น 3,6,9,12 % ตามลำดับ คำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องเติมลงไปจากสมการที่ (1) เติมน้ำที่คำนวณได้ลงไปผสมกับเมล็ดในถุงให้ทั่วถึง จากนั้นทำการผนึกถุง นำไปเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 5 °C เป็นเวลา 7 วันโดยต้องทำการเขย่าถุงให้เมล็ดผสมกับน้ำให้ทั่วทุกๆวัน ก่อนจะนำเมล็ดมาวัดหาค่าคุณสมบัติต่างๆให้นำเมล็ดออกมาจากตู้เย็นวางทิ้งไว้ 10 นาทีเพื่อปรับอุณหภูมิให้เท่ากับอุณหภูมิห้อง 2.2 วิธีการทดลอง 2.2.1 มวลรวม100 เมล็ด ( 100 Mass ) นำเมล็ดทานตะวันที่เตรียมไว้ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก ทำการสุ่ม เลือกเมล็ดความชื้นละ 100 เมล็ด ชั่งน้ำหนักโดยชั่งด้วยเครื่องชั่งดิจิตอลที่มีความละเอียด 0.01 g ทำการทดลองซ้ำความชื้นละ 3 ครั้ง และหาค่าเฉลี่ย 2.2.2 ขนาด (size) ใช้เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ วัดขนาดเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก ทั้งความยาว (a) ความกว้าง (b) และความหนา (c) ความชื้นละ 100 เมล็ด ทุกระดับความชื้น บันทึกผล รูปที่ 1การวัดขนาดโดยใช้เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ 2.2.3 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) นำข้อมูลที่ได้จากการวัดขนาดในแต่ละระดับความชื้นมาหาค่าเฉลี่ยและนำไปคำนวณหาเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตจากสมการ 2.2.4 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) สามารถหาค่าความเป็นทรงกลมได้จากสมการดังนี้ 2.2.5 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) ทำการสุ่มเลือกเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือกมาความชื้นละ 50 เมล็ด นำมาเรียงบนกระดาษสีขาว ถ่ายภาพด้วยกล้องถ่ายภาพ จากนั้นนำไปเปรียบเทียบกับช่องสี่เหลี่ยมขนาด 1cm2โดยใช้โปรแกรม Adobe Photoshop CS5.1 จะได้พื้นที่เมล็ดเป็น pixcelจากนั้นทำการเทียบบัญญัติไตรยางศ์ เพื่อหาพื้นที่เมล็ดในหน่วย cm2 รูปที่ 2การหาพื้นที่ภาพฉาย 2.2.6 ความหนาแน่นรวม (bulk density ) เทเมล็ดทานตะวันผ่านกรวยที่มีความสูงห่างจากภาชนะ 15 cm.ทำการเกลี่ยเมล็ดโดยใช้ไม้บรรทัดโดยให้เกลี่ยเมล็ดพอดีกับปากภาชนะชั่งน้ำหนักของเมล็ดและคำนวณหาค่าความหนาแน่นรวมจากสมการ 2.2.7 ความหนาแน่นเนื้อ (true density ) คำนวณหาความหนาแน่นของเฮกเซน โดยนำขวด Pychonometerชั่งน้ำหนักเติมเฮกเซนจนเต็มปิดฝาชั่งน้ำหนักแล้วคำนวณหาความหนาแน่นจากสมการ จากนั้นนำเมล็ดทานตะวันที่กะเทาะเปลือกแล้วจำนวน50เมล็ดชั่งน้ำหนักและหาปริมาตรของเมล็ด โดยนำไปใส่ในขวด Phychonometerที่เติมเฮกเซนไว้แล้ว ปิดฝาแล้วนำไปชั่งอีกครั้ง จะสามารถหาปริมาตรของเมล็ดได้ โดยปริมาตรของเมล็ดที่ถูกแทนที่เท่ากับปริมาตรของเฮกเซนที่แทนที่ด้วยเมล็ดทานตะวัน หาความหนาแน่นเนื้อ จาก สมการ สำหรับการหาค่าความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือก ทำได้โดยชั่งเมล็ด บนเครื่องชั่งดิจิตอลที่มีค่าความละเอียดที่ 0.0001 g ใส่เฮกเซนลงในบีกเกอร์นำไปบีกเกอร์ ไปชั่งน้ำหนักจากนั้นใช้เข็มจิ้มลงเมล็ด และนำไปจุ่มลงในสารที่อยู่ในบีกเกอร์บนเครื่องชั่งดิจิตอลแล้วบันทึกค่าที่อ่านได้และหาปริมาตรของเมล็ดจากสมการ และคำนวณหาความหนาแน่นเนื้อจากสมการ 2.2.8 ความพรุน (porosity) ค่าความพรุนสามารถหาได้จากสมการความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเนื้อกับความหนาแน่นรวม ดังนี้ 2.2.9 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (coefficient of friction) นำเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก อย่างละ 10 เมล็ดมาหาค่ามุมเอียง โดยวางนำเมล็ดไปวางไว้บนพื้นไม้เอียง ค่อยๆยกพื้นเอียงให้สูงขึ้น จนเมล็ดเริ่มไถลลงทำการทดลองทุกความชื้นและเปลี่ยนพื้นเอียงเป็น พื้นยาง และอลูมิเนียม ตามลำดับ หาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์จากสมการ รูปที่ 3แสดงการวัดค่ามุมเอียง 2.2.10 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) หาความเร็วสุดท้ายของเมล็ดทานตะวันโดยนำเมล็ดจำนวน 10 เมล็ด ชั่งมวล บันทึกผลแล้ววางบนตะแกรงบนชุดศึกษาสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ค่อยๆ ปรับความเร็วลมเพิ่มทีละน้อยจนเมล็ดลอยพ้นตะแกรงแต่ไม่หลุดออกจากท่อแล้วนำมาหาค่าความเร็วสุดท้าย 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ จากการทดลองผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือก ซึ่งเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกมีค่าความชื้นอยู่ในช่วง 1.15 - 13.15 % wb. และเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือก มีค่าความชื้นอยู่ ในช่วง 2.25 -14.25 % wb. ซึ่งได้ผลการทดลองดังตารางที่ 1 ซึ่งจะแสดงคุณสมบัติทางกายภาพ จำนวนครั้งที่ทำการทดลองซ้ำ ค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด และค่าเฉลี่ยโดยจะแสดงคุณสมบัติต่างๆต่อค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกคือ1.15%wb. และเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือกคือ 2.25 % wb. ตารางที่ 1คุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันแบบกะเทาะเปลือกค่าความชื้น 1.15 % wb. และเมล็ดทานตะวันแบบไม่กะเทาะเปลือกค่าความชื้น 2.25 % wb. 3.ผลการทดลองและวิจารณ์ผลการทดลอง 3.1 มวลรวม100 เมล็ด รูปที่ 4ความสัมพันธ์ระหว่างมวลรวมและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้นค่ามวลรวม 100 เมล็ดมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากเมล็ดนั้นได้รับปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นเมล็ดมีการดูดซึมน้ำเข้าไป ทำให้เมล็ดเกิดการพองตัวและมีขนาดใหญ่ขึ้นจึงส่งผลให้มีมวลรวมที่เพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : M = 0.409 Mc + 16.384 (R² = 0.8759) Kernel : M = 0.1243 Mc + 8.525 ( R² = 0.8818 ) 3.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราขาคณิต (GMD) รูปที่ 5ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากขนาดเมล็ดนั้นมีการดูดซึมน้ำเข้าไปส่งผลให้มีความยาว ความกว้าง ความหนาที่เพิ่มขึ้น จึงส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตเพิ่มขึ้นตามไปด้วยด้วย ซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) sunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : Dg = 0.0193Mc + 9.5965 ( R² = 0.8825 ) Kernel : Dg = 0.005Mc + 5.5883 ( R² = 0.7705 ) 3.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) รูปที่ 6ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลมและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น ค่าความเป็นทรงกลมมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากเมล็ดนั้นมีขนาดขยายใหญ่ขึ้น ส่งผลให้เมล็ดมีความเป็นทรงกลมเพิ่มมากขึ้นด้วย ซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) moth gram (P.M. Nimkar; Dipali S. Mandwe; Renu M. Dudhe,2005) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :ϕ = 0.0003Mc + 0.4721 (R² = 0.8848) Kernel :ϕ = 0.0001Mc + 0.4198 (R² = 0.8475) 3.4 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) รูปที่ 7ความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ภาพฉายและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มมากขึ้น เมล็ดมีการดูดซึมน้ำเข้าไป จะส่งผลให้เมล็ดขยายตัวเพิ่มขึ้นซึ่งส่งผลพื้นที่ภาพฉายมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น ซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) sunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : P = 0.0081Mc + 1.3971 (R² = 0.8985) Kernel : P = 0.0005Mc + 0.5317 (R² = 0.8904) 3.5 ความหนาแน่นรวม (bulk density ) รูปที่ 8ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นรวมและความชื้น เมื่อค่าความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้น ความหนาแน่นรวมมีแนวโน้มลดลงเป็นเชิงเส้น ทั้งแบบกะเทาะเปลือกและไม่กะเทาะเปลือก เนื่องจาก เมื่อเมล็ดได้รับน้ำเข้าไปเมล็ดจะขยายตัวออกทำให้มีปริมาตรที่เพิ่มขึ้น แต่มีมวลเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเนื่องจากภายในเมล็ดนั้นประกอบด้วยไขมันอยู่มาก ซึ่งไขมันจะไม่รวมตัวกับน้ำ ทำให้มวลเมล็ดเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย และเมื่อบรรจุลงภายในภาชนะ ทำให้เกิดช่องว่างภายในภาชนะมากขึ้น จึงทำให้บรรจุเมล็ดได้น้อยลง ทำให้น้ำหนักรวมเมล็ดลดลง ส่งผลให้ค่าความหนาแน่นรวมมีค่าลดลง โดยความหนาแน่นรวมของเมล็ดที่กะเทาะเปลือกจะมีค่ามากกว่าเพราะเมล็ดมีขนาดเล็ก เมื่อบรรจุในภาชนะจะสามารถบรรจุได้มากกว่าน้ำหนักรวมจึงมากกว่าทำให้ความหนานแน่นรวมมากกว่าเมล็ดที่ยังไม่กะเทาะเปลือกซึ่งคล้ายกับงานวิจัย hemp seed (Sacilik et al., 2003) moth gram (P.M. Nimkar; Dipali S. Mandwe; Renu M. Dudhe,2005) มีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :ρb = -0.0056Mc + 0.3064 (R² = 0.927) Kernel :ρb = -0.0066Mc + 0.5968 (R² = 0.8904) 3.6 ความหนาแน่นเนื้อ (True density ) รูปที่ 9ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเนื้อและความชื้น เมื่อค่าความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้น ความหนานแน่นเนื้อของเมล็ดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากเมล็ดมีเกิดการพองตัว โมเลกุลของน้ำเข้าไปอุดรูพรุนในเมล็ด ส่งผลให้น้ำหนักเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ความหนาแน่นรวมของเมล็ดมีค่าเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยhemp seed (Saciliket al,2003) sunflower seed (R.K.Gupta;S.K .Das,1996) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :ρs = 0.01Mc + 1.4296 (R² = 0.6515) Kernel :ρs = 0.001 Mc + 1.179 (R² = 0.7312) 3.7 ความพรุน (Porosity) รูปที่ 10ความสัมพันธ์ระหว่างความพรุนและความชื้น เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้น ค่าความพรุนของเมล็ดจะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น โดยที่เมล็ดทานตะวันที่ไม่กะเทาะเปลือกมีความพรุนที่สูงกว่าเมล็ดทานตะวันกะเทาะเปลือกเนื่องจาก ภายในเมล็ดทานตะวันกะเทาะเปลือกนั้นมีช่องว่างของรูพรุนระหว่างเมล็ด กับเปลือกอยู่มากกว่า ส่งผลให้ค่าความพรุนมีค่ามากซึ่งมีลักษณะคล้ายกับงานวิจัยsunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งจะมีความสัมพันธ์กันดังสมการ Seed :ε= 0.4472Mc + 79.56 (R² = 0.8677) Kernel :ε = 0.5961Mc + 49.386 (R² = 0.8836) 3.8 ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ( Volume per seed ) รูปที่ 11ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดและความชื้น เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้น ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น เนื่องจากเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น เมล็ดมีการดูดซึมน้ำเข้าไป เมล็ดจะเกิดการขยายตัวออก ทำให้มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นทำให้ปริมาตรก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วยซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed : V= 0.447Mc + 79.56 (R² = 0.8677) Kernel : V = 0.0023Mc + 0.0664 (R² = 0.9089) 3.10 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (coefficient of friction) ตารางที่ 2แสดงสมการความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์กับความชื้นและค่า R2 รูปที่ 12ความสัมพันธ์ระหว่างสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดทานตะวันไม่กะเทาะเปลือกและความชื้น ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดทานตะวันทั้ง 2 แบบมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้น ซึ่งสัมพันธ์กับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น ซึ่งพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ ระหว่างเมล็ดกับ พื้นยาง จะมีค่ามากที่สุด รองลงมาคือ พื้นไม้ และ อะลูมิเนียม ตามลำดับซึ่งแสดงว่า เมล็ดนั้นทนการไหลต่อพื้นยางได้มากกว่าและพื้นอะลูมิเนียมมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานน้อยนั้น คือเมล็ดสามารถไหลได้ดีในพื้นอะลูมิเนียม ซึ่งสามารถนำข้อมูลนี้ไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบเครื่องจักรกลต่อไปได้ 3.11 ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity) รูปที่ 14ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วสุดท้ายและความชื้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นความเร็วสุดท้ายมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเนื่องจากเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น มวลเมล็ด ค่าความเป็นทรงกลม พื้นที่ภาพฉาย มีค่าเพิ่มขึ้น ต้องใช้ลมที่มากขึ้นเพื่อให้เมล็ดลอยขึ้นสูง ส่งผลให้ค่าความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นด้วยเป็นเชิงเส้นซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบเครื่องจักรในการคัดเลือกเมล็ด ซึ่งคล้ายกับงานวิจัยsunflower seed ( R.K.Gupta;S.K .Das,1996 ) ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ Seed :Vt = 0.015Mc + 7.3643 (R² = 0.6273) Kernel :Vt = 0.0187Mc + 8.4445 (R² = 0.7786) 4. สรุปผลการทดลอง 4.1 ความยาว ความกว้าง ความหนา ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเชิงเรขาคณิต และความเป็นทรงกลม ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.2 มวลรวม100 เมล็ด ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.3 พื้นที่ภาพฉาย ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.4 ความหนาแน่นรวม ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผกผัน 4.5 ความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.6 ความพรุน ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.7 ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรง 4.8 สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของเมล็ดทานตะวันทั้งแบบกะเทาะเปลือกและแบบไม่กะเทาะเปลือกมีความสัมพันธ์เป็นเชิงเส้นกับความชื้นที่เพิ่มขึ้น ในลักษณะแปรผันตรงในทุกพื้นผิว โดยเรียงลำดับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์จากมากไปน้อย ได้เป็
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0262/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น-84-8
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Effect of moisture content on some physical properties of Peanut kernel KHONKAEN 84-8) กฤษฎา วุฒิสาร, พงศธร ทองนุช , ภูริชญา เร่งพัฒนกิจ, วสันต์ อินทร์ตา สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง บทคัดย่อ สมบัติทางกายภาพของถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Peanut KHONKAEN 84-8) ที่มีความชื้น (ฐานเปียก) ในช่วง 5.14% - 17.14% พบว่า ค่าขนาด (Size) [ ความยาว (L) ความหนา (T) ความกว้าง (W) ] มีค่าอยู่ในช่วง 14.70 - 15.65 mm , 8.15 - 8.77 mm , 8.12 - 8.63 mm ตามลำดับ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) มีค่าอยู่ในช่วง 9.90 - 10.56 mm ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าอยู่ในช่วง 0.55 - 0.56 ค่าน้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (100 seeds Mass) มีค่าอยู่ในช่วง 53.09 - 65.18 g ค่าพื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) มีค่าอยู่ในช่วง 1.04-1.38 cm2 ค่าความหนาแน่นเนื้อ (True density ) มีค่าอยู่ในช่วง 1.13-1.21 g/ml ค่าปริมาตรต่อเมล็ด มีค่าอยู่ในช่วง 0.33 -0.61 ml ค่าความพรุน (Porosity) มีค่าอยู่ในช่วง 18.37-58.78 % และค่าความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) มีค่าอยู่ในช่วง 12.25 - 12.68 rpm จะพบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น แต่ในทางกลับกันค่าความหนาแน่นรวม (Bulk density ) มีค่าอยู่ในช่วง0.67 - 0.61 g/ml พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มลดลงแบบเชิงเส้น และเมื่อนำเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ที่มีความชื้นในระดับที่ต่างกันมาทำการหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) กับพื้นผิววัสดุที่ต่างกัน 3 ชนิดคือ แผ่นยางแผ่นไม้อัด และ แผ่นอลูมิเนียม พบว่า เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นแบบเชิงเส้น 1.บทนำ ถั่วลิสง (Peanut หรือ Groundnut) มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Arachis hypogaea L. เป็นพืชล้มลุกตระกูลถั่ว อยู่ในวงศ์ Leguminosae มีถิ่นกำเนิดจากทวีปอเมริกาใต้ สามารถเจริญเติบโตได้ดีในเขตร้อนและเขตอบอุ่น ในส่วนของประเทศไทยสามารถปลูกได้ในทั่วทุกภูมิภาคเนื่องจากเป็นประเทศเขตร้อน พื้นที่ที่เหมาะสมในการเพาะปลูกได้แก่ ที่ราบเชิงเขา ที่ดอน หรือที่ราบที่มีการระบายน้ำได้ดี ลักษณะเด่นของถั่วลิสงที่แตกต่างจากพืชตระกูลเดียวกันคือ ถั่วลิสงออกดอกบนดิน แต่มีฝักอยู่ใต้ดิน ส่วนที่นำมาบริโภคคือเมล็ดภายในฝัก อาจมี1 - 4 เมล็ดต่อฝักขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ ถั่วลิสงเป็นพืชไร่เศรษฐกิจที่สำคัญชนิดหนึ่งเของประเทศไทย ในปี 2552 มีเนื้อที่เพาะปลูก 205,235 ไร่ มีผลผลิต 51,586 ตัน (สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร,2552) เนื้อที่การเพาะปลูกถั่วลิสง ลดลง กอรปกับความต้องการเพิ่มมากขึ้นทุกปีส่งผลให้มีปริมาณผลผลิตถั่วลิสงของประเทศไทยไม่เพียงพอต่อความต้องการภายในประเทศต้องมีการนำเข้ามาจากต่างประเทศอย่างต่อเนื่องแนวทางแก้ไขหนึ่งคือการปรับปรุงพันธุ์ให้ถั่วลิสงมีผลผลิตสูงขึ้นและต้านทานโรคได้มากขึ้น ถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 เป็นอีกสายพันธุ์ถั่วลิสงที่ได้จากการปรับปรุงพันธุกรรมภายในประเทศ โดยศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น จังหวัดขอนแก่น เพื่อ สามารถทนทานต่อโรคพืชได้มากยิ่งขึ้น ได้ผลผลิตที่สูงขึ้นและทนทานต่อสภาพแวดล้อมมากขึ้น (อารันต์และคณะ,2533) เดิมมีชื่อพันธุ์ KK4401 ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างพันธุ์ขอนแก่น 60-2 (ต้นแม่) ซึ่งอยู่ในกลุ่มถั่วฝักสดสำหรับต้ม และพันธุ์ Tupai (ต้นพ่อ) ที่มีความต้านทานต่อโรคเหี่ยวที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย (จิรากร,2555) และค่อนข้างทนทานต่อโรคโคนเน่าขาวได้ดีกว่าพันธุ์อื่นๆ มีเสถียรภาพในการให้ผลผลิตดี ปลูกง่าย โตเร็ว สามารถปลูกได้ในสภาพการผลิตถั่วลิสงของไทย อายุถึงวันออกดอก 25-30 วัน อายุถึงวันเก็บเกี่ยว 95-110 วัน ให้ผลผลิตฝักสด 650-800 กิโลกรัมต่อไร่ ผลผลิตฝักแห้ง 280-320 กิโลกรัมต่อไร่ มีจำนวนเมล็ด 1-3เมล็ดต่อฝักมีเปอร์เซ็นต์การกะเทาะ 64-67เปอร์เซ็นต์มีขนาดเมล็ดโต โดยน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 44-55 กรัม ซึ่งโตกว่าถั่วลิสงพันธุ์ไทนาน 9 และขอนแก่น 5 ที่มีน้ำหนัก 100 เมล็ด เท่ากับ 43.0 และ 47.5 กรัม ตามลำดับ มีลักษณะเด่น คือ มีเมล็ดรูปร่าง กลมรี สีแดงเลือดหมู เป็นร่อง เหมาะสำหรับทำเป็นถั่วต้ม เนื่องจากมีรสชาติดี มีเยื่อหุ้มเมล็ดสีชมพูเข้ม เส้นลายบนฝักเห็นได้ชัดเจน ซึ่งเป็นที่นิยมของตลาดถั่วลิสงฝักต้มในประเทศไทย มีโปรตีน 23.4เปอร์เซ็นต์ และ น้ำมัน 44.9 เปอร์เซ็นต์ สมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสง มีความสำคัญต่อการออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปในขั้นตอนแปรรูป เช่น การทำความสะอาด การคัดขนาด การคัดแยก การขนส่งลำเลียง การอบแห้ง ตลอดจนการเก็บรักษาAydin (2006) ได้ศึกษาผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงจากประเทศตุรกี แต่ในส่วนของถั่วลิสง สายพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ซึ่งเป็นพันธุ์ที่ทางศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่นได้ ปรับปรุงใหม่ ยังไม่มีการศึกษามาก่อน วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8ต่อผลของความชื้น ได้แก่ ขนาดของเมล็ด (Size) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (Geometric Mean Diameter) ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) มวล 100 เมล็ด (100 seeds Mass) พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) ความหนาแน่นจริง (True density ) ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (Volume per seed ) ความพรุน (Porosity) ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) และค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) เพื่อประยุกต์ใช้ประโยชน์ในงานออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปถั่วลิสง รวมทั้งประโยชน์ด้านอื่นๆที่เกี่ยวข้อง 2. วัตถุดิบและวิธีการทดลอง 2.1 วัตถุดิบและการเตรียมวัตถุดิบ เมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น84-8 (Arachis hypoqaca L.) ได้จาก ศูนย์วิจัยพืชไร่ขอนแก่น 180 ตำบลศิลา อำเภอเมือง จังหวัดขอนแก่น 40000 โดยตัวอย่างที่ได้รับเป็นถั่วลิสงที่ยังไม่ได้ผ่านการคัดขนาดและคุณภาพของเมล็ดหรือแกะออกจากฝักแต่อย่างใด บรรจุในถุงพลาสติกปิดผนึกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง นำตัวอย่างมาทำความสะอาดนำเศษดินและฝุ่นออกด้วยมือ แกะและแยกเมล็ดออกจากฝัก แล้วคัดแยกเมล็ดที่ไม่สมบูรณ์เช่น เมล็ดแตกหัก เมล็ดฝ่อ หรือเมล็ดที่เน่าออกใช้เฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์ในการทดลอง 2.2 การหาเปอร์เซ็นต์ความชื้น ค่าความชื้นเริ่มต้นของตัวอย่างเมล็ดถั่วลิสงหาได้จากการ แบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลอง ชุดละประมาณ 5 กรัม ชั่งจากเครื่องชั่งไฟฟ้า (Yamato รุ่น HB-120 , ประเทศญี่ปุ่น) ที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.0001 g อบด้วยตู้อบลมร้อน (MEMMERT รุ่น UFB 400 , ประเทศเยอรมัน ) ที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ทำ 3 ซ้ำ คำนวณหาความชื้นเริ่มต้นได้จากสมการ 2.3 การปรับความชื้น นำเมล็ดถั่วลิสง จำนวน 100 เมล็ด มาปรับความชื้น 5 ระดับ เมื่อคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้น เพิ่มจากความชื้นเริ่มต้น โดยเพิ่มขึ้นระดับละ 3 เปอร์เซ็นต์ จาก 8.14 ถึง 17.14 ปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ คำนวณได้จากสมการ 2 และ 3 หลังจากเติมน้ำสะอาดในแต่ละถุง ปิดปากถุงให้สนิทแล้วเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 7 วัน ในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงตัวอย่างทุกๆ 2 วัน เพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วทุกเมล็ด 2.4 คุณสมบัติทางกายภาพ 2.4.1 ขนาด (Size) วัดขนาดเมล็ดด้วยเวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์ โดยวัดความยาว (L) คือวัดด้านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุด ความกว้าง (W) คือวัดเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ L และความหนา (T) คือวัดด้านเส้นผ่านศูนย์กลางยาวที่สุดที่ตั้งฉากกับ W และ L วัดทุกความชื้นจำนวน 100 เมล็ด Figure 1 Axis and three dimens of peanut kernel. 2.4.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (Geometric Mean Diameter , GMD) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต สามารถคำนวณได้ จากสมการ GMD = (WLT) 1/3 (4) 2.4.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity , Sp) ความเป็นทรงกลมเป็นของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 คำนวณได้จากสมการ 2.5 น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) สุ่มเมล็ดถั่วลิสง จำนวน 100 เมล็ด ชั่งด้วยเครื่องชั่งดิจิตอล (Shimadzu US3200G , ประเทศญี่ปุ่น) ซึ่งมีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01 g ในแต่ละความชื้นทำการทดลองจำนวน 3 ซ้ำ แล้วหาค่าเฉลี่ย 2.6 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) พื้นที่ภาพฉาย เป็นค่าที่บอกพื้นที่ของเมล็ดถั่วจากการเทียบอัตราส่วนพิกเซล โดยเมื่อทำการปรับความชื้นเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ครบตามระยะเวลาที่กำหนดแล้ว นำเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 สุ่มเมล็ดถั่วลิสงมาจากแต่ละความชื้น ความชื้นละ 50 เมล็ด จัดวางแต่ละเมล็ดในระยะที่เท่าๆกันเรียงบนพื้นผิวเรียบ และวาดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1 cm x 1 cm ไว้ที่บนกระดาษ จากนั้นถ่ายภาพจากมุมสูงด้วยกล้องดิจิตอลที่มีความละเอียด 5 ล้านพิกเซล นำรูปภาพที่ได้มาหาสัดส่วนพื้นที่ (cm2) และพื้นที่pixel ระหว่างรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 โดยใช้โปรแกรม PhotoshopCS5Portable สามารถหาได้จากสมการ 2.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density , ρb) ความหนาแน่นเนื้อหาได้จากการนำเมล็ดถั่วลิสง มาใส่ลงในภาชนะที่ทราบปริมาตรผ่านกรวยจนเต็มโดยไม่มีการอัดเมล็ดให้แน่น ที่ระดับความสูงคงที่ 15 cm จากนั้นปาดเมล็ดส่วนที่เกินออกให้เสมอกับภาชนะ นำไปชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งดิจิตอลที่มีค่าความละเอียด 0.01 g (US3200G , ประเทศญี่ปุ่น) โดยทำการทดลอง 3 ครั้ง ต่อหนึ่งความชื้น สามารถคำนวณได้จากสมการ 2.8 ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) และความหนาแน่นเนื้อ (True density ,Ps) ความหนาแน่นเนื้อใช้วิธีการชั่งน้ำหนักในของเหลว ด้วยวิธีการจุ่มเมล็ดลงในของเหลวแทน ซึ่งของเหลวที่ใช้คือ เฮกเซน เฮกเซนมีคุณสมบัติคือมีแรงตึงผิวต่ำไม่ซึมเข้าเมล็ดระหว่างการทดลองหาความหนาแน่น ทำให้น้ำหนักของเมล็ดไม่ผิดพลาด วิธีการทดลองคือ ซุ่มเมล็ดตัวอย่างจำนวน 10 เมล็ด ชั่งเมล็ดถั่ว 1 เมล็ดบนเครื่องชั่งดิจิตอลไฟฟ้า (Yamato รุ่น HB-120 , ประเทศญี่ปุ่น) มีค่าความละเอียด 0.0001 g บันทึกน้ำหนักที่อ่านได้จากเครื่อง จากนั้นบรรจุเฮกเซนลงในบีกเกอร์ที่มีปริมาตรแน่นอน นำไปชั่งบนเครื่องชั่งดิจิตอล บันทึกน้ำหนักที่ได้จากเครื่องชั่งจากนั้นใช้เข็มเย็บผ้าจิ้มเมล็ดเพื่อใช้จุ่มลงในสารเฮกเซนจุ่มเมล็ดลงในสารโดยให้พื้นผิวเมล็ดปริมอยู่ที่พื้นผิวสาร บันทึกค่าน้ำหนักที่เปลี่ยนไป จะได้ค่าปริมาตรของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จากสมการ นำปริมาตรของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8ที่ได้ไปหาความหนาแน่นเนื้อได้จากสมการ 2.9 ความพรุน (Porosity) ความพรุนคือค่าที่แสดงปริมาณช่องว่างที่มีอยู่ระหว่างเมล็ดถั่วลิสงระหว่างความหนาแน่นรวมต่อความหนาแน่นเนื้อ ซึ่งสามารถคำนวณได้จากสมการ 2.10 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ความเร็วสุดท้ายคือค่าความเร็วลมที่ทำให้เมล็ดถั่วลิสง ลอยขึ้นจากตะแกรง อย่างคงที่ที่ความสูงระดับหนึ่ง โดยที่เมล็ดไม่หลุดหรือกระเด็นออกจากอุปกรณ์ทดลอง ซึ่งหาได้จากการสุ่มเมล็ดตัวอย่างจำนวน 10 เมล็ด นำมาวางบนตะแกรงในชุดอุปกรณ์ทดลอง จากนั้นเปิดเครื่องให้กำเนิดลมเพิ่มรอบความถี่ของมอเตอร์ไปเรื่อยๆจนกระทั่งเมล็ดถูกเป่าจนลอยอยู่นิ่ง คงที่ ณ ความสูงระดับหนึ่ง วัดความเร็วลมด้วยเครื่องวัดความเร็วลม (รุ่น Testo 425, ประเทศเยอรมัน) Figure 2 Terminal velocity apparatus. 2.11 ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction , µ) สุ่มเมล็ดถั่วลิสง มาจำนวน 10 เมล็ด แล้วนำมาวางบนอุปกรณ์วัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตที่มีพื้นผิววัสดุต่างกัน 3 ชนิด ได้แก่ พื้นผิวไม้อัด พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวยาง ซึ่งพื้นผิวเหล่านี้ติดอยู่บนอุปกรณ์วัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต จากนั้นให้ค่อยๆยกพื้นผิวด้านหนึ่งขึ้นจนกระทั่งเมล็ดเริ่มกลิ้งไถลลงอย่างอิสระ อ่านค่ามุมที่เมล็ดเริ่มกลิ้งไถล โดยทำจนกระทั่งครบ 10 เมล็ดทั้ง 3 พื้นผิวในทุกๆความชื้น ซึ่งสามารถคำนวณหาสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ได้จากสมการ µ = tanθ (11) Figure 3 Static coefficient of friction apparatus. Table 1 Physical properties of peanut KHONKAEN 84-8 at moisture content 5.14 % (w.b.) 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ จากการศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วลิสงค์พันธุ์ขอนแก่น 84-8 ที่ระดับความชื้นแตกต่างกัน 5 ระดับ 3.1 การกระจายตัวของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Frequency) Figure 4 Frequency distribution curves of peanut kernel size ( ◊ ,small , ,medium, ∆ , large ) and GMD at 5.14 (%w.b.) จำนวนการกระจายตัวของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 แบ่งตามขนาด ( 7.00 mm. - 8.99 mm. ขนาดเล็ก (S) , 9.00 mm -10.99 mm. ขนาดกลาง (M) , 11.00 mm.- 13.00 mm ขนาดใหญ่ (L) ) กับเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ที่ความชื้นเริ่มต้น 5.14 (%w.b.) ซึ่งมีค่าการกระจายของเมล็ดขนาดกลางสูงที่สุด ในส่วนของค่าการกระจายของเมล็ดขนาดเล็กและขนาดโต มีค่าการกระจายตัวที่ต่ำและเมล็ดของถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 มีขนาดเล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเมล็ดถั่วลิสงจากผลการศึกษาสมบัติทางกายภาพของถั่วลิสงและเมล็ดถั่วลิสง. Aydin (2006) 3.2 ขนาดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 (Size) Figure 5 Effect of moisture content on size of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ขนาด (Size) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ทั้งด้าน ความกว้าง (W) , ความยาว (L) และ ความหนา (T) ทั้ง3ด้าน มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น (ขนาดเพิ่มขึ้น) เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) เนื่องจากเมื่อเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 ได้รับความชื้นจะทำให้ด้าน W,L,T มีขนาดมากขึ้นและส่งผลให้เมล็ดมีขนาดเพิ่มขึ้นซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด. Aydin (2006) Figure 6 Effect of moisture content on Geometric Mean Diameter (GMD) of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) 3.4 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าความเป็นทรงกลม (Sphericity) เป็นสมบัติทางกายภาพที่อธิบายรูปร่างของวัตถุ หากเมล็ดมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 แสดงว่าเมล็ดมีขนาดเท่ากันทุกด้าน สามารถเคลื่อนที่โดยการกลิ้ง ส่วนเมล็ดที่มีค่าความเป็นทรงกลมไม่เท่ากับ 1 อาจเคลื่อนที่ด้วยการไถล สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการลำเลียงเมล็ดบนสายพาน Figure 7 Effect of moisture content on sphericity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น เนื่องจากถั่วลิสงมีเยื่อหุ้มเมล็ด ทำให้เมล็ดมีข้อจำกัดในการขยายตัวออกด้านข้างเมื่อได้รับความชื้น และเลือกขยายตัวออกสู่ด้านที่เป็นอิสระมากกว่า นั่นคือร่องหรือช่องว่างภายในเมล็ดแทนการขยายตัวออกทางด้างข้าง ผลของค่าความเป็นทรงกลมที่เกิดขึ้นจึงไม่เปลี่ยนแปลงอย่างเด่นชัด ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) ค่าความเป็นทรงกลมของถั่วลันเตาจะมีค่าที่สูงกว่าถั่วลิสง เนื่องจากถั่วลันเตามีความเป็นทรงกลมและความสามารถในการขยายตัวอย่างอิสระมากกว่าถั่วลิสง 3.5 น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) น้ำหนัก 100 เมล็ด (100 seeds Mass) เป็นสมบัติทางกายภาพที่ประยุกต์ใช้กับการออกแบบบรรจุภัณฑ์หรือภาชนะสำหรับเก็บวัสดุ เช่น ไซโล เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น น้ำหนัก 100 เมล็ดของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 8 Effect of moisture content on 100 seeds mass of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วปากอ้าAltuntas (2005) และถั่วลันเตา Yalcın (2006) โดยเมล็ดถั่วลิสงมีแนวโน้ม (ความชัน) ที่ต่ำกว่า และความสามารถในการดูดซับน้ำต่ำกว่าถั่วปากอ้าและถั่วลันเตา 3.6 พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) Figure 9 Effect of moisture content on projected area of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ดเมล็ด Aydin (2006) ถั่วลันเตา Yalcın (2006) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) โดยเมล็ดถั่วลิสงมีแนวโน้มที่ต่ำกว่าถั่วลันเตาและเมล็ดอัลมอนด์ แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการขยายตัวและการดูดซับน้ำของเมล็ดถั่วลิสงที่ต่ำกว่าถั่วลันเตา และเมล็ดอัลมอนด์ พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) เป็นสมบัติทางกายภาพที่ประยุกต์ใช้กับการออกแบบตะแกรงเพื่อคัดขนาดหรือบรรจุภัณฑ์ พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) 3.7 ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) เป็นสมบัติทางกายภาพของวัสดุ ที่บอกถึงความหนาแน่น ของวัสดุปริมาณมวลที่รวมช่องว่างระหว่างชิ้นวัสดุด้วย สามารถนำไปประยุกต์ใช้เพื่อการออกแบบขนาดของบรรจุภัณฑ์เช่น ไซโล (silo) สำหรับเก็บอาหาร ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะลดลง เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผกผัน) Figure 10 Effect of moisture content on bulk density of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) และอัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) เนื่องจากเมล็ดถั่วลิสงเป็นถั่วน้ำมัน (Oilseed legume) มีไขมันเป็นส่วนประกอบถึง43.4 % เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ไขมันไม่ขยายตัวแต่ส่วนที่ดูดซึมน้ำจะขยายตัว เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วชนิดอื่นที่มีปริมาณไขมันสูงกว่า เช่น ถั่วโกโก้และถั่วอัลมอนด์ มีปริมาณไขมัน 54% และ49.42% ตามลำดับ พบว่าถั่วลิสงมีแนวโน้ม (ความชัน) ที่ต่ำกว่าถั่วที่มีปริมาณไขมันสูงกว่า 3.8 ความหนาแน่นเนื้อ (True density ) ความหนาแน่นเนื้อ (Bulk density ) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น Figure 11 Effect of moisture content on true density of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) เนื่องจากถั่วลิสงเป็นถั่วน้ำมัน เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นเนื้อจะไม่เปลี่ยนแปลงมากเพราะน้ำมันกับน้ำไม่รวมตัวกัน แต่เมื่อเปรียบเทียบกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) จะพบว่าถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 มีแนวโน้มความหนาแน่นเนื้อที่ขัดแย้งกัน ด้วยเหตุผลที่ถั่วลันเตามีปริมาณไขมันในเมล็ดเพียง 0.4% ซึ่งต่ำกว่าถั่วลิสงมาก จึงส่งผลให้ความหนาแน่นเนื้อของถั่วลันเตาลดลง ในขณะที่ถั่วลิสงมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น Figure 12 Effect of moisture content on volume per seed of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วปากอ้าAltuntas (2005) โดยถั่วปากอ้ามีแนวโน้ม (ความชัน) สูงกว่าถั่วลิสง 3.9 ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ปริมาตรต่อเมล็ด (Volume per seed) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) 3.10 ความพรุน (Porosity) ความพรุน (Porosity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 13 Effect of moisture content on porosity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) ถั่วโกโก้ Bart-Plange (2002) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) และถั่วลันเตา Yalcın (2006) โดยพบว่า ถั่วลิสงมีแนวโน้มสูงกว่าถั่วลันเตา , อัลมอนด์และเมล็ด,ถั่วโกโก้ และ เมล็ดถั่วแดง แสดงให้เห็นว่าที่ความชื้นเพิ่มขึ้นถั่วลิสงสามารถเกิดความพรุนได้สูงกว่า 3.11 ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ความเร็วสุดท้าย (Terminal Velocity) ของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure14 Effect of moisture content on termainal velocity of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin (2006) เมล็ดถั่วแดง ISIK (2007) อัลมอนด์และเมล็ด Aydin (2003) ถั่วลันเตา Yalcın (2006) และถั่วพิสทาชิโอ Kashaninejad (2005) โดยพบว่าถั่วลิสงมีแนวโน้มที่สูงกว่าถั่วพิสทาชิโอและถั่วลันเตา หมายถึงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นถั่วลิสงต้องใช้ความเร็วลมที่มากขึ้นเป็นอัตราส่วนที่สูงกว่าทาชิโอและถั่วลันเตา 3.12 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static friction coefficient) เป็นลักษณะทางกายภาพที่องศาและพื้นผิวกับการเริ่มเคลื่อนที่ของวัสดุ สามารถประยุกต์ใช้ในการออกแบบสายพานเพื่อการลำเลียงขนส่งในกระบวนการผลิต สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วลิสงพันธุ์ขอนแก่น 84-8 จะเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น (แปรผันตรง) Figure 15 Effect of moisture content on static friction coefficient of peanut KHONKAEN 84-8 kernel. ซึ่งมีแนวโน้มสอดคล้องกับการทดลองถั่วลิสงและเมล็ด Aydin, (2006) โดยพื้นผิวยาง มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสูงที่สุด ตามด้วย พื้นผิวอลูมิเนียม และพื้นผิวไม้ตามลำดับ ซึ่งสอดคล้องกับถั่วลันเตา Yalcın (2006) 4. สรุปผลการทดลอง 4.1 ค่าความยาว (L) ความหนา (T) และความกว้าง (W) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น และมีจำนวนการกระจายตัวในเมล็ดขนาดกลาง (9.00 mm -10.99 mm.) สูงที่สุด 4.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย (GMD) และ ความเป็นทรงกลม (Sphericity) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกับค่าความชื้นที่เพิ่มขึ้น 4.3 พื้นที่ภาพฉาย (Projected area) มีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้นตรงกั
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0261/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวบาร์เลย์
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 1,000 เมล็ดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ (1,000 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 105ºC 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 1,000 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 ºC 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..Diameter,GMD) คำนวณได้จากการนำค่า L,W,T ที่ได้จากการวัดขนาดความกว้าง ความยาว และความหนาของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จำนวน 100 เมล็ดนำค่าที่ได้ไปคำนวณในสูตร 2.6 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ความเป็นทรงกลมเป็นค่าที่ใช้บอกความใกล้เคียงความเป็นทรงกลมของเมล็ดข้าวบาร์เล่ย์ สามารถคำนวณได้จากสมการ 2.7 น้ำหนัก.1,000.เมล็ด.. (1,000..seeds..Mass) นำเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่ผ่านการคัดมาจำนวน 1,000 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 , ρb) 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 1,000 เมล็ด (1,000 Seeds Mass) รูปที่9 ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 1,000 เมล็ด (1,000 seeds Mass) กับปริมาณความชื้น จากกราฟแสดงความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นน้ำหนักเมล็ดของเมล็ดข้าวบาร์เลย์ จะมีแนวโน้มเป็นเส้นตรงโดยเพิ่มขึ้นจาก 37.1 ถึง 41.57 (แปรผันตรง) ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์: y=0.384x+36.08 (R2=0.974 ) หลังจากปรับความชื้นเมล็ดข้าวบาร์เลย์จะขยายใหญ่ขึ้นและน้ำหนักจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วยเนื่องจากมีมวลน้ำออสโมซิสเข้าไปภายในเมล็ด น้ำหนัก 1,000 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
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0269/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง (Effect of moisture content on some physical properties of Red Kidney Bean) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหารคณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง จรัสแสงเหลี่ยมบางวารุณีจำเริญพูน วิจิตราต่อตรงนิสาร วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวง (Red Kiney Bean) พิจารณาจากความชื้นฐานแห้งในช่วง 4-16 % เพิ่มขึ้นช่วงละ 3% มีทั้งหมด 5 ระดับความชื้นพบว่าค่าขนาดความกว้างความยาวความหนาและความเป็นทรงกลม (Sphericity) โดยเฉลี่ยมีค่าอยู่ที่ 8.61 มิลลิเมตร , 16.93 มิลลิเมตร, 6.40 มิลลิเมตรและ 57.72 มิลลิเมตรตามลำดับค่าน้ำหนัก100 เมล็ดมีค่าอยู่ในช่วง 52-66 กรัมความหนาแน่นเนื้ออยู่ในช่วง 1.0 - 1.4 % ความหนาแน่นรวม 0.70 - 0.80 % พื้นที่ภาพฉายอยู่ในช่วง 1.10 - 1.35 ตารางเซนติเมตรรวมถึงความเร็วลมสุดท้ายโดยเฉลี่ยคือ18.76 เมตร/วินาทีจะได้ว่าเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเชิงเส้นแบบแปรผันตรงในทางกลับกันค่าความหนาแน่นเนื้อ (Bulk density ) เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นกราฟมีแนวโน้มจะลดลงเชิงเส้นแบบแปรผกผันและจากการหาค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (Static coefficient of friction ) บนพื้นผิวไม้อลูมิเนียมและพื้นยางจะได้ค่าอยู่ในช่วง 16 -23 , 19-25 และ 25 - 31 ตามลาดับพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ระหว่างเมล็ดถั่วแดงหลวงกับพื้นยางจะมีค่ามากที่สุดรองลงมาคืออะลูมิเนียมและพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด 1.บทนำ ถั่วแดงหลวง (Red kidney bean) มีชื่อวิทยาศาสตร์Phaseolus vulgarisL.เป็นพืชตระกูลถั่วเมล็ดแห้งที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจที่สำคัญของเกษตรกรบนพื้นที่สูงจะเพาะปลูกถั่วแดงหลวงเป็นรายได้หลัก และใช้ปลูกเป็นพืชเสริมหมุนเวียนกับพืชไร่ชนิดอื่นๆ เพื่อเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดินและลดปัญหาการสะสมโรค-แมลง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้เกษตรกรปลูกเป็นพืชรายได้ทดแทนฝิ่นและใช้รับประทานเป็นแหล่งอาหารโปรตีนในครัวเรือนพื้นที่เพาะปลูกที่เหมาะสมควรเป็นพื้นที่ราบ ไม่ควรมีความชันมาก ดินควรเป็นดินร่วนเหนียวที่เก็บรักษาความชื้นดีและมีความอุดมสมบูรณ์ดี มีความเป็นกรด-ด่าง ประมาณ 5.5-6.5 ในแต่ละฝักของถั่วแดงหลวงจะมีเมล็ดอยู่ 4-5เมล็ดต่อฝัก นอกจากนี้ยังถั่วแดงหลวงยังมีสารอาหารต่างๆมากมาย คือฟอสฟอรัส แคลเซียม โปรตีนวิตามินแร่ธาตุเส้นใยอาหารและมีคุณค่าทางโภชนาการสูง ในถั่วแดงจำนวน 100 กรัม จะให้พลังงานทั้งหมด 332 kCalโปรตีน25 กรัม คาร์โบไฮเดรต 58 กรัมใยอาหาร 24.9 กรัม น้ำตาลน้อยกว่า 2.4 กรัม โซเดียม 10 มิลลิกรัม และวิตามินแร่ธาตุ ได้แก่ วิตามินเอและบี 0.1% วิตามินบี27.6% วิตามินบี1114% วิตามินซี 4.1% แคลเซียม 8.9% และธาตุเหล็ก 31.5% ทั้งนี้จะช่วยให้ระบบย่อยอาหารทำงานได้ดี ขจัดคอเรสเตอรอลส่วนเกินที่เป็นสาเหตุของโรคหัวใจ ป้องกันโรคความดันโลหิตสูงและเพิ่มพูนแบคทีเรียที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย รวมทั้งยังช่วยบำรุงประสาทช่วยขับพิษขับของเหลวในร่างกายบำบัดอาการเหน็บชาบรรเทาอาการปวดตามข้อกระดูก ทั้งนี้ถั่วแดงหลวงยังมีฤทธิ์เป็นกลาง คือไม่ร้อนไม่เย็น แต่ก็ยังสามารถช่วยขับร้อนได้นอกจากนี้ถั่วแดงหลวงยังใช้ประโยชน์ในด้านใช้เป็นอาหารลดความอ้วนและเป็นอาหารสำหรับผู้ป่วยที่เป็นโรคเบาหวานได้ดีอีกด้วย วัตถุประสงค์เพื่อวัดขนาดของถั่วแดงหลวง (วัดความกว้าง,ความยาว,ความหนา) การเตรียมความชื้นการหาปริมาตรเมล็ดพืชการหาความหนาแน่นเนื้อความพรุนการวัดความเป็นทรงกลมการวัดพื้นที่ภาพฉายการวัดพื้นเอียงการหาความหนาแน่นรวมและการวัดความเร็วลม 2. วัสดุและวิธีการทดลอง 2.1 วัสดุ เมล็ดถั่วแดงหลวง (Red Kiney Bean) เป็นเมล็ดที่หามาจากไร่ธัญญะ 62/3 หมู่3 ตำบลบางใหญ่อำเภอบางใหญ่จังหวัดนนทบุรี 11140 เป็นถั่วแดงหลวงเชียงใหม่พันธุ์ดีผ่านกระบวนการคัดแยกผลิตและบรรจุคัดแยกเอาเฉพาะเมล็ดที่สมบูรณ์ไม่เป็นเชื้อราไม่ฟ่อลีบ เมล็ดถั่วแดงหลวงก่อนนำมาทดลองจะต้องมีลักษณะเมล็ดสีแดงเต่งแน่น ผิวไม่ขรุขระ และคัดแยกเอาเฉพาะเมล็ดที่อ้วนสมบูรณ์ ไม่มีแมลงหรือมอดกัดแทะโดยคัดเอาเมล็ดที่เป็นเชื้อราเมล็ดที่มีขนาดเล็กต่างจากพวกและเมล็ดที่ฟ่อออกเมล็ดที่ใช้ในการทดลองต้องเป็นเมล็ดที่มีขนาดสม่ำเสมอกันไม่เล็กบ้างใหญ่บ้าง 2.2.วิธีการทดลอง ค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดถั่วแดงหลวงสามารถหาได้จากแบ่งตัวอย่างออกเป็น 3 ชุดการทดลองชุดละประมาณ 5 กรัมโดยชั่งจากเครื่องชั่งไฟฟ้า 2 ตำแหน่งเมื่อชั่งน้ำหนักแล้วนำเมล็ดถั่วแดงหลวงใส่ลงในถาดฟรอยด์ที่เตรียมไว้ 1 ชุดการทดลองต่อ1 ถาดแล้วทำเครื่องหมายมาร์คไว้จากนั้นนำตัวอย่างทั้ง 3 ชุดเข้าตู้อบเพื่อหาความชื้นเริ่มต้นที่อุณหภูมิ 105˚C เป็นเวลา 2 ชั่วโมงเมื่อครบระยะเวลาที่กำหนดแล้วนำเมล็ดถั่วแดงทั้ง 3 ชุดไปพักไว้ที่ตู้ดูดความชื้นเพื่อรักษาระดับความชื้นไม่ให้เพิ่มขึ้นจากนั้นนำเมล็ดถั่วแดงหลวงทั้ง 3 ชุดมาชั่งน้ำหนักทีละชุดเพื่อคำนวณหาความชื้นเริ่มต้นเฉลี่ยโดยหาจากสูตรการหาเปอร์เซ็นต์ความชื้อเริ่มต้นฐานแห้ง (d.b) ดังสมการที่ 1 จะได้ค่าความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดถั่วแดงที่ 4.43 % (d.b) จากการทดลองเราจะได้ %d.b. เท่ากับ4.43% หลังจากคำนวณหาค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นเริ่มต้นแล้วนำเมล็ดตัวอย่างจำนวน 100 เมล็ดปรับค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นโดยแต่ละถุงที่บรรจุเมล็ดถั่วแดงหลวงจะมีความชื้นไม่เท่ากันโดยแบ่งเป็น 4 ระดับโดยความชื้นจะเพิ่มขึ้นถุงละ 3% คือถุงแรกจะมีความชื้นเพิ่มขึ้น 3% ถุงที่สองมีความชื้น 6% ถุงที่สามมี ความชื้น 9% และถุงที่สี่มีความชื้น 12% โดยจะใช้ความชื้นพื้นฐานที่หามาได้แล้วบวกกับความชื้นที่เพิ่มขึ้นของแต่ละถุงจะได้ 7.43% , 10.43% ,13.43% และ 16.43% ตามลำดับโดยการคำนวณหาระดับปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อให้ได้ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นที่ต้องการ จากนั้นเติมน้ำลงในถุงเก็บความชื้นพร้อมตัวอย่างในแต่ละชุดการทดลองโดยจะซีลปิดปากถุงให้เรียบร้อยเพื่อป้องกันความคลาดเคลื่อนของความชื้นภายในถุงเมล็ดที่ผ่านการปรับความชื้นแล้ว ก่อนนำไปทดลองจะต้องเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 5˚C เป็นระยะเวลา 168 ชั่วโมงหรือ 7 วันในระหว่างที่เก็บในตู้เย็นต้องเขย่าถุงเมล็ดถั่วแดงหลวงทุกๆ 2 วันเพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอทั่วทุกเมล็ด (เพื่อที่ทุกเมล็ดจะสัมผัสกับน้ำได้อย่างทั่วถึง) 2.3 ขนาด (size) นำเมล็ดถั่วแดงหลวง 100 เม็ดจากแต่ละระดับความชื้น มาหาขนาด (size) ของแต่ละเมล็ด ซึ่งประกอบด้วย ความยาว (L) ความกว้าง ( W) และความหนา ( T) โดยใช้เวอร์เนียร์คาร์ลิปเปอร์ ซึ่งค่า least count อยู่ที่ 0.05 cm. และนำค่ามาบันทึกผล ภาพที่1 ผลของปริมาณความชื้นต่อขนาด (Size) ของเมล็ดถั่วแดงหลวง 2.4ความเป็นทรงกลม (sphericity) วัดความยาว (L) ความกว้าง (W) และความหนา (T) เพื่อหาค่า Dimension นำค่าที่วัดได้ไปคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม (Ø) ของเมล็ดตัวอย่างซึ่งถ้าเมล็ดมีความกลมจะมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 (100%) สามารถหาได้จากสมการ หาน้ำหนักหนักมวล 100 เมล็ดจากการทดลองโดยการซุ่มเลือกเมล็ดตัวอย่างจำนวน 100 เมล็ดชั่งบนเครื่องชั่งไฟฟ้าที่มีค่าความละเอียดอยู่ที่ 0.01g 2.5ความหนาแน่นเนื้อ (True Density ) เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นตามต้องการความชื้นละ 10 เมล็ด ชั่งน้ำหนักของเฮกเซนก่อนที่จะจุ่มเมล็ดถั่วแดง จากนั้นชั่งน้ำหนักของเฮกเซนหลังจุ่มเมล็ดถั่วแดงแล้ว ด้วยเครื่องชั่ง 4 ตำแหน่ง นำมาลบออกจากน้ำหนักของภาชนะที่ใส่เฮกเซนในเบื้องต้น ซึ่งความหนาแน่นของเฮกเซนมีค่าประมาณ 0.6548 g/ml. 2.6 ความหนาแน่นรวม (Bulk Density ) การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นที่ต้องการ นำไปเทใส่ภาชนะผ่านกรวยที่สูงประมาณ 15 เซนติเมตร จากนั้นนำไปชั่งน้ำหนัก ทำซ้ำทั้งหมด 3 ซ้ำเพื่อคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ด จากสูตร ภาพที่ 2 การหาความหนาแน่นรวม (Bulk Density ) 2.7 ความเร็วสุดท้าย (Terminal velocity) เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นต้องการ ความชื้นละ 10 เมล็ด ใส่ลงในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์ (ทีละ 1 เมล็ด) ให้เมล็ดถั่วลอยขึ้น 80% ของท่อเป่าลม จากนั้นนำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมในขณะที่เมล็ดถั่วลอย ภาพที่3 การหาความเร็วลมสุดท้าย (Terminal velocity) 2.8สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ (Static Friction Coefficient) สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานบนพื้นไม้พื้นโลหะและพื้นยางโดยมุมที่วัดได้คำนวณจาก 2.9การวัดเมล็ดถั่วแดงหลวงจากภาพฉาย เตรียมเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ความชื้นต้องการมาเรียงบนกระดาษกราฟ จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ดถ่ายรูปเมล็ดถั่วที่เรียงแล้ว นำไปลงในโปรแกรม Photoshop CS5 Extendedเพื่อ Cropภาพหา Pixel ของภาพ 1x1 จากนั้น Crop ภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixel นำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วแดงหลวงจากสูตร ภาพที่ 4 แสดงการจัดเรียงเมล็ดถั่วแดงจำนวน 50 เมล็ด เรียงในกระดาษกราฟ 3. ผลการทดลองและวิจารณ์ 3.1 ขนาดของเมล็ดและการกระจายขนาด ขนาดเฉลี่ยของเมล็ด 100 เมล็ดที่วัดในความชื้น 4.43% d.b.มีความยาวเฉลี่ยอยู่ที่ 17.12±0.74 มม. ความกว้าง 8.66 ±0.47 มม. และความหนา6.37±0.48 มม. ที่ปริมาณความชื้น4.43% d.b. ประมาณ 97% ของเมล็ดมีความยาวตั้งแต่ 16.0 ถึง 18.0 มม. ประมาณ 95%, ความกว้างตั้งแต่ 8.0 ถึง 9.5 มม. และประมาณ 91 %, ความหนาตั้งแต่ 5.5 ถึง 7.0 มม. 3.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) เมื่อความชื้นมีค่าเพิ่มมากขึ้นเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตมีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นด้วย (ภาพที่5) เนื่องจากขนาดเมล็ดนั้นมีขนาดใหญ่ขึ้นแทนได้จากสมการ y=0.0077x+9.703 (R²=0.9653) ภาพที่5 ผลของปริมาณความชื้นต่อเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3.3 มวลรวม100 เมล็ด เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ค่ามวลรวม 100 เมล็ดมีค่าเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากเมล็กเกิดจากโพงตัวและมีขนาดขยายใหญ่ขึ้นเมื่อได้รับปริมาณในปริมาณเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ (ภาพที่ 6) แทนได้จากสมการy= 1.2097x+47.927 (R² = 0.9174) ภาพที่ 6 ผลของปริมาณความชื้นต่อน้ำหนัก 100 เมล็ดถั่วแดงหลวง ซึ่งจากกราฟสอดคล้องกับงานวิจัยของ - İ. Yalçınand group (2007) - A. Al-Mahasneh,M. Rababah (2007) - R .Visvanathanand group (1989) - Kemal C ,ag˘ataySelvi and group (2006) 3.3 ลักษณะของเมล็ดถั่วแดง ผลของความชื้นต่อลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ได้ คือมี ความยาวมีขนาดเล็กลงซึ่งอาจเป็นผลมาจากการคัดเลือกเมล็ดก่อนจะนำไปปรับความชื้นส่วนความกว้างและความหนามีขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของM.N. Amin *, M.A. Hossain, K.C. Roy (2003) . จะได้ว่าลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดใหญ่ขึ้นทุกทิศทางไม่ว่าจะเป็นความกว้าง ความยาวและความหนา 3.3.1 ความยาว (Length) เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความยาวตั้งแต่ 17.12ไปถึง 16.93mm.ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43 % (ภาพที่7) ความยาวของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm.แทนด้วยสมการ L = -0.0177x + 17.182 (R² = 0.7917) ภาพที่7ผลของปริมาณความชื้นต่อความยาวของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3.3.2. ความกว้าง (width) เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความกว้างตั้งแต่7.86ไปถึง 8.91mm.ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43 % (ภาพที่8) ความกว้างของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm.แทนด้วยสมการ W = 10.297x - 76.726 (R² = 0.9542) ภาพที่8 ผลของปริมาณความชื้นต่อความกว้างของเมล็ดถั่วแดงหลวง 3.3.3. ความหนา (Thickness) เมล็ดถั่วแดงหลวงมีขนาดความหนาตั้งแต่5.37ไปถึง 6.68mm. ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43% (ภาพที่9) ความหนาของเมล็ดถั่วแดงหลวงหน่วย mm.แทนด้วยสมการ T = 9.0959x - 45.091 (R² = 0.9793) ภาพที่9 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาของเมล็ดถั่วแดงหลวง ซึ่งจากกราฟความกว้าง ความยาวและความหนา จะเห็นได้ว่าเมื่อเพิ่มความชื้นให้แก่เมล็ดถั่วแดงในปริมาณเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะทำให้สมบัติทางกายภาพในด้านความกว้าง ความยาวและความหนาเปลี่ยนไปจากเดิม เนื่องจากในเมล็ดถั่วแดงมีส่วนของสตาร์ช เมื่อได้รับความชื้น ทำให้สตาร์ชที่อยู่ภายในเมล็ดเกิดการพองตัว เมล็ดจะเต่งและบวมขึ้น ทำให้ด้านความยาวหดตัวลด (ภาพที่4) และด้านความกว้าง (ภาพที่4) และความหนา (ภาพที่6) เพิ่มขึ้นตามลำดับ 3.4ความเป็นทรงกลม (sphericity) ความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วแดงหลวงเพิ่มขึ้นจาก 57.30%ถึง57.72%เพิ่มขึ้นตามปริมาณความชื้น (ภาพที่10) ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นทรงกลมและMc ความชื้นใน % d.b. สามารถแสดงโดยสมการดังต่อไปนี้ y = 0.0327 Mc + 57.16 ( R² = 0.997) ภาพที่10 ผลของปริมาณความชื้นต่อความเป็นทรงกลม จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น เมล็ดจะมีลักษณะบวมเต่ง ขนาดขยายใหญ่ขึ้น ทำให้มีค่าความเป็นทรงกลมเพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับผลงานวิจัยของ - İ. Yalçın ,C. Özarslanand T. Akbaş (2007) - A. Al-Mahasneh,M. Rababah (2007) ซึ่งกราฟที่ได้จากการทดลองมีความชันมากกว่าผลงานวิจัย 3.5 ความหนาแน่นเนื้อ (True Density ) ค่าความหนาแน่นเนื้อจาก 1.31 ถึง 1.37 กรัมเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 4.43%d.bถึง 16.43%d.b (ภาพที่11) ค่าความหนาแน่นจริงกับปริมาณความชื้นได้สมการดังนี้ y = 0.0707x + 0.9069 (R² = 0.7987) ภาพที่11 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาแน่นเนื้อ จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น น้ำจะเข้าไปแทนที่รูพรุนในเมล็ด ทำให้เมล็ดหนักขึ้น ค่าความหนาแน่นเนื้อจึงมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งกราฟจากการทดลองสอดคล้องกับผลของงานวิจัย - M. BülentCoşkun and group. (2006) - Kemal C,agataySelvi (2006) - Esref ISIK ,Halil U NAL (2007) ซึ่งกราฟที่ได้จากผลการทดลองน้อยกว่าผลของงานวิจัย 3.6 ความหนาแน่นรวม (Bulk Density ) ค่าของความหนาแน่นรวมในระดับความชื้นที่แตกต่างกันจาก 0.69 ถึง 0.70 กรัม (ภาพที่12) ความหนาแน่นของเมล็ดกับความชื้นมีสมการดังต่อไปนี้ y = -0.0059Mc + 0.7987 (R² = 0.7903) ภาพที่12 ผลของปริมาณความชื้นต่อความหนาแน่นรวม จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความหนาแน่นรวมลดน้อยลง กราฟมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น เราหาค่าความหนาแน่นรวมโดยการเทเมล็ดถั่วแดงหลวงลงในกระบอกใส่โดยผ่านกรวย แต่เนื่องจากเมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น เมล็ดจะมีขนาดขยายใหญ่ขึ้น จึงใช้พื้นที่ในกระบอกใส่มากขึ้น และเมื่อความชื่นเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจึงจุเมล็ดถั่วแดงหลวงได้น้อยลง ซึ่งผลการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ - İ. Yalçın ,C.Ozarslanand T. Akbaş (2007) - R .Visvanathan and group (1989) - Kemal C,agataySelvi and group (2006) -A. Al-Mahasneha, M. Rababah (2007) ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย - Esref ISIK ,Halil U NAL (2007) ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย 3.7 ความเร็วสุดท้าย ผลการทดลองสำหรับความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วแดงหลวงที่ระดับความชื้นต่างๆ (ภาพที่13) ความเร็วปลายพบว่าการเพิ่มเชิงเส้นตรง 12.61 ถึง 18.76 เป็นความชื้นที่เพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43%d.b. ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วปลายและความชื้นสามารถแสดงโดยสมการ Vt = 0.536Mc + 10.032 (R² = 0.9913) ภาพที่13 ผลของปริมาณความชื้นต่อความเร็วปลาย จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น เมล็ดถั่วแดงดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้น ทำให้เมล็ดหนักขึ้น จึงต้องใช้ลมในการเป่าเมล็ดให้ลอยมากขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยของ - Es ref IS IK , Halil U NAL (2007) ซึ่งกราฟจากผลการทดลองมีความชันมากกว่าจากงานวิจัย - Kemal C ,agataySelviand group (2006) ซึ่งเส้นกราฟมีความชั้นน้อยกว่าจากผลการทดลอง 3.8 ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับความชื้น (ภาพที่14) ซึ่งพบว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ระหว่างเมล็ดถั่วแดงหลวงกับพื้นยางจะมีค่ามากที่สุดรองลงมาคืออลูมิเนียม และพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด พื้นยาง :y = 0.2959x+24.516 , R2=0.7085 พื้นไม้ :y = 0.349x+16.551 ,R2=0.7648 พื้นอลูมิเนียม :y = 0.4083x+17.72 , R2=0.9409 ภาพที่14ผลของปริมาณความชื้นต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน จากกราฟเมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นทั้งสามพื้นการทดลองและมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทางสถิตกับพื้นยางมีค่ามากที่สุด ส่วนพื้นไม้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตน้อยที่สุด แสดงว่าเมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นเมล็ดถั่วแดงหลวงสามารถทนต่อการไถลต่อพื้นยางได้มากกว่า พื้นอะลูมิเนียมและพื้นไม้ สอดคล้องกับงานวิจัยของ - Es ref IS IK ,Halil U NAL (2007) ซึ่งเส้นกราฟมีความชันมากกว่าจากผลการทดลอง - A.Al-Mahasneha, M. Rababah (2005) ซึ่งกราฟจากการทดลองมีความชันมากกว่ากราฟของงานวิจัย - R.Visvanathan and group (1989) 3.9 พื้นที่ภาพฉาย พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วแดงหลวงเพิ่มจาก 1.11 ถึง 1.35 cm2 ในขณะที่ปริมาณความชื้นของเมล็ดเพิ่มขึ้นจาก 4.43% เป็น 16.43 % (ภาพที่15) ในApของพื้นที่ภาพฉายในหน่วย cm2แทนด้วยสมการ Ap= 0.0179 Mc+1.0536 (R2=0.9532) ภาพที่15 ผลของปริมาณความชื้นต่อพื้นที่ภาพฉาย จากกราฟ เมื่อค่าความชื้นเพิ่มมากขึ้นทำให้ทำให้ค่าพื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น กล่าวคือ เมื่อความชื้นมีปริมาณมากขึ้นเมล็ดถั่วแดงจะมีขนาดใหญ่ขึ้น จึงทำให้ใช้พื้นที่ภาพฉายมากขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับงานวิจัยของ - Es_ref IS_IK *, Halil U¨NAL (2007) ซึ่งเส้นกราฟมีความชันมากกว่าจากการทดลอง วิจารณ์ผลการทดลอง ความชื้นของเมล็ดถั่วแดงอาจเกิดความคลาดเคลื่อนจากผู้ทดลอง เนื่องจากผู้ทดลองอาจไปสัมผัสหรือจับกับเมล็ดถั่วแดงหลวงโดยตรง ในช่วงการทดลองที่หาค่า ความหนาแน่นเนื้อ (True Density ) ทำให้ความชื้นในเมล็ดถั่วแดงอาจเกิดความคลาดเคลื่อนขึ้น หรือในระหว่างการหาค่า True Density ที่จะต้องใช้เข็มขนาดเล็กจิ้มลงบนเมล็ดถั่วแดง อาจทำให้เนื้อสัมผัสเป็นรูพรุน อาจทำให้สารละลายเฮกเซนซึมเข้าไปในเมล็ดได้มากขึ้น จึงอาจทำให้ค่าที่ชั่งเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม 4.สรุปผลการทดลอง 4.1 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4.2 มวลรวม 100 เมล็ด ความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4.3ความกว้าง (Width) และความหนา (Thickness) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์ชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น ส่วนความยาว (Length) มีความสัมพันธุ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น 4.4 ค่าความเป็นทรงกลม (sphericity) ของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าของความชื้น 4.5ความหนาแน่นเนื้อ (True Density ) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์แบบเชิงเส้น โดยพบว่าเมื่อค่าของความชื้นเพิ่มขึ้นเมล็กหนักขึ้นทำให้ความหนาแน่นเนื้อเพิ่มมากขึ้น 4.6ความหนาแน่นรวม (Bulk Density ) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผกผันกับค่าความชื้น 4.7ความเร็วลมสุดท้าย (TeminalVelicity) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น 4.8สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต (Static friction Coefficient) ของเมล็ดถั่วแดงหลวง มีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น โดยค่า สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่มากที่สุด คือ พื้นยาง และ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตที่มีค่าน้อยที่สุด คือ พื้นไม้ 4.9พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ของเมล็ดถั่วแดงหลวงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าความชื้น เอกสารอ้างอิง - Es ref IS IK ,Halil U NAL, (2007) .Moisture-dependent physical properties of white speckledred kidney bean grains P. (209-216) - Amin, M. and group. (2004) Effects of moisture content on some physical properties of lentil seeds P. ( 83-87) - A .Al-Mahasneh, M . Rababah (2005) Effect of moisture content on some physicalproperties of green wheat P. ( 1467-1473) - R .Visvanathanand group. (1989) Physical Properties of Neem Nut P. ( 19 - 26) - Kemal C, agataySelvi and group. (2006) Some Physical Properties of Linseed P. ( 607-612)
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0238/บทที่-2-การตรวจเอกสารเรืองแป้งชุบทอดและการทอด
แป้งชุบทอด แป้งชุบทอดหมายถึง แป้งที่ผสมกับส่วนประกอบอื่น และใช้ชุบอาหารก่อนนำไปทอดเพื่อทำให้กรอบ อาหารที่มีการชุบแป้งทอดได้แก่ อาหารทะเลต่างๆ เช่น กุ้งชุบแป้งทอด ปลาหมึกชุบแป้งทอด ไก่ชุบแป้งทอด (ไก่คาราอะเกะ) หมูชุบแป้งทอด ผักชุบแป้งสาลีทอด และ ผลไม้ชุบแป้งทอด เช่น กล้วยแขก เป็นต้น เช่น แป้งสาลี และ แป้งมันสำปะหลัง ชนิดและส่วนประกอบของแป้ง มีผลต่อลักษณะเนื้อสัมผัสและการพองตัวของผลิตภัณฑ์ชุบทอด ที่แตกต่างกันไป เช่น เบานุ่ม (light) เปราะง่าย (fragiles) พองมาก (highly puffed) และแข็ง (dense) ซึ่งอาหารว่างที่มีลักษณะเนื้อความกรอบ (crispy) ผู้บริโภคจะชอบมากกว่าลักษณะอื่นๆและเป็นผลทางอ้อมของการดูดซับน้ำมันของอาหารระหว่างทอด (ศิริลักษณ์,2519) 2 ส่วนประกอบอื่น ได้แก่ น้ำตาล - น้ำตาล นอกจากจะเป็นที่ให้ความหวาน ช่วยเพิ่มรสชาติทำให้อาหารมีสีเหลืองสวย เนื่องจากปฏิกิริยาคาราเมลไลซ์เซชั่น ( Caramelization ) ที่จะทำให้เกิดสีน้ำตาลที่ผิวของอาหารแล้ว ( Pyler , 1973 ) น้ำตาลยังให้พลังงานแก่ร่างกาย และช่วยเก็บความชุ่มชื้นให้กับผลิตภัณฑ์อยู่ได้นาน ( จิตธนา และอรอนงค์ , 2527 ) ควรใช้น้ำตาลในรูปน้ำตาลทรายขาว มีขนาดเล็ก ในการทำแป้งผสม เพราะจะผสมเข้ากับส่วนผสมอื่นๆเป็นเนื้อเดียวกันได้ดี - เกลือ หรือเกลือแกง มีชื่อทางเคมีว่า โซเดียมคลอไรด์ มีรสเค็ม เกลือช่วยทำให้อาหารมีรสดี เน้นกลิ่นรสของส่วนผสมอื่นๆ เช่น ความหวานของน้ำตาล และยังช่วยให้เกิดสีของเปลือกนอกของผลิตภัณฑ์ ในการผลิตแป้งชุบทอดกล้วยแขกสำเร็จรูปควรใช้เกลืออนามัย เพราะเป็นเกลือป่น ละเอียด สีขาว และไม่ชื้นง่ายมีความบริสุทธิ์สูง - ปูนแดง มาละลายในน้ำแล้วตั้งทิ้งให้ตกตะกอน กรองเอาแต่น้ำใสมาใช้ ซึ่งปูนแดงคือ CaO จะละลายน้ำในปริมาณน้อยมาก กลายเป็นสารละลาย Ca (OH) 2 เมื่อตั้งน้ำปูนใสไว้สัมผัสอากาศ น้ำปูนใสจะขุ่นเพราะในอากาศมี CO2 อยู่ด้วย และเมื่อเราเอาน้ำปูนใสมาแช่ผักผลไม้ น้ำปูนใสจะทำปฏิกิริยากับก๊าซ CO2 ที่ตกค้างในท่อลำเลียงของผักผลไม้ กลายเป็นหินปูนเล็กๆ ช่วยให้เนื้อสัมผัสมีความกรอบ - งา ช่วยสร้างกลิ่นรสและลักษณะปรากฏที่ดี คุณสมบัติของแป้งชุบทอด คุณลักษณะที่ต้องการของแป้งชุบทอดคือ แห้ง ไม่จับตัวเป็นก้อน ขาว นวล ปราศจากสิ่งแปลกปลอม มีความชื้นไม่เกิน 14% มีเถ้าที่ละลายในกรดไม่เกิน 0.7% (ชัญธิกา,2553) เมื่อนำมาชุบ 175-200 องศาเซลเซียส น้ำมันหรือไขมันที่ใช้ ทอดอาหาร ควรทนความร้อนในระดับเดียวกันหรือสูงกว่า อุณหภูมิที่ใช้ทอดอาหาร ต้องไม่มีกลิ่นหืน ไม่สลายตัวให้กรดไขมันอิสระได้ง่าย ไขมันและน้ำมันต่างชนิดกันย่อมมีผลให้อาหารมีรสชาติแตกต่างกัน น้ำมันที่เหมาะกับการทอดกล้วยแขกคือ น้ำมันบัวหรือน้ำมันมะพร้าวบริสุทธิ์ (virgin coconut oil) เนื่องจาก น้ำมันบัวทอดอาหารหลายครั้งก็ไม่ดำ น้ำมันบ้วผลิตโดยผ่านกรรมวิธีที่มีการใช้สารเคมีและความร้อนสูงในการสกัด ได้น้ำมันที่ใสไม่มีสี มีกลิ่นหอมของมะพร้าว ซึ่งจะแตกต่างจากน้ำมันมะพร้าวที่ขายอยู่ในตลาดสด และยังเป็นผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ ที่อุดมไปด้วย วิตามินและสารต้านอนุมูลอิสระ ( บรรณานุกรม : www.myhealth.5u.com ) น้ำมันที่ได้จะมีสีเหลืองและไม่มีกลิ่น แต่ถ้าทิ้งไว้นานจะมีกลิ่นหืน เอาไว้ใช้ทอดอาหารที่ต้องใช้ความร้อนสูง น้ำมันที่ผ่านการทอดจะเสื่อมคุณภาพลง เนื่องจากเกิดปฏิกิริยาการแยกสลายด้วยน้ำ ( Hydrolysis ) ทำให้เกิดกรดไขมันอิสระมากขึ้น ปฏิกิริยาการเติมออกซิเจนของไขมัน ( lipid oxidation) ทำให้เกิดกลิ่นหืน การเกิดโพลีเมอร์ไรเซชั่น น้ำมันมีสีคล้ำลงและ มีความหนืดเพิ่มขึ้น ค่าของไอโอดีนนัมเบอร์ (iodine value) ต่ำลง จุดเกิดควัน (smoking point) ต่ำลง และจุดหลอดเหลวต่ำลง การกรองเศษอาหารเล็กๆออก และการเก็บน้ำมันที่กรองแล้วไว้ในที่เย็น ปราศจากอากาศและแสงจะช่วยยืดอายุของน้ำมันทอด ปัจจัยที่ทำให้อาหารอมน้ำมันมากเวลาทอด ปริมาณน้ำมันที่ถูกดูดซึมเข้าไปในอาหารมีผลต่อรสชาติอาหาร อาหารที่อมน้ำมันมาก จะทำให้เลี่ยนจนไม่น่ารับประทาน ปัจจัยที่มีผลต่อการอมน้ำมันของอาหารทอดได้แก่ 1. เวลาและอุณหภูมิที่ใช้ทอด การใช้อุณหภูมิต่ำ ทำให้ต้องใช้เวลานาน ยิ่งทอดนานก็ยอ่งทำให้อาหารอมน้ำมันไว้มาก จึงจำเป็นต้องระมัดระวังอุณหภูมิที่ใช้ทอดตลอดเวลา ภาชนะที่ใช้ทอดควรเป็นภาชนะที่เป็นโลหะหนักซึ่งเป็นตัวนำความร้อนที่ดี จะช่วยให้อุณหภูมิคงที่สม่ำเสมอ และไม่ควรใส่อาหารลงไปทอดพร้อมกันหลายๆชิ้น เพราะจะทำให้อุณหภูมิของน้ำมันต่ำลง ทำให้อาหารอมน้ำมันได้มากขึ้น เพื่อให้ได้อุณหภูมิตามต้องการ อาจใช้เทอร์โมมิเตอรืช่วยวัด 2. พื้นผิวของอาหารที่สัมผัสกับน้ำมัน อาหารชิ้นใหญ่อมน้ำมันมากกว่าชิ้นเล็ก อาหารที่มีผิวหน้าขรุขระหรือมีรูพรุนอมน้ำมันมากกว่าอาหารที่มีผิวเรียบ ก็เพราะอาหารดังกล่าวมีพื้นผิวที่สัมผัสกับน้ำมันมากกว่า 3. จุดเกิดควัน (smoke point) ของน้ำมัน อาหารอมน้ำมันได้มากขึ้นเมื่อใช้น้ำมันชนิดที่มีจุดเป็นควันต่ำ 4. ส่วนผสมของอาหาร โดนัทที่แป้งผสมกับน้ำตาลและไขมันมากจะอมน้ำมันมากขึ้นตามส่วนของน้ำตาลและไขมัน 5. เมื่อทอดเสร็จแล้วควรขจัดน้ำมันได้บ้างโดยใช้กระดาษซับน้ำมันที่ติดอยู่กับอาหารออกได้บ้าง เอกสารอ้างอิง 1. กาณจนพรรณ จรพงศ์ และวรรณา ยงสุวรรณไพศาล.2537.แป้งชุบทอดกล้วยแขกสำเร็จรูป.ปริญญานิพนธ์ปริญญาคณะเทคโนโลยีการเกษตร ภาควิชาอุตสาหกรรมเกษตร.กรุงเทพฯ:สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง2. ณฐชา จรูญวิรุฬห์, ณัฐวรรธน์ ศรีสุข และอนุวัฒน์ สินถิรมั่น.2546.เครื่องต้นแบบการอบแห้งแบบลูกกลิ้งสำหรับผลิตภัณฑ์ข้าวผง.ปริญญานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาตรบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร.กรุงเทพฯ:สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง3. ชัญธิกา อ่อนน้อม, นิติกร ศิรินัย, นิรชา อติชาติ และศมะ ทองหล่อ 2553.การศึกษากระบวนการผลิตและลักษณะทางกายภาพของแป้งชุบทอดผสมแป้งข้าวกล้องงอกพรีเจลลาติไนซ์.ปริญญานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาตรบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร.กรุงเทพฯ:สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง4. จิตธนา แจ่มเมฆ และ อรอนงค์ นัยวิกุล. 2527. เบเกอรีเทคโนโลยีเบื้องต้น. ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร . คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์5. อรอนงค์ นัยวิกุล .2526.การศึกษาคุณลักษณะของความกรอบหรือกรอบพองของแป้งชนิดต่างๆ เพื่อใช้ประกอบอาหารทอด.คณะอุตสาหกรรมเกษตร ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร.มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.กรุงเทพฯ,สำนักหอสมุด ม.เกษตรศาสตร์ (TX689 ก27) 6.Asia Food Beverage Thailand (AFB Thailand) .2010.Battered and Coated foods.[Online].Available :http://www.ttim.co.th/home/food/index.php?mode=content&id_run=21&id=2067.E.J.Pyler and L.A. Gorton . 1973 .Baking science & technology.TX763 .P98 1973.[Online].Available : http://www.sosland.com/bakingscience/Vol_2_LR.pdf8.[Online].Available :http://www.myhealth.5u.com/
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0019/ความหนืดของอาหารเหลว
ความหนืดของอาหาร ในชีวิตประจำวันของมนุษย์เราเกี่ยวข้องกับอาหารเหลวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อาหารแต่ละมื้อมักมีน้ำ น้ำมัน นม กะทิ น้ำเชื่อม และอาหารเหลวอื่นๆ รวมอยู่ด้วย ความหนืดของอาหารเหลวจึงเข้ามามีบทบาทต่อมนุษย์เรา เพราะความหนืดของอาหารเหลวสามารถบ่งบอกถึงคุณภาพของอาหารได้ ความหนืดของอาหารมีความสำคัญอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุตสาหกรรมอาหารที่เกี่ยวข้องกับอาหารในสถานะของเหลว ไม่ว่าจะอยู่ในขั้นตอนรับวัตถุดิบ การแปรรูป การเก็บรักษาผลิตภัณฑ์สุดท้าย ตัวอย่างอุตสาหกรรมอาหารที่ต้องอาศัยความรู้ความเข้าใจในเรื่องความหนืดมาออกแบบเพื่อการแปรรูปอาหารในระดับอุตสาหกรรมอย่างมีประสิทธิภาพ ได้แก่ อุตสาหกรรมนม อุตสาหกรรมน้ำผัก ผลไม้ อุตสาหกรรม น้ำมันพืช เป็นต้น ข้อมูลด้านความหนืดของอาหารในแต่ละขั้นตอนการแปรรูปจะเป็นประโยชน์ในการออกแบบกระบวนการแปรรูปอาหาร เช่น การเลือกปั๊ม (pump) และออกแบบระบบท่อที่เหมาะสมในโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร 1. การไหลแบบลามินาร์และเทอร์บิวเลนท์ ความแตกต่างระหว่างการไหลแบบลามินาร์ (laminar flow) และการไหลแบบเทอร์บิวเลนท์ (turbulent flow ) มีลักษณะดังรูปที่1 อธิบายให้เห็นภาพโดยปั๊มของไหลให้ไหลในท่อด้วยความเร็วคงที่และฉีดสีเข้าไปที่ปากท่อ เมื่อน้ำในท่อมีความเร็วต่ำก็จะเห็นเส้นสีที่ฉีดเข้าไปนั้นไหลเป็นเส้นตรงตลอดความยาวของท่อ ลักษณะการไหลเช่นนี้แสดงว่าอนุภาคของของไหลเคลื่อนที่ขนานกันไปเป็นเส้นทางที่แน่นอน หรือเคลื่อนที่เป็นเส้นสตรีมไลน์ (streamline) ดังแสดงในรูป (ล่าง) เรียกการไหลแบบนี้ว่า การไหลแบบลามินาร์ แต่เมื่อค่อยๆเพิ่มความเร็ว ลักษณะการไหลของของไหลในท่อเปลี่ยนแปลงไป จะเห็นเส้นสีที่ฉีดเข้าไปที่ปากท่อแตกตัวปนเข้าไปในของไหล ลักษณะการไหลเช่นนี้แสดงว่าความเร็วของอนุภาคของของไหลเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาทั้งขนาดและทิศทาง เส้นทางการไหลจึงไม่แน่นอน ดังแสดงในรูป (บน) เรียกการไหลแบบนี้ว่า การไหลแบบเทอร์บิวเลนท์ การไหลแบบลามินาร์มักเกิดที่อัตราการไหลต่ำ แต่การไหลแบบเทอร์บิวเลนท์มักเกิดที่อัตราการไหลสูง อย่างไรก็ตาม ตัวที่จะตัดสินว่าการไหลเป็นแบบลามินาร์หรือแบบเทอร์บิวเลนท์นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วเท่านั้น แต่ขึ้นอยู่กับค่าเรย์โนลด์นัมเบอร์ (Reynolds number) ซึ่งเป็น ตัวเลขไร้หน่วย และคำนวณได้จากสมการ RE คือ ค่าเรย์โนลด์นัมเบอร์ (Reynolds number) ซึ่งเป็น ตัวเลขไร้หน่วย v ความเร็วเฉลี่ย (average velocity) (m/s) D เส้นผ่านศูนย์กลาง ภายในขอ่งท่อ (inside pipe diameter) (m) μ ความหนืดสัมบูรณ์ (absolute viscosity) (Pa.s) ρ ความหนาแน่น (density ) ของของเหลว (kg/m3) ค่าเรย์โนลด์นัมเบอร์วิกฤต (Critical Reynolds number) เป็นตัวบ่งบอกถึงอัตราการไหลที่การไหลเปลี่ยนจากการไหลแบบลามินาร์ไปเป็นการไหลแบบเทอร์บิวเลนท์ สำหรับของไหลในท่อถ้าค่าเรย์โนลด์นัมเบอร์วิกฤตมากกว่า 2,300 การไหลจะเปลี่ยนจากการไหลแบบลามินาร์ไปเป็นการไหลแบบเทอร์บิวเลนท์ 2. ความหนืด (Viscosity) คือความสามารถในการต้านทานการไหลของของไหล เมื่อมีแรงหรือความเค้น (F/A , แรงต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่) มากระทำ เมื่อของไหลได้รับความเค้น ของไหลจะเกิดการเปลี่ยนรูปร่างอย่างต่อเนื่อง ถ้าความเค้นเฉือน (shear stress) ของของไหลเพิ่มขึ้นอย่างเป็นสัดส่วนกับอัตราเฉือน (rate of shear, shear rate,dv/dx) เมื่อนำความเค้นเฉือนมาพลอตกับอัตราเฉือนจะได้ความสัมพันธ์เป็นเส้นตรง และสามารถคำนวณความหนืดได้จากสมการความหนืดของนิวตัน (Newton's equation of Viscosity) μ = slope= shear stress / shear rate μ= coefficient of viscosity สัมประสิทธิ์ความหนืด (Pa.s) shear rate= อัตราเฉือน (1/s) shear stress= ความเค้นเฉือน (N/m2) สัมประสิทธิ์ความหนืด (coefficient of viscostiy, ) หรือความหนืดพลวัต (dynamic viscosity) หรือเรียกสั้นๆว่า ความหนืด (viscosity) หน่วยของความหนืดดังแสดงในตารางที่ 1 และความหนืดของสารที่นิยมใช้เป็นแบบอย่างเทียบเคียงดังแสดงในตารางที่ 2 ส่วนความหนืดจลนศาสตร์ (Kinematic viscosity) ได้จากอัตราส่วนของความหนืด (m) ต่อความหนาแน่น (ρ) หน่วยของความหนืดจลนศาสตร์ดังแสดงในตารางที่ 3 ถ้าความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นเฉือนและอัตราเฉือนของของไหลนอนนิวโตเนียนไม่เป็นเส้นตรง (รูปที่ 3) พบว่าอัตราส่วนระหว่างความเค้นเฉือนต่ออัตราเฉือนของของไหล ไม่คงที่ (ไม่สามารถแสดงออกมาเป็นค่าๆเดียว) จึงเรียกว่าความหนืดปรากฏ (apparent viscosity) ดังนั้นที่อัตราเฉือนค่าหนึ่ง เมื่อลากเส้นตรงจากจุดหนึ่งบนกราฟมายังจุดกำเนิด แล้วหาค่าความชันของเส้นตรงนั้นจะได้ความหนืดปรากฏ (รูปที่3) ดังนั้นในการบอกค่าความหนืดปรากฏทุกครั้งจะต้องบอกค่าอัตราเฉือน ตารางที่ 1 หน่วยของความหนืด ระบบเดิม (เมตริก) ระบบใหม่ (SI) ความเค้นเฉือน สัญลักษณ์ t t หน่วย dyne cm-2 Pa หรือ N m-2 การเปลี่ยนหน่วย 1 N = 105 dyne 1 m2 =104 cm2 1 Pa = 10 dyne cm-2 อัตราเฉือน สัญลักษณ์ หน่วย s-1 s-1 ความหนสัญลักษณ์ หน่วย Poise (P) Pa.s การเปลี่ยนหน่วย 10.00 P = 1.00 Pa.s 1.00 cP = 1.00 mPa.s ความหนืดจลนศาสตร สัญลักษณ์ หน่วย stoke (St) centistokes (cSt) m2s-1 mm2s-1 การเปลี่ยนหน่วย 1 cSt = 1 mm2s-1 หมายเหตุ ความหนืดของน้ำที่ 20°C เท่ากับ 1 cP หรือ 1 mPa.s ตารางที่ 2 ความหนืดของสารที่นิยมใช้เป็นแบบอย่าง สาร ความหนืด (cP or mPa.s) อากาศ 1.86 ´ 10-4 น้ำที่อุณหภูมิ 0°C 1.7921 น้ำที่อุณหภูมิ 20°C 1.000 น้ำที่อุณหภูมิ 100°C 0.2838 สารละลายซูโครส 20% ที่อุณหภูมิ 20°C 1.967 สารละลายซูโครส 40% ที่อุณหภูมิ 20°C 6.223 สารละลายซูโครส 60% ที่อุณหภูมิ 20°C 56.7 สารละลายซูโครส 80% ที่อุณหภูมิ 20°C 40,000
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0309/แผนการสอน-2555-สมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร
รายละเอียดของรายวิชา ชื่อสถาบันอุดมศึกษา สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง คณะ/สาขาวิชา คณะวิศวกรรมศาสตร์/ สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร หมวดที่ 1 ข้อมูลโดยทั่วไป 1. รหัสและชื่อรายวิชา 01116006 สมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร ENGINEERING PROPERTIES OF FOOD 2. จำนวนหน่วยกิต 3 หน่วยกิต (3 0-6) 3. หลักสูตรและประเภทของรายวิชา หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร 4. อาจารย์ผู้รับผิดชอบรายวิชาและอาจารย์ผู้สอน ผศ.ดร.พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์ 5. ภาคการศึกษา/ชั้นปีที่เรียน ภาคการศึกษาที่ 1/2555 / ชั้นปีที่ 2 6. รายวิชาที่ต้องเรียนมาก่อน (Pre-requisites) (ถ้ามี) ไม่มี 7. รายวิชาที่ต้องเรียนพร้อมกัน (Co-requisites) (ถ้ามี) ไม่มี 8. สถานที่เรียน คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง 9. วันที่จัดทำหรือปรับปรุงรายละเอียดของรายวิชาครั้งล่าสุด 27 พฤษภาคม 2555 หมวดที่ 2 จุดมุ่งหมายและวัตถุประสงค์ 1.จุดมุ่งหมายของรายวิชา 1) เพื่อให้นักศึกษาเข้าใจความหมายและความสำคัญของสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร 2) สามารถประยุกต์ความรู้ที่ได้ในงานด้านวิศวกรรมอาหาร 2.วัตถุประสงค์ในการพัฒนา/ปรับปรุงรายวิชา หมวดที่ 3 ลักษณะและการดำเนินการ 1. คำอธิบายรายวิชา ทฤษฎีและการวัดค่าคุณสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร ได้แก่ คุณลักษณะทางกายภาพ คุณสมบัติทางรีโอโลยี ความร้อน ไฟฟ้า คุณสมบัติเชิงทัศนศาสตร์ คุณสมบัติเชิงอากาศพลศาสตร์และชลพลศาสตร์ การประยุกต์คุณสมบัติดังกล่าวเพื่อออกแบบระบบลำเลียงและแปรรูปผลิตภัณฑ์อาหาร Theory and measurement of engineering properties of food materials: physical characteristics, reological , thermal , electrical, optical aero dynamic and Hydro dynamic; applications in design of handling and processing systems for food products 2. จำนวนชั่วโมงที่ใช้ต่อภาคการศึกษา บรรยาย สอนเสริม การฝึกปฏิบัติ/งาน ภาคสนาม/การฝึกงาน การศึกษาด้วยตนเอง บรรยาย 45 ชั่วโมง ต่อภาคการศึกษา ไม่มี ไม่มี การศึกษาด้วยตนเอง 6 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ 3. จำนวนชั่วโมงต่อสัปดาห์ที่อาจารย์ให้คำปรึกษาและแนะนำทางวิชาการแก่นักศึกษาเป็นรายบุคคล 2 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ หมวดที่ 4 การพัฒนาการเรียนรู้ของนักศึกษา 1.คุณธรรม จริยธรรม 1.1.คุณธรรม จริยธรรมที่ต้องพัฒนา 1 มีวินัย การตรงต่อเวลา สุขลักษณะส่วนบุคคล ความสะอาดของสิ่งแวดล้อม การแต่งกายความซื่อสัตย์ 2 มีความเคารพ ความเคารพตนเอง ความกตัญญูต่อบุพการีและผู้มีพระคุณ ความเคารพต่อการศึกษา และ สถานที่ศึกษา รวมทั้ง การมีน้ำใจ และการเคารพสิทธิ ของผู้อื่น 3 มีความอดทน รับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย ความอดทนต่อความยากลำบาก รู้จักการทำงานเป็นทีม อดทนต่อความขัดแย้ง และรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น 1.2. วิธีการสอน 1. เน้นการเข้าชั้นเรียนตรงเวลา และพฤติกรรมในชั้นเรียน 2. มอบหมายให้นักศึกษาทำงานเป็นกลุ่ม ฝึกการเป็นผู้นำ สมาชิกกลุ่ม ฝึกความรับผิดชอบ 3. การเป็นแบบอย่างที่ดีของอาจารย์ 4 บรรยายสอดแทรก คุณธรรมจริยธรรม ที่จำเป็นต่อวิศวกรอาหาร 1.3. วิธีการประเมินผล 1. ประเมินจากการตรงต่อเวลาของนักศึกษาในการเข้าชั้นเรียน การส่งงานที่ได้รับมอบหมาย การเข้าร่วมกิจกรรม 2. ประเมินจากความรับผิดชอบในหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย 3. ประเมินจากพฤติกรรมการเรียนและการสอบ 2.ความรู้ 2.1 ความรู้ที่ต้องได้รับ 1.มีความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับหลักการและทฤษฎีที่สำคัญในเนื้อหาที่ศึกษา 2.สามารถวิเคราะห์ปัญหา เข้าใจและอธิบายความต้องการในอุตสาหกรรมอาหาร รวมทั้งประยุกต์ความรู้ ทักษะ ที่เหมาะสมกับการแก้ไขปัญหา 3.สามารถรู้ เข้าใจ สนใจพัฒนาความรู้ และติดตามเทคโนโลยีใหม่ๆ 2.2 วิธีการสอน 1. ใช้วิธีการบรรยาย การยกตัวอย่างประกอบการบรรยาย 2. การมอบหมายให้นักศึกษาทำรายงานกลุ่มที่เกี่ยวข้องกับเคมีและจุลชีวิทยาของอาหาร 3.การมอบหมายให้นักศึกษาจัดนิทรรศการเผยแพร่ความรู้สู่สังคม 2.3 วิธีการประเมินผล ประเมินจากรายงานการศึกษาค้นคว้าของนักศึกษา การนำเสนอหน้าชั้นเรียน การสอบกลางภาคเรียนและปลายภาคเรียน 3.ทักษะทางปัญญา 3.1ทักษะทางปัญญาที่ต้องพัฒนา คิดอย่างมีวิจารณญาณและอย่างเป็นระบบ 3.2 วิธีการสอน จัดกระบวนการเรียนการสอนที่ฝึกทักษะการคิด ทั้งในระดับบุคคลและกลุ่ม เช่น การจัดทำรายงานและการอภิปรายกลุ่ม เป็นต้น 3.3 วิธีการประเมินผล 1. การจัดทำรายงานของนักศึกษา 2. การนำเสนอผลงานและการตอบคำถามในเรื่องที่เกี่ยวข้อง 4.ทักษะความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบ 4.1 ทักษะความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบที่ต้องพัฒนา มีความรับผิดชอบในการทำงานและสามารถสื่อสารและทำงานร่วมกับผู้อื่นได้ 4.2 วิธีการสอน กำหนดให้นักศึกษาทำรายงานเป็นกลุ่ม 4.3 วิธีการประเมินผล 1 การนำเสนอผลงานเป็นกลุ่ม 2 ประเมินความรับผิดชอบในหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย 3 ทักษะการวิเคราะห์เชิงตัวเลข การสื่อสาร และการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ 5.1 ทักษะการวิเคราะห์เชิงตัวเลข การสื่อสาร และการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศที่ต้องพัฒนา สามารถสื่อสารอย่างมีประสิทธิภาพทั้งปากเปล่าและการเขียนการเลือกใช้รูปแบบของสื่อการนำเสนอ 5.2 วิธีการสอน ให้ผู้เรียนรู้เอกสารประกอบคำสอน ผ่าน website ประจำวิชา http://www.foodnetworksolution.com/wiki/ นำเสนอผลงานโดยใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ 5.3 วิธีการประเมินผล การประเมินจากรายงานและสื่อการนำเสนอ การประเมินจากผู้เกี่ยวข้องในห้องเรียน ที่ สัปดาห์ที่ / วันเดือนปี หัวข้อบรรยาย หัวข้อ ปฏิบัติการ 1 11 มิถุนายน ความหมายและความสำคัญของสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร แบ่งกลุ่มเลือกและจัดเตรียมวัสดุสำหรับปฏิบัติการ การบ้าน ค้นคว้างานวิจัยระดับนานาชาติ ด้านสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหารระหว่างปี 2000-2012 2 18 มิถุนายน สมบัติทางกายภาพได้แก่ ขนาด รูปร่าง ความกลม ความเป็นทรงกลม ความชื้นฐานเปียกและการปรับความชื้น ปฏิบัติการ 1สมบัติทางกายภาพ ได้แก่ ขนาด รูปร่าง ความกลม ความเป็นทรงกลม การหาความชื้น และการปรับความชื้นเมล็ดพืช 4 ระดับ ส่งผล ปฏิบัติการที่1 (file exel) 3 25 มิถุนายน ความชื้น (moisture content) ปฏิบัติการ 2 การหาความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นและสมบัติทางกายภาพของวัสดุปริมาณมวล ขนาด ความเป็นทรงกลม พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ ความเร็วสุดท้าย (terminal velocity) static friction coefficient 4 2 กรกฏาคม สมบัติทางกายภาพของวัสดุปริมาณมวล (bulk mateial) ได้แก่ ความพรุน, มวล,ปริมาตร, ความหนาแน่นรวม, ความหนาแน่นเนื้อ,มุมเอียง,ความเร็วสุดท้าย ปฏิบัติการที่ 2 (ต่อ) 5 9 กรกฏาคม water sorption isotherm ปฏิบัติการที่ 2 (ต่อ) ปฏิบัติการที่ 3 water sorption isotherm 6 16 กรกฎาคม การหาสมการความสัมพันธ์ของ water sorption isotherm (บรรยายโดย ดร.เอกพงษ์ ชีวิตโสภณ) ปฏิบัติการwater sorption isotherm (ต่อ) ส่งรายงาน ปฏิบัติการ ที่ 2 (ฉบับสมบูรณ์) ของทั้ง 9 กลุ่ม และ ส่งผลปฏิบัติการ 3 (file exel, ข้อมูลและกราฟความสัมพันธ์ 7 23 กรกฎาคม รายงานผลการวิจัย เรื่องผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพและ water sorption isotherm ของวัสดุปริมาณมวล9 กลุ่ม ส่งรายงานผลการปฏิบัติการ 2 () และส่งรายงานปฏิบัติการ 3 ฉบับบสมบูรณ์ 8 30 กรกฎาคม -10 สิงหาคม งดเรียน สอบกลางภาค 13สิงหาคม หยุดชดเชย 9 20 สิงหาคม เนื้อสัมผัส ของอาหาร ปฏิบัติการที่ 5 หารหาเนื้อสัมผัสของอาหารต่างๆเช่น ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ ข้าวสุก ขนมขบเคี้ยว ลูกอม ลูกกวาด 10 27สิงหาคม สมบัติทางกายภาพของอาหารเหลว รีโอโลยีของอาหารเหลว : ความหนืด ความเข้มข้น ความหนาแน่น ปฏิบัติการที่ 6 สมบัติทางกายภาพ และสมบัติทางรีโอโลยี ของอาหารเหลว 11 3กันยายน สมบัติเชิงทัศนศาสตร์ (optical properties) ปฏิบัติการที่ 7 เรื่องการวัดสี การบรรยายพิเศษ ประยุกต์ใช้สมบัติเชิงทัศนศาสตร์กับงานทางอุตสาหกรรมอาหาร 12 10 กันยายน เยี่ยมชมโรงงาน 13 17 กันยายน สมบัติเชิงไฟฟ้า (electrical properties) อภิปรายกลุ่ม เรื่องการประยุกต์ใช้สมบัติทางกายภาพในงานวิศวกรรมอาหาร 14 24กันยายน สมบัติเชิงความร้อน (thermal properties) ปฏิบัติการการที่ 8 สมบัติเชิงความร้อน และ คำนวณค่าสมบัติเชิงความร้อนของอาหาร 15 ปฏิบัติการที่ 4 สมบัติทางการยภาพของอาหารที่เป็นชิ้น การหา drying rate หมวดที่ 6 ทรัพยากรประกอบการเรียนการสอน 1.กลยุทธ์การประเมินประสิทธิผลของรายวิชาโดยนักศึกษา การประเมินประสิทธิผลในรายวิชานี้ จัดโดยสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง โดยให้นักศึกษาเข้าประเมินผลการเรียนการสอนทางเว็บไซต์ของสถาบันฯ ซึ่งเป็นการนำแนวคิดและความคิดเห็นจากนักศึกษาดังนี้ - แบบประเมินผู้สอนเป็นรายวิชา 2.กลยุทธ์การประเมินการสอน ใช้กลยุทธ์ในการเก็บข้อมูลเพื่อประเมินการสอนดังนี้ -ประเมินจากผลการประเมินผู้สอนและผลการสอบของนักศึกษา -การทวนสอบผลประเมินการเรียนรู้ 3.การปรับปรุงการสอน การสัมมนาการจัดการเรียนการสอน 4.การทวนสอบมาตรฐานผลสัมฤทธิ์ของนักศึกษาในรายวิชา หลังจากได้รับผลการประเมินการสอนในข้อ 2 จะมีการปรับปรุงการสอน โดยการใช้ระบบประกันคุณภาพภายในช่วยในการทวนสอบมาตรฐานผลการเรียนรู้ของนักศึกษา 5.การดำเนินการทบทวนและการวางแผนปรับปรุงประสิทธิผลของรายวิชา ปรับปรุงรายวิชาตามข้อเสนอแนะปรับปรุงการสอนในข้อ 3 และผลการทวนสอบมาตรฐานผลสัมฤทธิ์ตามข้อ 4 หมวดที่ 7 การประเมินและปรับปรุงการดำเนินการของรายวิชา 2. แผนการประเมินผลการเรียนรู้ กิจกรรมที่ ผลการ เรียนรู้ วิธีการประเมิน สัปดาห์ที่ ประเมิน สัดส่วนของการ ประเมินผล 1 1.1, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3 3.1 สอบกลางภาค สอบปลายภาค การบ้าน วันที่ 28 กรกฏาคม วันที่ 23 กันยายน 40% 40% 10% 2 1.1,1.2,1.3,1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3,2.4,2.5 3.1,3.2, 4.1, 4.2,4.3,4.4 5.1,5.2,5.3, 5.4
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0486/คลายข้อสงสัย-ถุงลายนูน-ถุงเรียบ-ถุงจีบข้าง-ต้องใช้แบบไหน-ต่างกันอย่างไร
ถุงซีลสูญญากาศ คงเป็นปัญหาเชาว์สำหรับใครหลาย ๆ คน ที่ชวนน่าปวดหัว หลายคนเจอปัญหา ซื้อมาแล้ว ใช้กับเครื่องไม่ได้ ยิ่งการช้อปผ่านช่องทางออนไลน์ บางช่องทางไม่มีแอดมินมาคอยให้ข้อมูล จึงเกิดความสับสนโดยเฉพาะ “ถุงลายนูน” และ “ถุงเรียบ” ยังไม่รวมถึงชนิดของวัสดุ PE PET LDPE LLDPE NYLON (PA) และเรื่องความหนาของถุงที่ชวนปวดหัวสุด ๆ วันนี้เรามีคำตอบให้คุณ รับรองเข้าใจง่าย กระชับ และใช้ได้จริง ไปดูกันเลย !! ถุงลายนูน คืออะไร1. ถุงลายนูน มีชื่อภาษาอังกฤษที่ไม่ตายตัว บ้างก็เรียก “Embossed Vacuum Bag” หรือ “Texture Bag” ด้วยตัวถุงที่มีลักษณะเด่นเป็น “จุดนูน” จึงมีกระบวนการผลิตที่ยากกว่าถุงทั่วไป ส่วนใหญ่ผลิตจากวัสดุ Nylon (PA) ที่มีความยืดหยุ่นสูง มีความหนามาก ทนแช่แข็ง ทนร้อนสูงกว่าถุงทั่วไป ทำให้มีราคาแพงกว่าถุงพลาสติกทั่วไปกว่า 2 – 3 เท่าถุงชนิดนี้ต้องใช้คู่กับเครื่องซีลที่มี ระบบห้องดูดสูญญากาศ เท่านั้น จึงจะสูญญากาศได้ ซึ่งเครื่องซีลที่มีระบบนี้ ส่วนใหญ่เป็นเครื่องครัวเรือน มีราคาตามตลาดอยู่ที่ หลักร้อย ไปจนถึง หลักพัน ต้น ๆ แต่ไม่สามารถสูญญากาศถุงเรียบ หรือ ถุงร้อน ถุงแกงทั่วไปได้ ทางผู้ผลิตจึงพยายามที่จะขายเครื่องในราคาที่ถูกลง เพื่อให้รองรับกับต้นทุนของถุงลายนูนที่มีราคาแพง ถุงแบบเรียบ คืออะไร2. ถุงเรียบ หรือ “ถุงสูญญาศแบบเรียบ” หรือ “Flat Bag” ถุงชนิดนี้หน้าตาคล้ายกับถุงร้อน ถุงแกงทั่วไป แต่มีสีที่ขุ่นกว่า เนื่องจากความหนาที่เพิ่มขึ้น ส่วนใหญ่ถุงชนิดนี้ผลิตจากวัสดุ PE ผสม PET หรือหากผสม Nylon (PA) ก็จะมีความยืดหยุ่นที่สูงขึ้น ทนอุณหภูมิมากขึ้น และมีราคาที่แพงขึ้นตามไปด้วย แต่ไม่เท่าถุงลายนูน เพราะกระบวนการผลิตไม่ยากเท่าถุงเรียบชนิด PE/PET ค่อนข้างเป็นที่นิยม เนื่องจากมีความหนาเพียงพอ ทนร้อน ทนเย็น (แช่ฟรีซตู้เย็นทั่วไปได้) และรักษาการสูญญากาศได้ดีกว่าถุงร้อน 2 – 3 เท่า แถมมีราคาแพงกว่าถุงพลาสติกทั่วไปเพียง 1.2 – 1.5 เท่า ซึ่งด้วยราคาที่ถูกกว่าถุงลายนูน ถุงเรียบจึงต้องใช้คู่กับเครื่องซีลที่มีราคาตามตลาดประมาณ สองพัน ขึ้นไป จนถึง หลายพัน หรือเครื่องที่มี ระบบลิ้นดูดสูญญากาศเท่านั้น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเครื่องระดับกึ่งอุตสาหกรรม แต่ตัวเครื่องไม่สามารถสูญญากาศถุงลายนูน หรือ ถุงจีบข้าง (ถุงขยายข้าง) ได้นั่นเอง ถุงจีบข้าง คืออะไร3. ถุงจีบข้าง หรือ “Rice Bag” หรือ “Rice Brick Bag” ส่วนใหญ่ถุงชนิดนี้มีคุณสมบัติเทียบเท่า “ถุงลายนูน” มีส่วนผสมหลักจาก Nylon (PA) เนื่องจากนิยมใช้บรรจุข้าวสารที่มีความคม จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีความหนา และยืดหยุ่นสูง เพื่อป้องกันการรั่วซึมของอากาศ ทำให้ถุงจีบข้างส่วนใหญ่มีราคาค่อนข้างสูงเช่นเดียวกับ ถุงลายนูน ที่ต้องใช้กับเครื่องซีลที่มี ระบบห้องดูดสูญญากาศ เท่านั้น แนะนำว่าหากใครต้องการจะขึ้นรูปถุงจีบข้าง ให้เป็นบล็อกสี่เหลี่ยมสวยงาม ให้ใช้คู่กับบล็อกอะคริลิคที่ผลิตมากับถุงนั้น ๆ โดยเฉพาะ หรือผลิตมาจากโรงงานเดียวกัน เพราะหากใช้คู่กับบล็อกอื่น ๆ แม้จะรองรับน้ำหนัก 1 กิโลกรัมเหมือนกัน แต่รูปทรงของถุงจีบข้างของแต่ละโรงงานอาจแตกต่างกัน จึงต้องระวังจุดนี้เป็นพิเศษ ระบบห้องดูดสูญญากาศ4. ระบบห้องดูดสูญญากาศ ส่วนใหญ่ถูกตั้งตั้งมากับเครื่องซีลสูญญากาศระดับครัวเรือน ที่มีราคาตั้งแต่ หลักร้อย ไปจนถึง หลักพัน ต้น ๆ ระบบนี้สูญญากาศได้เฉพาะถุงลายนูน และ ถุงจีบข้าง เท่านั้น (ไม่สามารถใช้ร่วมกับถุงร้อน ถุงแกง ถุงสูญญากาศแบบเรียบ) จากตัวเครื่องที่มีราคาค่อนข้างถูก จึงทำให้ตัวเครื่องส่วนใหญ่ไม่รองรับน้ำ หรือ ไม่สามารถสูญญากาศของเปียกได้ หากน้ำเข้าเครื่อง อาจทำให้เสียหายทันที ระบบลิ้นดูดสูญญากาศ5. ระบบลิ้นดูดสูญญากาศ มีเฉพาะในเครื่องซีลระดับครัวเรือน – กึ่งอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่มีราคาตั้งแต่ สองพัน ขึ้นไป จนถึง หลายพัน บาท สูญญากาศได้เฉพาะถุงสูญญากาศแบบเรียบทุกวัสดุ รวมถึงถุงร้อน ถุงแกงทั่วไป (ไม่สามารถสูญญากาศถุงลายนูน กับ ถุงจีบข้าง) ด้วยตัวเครื่องที่มีราคาค่อนข้างสูง จึงมีระบบรองรับน้ำ จุดสังเกตคือ แท็งก์รองรับน้ำด้านหลังเครื่อง ทำให้เครื่องสามารถสูญญากาศของเปียก และน้ำเข้าได้โดยไม่มีปัญหา สรุปถุงชนิดใดบ้างที่ใช้ได้กับเครื่องซีลสูญญากาศอ่านมาถึงตรงนี้คิดว่าหลาย ๆ คน คงจะเข้าใจมากขึ้น และเลือกซื้อถุงซีลสูญญากาศได้ถูกกับการใช้งานมากขึ้น สรุปโดยง่ายก็คือ "เครื่องถูก ถุงแพง เครื่องแพง ถุงถูก" นั่นเอง สามารถเลือกดูถุงซีลสูญญากาศประเภทต่างๆ อาทิเช่น ถุงซีลสูญญากาศแบบเรียบ ถุงซีลสูญญากาศลายนูน ถุงแพ็คข้าว คุณภาพดี มีใบรับรอง ตรวจสอบคุณภาพทุกใบ สามารถเลือกชมได้ที่นี่https://sumirethailand.com/ถุงซีลสูญญากาศ/
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0264/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดข้าวเหนียวดำ
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-6.58mm,3.24mm-2.54mm,2.21mm-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 ρb ความหนาแน่นรวม (g/ml) ρs ความหนาแน่นเนื้อ (g/ml) ρ ความหนาแน่นเฮกเซน (g/ml) V ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด (ml) Vb ปริมาตรภาชนะ (ml) Mi ค่าความชื้นเริ่มต้น (%Wb) Mf ค่าความชื้นที่ต้องการ Wi น้ำหนักถั่ว 1,000 เมล็ด (g) Proj พื้นที่ภาพฉาย (cm2) θ 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 density ,ƿs) 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 L,M,T 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. Rababah,2007) 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. Garnayak,R.C. Pradhan,S.N. Naik,N. 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) 2007,pp1467-1473 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
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0266/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว Effect of moisture content on some physical properties of small white bean สาขาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ธรรมชาติ วงศ์รัตนมนตรี ยุวภัทร์ ศักดาวัฒนกุล อรรฆพร ธนาวนิชกุล วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ จากการศึกษาผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติด้านต่างๆ ของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) คือ การวัดผลโดยรวมของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) ทั้งด้านความยาวเฉลี่ย, ความกว้าง, ความหนา, ความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม, ความเร็วสุดท้าย และมวลรวม มีค่า 9.45 mm, 6.40 mm, 5.62 mm, 73.88 %, 1.98 kg /m3, 0.83 kg /m3, 12.38m/s, 5.57g ตามลำดับ แล้วเมื่อเราเพิ่มความชื้นในระดับต่างๆ ตั้งแต่ 8.00% d.b.-20.00% d.b. จะทำให้คุณภาพของเมล็ดถั่วขาว (เมล็ดเล็ก) เปลี่ยนไป คือ มีค่าความยาวเฉลี่ย ความกว้าง ความหนา ความเป็นทรงกลม ความหนาแน่นเนื้อ ความเร็วสุดท้าย รวมถึงมวลเพิ่มขึ้น โดยมีค่าเป็น 9.68 mm, 7.00 mm, 6.69 mm, 79.35%, 2.21 kg /m3, 6.21g ตามลำดับ ส่วนความหนาแน่นรวมจะมีค่าลดลงเป็น 0.78 kg /m3เมื่อดูผลจากกราฟที่แสดงจะสามารถสรุปได้ว่าความชื้นมีความสัมพันธ์เชิงเส้นแบบแปรผันตรงกับค่าต่างๆ เหล่านี้ 1.บทนำ เมล็ดถั่วขาว (Bruguiera cylindrical) อยู่ในวงศ์ Rhizophoraceae มีส่วนประกอบ คือ คาร์โบไฮเดรต 69.79%, โปรตีน 27.44%, โพแทสเซียม 1.64%, ไขมัน 0.95%, แคลเซียม0.17%, เหล็ก 0.01% เป็นวัตถุดิบหนึ่งที่นิยมใช้ในการลดความอ้วนในปัจจุบัน เนื่องจากสารที่สกัดได้จากเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีสาร Phaseolamin มีฤทธิ์ในการทำให้เอ็นไซม์อะไมเลสเป็นกลาง ( th.wikipedia.org/wiki/เอนไซม์ ) ดังนั้น แป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่บริโภคเข้าไปไม่สามารถเปลี่ยนเป็นน้ำตาลได้ ร่างกายจึงได้รับพลังงานจากแป้งน้อยลงตามไปด้วย ซึ่งมีผลทำให้การสะสมของไขมันที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนรูปของน้ำตาลเป็นไขมันลดลงด้วย เมื่อร่างกายได้รับพลังงานน้อยลงไม่เพียงพอกับความต้องการในแต่ละวันร่างกายจึงต้องเผาผลาญไขมันมากมายเพราะให้สารอาหารที่มีประโยชน์หลายอย่าง เช่น โปรตีน อาหาร และไม่มีผลกระทบกับสารอาหารชนิดอื่นๆ ถัวขาวเมล็ดเล็ก วิตามิน เกลือแร่ และมีใยอาหารสูง ขณะเดียวกันในถั่วขาวก็มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัว คือ มีสารที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานที่สะสมไว้ออกมาใช้มากขึ้น จึงทำให้น้ำหนักลดลงโดยที่ไม่ต้องอด (Small White Bean) เป็นพืชในตระกูลถั่วที่มีคุณประโยชน์ของเอ็นไซม์อะไมเลส ที่ใช้ย่อยอาหารประเภทแป้งหรือคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ให้กลายเป็นน้ำตาลที่มีโมเลกุลขนาดเล็กเพื่อให้ร่างกายดูดซึมไปใช้ได้ เนื่องจากเมล็ดถั่วขาวเป็นถั่วเมล็ดแห้ง ดังนั้น ก่อนที่จะนำมาใช้ประโยชน์จึงต้องนำไปแช่น้ำ เพื่อให้เมล็ดมีคุณสมบัติที่สามารถนำไปใช้ได้จึงต้องมีการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาว เช่น การวัดขนาดของเมล็ดถั่วขาวเพื่อให้รู้ขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นต่างๆเพื่อใช้ในการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาว การวัดความเร็วลมเพื่อตรวจคัดเมล็ดที่เหี่ยว เป็นต้น ดังนั้นการวัดลักษณะทางกายภาพของเมล็ดถั่วขาวจึงมีความจำเป็นมากในอุตสาหกรรม และจากการสำรวจยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับลักษณะทางกายภาพของถั่วขาวในประเทศไทยมาก่อน ดังนั้น วิจัยนี้จึงจัดทำขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้เป็นข้อมูลในการศึกษาค้นคว้าสำหรับผู้ที่สนใจ 2.วัสดุที่ใช้ในการทดลองและวิธีทดลอง 2.1 ตัวอย่างและการปรับความชื้น เมล็ดตัวอย่างมาจาก Top Supermarket สาขา ลาดกระบัง ตรา cooking for fun; บริษัท คอนติเนนตัล ฟูด จำกัด 42/1 ถ.ร่มเกล้า แขวงคลองสามประเวศ เขตลาดกระบัง กรุงเทพ 10520: แบ่งบรรจุ นำเข้าจากสหรัฐอเมริกากา การวัดความชื้นและการปรับความชื้น วัดความชื้นโดยเตรียมฟอยด์ที่ทำเป็นรูปถ้วย 3 อัน ทำเครื่องหมายกำกับแต่ละอัน แล้วนำฟอยด์แต่ละอันไปชั่ง นำเมล็ดถั่วขาวใส่ฟอยด์ 3 อันที่เตรียมไว้ แล้วไปชั่งหาน้ำหนักของเมล็ดถั่วขาว นำเมล็ดถั่วขาวที่ชั่งน้ำหนักแล้วไปอบในเตาอบลมร้อนที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 120 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งน้ำหนักเพื่อหามวลน้ำในเมล็ดถั่วขาวครั้งที่ 1 จากนั้นนำเมล็ดถั่วขาวที่ผ่านการชั่งน้ำหนักครั้งที่ 1 ไปอบในเตาอบอีกครั้ง โดยใช้เวลา 30 นาที เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดนำเมล็ดถั่วขาวออกมาชั่งอีกครั้งเพื่อหาน้ำหนักที่คงที่ของน้ำ การปรับความชื้นโดยเตรียมถุงใส่เมล็ดถั่วขาวจำนวน 4 ถุง โดยใน 1 ถุงแบ่งเป็น 3 ส่วน ใส่เมล็ดถั่วขาวในถุงที่เตรียมไว้ส่วนละ 1000 เมล็ด รวมถุงละ 3000 เมล็ด นำถุงที่ใส่เมล็ดถั่วขาวแล้วมาปรับความชื้นโดยคำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องใส่ในแต่ละถุง ซึ่งคำนวณได้จากความชื้นฐานเปียก (%) กำหนด MCwb. คือ ความชื้น Mw คือ มวลน้ำ Mtotal คือ มวลรวม เมื่อเตรียมความชื้นเสร็จ 1 ส่วนนำถุงไปปิดผนึก (Seal) เพื่อป้องกันการการเปลี่ยนแปลงของความชื้น ทำจนครบทั้ง 3 ส่วน ในแต่ละถุงจะมีความชื้นไม่เท่ากันโดยความชื้นจะเพิ่มขึ้นถุงละ 3% จากถุงก่อนหน้า นำถุงที่เตรียมความชื้นเสร็จแล้วไปแช่ในเครื่องทำความเย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียสเป็น เวลา 1 สัปดาห์ โดยภายใน 1 สัปดาห์นี้ให้ทำการเขย่าถุงทุกถุงทุกวันเพื่อให้มีความชื้นสม่ำเสมอ 2.2การวัดเมล็ดถั่วขาว 2.2.1การวัดลักษณะทางกายภาพ วัดโดยใช้เครื่องมือวัดเวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ในการวัดเมล็ดถั่วขาว ซึ่งทำการวัดทั้งหมด 3 ด้านต่อเมล็ดถั่วขาว 1 เมล็ด ได้แก่ ความกว้าง ความยาว และความหนา เพื่อคำนวณหาGMD แล้วคำนวณหาค่าความเป็นทรงกลม (The Sphere) (%) กำหนด คือ ค่าความเป็นทรงกลม W คือ ความกว้าง L คือ ความยาว T คือ ความหนา ของแต่ละเมล็ดโดยทำการวัดเมล็ดถั่วขาวทั้งหมด 100 เมล็ด เพื่อหาความกว้างเฉลี่ย ความยาวเฉลี่ย ความหนาเฉลี่ยและค่าความเป็นทรงกลมเฉลี่ย Fig.1 Measurement wide length and thickness 2.2.2การวัดความหนาแน่นเนื้อและความหนาแน่นรวม การวัดความหนาแน่นโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวทีเตรียมไว้ ใส่ลงในขวด Pycnometer ชั่งน้ำหนักเทสารละลายลงในขวด (ในที่นี้ใช้ Hexane) ชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด Pt คือ ความหนาแน่นเนื้อ M คือ มวล V คือ ปริมาตร Fig.2 True density measurement การวัดความหนาแน่นรวมโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการ ชั่งน้ำหนักนำเมล็ดถั่วขาวเทใส่ภาชนะที่เตรียมไว้ผ่านกรวยที่ความสูงเท่ากันในแต่ละครั้ง เสร็จแล้วนำภาชนะทีมีถั่วอยู่มาชั่งน้ำหนักคำนวณหาความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนดPb คือ ความหนาแน่นรวม M คือ มวล Vtotal คือ ปริมาตรรวม Fig.3 Bulk density measurement 2.2.3การวัดเมล็ดถั่วขาวจากภาพฉาย เตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วที่เตรียมมาเรียงบนกระดาษที่ตัดกับสีของเมล็ดถั่วขาว จำนวนความชื้นละ 50 เมล็ด ถ่ายรูปเมล็ดถั่วที่เรียงแล้ว นำไปลงในโปรแกรม Photo Shop เพื่อ Crop ภาพหา Pixel ของภาพ 1x1 จากนั้น Crop ภาพเมล็ดแต่ละเมล็ดหา Pixel นำมาคำนวณหาพื้นที่ของเมล็ดถั่วขาวจากสูตร กำหนด A คือ พื้นที่ภาพฉาย PixelBean คือ พิกเซลของถั่ว Pixel1x1 คือ พิกเซลของช่องเปรียบเทียบ Fig.4 Projected area measurement 2.2.4การวัดพื้นที่เอียง วัดพื้นที่เอียงโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการคัดเลือกเมล็ดถั่วขาวจำนวน 10 เมล็ด นำเมล็ดถั่วขาวทีคัดเลือกไว้ไปทดสอบพื้นที่เอียง 3 แบบ คือ แผ่นไม้ แผ่นยาง และแผ่นอลูมิเนียม Fig.5 Static friction coefficient measurement 2.2.5 ความเร็วสุดท้าย วัดความเร็วสุดท้ายโดยเตรียมเมล็ดถั่วขาวที่ความชื้นที่ต้องการนำเมล็ดถั่วขาวที่เตรียมไว้ใส่ในเครื่องปรับความเร็วรอบของมอเตอร์พอให้ถั่วลอย นำเครื่องวัดความเร็วลมวัดค่าความเร็วลมที่เมล็ดถั่วลอย (Vt =0.3263X) กำหนด Vt คือ ความเร็วสุดท้าย X คือ ความเร็วรอบของมอเตอร์ Fig.6 Terminal velocity measurement by Anemometer 3.ผลการทดลองและวิจารณ์ผลการทดลอง การศึกษาเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดทานตะวันที่ระดับความชื้นที่แตกต่างกัน 5ระดับ 3.1 ขนาดของเมล็ดถั่วขาว เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีการขยายตัวด้านความยาว ความกว้าง ความหนาเพิ่มมากขึ้น ดังนั้น เมื่อความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำมากขึ้นทำให้เมล็ดมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยความหนาจะมีอัตราการขยายมากกว่าอีกสองดานเนื่องจากช่องว่างภายในเมล็ดถั่วขาว มีลักษณะเป็นแนวยาวตามเมล็ด ส่งผลให้เมื่อเมล็ดดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นเมล็ดไม่สามรถขยายด้านความยาวและความกว้างได้มากเท่าที่ควรเนื่องจากข้อจำกัดด้านลักษณะของช่องว่าง ทำให้ด้านที่ขยายตัวได้มากที่สุดคือด้านความหนา เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วแดง เมล็ดถั่วขาวจะมีอัตราการขยายตัวของเมล็ดมากกว่าเมล็ดถั่วแดง โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟขนาดของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ ค่าGMDแปรผันตรงกับความชื้น มีค่า GMD = 0.0855MCwb. + 6.1262, R² = 0.5395 (Fig.7) Fig.7 Effect of moisture content on GMD และค่าการขยายตัวแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Length: L = 0.046MCwb. + 8.928, R² = 0.2365 Wideness: W = 0.0757MCwb. + 5.6787, R² = 0.5271 Thickness: T = 0.1157MCwb. + 4.4787, R² = 0.6693 (Fig.8) Fig.8 Effect of moisture content on size 3.2 ค่าความเป็นทรงกลม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวที่มีการขยายตัวทำให้ค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นแสดงว่าเมล็ดจะดูดซึมน้ำเข้าไปมากขึ้นส่งผลให้เมล็ดเกิดการขยายตัวทุกทิศทาง ทำให้มีค่าความเป็นทรงกลมมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเป็นทรงกลมของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความเป็นทรงกลมมากกว่า cowpea โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากผู้วัดค่าจากการอ่านสเกลของเวอร์เนียร์คาริปเปอร์ ซึ่งอาจมีการผิดพลาดได้ และความเร็วในการวัด ค่าความเป็นทรงกลมแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า = 0.516MCwb. + 69.232, R² = 0.9124 (Fig.9) Fig.9 Effect of moisture content on sphericity 3.3 ค่าความหนาแน่นเนื้อ เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลปริมาณน้ำที่อยู่ภายในเมล็ดเพิ่มมากขึ้น ทำให้เมล็ดมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับปริมาตร และเมื่อแทนค่าในสูตรความหนาแน่น จะได้ค่าความหนาแน่นเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนาแน่นของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นเนื้อของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีความหนาแน่นเนื้อเพิ่มขึ้นต่างกับ cowpea ที่มีความหนาแน่นเนื้อลดลง โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีความคลาดเคลื่อนจาก Hexaneที่ซึ่งอาจเช็ดขวดไม่ทั่ว หรือมี Hexaneส่วนเกินจึงทำให้น้ำหนักคลาดเคลื่อนได้ ทั้งนี้ความเร็วในการทำการทดลองก็มีผลด้วยเช่นเดียวกัน ค่าความหนาแน่นเนื้อแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Fig.10 Effect of moisture content on true density 3.4 ค่าความหนาแน่นรวม เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความหนาแน่นรวมลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เนื่องจากมีพื้นที่ช่องว่างระหว่างเมล็ดมากขึ้นทำให้น้ำหนักลดลง ในขณะที่ปริมาตรมีค่าคงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความหนารวมของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าลดลงเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความหนาแน่นรวมของ cowpea ทั้งเมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างมีความหนาแน่นรวมลดลงทั้งคู่ โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากความสูงในการเทเมล็ดลงในภาชนะ หากความสูงคลาดเคลื่อนค่าที่ได้คลาดเคลื่อนได้เช่นกัน ค่าความหนาแน่นรวมแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า = 0.036MCwb. + 0.8604, R² = 0.5049 (Fig.11) Fig.11 Effect of moisture content on bulk density 3.5 ค่าพื้นที่ภาพฉาย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าพื้นที่ภาพฉายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้ขนาดของเมล็ดมีค่ามากขึ้น เมื่อทำการ Crop ภาพจะได้ค่า pixel มากขึ้น เมื่อนำมาเทียบกับ pixel ของตาราง 1x1 จะได้พื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟพื้นที่ภาพฉาย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea ต่างก็มีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการ Crops ภาพของผู้ทำการทดลอง ที่อาจcropภาพได้ไม่เท่ากับขนาดจริงของเมล็ดทำให้ค่าpixel ที่ได้คลาดเคลื่อน ค่าพื้นที่ภาพฉายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า A = 0.0023MCwb. + 0.4673, R² = 0.932 (Fig.12) Fig.12 Effect of moisture content on projected area 3.6 ค่าความเสียดทานสถิต เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื่นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวีค่าความเสียดทานลดลง ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นจะส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะมีค่าลดน้อยลงเนื่องจากค่าความเป็นทรงกลมมีค่าเพิ่มขึ้นจึงส่งผลให้พื้นผิวส่วนของเมล็ดที่สัมผัสกับพื้นผิวลดลงจึงทำให้เวลากลิ้งเกิดแรงเสียดทานน้อยลง เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธุที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิต ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเสียดทานสถิต ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวจะมีค่าความเสียดทานสถิตลดลง ต่างกับ cowpea ที่มีค่าความเสียดทานสถิต เพิ่มขึ้น โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยซึ่งมีค่าลดลงกับกราฟความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีที่มีค่าเพิ่มขึ้นมีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นทรงกลมต่างกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จาก2จุดคือ1ผู้ทำการทดลองยกพื้นเอียงเร็วเกินไปทำให้เมล็ดกลิ้งก่อนที่ควรจะเป็น 2 การอ่านค่าองศาผู้ทำการทดลองอ่านอ่านค่าคลาดเคลื่อนได้ ค่าความเสียดานแปรผกผันกับค่าความชื้น มีค่า Wood: µW =-0.0066MCwb. + 0.2738, R² = 0.8975 Rubber: µR =-0.0043MCwb. + 0.2595, R² = 0.9176 Aluminium: µA =-0.0145MCwb. + 0.3778, R² = 0.8388 (Fig.13) Fig.13 Effect of moisture content on Static Friction Coefficient 3.7 ค่าความเร็วสุดท้าย เมื่อเมล็ดถั่วขาวมีความชื้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้เมล็ดถั่วขาวมีค่าความเร็วสุดท้ายมากขึ้น ดังนั้น เมื่อค่าความชื้นมากขึ้นส่งผลให้น้ำหนักของเมล็ดเพิ่มขึ้น ทำให้ต้องใช้ความเร็วลมมากขึ้นเพื่อให้เมล็ดลอยอยู่ในระดับที่คงที่ เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วแดงมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้าย ของเมล็ดถั่วขาวกับกราฟความเร็วสุดท้าย ของ cowpea เมล็ดถั่วขาวและ cowpea จะมีค่าความเร็วสุดท้าย เพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก Yalcın (2007) เมื่อเปรียบเทียบกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวที่วิจัยกับกราฟความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วขาวสายพันธุ์ตุรกีมีค่าเพิ่มขึ้นเหมือนกัน โดยอ้างอิงจาก ISIK and UNAL (2007) จากการทดลองอาจมีการคลาดเคลื่อนได้จากการที่เมล็ดยังลอยอยู่ไม่คงที่แล้วทำการอ่านค่าเลย ค่าความเร็วสุดท้ายแปรผันตรงกับค่าความชื้น มีค่า Vt = 0.0563MCwb. + 11.995, R² = 0.9539 (Fig.14) Fig.14 Effect of moisture content on Terminal Velocity 4.สรุปผล แบ่งเป็น 5 ระดับความชื้น เริ่มจากความเริ่มต้น 8%, 11%, 14%, 17% และ 20% ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 8% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.45 mm, 6.40 mm, 5.62 mm , 73.88 %, 1.98 kg / m3, 0.83 kg / m3และ12.38m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 11% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.36 mm, 6.42 mm, 5.63 mm , 74.47 %, 1.99 kg / m3, 0.81 kg / m3และ12.70m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 14% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.09 mm, 6.38 mm, 5.59mm , 75.57 %, 2.04 kg /m3, 0.82 kg /m3และ12.82m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 17% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 10.28 mm, 7.49 mm, 6.96 mm , 79.01 %, 2.15 kg /m3, 0.80 kg / m3และ12.93m/s ตามลำดับ เมล็ดถั่วขาว 20% w.b. มีค่าเฉลี่ยความยาว, ความหนา, ความกว้าง, ค่าความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความหนาแน่นรวม และ ความเร็วสุดท้าย 9.68 mm, 7.00 mm, 6.69 mm , 79.35 %, 2.21 kg /m3, 0.78 kg /m3 และ13.11 m/s ตามลำดับ เอกสารอ้างอิง [1]Esref ISIK, Halil UNAL (2007) . Moisture dependent physical properties of white speckled red kidney bean grains. Journal of Food Engineering, 82, 209-216 [2] Esref ISIK, Halil UNAL (2011) . Some engineering properties of white kidney beans. African Journal of Biotechnology Vol. 10 (82) , pp. 19126-19136 [3] Ibrahim Yalcan (2006) Physical properties of cowpea, Journal of Food Engineering 79 (2007) 57-62
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0124/อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร-ตอนที่-4
4.4.2 เทคนิคการประเมินอายุ การทดสอบเพื่อประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารในห้องปฏิบัติการ มักจะทดสอบในสภาวะบรรยากาศห้อง 25°c 75%RH หรือในสภาวะเร่งปฏิกิริยาที่ 38°c 90%RH วิธีการตรวจสอบคุณภาพอาหารว่าเสื่อมคุณภาพจรกระทั่งถึงระดับที่จะยอมรับได้หรือไม่นั้น จะใช้วิธีการชิมของกลุ่มเป้าหมายที่เลือกขึ้นมา (Taste Panel) เริ่มต้นจากการสังเกต เช่น การมีเชื้อราขึ้น หรือการวิเคราะห์ทางเคมี เช่น การหาค่าของ Riboflavin เป็นต้น ด้วยการตรวจสอบที่เป็นขั้นตอนจนพบว่าอาหารเริ่มจะเสื่อมคุณภาพหรือไม่เป็นที่ยอมรับของกลุ่มเป้าหมายที่เลือกขึ้นมา จะวัดเวลาที่เก็บทดลองนั้นจนอาหารเริ่มจะเสื่อมคุณภาพ เปรียบเทียบกับเวลาที่เก็บในห้องทดสอบภายใต้การเร่งสภาวะ และจะใช้ข้อมูลทั้งสองอย่างนำมาประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ในปกติกรณีที่เก็บในสภาวะเร่งปฏิกิริยาเมื่อเทียบกับสภาวะมาตรฐานจะเกิดขึ้นเร็วกว่าประมาณ 2.4 ถึง 4.5 เท่า ในทางปฏิบัติ การประเมินอายุของอาหารมักจะมีการซื้อสินค้ากลับมาจากร้านค้าที่ขายและทดสอบคุณภาพอาหารหลังจากออกจากโรงงานและผ่านช่องทางการจัดจำหน่ายที่เป็นจริงจนกระทั่งมาถึงจุดขาย ด้วยการสุ่มตัวอย่างที่ผ่านสภาวะการขนส่งจริงๆ ทำให้สามารถประเมินคุณภาพของอาหารที่ผู้บริโภคจะซื้อไปรับประทานได้อย่างดี ส่วนในห้องปฏิบัติการ การเก็บอาหารภายใต้สภาวะห้องหรือสภาวะที่กำหนดตามความยาวของอายุของอาหาร (Full Storage) เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง การเสื่อมเสียคุณภาพเนื่องจากความชื้น ในการประเมินอายุอาหารที่จะเสื่อมคุณภาพด้วยความชื้นตั้งอยู่บนข้อสมมุติฐาน 2 ข้อคือ 1. การเปลี่ยนแปลงของความชื้น แปรผันโดยตรงกับอัตราการซึมผ่านของไอน้ำทั่วบริเวณผิวของบรรจุภัณฑ์ แรงต้านที่มีต่อไอความชื้นจะแปรผกผันกับอัตราการซึมผ่าน 2. การเปลี่ยนแปลงของความชื้นมีผลโดยตรงจากความแตกต่างของความดันไอน้ำระหว่างผิว 2 ข้างของบรรจุภัณฑ์ จากข้อสมมุติฐาน 2 ข้อดังกล่าว ได้มีการพัฒนาเทคนิคและการประเมินอายุดังนี้ (1) วิธีการแทนที่ (Substitution Method) อาหารที่ผ่านกระบวนการผลิตควรจะมีการเก็บตามสภาวะที่กำหนด การเก็บที่สะดวกที่สุดคือการเก็บในสภาวะห้องเพื่อสังเกตความเปลี่ยนแปลงของอาหารที่จะเกิดขึ้นตามกำหนดอายุของอาหาร ในกรณีของสินค้าที่พัฒนาใหม่เป็นครั้งแรก การประเมินหาอายุของอาหารที่นิยมปฏิบัติ คือ การเก็บภายใต้การเร่งสภาวะ (Accelerated Condition) โดยการอาหารที่อุณหภูมิสูงและความชื้นสัมพัทธ์สูง ระยะเวลาที่ใช้เก็บภายใต้การเร่งสภาวะนี้สำหรับอายุของอาหารประมาณ 1 ปี จะใช้เวลาเก็บเพื่อการทดสอบไม่เกิน 3 เดือน ในช่วงเวลาดังกล่าวจะทำการทดสอบหากราฟ แสดงการดูดซึมความชื้นที่อุณหภูมิเดียวกัน (Moisture Absorption Isotherm) ขณะเดียวกันอาหารที่พัฒนานั้นจะนำมาประเมินอายุโดยการคำนวณเพื่อยืนยันกับผลที่ได้จากการทดสอบภายใต้เร่งสภาวะ เมื่อมีการเก็บข้อมูลต่างๆ ดังกล่าวสมบูรณ์แล้ว เมื่อไรก็ตามที่มีการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ใหม่จะหาค่าอัตราการซึมผ่านของวัสดุใหม่และสามารถหาอายุของสินค้าที่บรรจุในวัสดุใหม่จะหาได้จากสมการดังต่อไปนี้ การใช้สูตรแทนที่อย่างง่ายๆ ตั้งอยู่บนสมมุติฐานดังต่อไปนี้ 1. เส้นกราฟแสดงการดูดซึมความชื้นที่อุณหภูมิเดียวกันของสินค้าไม่ได้เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาที่เก็บไว้ทดสอบ 2. การเสื่อมคุณภาพของสินค้าเกิดจากอิทธิพลของอัตราการดูดซึมความชื้นที่เกิดขึ้น (2) วิธีการเร่งสภาวะ (Acceleration Method) เทคนิควิธีนี้นับเป็นวิธีที่นิยมมาก เนื่องจากใช้เวลาไม่นานนัก โดยการเร่งความดันไอน้ำภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์สูงจนกว่าอาหารจะเสื่อมคุณภาพหรือไม่เป็นที่ยอมรับ ความนิยมของเทคนิคนี้ทำให้ชื่อย่อของ ASL (Accelerated Shelf Life) เป็นที่รู้จักกันทั่วไป สูตรในการคำนวณ ASL มีดังนี้ ในกรณีผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อคุณภาพด้วยการดูดความชื้น และการประเมินหาอายุโดยการชั่งน้ำหนักของความชื้นที่ผลิตภัณฑ์อาหารดูดเข้าไปภายใต้สภาวะการเก็บที่ 80%RH ที่ 30°c สามารถคำนวณ ASL ดังนี้ Shelf Life นี้เป็นการคาดคะเนอายุที่ 80%RH ที่ 30°c (วัน) C เป็นค่าคงที่ของอัตราการเพิ่มขึ้นของความชื้น ตัวอย่างมันฝรั่งทอดมีค่า 1.75 X คือ % ความชื้นเมื่อผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อมคุณภาพ Y คือ % ความชื้น ณ จุดเริ่มต้นที่ทำการทดสอบ W คือ % น้ำหนักของผลิตภัณฑ์อาหาร (กรัม) WVTR คือ อัตราการซึมผ่านของความชื้น กรัม/100 ตร.นิ้ว/24 ชม.ที่ 90%RH ที่ 38°c A คือ พื้นที่ผิวของบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากการทดสอบนี้อยู่ภายใต้สภาวะเร่งบรรยากาศเมื่อต้องการทราบถึงอายุของสินค้าในบรรยากาศจะคูณด้วย 3 จะได้ค่าประมาณของกำหนดอายุสินค้านั้น ค่า WVTR นี้ถ้าใช้ฟิล์มที่เคลือบหลายชั้น WVTR ของฟิล์มที่เคลือบหลายชั้นสามารถคำนวณได้ดังนี้ ตัวอย่างเช่น ฟิล์มเคลือบหลายชั้น ประกอบด้วย 45 OPP / 70 LDPE / 70 OPP โดยแต่ละชั้นมี WVTR = 0.75, 2.80 และ 0.57 หน่วยตามลำดับ สภาวะภายในบรรจุภัณฑ์จะเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอขึ้นอยู่กับการคายออกหรือดูดเข้าของบรรยากาศภายในบรรจุภัณฑ์กับบรรยากาศภายนอก โดยการซึมผ่านนี้จะแปรตามความเข้มข้นของบรรยากาศที่อยู่ระหว่างชั้นในและชั้นนอกของบรรจุภัณฑ์ หรือที่รู้จักกันในนามของ Partial Pressure ความแตกต่างของความดันระหว่างชั้นของบรรจุภัณฑ์เป็นสิ่งที่คำนวณได้ยากเพราะแปรเปลี่ยนอยู่ตลอดเวลาทำให้ต้องใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการคำนวณ สูตรที่ได้กล่าวมาแล้วนั้นถือว่าความเปลี่ยนแลงของความดันนี้คงที่ตลอด ดังนั้นน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ที่ทำการทดสอบจึงเท่ากับอัตราการซึมผ่านของฟิล์มคูณด้วยเวลาและพื้นที่ผิวของบรรจุภัณฑ์และหารด้วยความหนาของบรรจุภัณฑ์ ในความเป็นจริงจากความแตกต่างของความดันทำให้อากาศหรือความชื้นที่ซึมเข้าไปสู่บรรยากาศภายในแล้วไม่ได้อยู่เฉยๆ แต่เริ่มทำปฏิกิริยากับอาหารและทำให้การประเมินอายุด้วยการชั่งน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนี้ยังไม่ใกล้เคียงความเป็นจริง หรือยิ่งสลับซับซ้อนมากยิ่งขึ้น เมื่อมีการใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาในการคำนวณจะใช้ในการสร้าง Model ในการส่งผ่านมวลน้ำหนัก (Simple Mass Transfer) โดยแยกเป็น Model ของสินค้าที่ไวต่อการทำปฏิกิริยากับออกซิเจน หรือ Model ที่ใช้กับสินค้าเครื่องดื่ม เป็นต้น สูตรพื้นฐานที่ใช้ในการคำนวณและสมการ คือ โดยที่ W = น้ำหนักที่เปลี่ยนของส่วนประกอบอาหารที่ทำให้เสื่อมคุณภาพ t = เวลา k = สัมประสิทธิ์ค่าอัตราการซึมผ่านของวัสดุบรรจุภัณฑ์ l = ความหนาของวัสดุบรรจุภัณฑ์ A = พื้นผิวของบรรจุภัณฑ์ P out = ความดัน (Partial Pressure) ที่อยู่ภายนอกบรรจุภัณฑ์ P in = ความดัน (Partial Pressure) ที่อยู่ภายในบรรจุภัณฑ์ P in เป็นความดันภายใน ถ้าเป็นเรื่องของความชื้น คือ ค่าของความชื้นของผลิตภัณฑ์เมื่อเปรียบเทียบความชื้นสัมพัทธ์ในการเก็บ ค่านี้ก็คือค่า Aw คูณด้วยความดันขอไอน้ำ ณ จุดอิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน ค่า P in ดังกล่าวนี้จะใช้ได้เฉพาะ ณ อุณหภูมิหนึ่งเท่านั้นของ Isotherm P out เป็นความดันภายนอก ถ้าพิจารณาเป็นกรณีก็จะสะดวก เช่น ในกรณีพิจารณาการซึมผ่านของออกซิเจน P out มีค่าเท่ากับ 0.21 ของบรรยากาศหรือประมาณ 21.3 kPa ในกรณีที่เป็นความชื้น P out ของความดันไอน้ำ ณ จุดอิ่มตัวมีค่าเป็น 6 เท่าของความชื้นสัมพัทธ์ของบรรยากาศที่ทำการทดสอบ ส่วนกลิ่นนั้นมีค่า P out เป็นศูนย์ การประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารโดยการคำนวณจากโมเดลที่สร้างขึ้นมานั้น ไม่ได้พิจารณาปัจจัยทางด้านสิ่งแวดล้อมของการขนส่ง แม้ว่าตัวผลิตภัณฑ์อาหารจะไม่แตกหักด้วยอันตรายทางกายภาพ แต่ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพระหว่างขนส่งมีบทบาทต่ออัตราการซึมผ่านของวัสดุ การประเมินอายุขัยที่ได้จากห้องปฏิบัติการจึงจำเป็นอย่างยิ่งจะต้องทำการทดสอบในสนามหรือทดสอบด้วยการขนส่งจริง รูปแบบในการขนส่งนั้นยังเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณา ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการนั้น การทดสอบประเมินอายุขัยมักจะกระทำเฉพาะแค่บรรจุภัณฑ์ชั้นในหรือบรรจุภัณฑ์ชั้นที่สอง แต่ในการขนส่งจริงนั้น จำต้องมีบรรจุภัณฑ์ขนส่ง หรืออาจมีการส่งสินค้ารวมกลุ่ม (Unitizing) เป็นกะบะ ในสภาวะการขนส่งจริงผลิตภัณฑ์อาหารพร้อมบรรจุภัณฑ์ชั้นในย่อมอยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงกว่าในบรรยากาศข้างนอก ด้วยเหตุนี้โมเดลที่สร้างขึ้นมาจำลองปัจจัยต่างๆ จำต้องคำนึงถึงสภาวะจริงในการขนส่งโดยการเก็บข้อมูลเพิ่มเติมมาจำลองแบบ นอกจากนี้ความแปรปรวนของปัจจัยต่างๆ ที่เกิดระหว่างการขนส่งยังแปรตามตำแหน่งของบรรจุภัณฑ์ขนส่ง ตำแหน่งตรงสี่มุมของบรรจุภัณฑ์ขนส่งบนกะบะย่อมมีโอกาสได้รับอุณหภูมิแตกต่างจากบรรจุภัณฑ์ที่อยู่ในชั้นของกะบะสินค้า ถ้ามีการจัดเรียงวางบรรจุภัณฑ์บนกะบะให้มีการถ่ายเทได้ดีโดยการจัดให้มีช่องว่างมากขึ้น นั่นหมายความว่าค่าขนส่งจะสูงตามขึ้น ปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ย่อมมีผลกระทบต่อต้นทุนค่าใช้จ่าย จุดมุ่งหมายในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์ คือ หาทางออกหรือแนวทางการแก้ปัญหาที่เสียค่าใช้จ่ายโดยรวมน้อยที่สุด ด้วยเหตุนี้ การสร้างโมเดลเพื่อใช้ในการประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารพร้อมบรรจุภัณฑ์จึงจำต้องศึกษาระบบทั้งหมด (Total System Approach) ในขณะเดียวกันโมเดลที่สร้างขึ้นจำต้องมีการปรับปรุงพัฒนาอยู่เสมอ และยังต้องได้รับความร่วมมือจากทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องเพื่อผลสำเร็จในการประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์ บทสรุป การประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารจะกำหนดให้แน่นอนนั้นค่อนข้างจะลำบาก เนื่องจากอาหารมีส่วนผสมของอาหารหลากหลายชนิด และส่วนผสมดังกล่าวมีการทำปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน สิ่งแวดล้อมภายในและภายนอกบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญทางด้านอาหาร จุลชีววิทยา นักเคมี ต่างได้ระดมความสามารถเพื่อหาวิธีการที่จะประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยแยกมูลเหตุที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพเป็นมูลเหตุหลักและมูลเหตุรองถัดๆ ไป องค์ประกอบหลักที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพประกอบด้วยองค์ประกอบภายใต้ตัวผลิตภัณฑ์อาหารและองค์ประกอบภายนอก องค์ประกอบทั้ง 2 นี้ต้องวิเคราะห์แยกออกจากกันในการประเมินหาอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร องค์ประกอบภายในเริ่มจากการเก็บเกี่ยววัตถุดิบ การแปรรูปอาหาร และปฏิกิริยาต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้น อันได้แก่ ปฏิกิริยาชีวเคมี ปฏิกิริยาทางเคมี และปฏิกิริยาทางกายภาพ ส่วนองค์ประกอบภายนอกที่สำคัญได้แก่ ความชื้น อากาศ และแสง บางครั้งอาจจะเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างวัสดุบรรจุภัณฑ์และตัวผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น การแยกตัว (Migration) เป็นต้น การยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารนั้นได้รับการพัฒนามาตลอดเริ่มจากการเก็บรักษาอาหารแบบโบราณ เช่น การตากแห้ง การหมัก การรมควัน จากนั้นจึงวิวัฒนาการมาเป็นการฆ่าเชื้อโรคด้วยความร้อน ความเย็น กระบวนการปลอดเชื้อ ระบบไมโครเวฟ การฉายรังสี นอกจากนี้ยังมีวิวัฒนาการเทคโนโลยีทางด้านบรรจุภัณฑ์ที่ช่วยยืดอายุของผิตภัณฑ์อาหาร เช่น การปรับสภาวะภายในบรรจุภัณฑ์ หลักเกณฑ์ในการประเมินอายุของอาหาร ใช้วิธีการคำนวณจากการเพิ่มน้ำหนักต่อหน่วยเวลาอันสืบเนื่องจากการดูดซึมความชื้นและออกซิเจน โดยใช้ข้อสมมุติฐานว่าการเพิ่มของน้ำหนักที่เกิดจากความแตกต่างของความดันระหว่างภายนอกและภายในบรรจุภัณฑ์ โดยการซึมผ่านทั่วผิวของบรรจุภัณฑ์ การเพิ่มน้ำหนักของอากาศจะมีผลโดยตรงต่อการเสื่อมคุณภาพของอาหาร นอกจากการคำนวณแล้ว การประเมินอายุของอาหารจะละเลยไม่ได้ในกาเก็บผลิตภัณฑ์อาหารในสภาวะที่เป็นจริงเพื่อเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงจนไม่เป็นที่ยอมรับจากกลุ่มเป้าหมาย <<ย้อนกลับ อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่ 3 <<กลับสู่หน้าหลัก
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0121/อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร-ตอนที่-1
อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร การกำหนดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารเป็นหัวใจสำคัญที่ผู้ประกอบการจำต้องกำหนด เนื่องจากเป็นองค์ประกอบสำคัญที่จะช่วยชี้แนวทางการลงทุนเครื่องจักรที่ใช้ในกระบวนการผลิต แนวทางการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารด้วยการเลือกสรรจัดหาวัตถุดิบและสารปรุงแต่งต่างๆ พร้อมทั้งกำหนดคุณลักษณะของบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ห่อหุ้มเพื่อรักษาคุณภาพของสินค้าให้ได้ตามอายุที่กำหนด 4.1 การหาอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร การหาอายุของผลิตภัณฑ์อาหารได้รับวิวัฒนาการมาเป็นเวลานานพอสมควร ในปัจจุบันความเป็นห่วงต่อความปลอดภัยของอาหาร สภาวะการแข่งขัน ข้อกฎหมายที่บังคับและลงโทษต่างมีบทบาทสร้างความกดดันให้ผู้ประกอบการแปรรูปอาหารให้ความสนใจในด้านนี้มากยิ่งขึ้น ผู้ประกอบการที่มีความมุ่งมั่นผลิตอาหารที่ปลอดภัย คุณภาพคงที่ มีคุณค่าทางโภชนาการ ต้องหาวิธีที่จะประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารให้ถูกต้องและสามารถผลิตอาหารให้เก็บได้ตามเวลาที่ต้องการซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิตที่ดี (Good Manufacturing Practice หรือ GMP) นิยาม : อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร คือ ช่วงระยะเวลาที่สินค้าอยู่ในบรรจุภัณฑ์และสามารถรักษา คุณภาพให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ภายใต้สภาวะการเก็บหนึ่งๆ จากคำนิยามจะพบว่าองค์ประกอบของอายุผลิตภัณฑ์อาหารแปรผันกับ 3 ปัจจัยหลัก คือ ตัวสินค้า บรรจุภัณฑ์ และสิ่งแวดล้อม หลังจากที่ได้รับการแปรรูปและผ่านกระบวนการผลิตแล้ว 4.1.1 ปัจจัยที่สัมพันธ์กับอายุผลิตภัณฑ์อาหาร (1) สินค้า สินค้าจะเสื่อมคุณภาพด้วยปฏิกิริยาต่างๆ กัน สินค้าบางอย่างเมื่อได้รับความชื้นก็จะไม่เป็นที่ยอมรับ เช่น ข้าวเกรียบ สินค้าบางอย่างเมื่อทิ้งไว้นานจะเกิดกลิ่นเหม็นหืน เช่น อาหารขบเคี้ยว คุณภาพที่ยอมรับไม่ได้ของสินค้าย่อมต้องได้รับการแก้ไขปรับปรุง โดยการควบคุมคุณภาพและใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติที่เหมาะสม เมื่อสามารถหาสาเหตุการเสื่อมคุณภาพของอาหารแล้ว จะต้องกำหนดว่ามาตรฐานหรือระดับคุณภาพขนาดไหนจะไม่เป็นที่ยอมรับ การกำหนดระดับคุณภาพที่ยอมรับไม่ได้นี้ จำเป็นต้องให้ชิมและสัมภาษณ์จากกลุ่มเป้าหมายที่เรียกว่า Sensory Panel กลุ่มเป้าหมายที่จะทดสอบการยอมรับของคุณภาพสินค้าจำต้องใกล้เคียงกลุ่มบริโภคที่จะซื้อจริงเมื่อวางจำหน่ายสินค้า อาหารที่จะนำมาประเมินอายุจะต้องบรรยายส่วนประกอบของอาหารและกระบวนการผลิตอย่างละเอียด เนื่องจากการแปรเปลี่ยนองค์ประกอบใดๆ องค์ประกอบหนึ่งย่อมมีผลกระทบต่ออายุของอาหารและรสชาติในการทดสอบเพื่อประเมินจำต้องเขียนองค์ประกอบต่างๆ กำกับไว้บนตัวอย่างให้ชัดเจน (2) บรรจุภัณฑ์ ตัวบรรจุภัณฑ์ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้สินค้าเสื่อมคุณภาพเร็วจนเกินไป อาหารบางชนิดที่ไวต่อความชื้น วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่นำมาใช้จะต้องมีความสามารถป้องกันความชื้นได้ ซึ่งวัดเป็นค่าอัตราการซึมผ่านของความชื้น (WVTR - Water Vapor Transmission Rate) ส่วนอาหารบางชนิดที่มีไขมันมากจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศแล้วเกิดกลิ่นเหม็นหืน จำต้องเลือกวัสดุที่สามารถป้องกันการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจนที่วัดด้วยค่าอัตราการซึมผ่านของออกซิเจน (OTR - Oxygen Transmission Rate) ระดับการป้องกันของอาหารชนิดเดียวกันจะแตกต่างกันถ้าเลือกใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ไม่เหมือนกัน นอกจากความชื้นและออกซิเจนซึ่งเป็นศัตรูตัวสำคัญของอาหารแล้ว อัตราการซึมผ่านของกลิ่นหรือก๊าซอื่นๆ ก็จะมีผลต่อคุณภาพของอาหารแต่ไม่ร้ายแรงเท่ากับความชื้นและออกซิเจน วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่จะใช้ทดสอบประเมินหาอายุของอาหาร จำต้องกำหนดรายละเอียดให้ชัดเจน ตั้งแต่โครงสร้างรวมกระทั่งถึงแหล่งผลิต รายละเอียดที่จำเป็นต้องทราบคือ อัตราการซึมผ่านของสารที่มีโอกาสทำปฏิกิริยา แล้วส่งผลให้สินค้าเสื่อมคุณภาพ พื้นที่ผิวบรรจุภัณฑ์ น้ำหนักสินค้าและวิธีการปิดผนึกของบรรจุภัณฑ์ เป็นต้น (3) สิ่งแวดล้อม การขนย้ายสินค้าอาหารจากแหล่งผลิตไปยังจุดขายย่อมมีโอกาสทำให้อาหารบอบช้ำและอาจเสียหายจนขายไม่ได้ ในทางปฏิบัติสินค้าจำพวกอาหารจะยินยอมให้เกิดความเสียหายได้ประมาณ 3% - 10% แปรตามมูลค่าของอาหาร อายุของอาหารแปรผกผันกับประสิทธิภาพในการขนส่ง สินค้าที่มีอายุสั้นยิ่งจำเป็นต้องใช้การขนส่งที่มีประสิทธิผลและใช้พาหนะที่มีความเร็วสูง เช่น การใช้เครื่องบินในการขนผักผลไม้สดที่มีอายุสั้นมาก เป็นต้น นอกจากนี้สินค้าอาหารที่เหมาะสมกับการขนส่งที่ใช้เวลา เช่น เรือและรถยนต์ จำเป็นต้องมีอายุสินค้าที่ยาวนาน ภายใต้กระแสความต้องการของสังคมที่จะประหยัดพลังงาน การขนส่งด้วยตู้ขนส่งที่มีการปรับอากาศก็จะมีโอกาสใช้น้อยลง และหันมาพัฒนาบรรจุภัณฑ์และสินค้าที่ไม่ต้องแช่เย็นมากขึ้นหรือที่เรียกว่า Shelf Stable Products ซึ่งสินค้าจำพวกนี้มีอายุการเก็บยาวนานขึ้น ความจำเป็นในการพัฒนาระบบบรรจุภัณฑ์และวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีสูงจึงจะมีมากขึ้น 4.1.2 กลไกที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพ (food spoilage) ในสภาพความเป็นจริง ปฏิกิริยาต่างๆ ที่ทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อมคุณภาพมีอยู่มากมายคุณภาพที่เสื่อมสามารถเห็นเป็นรูปธรรมได้แก่ สีที่เปลี่ยนไป รสชาติเปลี่ยน กลิ่นเปลี่ยน และที่สำคัญคือ คุณค่าทางอาหารหายไป ปฏิกิริยาต่างๆ ที่ทำให้คุณสมบัติทางกายภาพเหล่านี้เปลี่ยนไป อาจเกิดจากสาเหตุนานาประการดังต่อไปนี้ - การเก็บเกี่ยววัตถุดิบ - ผลจากจุลินทรีย์ - การเสื่อมคุณภาพของเอนไซม์ระหว่างการผลิต - การสูญเสียหรือการเพิ่มของความชื้น - การทำปฏิกิริยาของน้ำตาลและกรดอะมิโนในอาหาร - การตกผลึกของแป้งส่งกลิ่นเหม็น - การทำปฏิกิริยาของไขมัน การออกซิเดชั่นทำให้เหม็นหืนและสูญเสียคุณค่าอาหาร - การแยกตัว (Migration) ของบรรจุภัณฑ์ - การซึมผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์จากสิ่งแวดล้อมภายนอก - การเร่งปฏิกิริยาของแสง ทำให้คุณภาพเสื่อม - การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของอนุมูลอิสระ (Oxidative Free Radicals) - อื่นๆ ปฏิกิริยาที่ยกมานี้ได้รับการศึกษาจากนักวิจัยทั่วโลก พอสรุปแยกประเภทของปฏิริยาได้เป็น 3 ประเภท คือ 1. ปฏิกิริยาชีวเคมี เกิดจากจุลินทรีย์ที่ใช้สารอาหารในการเติบโต 2. ปฏิกิริยาทางเคมี เกิดจากสารพิษตกค้าง หรือการแยกตัวของบรรจุภัณฑ์ 3. ปฏิกิริยาทางกายภาพ เกิดจากการเร่งปฏิกิริยาของแสง การสูญเสียหรือเพิ่มของความชื้น บางปฏิกิริยาที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพไม่สามารถทำความเข้าใจได้ถ่องแท้ ดังนั้นการที่จะยืดอายุของผลิตภัณฑ์ด้วยการเข้าใจและอธิบายปฏิกิริยาแต่ละอย่างนั้น จึงเป็นไปได้ยากพอสมควร แต่ความจำเป็นในการประเมินและกำหนดอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ทำให้ใช้วิธีการที่ใช้บรรทัดฐานของการยอมรับจากกลุ่มเป้าหมายเป็นที่ตั้ง ถ้าสภาวะการเสื่อมคุณภาพของอาหารเกิด จนกระทั่งถึงระดับที่กลุ่มเป้าหมายยอมรับไม่ได้เป็นส่วนใหญ่ เรียกว่า มูลเหตุหลักที่ทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อมคุณภาพ (Primary Product Quality Attribute) และอาจมีมูลเหตุรองต่อๆ ไปเป็นอันดับ 2 และ 3 (Secondary, Tertiary Product Quality Attribute) จากมูลเหตุต่างๆ เหล่านี้ ค่อยวิเคราะห์สาเหตุและทำการปรับปรุงพัฒนาแก้ไขกันต่อไป เพื่อให้ได้อายุของผลิตภัณฑ์อาหารที่ต้องการ โดยไม่เกิดการเสื่อมคุณภาพดังกล่าว อาหารมีโอกาสเสื่อมคุณภาพด้วยปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีที่เกิดจากสิ่งแวดล้อมรอบข้างอาหาร กลไกที่มีส่วนทำให้สินค้าอาหารเสื่อมคุณภาพได้มีดังนี้คือ (1) อากาศ ออกซิเจนในอากาศนับได้เป็นศัตรูหมายเลขหนึ่งของสินค้าอาหาร เนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่เกิดกับไขมันและโปรตีนในอาหาร ทำให้เสียรสชาติและเกิดกลิ่นหืน แหล่งที่ปล่อยออกซิเจนมาทำปฏิกิริยาอาจจะมีอยู่ในตัวอาหารเองหรือมาจากสิ่งแวดล้อมภายนอก ดังนั้น ในการบรรจุอาหารจึงต้องพยายามลดปริมาตรของอากาศภายในบรรจุภัณฑ์ (HeadSpace) ให้น้อยลงเพื่อลดโอกาสที่ออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับอาหาร บรรจุภัณฑ์สุญญากาศ (Vacuum Packaging) ใช้หลักการเดียวกันนี้ โดยการดูดเอาอากาศภายในบรรจุภัณฑ์ออกเกือบหมด เพื่อลดโอกาสในการทำปฏิกิริยาของออกซิเจนกับอาหาร นับเป็นวิธีการยืดอายุของผลิตภัณฑ์ด้วยเทคนิคทางด้านบรรจุภัณฑ์ (2) ความชื้น ความชื้นเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญมากต่อคุณภาพและอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์อาหาร ความชื้นมีผลต่อเนื้อสัมผัส เช่น ความนุ่ม ความเหนียว ความกรอบ เป็นต้น มีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ซึ่งทำให้อาหารเน่าเสีย (food spoilage) ได้ มีผลต่อปฏิกิริยาเคมีและชีวเคมี เช่น ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของไขมัน ปฏิกิริยาที่เกิดจากการกระทำของเอนไซม์ เป็นต้น ด้วยเหตุนี้ย่อมกล่าวได้ว่า ความชื้นเปรียบเสมือนดาบ 2 คมสำหรับผลิตภัณฑ์อาหาร ความชื้นที่มีจำนวนเหมาะสมจะเป็นองค์ประกอบในการช่วยถนอมรักษาคุณภาพอาหารด้วยการลดปฏิกิริยาชีวเคมีและเคมีของอาหาร ถ้าความชื้นมีน้อยเกินไปจะทำให้อาหารเปราะแตกง่าย ในการแปรรูปอาหารจึงจำเป็นที่จะต้องควบคุมปริมาณความชื้นให้อยู่ในระดับที่ยอมรับ ดังเช่น การอบแห้ง (dehydration) ซึ่งเป็นการสกัดน้ำออกจากอาหาร ปริมาณของน้ำที่จะช่วยป้องกันการเสื่อมเสียของอาหารอันเนื่องมาจากจุลินทรีย์ การอบแห้งจะต้องดึงน้ำออกจากอาหารให้เหลือต่ำกว่าร้อยละ 10 ขึ้นกับชนิดของอาหาร และหากต้องการที่จะป้องกันการเสื่อมเสีย เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีควรให้มีปริมาณน้ำในอาหารต่ำลงอีกจนถึงประมาณร้อยละ 5 ตารางที่ 4.1 : จำนวนวันที่อาหารจำพวกเมล็ดธัญพืชสามารถเก็บโดยไม่เสีย (ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และปริมาณความชื้น) อุณหภูมิในเมล็ดธัญพืช (°C) ระยะเวลา (วัน) ที่สามารถเก็บได้ที่ปริมาณความชื้น (%) ต่างๆ ในเมล็ดธัญพืช 14% 15.5% 17% 10.00 226 วัน 128 วัน 64 วัน 15.5 128 วัน 64 วัน 32 วัน 21.1 64 วัน 32 วัน 16 วัน 26.7 32 วัน 16 วัน 8 วัน 32.2 16 วัน 8 วัน 4 วัน 37.8 8 วัน 4 วัน 2 วัน แหล่งที่มา : เคียง เมฆวเศรษฐ์พันธ์, ปุ่น คงเจริญเกียรติ, วิบูลย์เกียรติ โมฬีรตานนท์ "คู่มือบรรจุภัณฑ์อาหารสำหรับอุตสาหกรรมอาหารแปรรูปขนาดเล็กและครัวเรือน" จากตารางข้างต้น ถ้าผู้ผลิสามารถควบคุมปริมาณความชื้นไว้ที่ 14% และเก็บที่อุณหภูมิ 26.7°C จะเก็บอาหารแปรรูปได้นานราว 1 เดือน (32 วัน) แต่ถ้าอบไม่แห้งสนิทมีความชื้น 17% เมื่อเก็บที่อุณหภูมิเดียวกันจะสามารถเก็บได้นานเพียง 1 สัปดาห์ (8 สัปดาห์) สำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ควรเลือกใช้ จะต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้ 1. ป้องกันความชื้นได้ดี ตัวอย่างเช่น HDPE OPP หรือ OPP เคลือบด้วย PVDC 2. ป้องกันการซึมผ่านของออกซิเจนได้ดี เช่น PET หรือ ไนลอน 3. ตัวบรรจุภัณฑ์ควรพิมพ์เป็นสีทึบ เพื่อป้องกันแสงแดดในการเร่งปฏิกิริยา (3) กลิ่น กลิ่นหอมที่ชวนรับประทานของผลิตภัณฑ์อาหารเป็นส่วนผสมของสารเคมีหลายชนิด และกลิ่นหอมนี้เป็นคุณสมบัติเด่นประจำอาหารแต่ละชนิด ส่วนผสมของเคมีอาจมีมากถึง 20 ชนิด ตัวอย่างเช่น ในน้ำส้มที่ให้กลิ่นส้มอันน่ารับประทาน โดยปกติกลิ่นเหล่านี้จะระเหยไปเมื่อถูกความร้อน ดังนั้นจึงเป็นหน้าที่ของบรรจุภัณฑ์ที่จะถนอมรักษากลิ่นเหล่านี้ไว้ในบรรจุภัณฑ์ไม่ให้หลุดหายมากเกินไปนักระหว่างการผ่านกระบวนการผลิต เช่น การฆ่าเชื้อ การเก็บรักษาคงคลัง (4) การแยกตัว (Migration) การแยกตัวของสารจากบรรจุภัณฑ์เข้าสู่อาหารมักเกิดกับพลาสติก เนื่องจากพลาสติกโดยปกติประกอบด้วยโมเลกุลขนาดใหญ่ แต่มีส่วนผสมของสารโมเลกุลขนาดเล็กที่มีโอกาสแยกตัวออกมาแล้วเข้าไปผสมกับอาหารที่บรรจุอยู่ภายใน ซึ่งถ้ามีการแยกตัวออกมาจะไม่ปลอดภัยต่อการบริโภคเข้าสู่ร่างกาย โดยปกติการแยกตัวดังกล่าวเกิดขึ้นที่ปริมาณน้อยจนอยู่ในระดับที่ยอมรับได้และไม่เป็นอันตรายเพราะวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของวัสดุศาสตร์และการแปรรูป นอกจากว่าการแยกตัวนี้จะมีผลทำให้กลิ่นผิดปกติขึ้นมาก็จะไม่เป็นที่ยอมรับ (5) แสง แสงที่ส่องผ่านบรรจุภัณฑ์มักจะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการเสื่อมคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารปรากฏการณ์ที่พบได้บ่อยมี 2 กรณี คือ 1. แสงจะทำให้คุณค่าอาหารลดลงแม้ว่าจะไม่มีผลต่อรสชาติ ตัวอย่างที่เห็นชัดที่สุด คือ นม สารที่มีคุณค่าต่อสุขภาพในนมที่เรียกว่า Riboflavin จะเสื่อมคุณภาพเพราะแสง โดยแสงเหนือม่วง (Ultraviolet) 2. มีการเปลี่ยนแปลงต่อรสชาติทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารไม่เป็นที่ยอมรับ เบียร์ที่เห็นอยู่ทั่วไปมักบรรจุในขวดสีชาหรือสีเขียว เนื่องจากแสง สามารถทำให้รสชาติเปลี่ยนได้ หรือซอสมะเขือเทศจะเปลี่ยนเป็นสีเข้มเมื่อได้รับแสงและมีออกซิเจนอยู่มากพอ กลไกการทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพของแสงมักจะเกิดจากปฏิกิริยาของเอนไซม์ (Enzyme) วิธีแก้ คือ พยายามใช้บรรจุภัณฑ์ที่กรองแสงได้มากดังแสดงในรูปที่ 4.1 รูปที่ 4.1 การเปรียบเทียบความสามารถของการกรองแสงของพลาสติกแต่ละชนิด แหล่งที่มา : เคียง เมฆวเศรษฐ์พันธ์, ปุ่น คงเจริญเกียรติ, วิบูลย์เกียรติ โมฬีรตานนท์ "คู่มือบรรจุภัณฑ์อาหารสำหรับอุตสาหกรรมอาหารแปรรูปขนาดเล็กและครัวเรือน" รูปที่แสดงนี้จะเห็นได้ว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์สามารถกรองแสงได้ต่างกัน จะพบว่า LDPE (G) จะปล่อยให้แสงผ่านได้มากไม่ว่าแสงมีความยาวคลื่นใดๆ ในขณะที่ HDPE (A) ยอมให้แสงผ่านได้น้อยกว่า นอกจากนี้ การส่องผ่านของแสงยังทำให้นมสูญเสียวิตามินไปตามปริมาณแสงที่ผ่าน ตารางที่ 4.2 : ความสูญเสียวิตามิน เนื่องจากแสงผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ (ที่ความเข้มแสง 1076 ลักซ์ เป็นเวลานาน 24 ชั่วโมงที่ 4°C) วิตามิน ปริมาณปกติ (มก./ล.) % ความสูญเสียวิตามินของภาชนะบรรจุนม กล่องกระดาษ ถุงพลาสติกใส ขวด PE ขวด PE ดำ ซี 10.0 23.6 86.2 90.9 13.0 บี2 17.0 7.1 11.1 22.3 0.0 แหล่งที่มา : เคียง เมฆวเศรษฐ์พันธ์, ปุ่น คงเจริญเกียรติ, วิบูลย์เกียรติ โมฬีรตานนท์ "คู่มือบรรจุภัณฑ์อาหารสำหรับอุตสาหกรรมอาหารแปรรูปขนาดเล็กและครัวเรือน" ส่วนเปลวอะลูมิเนียมแทบไม่ให้แสงผ่านได้เลยด้วยเหตุนี้กล่องนมหรือกล่องรูปอิฐที่ผ่านระบบการฆ่าเชื้อแบบ UHT จึงมีชั้นของเปลวอะลูมิเนียมแทรกอยู่ชั้นหนึ่งในจำนวน 7 ชั้น อันได้แก่ PE / กระดาษ / PE / กระดาษ / PE / อะลูมิเนียม / PE ซึ่งสามารถเก็บนมได้นานถึง 6 เดือน (6) ความร้อนและความเย็น แม้ว่าในการถนอมอาหารบางชนิดจะใช้ความร้อนในการช่วยการรักษาคุณภาพอาหาร แต่การใช้ความร้อนหรือความเย็นเกินขนาดกลับจะเป็นผลร้ายต่อคุณภาพอาหาร การได้รับความร้อนเกินขนาดจะทำให้สูญเสียคุณค่าทางอาหารที่เรียกกันว่าสุกมากเกินไป (Overcook) ในทางกลับกันการให้ความเย็นมากเกินไปจะก่อให้เกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่าไหม้ด้วยความหนาว (Freeze Burn) เหตุการณ์ทั้ง 2 นี้สามารถผ่อนหนักเป็นเบาได้ด้วยการใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม ความร้อนที่มากเกินไปแก้ไขได้โดยการเลือกวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อนได้ดีขึ้น ส่วนการถูกไฟไหม้ด้วยความหนาวนั้นใช้ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ห่อผลิตภัณฑ์อาหารให้แน่นด้วยวัสดุป้องกันความชื้น (7) อันตรายทางกายภาพ ในระหว่างการขนส่ง ผลิตภัณฑ์อาหารมีโอกาสเสียดสี กระแทก กดทับ เป็นต้น ผลิตภัณฑ์อาหารที่มีผิวเปราะบาง เช่น ผัก ผลไม้สด ของทอด ย่อมมีโอกาสช้ำและแตกหัก เปิดโอกาสให้จุลินทรีย์และสัตว์ตัวเล็กๆ เช่น มด เข้าไปทำลายอาหารได้ ความเสียหายต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นนี้ย่อมลดโอกาสการจำหน่ายของสินค้า มิฉะนั้นต้องขายลดราคา (8) สัตว์ต่างๆ ประเมินกันว่า ผลิตภัณฑ์อาหารและผลิตผลทางเกษตรที่มีอยู่ในโลกนี้ ประมาณ 30% ถูกทำลายด้วยสัตว์ตัวเล็กตัวน้อย ตั้งแต่หนู ตัวแมลง โดยเฉพาะในการเก็บเกี่ยวหรือการเก็บในคลังสินค้าของวัตถุดิบต่างๆ ความเสียหายที่เกิดขึ้นอาจมีตั้งแต่ทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารหรือผลิตผลทางการเกษตรปนเปื้อน ลดคุณค่าทางอาหาร หรือเสียหายเนื่องจากกลายเป็นอาหารของสัตว์เหล่านี้ไป การลดความเสียหายจากการทำลายของสัตว์เกี่ยวเนื่องกับการจัดการ การขนย้าย การเก็บคงคลัง บรรจุภัณฑ์หรือภาชนะใดๆ ที่ใช้จำต้องปิดสนิท วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่สามารถป้องกันสัตว์เหล่านี้ได้ดี คือ แก้วและกระป๋อง ในขณะที่วัสดุบรรจุภัณฑ์อื่นๆ นับเป็นอาหารชั้นดีของสัตว์ ดังนั้นมาตรการการป้องกันสัตว์เหล่านี้โดยใช้บรรจุภัณฑ์จึงไม่สัมฤทธิ์ผลเท่ากับการจัดการการดูแลเก็บสินค้าให้ดี กล่าวโดยสรุปอาหารสามารถเสื่อมคุณภาพจนกระทั่งเน่าเสียได้โดยธรรมชาติ องค์ประกอบต่างๆ ของกระบวนการผลิตและสภาวะการเก็บต่างมีผลทำให้อาหารแปรเปลี่ยนคุณภาพได้ ปัจจัยต่างๆ ที่มีผลกระทบต่อคุณภาพของอาหารสรุปได้ด้วยแผนภูมิข้างล่างนี้ รูปที่ 4.2 : ปัจจัยในการเลือกบรรจุภัณฑ์อาหาร ปฏิกิริยาทางชีวภาพที่เกิดภายในผลิตภัณฑ์อาหารมีทั้งแบคทีเรีย ยีสต์ เชื้อรา พร้อมทั้งสารต่างๆที่จุลินทรีย์ผลิต ถ้าผลิตภัณฑ์อาหารไม่ได้รับการเตรียมอย่างถูกสุขลักษณะ นอกเหนือจากนี้ ภายในผลิตภัณฑ์อาหารเองจะมีปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้น เช่น ปฏิกิริยาระหว่าง กรดอะมิโนกับน้ำตาลทำให้เกิด Browning Reactionผลจากปฏิกิริยาต่างๆ เหล่านี้แสดงออกทางกายภาพ คือ การหดตัว การหลอมละลาย การตกผลึก เป็นต้น <<กลับสู่หน้าหลักอ่านต่ออายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่ 2>>
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0201/อุตสาหกรรมอาหาร-กับ-เทคโนโลยีสะอาด
อุตสาหกรรมอาหาร กับ เทคโนโลยีสะอาด (CT) จากปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมที่ทวีความรุนแรงมากขึ้น ปัญหาโลกร้อน อันตรายต่างๆ ปนเปื้อนกับสิ่งแวดล้อม ทุกทิศทุกทาง ทั้ง ดิน น้ำ อากาศ ทำให้ทั่วโลกจำเป็นต้องมีมาตรการเพื่อร่วมกัน ป้องกัน ร่วมกันใช้ทรัพยากรธรรมชาติ พลังงาน ที่มีอยู่อย่างจำกัด อย่างมีประสิทธิภาพ คุ้มค่า มากที่สุดไว้ให้ลูกหลาน เทคโนโลยีการผลิตที่สะอาด (Cleaner Technology : CT) อาจเรียกว่า การผลิตเพื่อสิ่งแวดล้อม (Green Productivity) หมายถึง การปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิตหรือผลิตภัณฑ์ เพื่อให้การใช้ วัตถุดิบ พลังงาน และทรัพยากรธรรมชาติ เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยให้เปลี่ยนเป็นของเสียน้อยที่สุด หรือไม่มีเลย (Waste Minimization) จึงเป็นการลดมลพิษที่แหล่งกำเนิด (Pollution Prevention) ทั้งนี้ รวมถึงการเปลี่ยนวัตถุดิบ การใช้ซ้ำ และการนำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งจะช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและลดต้นทุนในการผลิตไปพร้อมกัน เทคโลโลยีการผลิตที่สะอาดจึง เป็นแนวทางหนึ่งของการจัดการสิ่งแวดล้อมในลักษณะของการป้องกันมลพิษ ที่มีการประยุกต์และผสมผสานกลยุทธ์ต่างๆ เพื่อให้การดำเนินกิจกรรมของภาคการผลิต ให้มีการป้องกันหรือลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมควบคู่ไปกับการพัฒนาศักยภาพในการผลิตของภาคอุตสาหกรรม ด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่สะอาดเป็นการปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิตหรือผลิตภัณฑ์ เพื่อให้เกิดการใช้วัตถุดิบ พลังงาน และทรัพยากรธรรมชาติให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยทำให้เกิดของเสียน้อยที่สุดหรือไม่มีเลยรวมถึงการเปลี่ยนวัตถุดิบ การใช้ซ้ำ และการนำกลับมาใช้ใหม่ จึงเป็นการลดมลพิษ ที่แหล่งกำเนิดช่วยอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ ลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับมนุษย์และลดต้นทุนการผลิต ตลอดจนค่าใช้จ่ายในการบำบัดหรือกำจัดของเสีย จึงเกิดประโยชน์ต่อการดำเนินธุรกิจและเพิ่มความสามารถในการแข่งขันทางการค้า อุตสาหกรรมอาหาร เป็นอุตสาหกรรมหลักของประเทศ ที่นำวัตถุดิบจากการเกษตร เช่น ผัก ผลไม้ เมล็ดธัญพืช เนื้อสัตว์ซึ่งได้จากธรรมชาติ มาผ่านการแปรรูป เพื่อให้ได้เป็นผลิตภัณฑ์เพื่อการถนอมอาหาร ยืดอายุการเก็บรักษา และสะดวกในการรับประทาน ซึ่งกระบวนการแปรรูปอาหารตั้งแต่การเตรียมวัตถุดิบจนถึง การแปรรูปอาหารด้วยกรรมวิธีต่างๆ เช่น การแปรรูปอาหารความร้อน การแช่เยือกแข็ง การทำแห้งจำเป็นต้องใช้พลังงานสูง และทำให้เกิดของเสียเป็นจำนวนมาก ทั้งขยะจากเศษอาหารน้ำล้าง น้ำทิ้ง ซึ่งมีผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม และยังเกิดการปนเปื้อนไปยังอาหารที่ผลิต ทำให้เกิดอันตรายทางอาหาร (food hazard) ซึ่งจะมีผลกระทบต่อผู้ผลิตอาหารโดยตรง นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์อาหาร ยังมีการใช้ บรรจุภัณฑ์เป็นจำนวนมาก ซึ่งต้องการพลังงานทั้งไฟฟ้า น้ำมัน และพลังงงานอื่นๆ ในการผลิต และยังก่อให้เกิด "ขยะ" ปริมาณมหาศาล ประเภทของพลังงานที่ใช้ในการผลิตวัสดุบรรจุภัณฑ์ 1 ตัน (หน่วย 106 Joules, หรือ MJ) วัสดุบรรจุภัณฑ์ ไฟฟ้า น้ำมัน พลังงานอื่นๆ แก้ว 1,304 8,471 5,919 กระป๋อง 3 ชิ้น (450 ซี.ซี.) 10,531 16,802 28,993 กระป๋องอะลูมิเนียม (450 ซี.ซี.) 79,625 76,829 57,276 กระดาษแข็ง 9,350 25,630 16,630 ขวด LDPE (50,000 ขวด) 6,720 36,820 - ขวด HDPE (50,000 ขวด) 6,890 37,910 - ขวด PP (50,000 ขวด) 3,340 40,390 - ขวด PET (50,000 ขวด) 18,660 - - แหล่งที่มา : Boustead, Hancock "Energy and Packaging http://www.foodnetworksolution.com/control/knowledge_edit_content/142 ดังนั้นเทคโนโลยีการผลิตที่สะอาด จึงเป็นเครื่องมือเชิงรุกที่มีประสิทธิภาพสำหรับอุตสหาหรรมอาหาร เพื่อการจัดการสิ่งแวดล้อมในยุคปัจจุบัน นำไปสู่มาตรฐาน การจัดการสิ่งแวดล้อม ISO 14000 ซึ่งเป็นที่ยอมรับ ในวงการค้า ในโลกปัจจุบันด้วย วิธีการของเทคโนโลยีการผลิตที่สะอาด การลดมลพิษที่แหล่งกำเนิด ต้องมีการค้นหาแหล่งกำเนิดของเสียหรือมลพิษ และวิเคราะห์หาสาเหตุว่าของเสียหรือมลพิษเหล่านั้นเกิดอย่างไร การลดมลพิษสามารถทำได้โดย 1) การเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์ (Product Reformulation) เป็นการปรับปรุงในรายละเอียดของผลิตภัณฑ์ เพื่อหลีกเลี่ยงหรือลดการเกิดสารมลพิษ โดยพัฒนาการออกแบบให้มีผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมน้อยที่สุด เช่น น้ำผลไม้เข้มข้น ซึ่งนำไปผสมน้ำให้เป็นผลไม้พร้อมดื่ม อาหารแห้ง เช่นเครื่องดื่มผงชงดื่มชาเขียวบรรจุซองชา ใช้ชงดื่มแทนการบรรจุขวดพร้อมดื่มเพื่อลดจำนวนบรรจุภัณฑ์ใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ง่าย หรือ สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เช่น กระดาษ วัสดุจากธรรมชาติรวมทั้งยกเลิกหีบห่อที่ไม่จำเป็น 2) การเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิต (Process Change) สามารถดำเนินการได้ ดังนี้ 2.1) การเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบ (Input Material Change) เป็นการเลือกใช้วัตถุดิบที่สะอาด มีการปนเปื้อนจากสิ่งสกปรก วัตถุอันตรายทางการเกษตรให้น้อยที่สุดโดยใช้มาตรการGood Agricultural Practice หรือGAPหากเป็นไปได้ควรมีการกำจัดสิ่งปนเปื้อน เช่น ดิน ทราย กิ่งไม้วัชพืช ออกตั้งแต่แหล่งที่มาก่อนที่จะเข้าสู่โรงงานหรือเข้าสู่กระบวนการผลิตเพื่อลดปริมาณน้ำที่ใช้เพื่อการล้าง 2.2) การเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยี (Technology Improvement) โดยการปรับเปลี่ยนวิธีการ กลไกในกระบวนการผลิต หรือปรับปรุงอุปกรณ์ในสายการผลิตเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพหรือลดการ สูญเสีย เปลี่ยนการออกแบบใหม่ เพิ่มระบบอัตโนมัติเข้าช่วย ปรับปรุงข้อจำกัดในการปฏิบัติงานและการใช้เทคโนโลยี เป็นต้น ทำได้โดยการออกแบบใหม่ เพิ่มระบบอัตโนมัติ เข้าช่วยปรับปรุง คุณภาพของอุปกรณ์ และแสวงหาเทคโนโลยีใหม่มาใช้ เช่น ปรับ ตำแหน่งการวางอุปกรณ์ หรือระบบท่อไอน้ำ เข้าสู่ เครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปอาหาร เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และการสูญเสีย ใช้อุปกรณ์การขนถ่ายวัสดุ (conveyor) ที่เหมาะสมในการผลิตอาหาร เพื่อลดพลังงานในการขนส่ง ขนถ่ายอาหาร ปรับปรุงการดำเนินการผลิต เพื่อลดปริมาณ น้ำล้าง น้ำทิ้ง เช่น ในอุตสาหกรรมปลาทูน่ากระป๋อง อาจหาวิธีการประหยัดน้ำเพื่อการละลายปลาทูน่า ก่อนเข้ากระบวนการผลิต การหาการนำประโยชน์จากน้ำทิ้ง จากการนึ่งปลา เป็นต้น ปรับปรุงเครื่องจักรและอุปกรณ์แปรรูปอาหารให้การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะเครื่องจักรที่ต้องใช้พลังงานสูงเช่น เครื่องระเหย (evaporator) เครื่องอบแห้ง (drier) หม้อฆ่าเชื้อ (retort) เครื่องแช่เยือกแข็ง (freezer) เครื่องทอดโดยการใช้ ระบบอัตโนมัติ หรือ ใช้ อุปกรณ์ ควบคุม อุณหภูมิ ความดัน เพื่อตัดการทำงาน เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ ในการผสมอาหาร มีการติดตั้ง ติดตั้งมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ และควบคุมความเร็วของมอเตอร์ เครื่องผสมเพื่อลดการสิ้นเปลืองพลังงาน ลดผลผลิตที่ด้อยคุณภาพ ไม่ได้มาตรฐาน 3) การปรับปรุงกระบวนการดำเนินงาน (Operational Improvement) โดยการปรับปรุงการบริหารระบบการวางแผนและควบคุมการผลิต เพื่อเพิ่มศักยภาพของกระบวนการผลิตให้สามารถลดต้นทุนการผลิตและลดผลกระทบสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิผล เช่น มีกระบวนการทำงานและขั้นตอนการบำรุงรักษาที่ชัดเจน มีการบริหารการปฏิบัติงาน มีการฝึกอบรม มีวิธีปฏิบัติที่ถูกต้อง มีระบบการจัดเก็บในโกดัง ชั้นเก็บของ ใช้ระบบ First in - First out เพื่อลดการสูญเสียจากคุณภาพของผลิตภัณฑ์ มีการวางแผนซ่อมบำรุงเครื่องจักรอุปกรณ์ หลีกเลี่ยงการรวมของเสียต่างชนิดเข้าด้วยกันแยกของเสียที่เกิดขึ้นในขั้นตอนต่างๆ อย่างเหมาะสม การใช้ซ้ำ (Reuse) หรือการนำกลับมาใช้ใหม่ (Recycle) เป็นต้น ประโยชน์จากนำเทคโนโลยีสะอาดมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมอาหาร ของไทย ต้องตระหนักถึงบทบาทของการมีส่วนร่วมสำคัญเพื่อการรักษาสิ่งแวดล้อม ผลดีที่เกิดขึ้นจากการใช้เทคโนโลยีสะอาด เริ่มต้นที่ตัวท่านเองก่อน เพราะเทคโนโลยีสะอาด เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพ ในการสร้างการพัฒนาอุตสาหกรรมอาหารอย่างยั่งยืน ทำให้สามารถรักษา คุณภาพสิ่งแวดล้อม ควบคู่ไปกับการพัฒนา อุตสาหกรรมของประเทศ ผลของการใช้ เทคโนโลยีสะอาด สามารถช่วยให้ ลดอันตรายในอาหาร เพิ่มความปลอดภัยทางอาหาร ของเสียจากการผลิต และประหยัดค่าใช้จ่าย ในการจัดการของเสีย ลดค่าใช้จ่ายในการผลิต เพราะใช้วัตถุดิบ น้อย ลง แต่ประสิทธิภาพการผลิตสูงขึ้น เพิ่มผลการผลิต และเพิ่มคุณภาพอาหาร ประหยัดพลังงาน ลดความเสี่ยงและอุบัติเหตุ เพิ่มความสามารถในการแข่งขัน และทำให้ภาพพจน์ขององค์กรดีขึ้น เป็นไปตามกฎหมาย ด้านสิ่งแวดล้อมของทางราชการ นำไปสู่มาตรฐาน การจัดการสิ่งแวดล้อม ISO 14000 ซึ่งเป็นที่ยอมรับ ในวงการค้า ในโลกปัจจุบัน Refernces http://www.sme.go.th/SiteCollectionDocuments/วิจัยSMEs/FATและผลกระทบ/เตรียมรับมาตรการ/doc (5) .pdf
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0144/บรรจุภัณฑ์รักษ์สิ่งแวดล้อม-ตอนที่-3
7.3 สถานะและแนวทางแก้ปัญหา แนวทางในการแก้ปัญหาอาจจะเริ่มจากการออกแบบซึ่งจะกล่าวในรายละเอียดเฉพาะเจาะจงในหัวข้อต่อไปนี้ พร้อมทั้งตัวอย่างในการออกแบบ ส่วนในหัวข้อนี้จะพิจารณาจากวงจรของบรรจุภัณฑ์ที่จะใช้เป็นแนวทางในการแก้ปัญหา 7.3.1 การลดปริมาณของบรรจุภัณฑ์ (1) การลดปริมาณของเสีย (Reduce) เป็นมาตรการอันดับแรกที่ควรพิจารณาถึงเพราะการใช้บรรจุภัณฑ์ต่อหน่วยบรรจุให้น้อยลง ไม่เพียงแต่ลดปริมาณซากบรรจุภัณฑ์ที่ทิ้งในขยะ แต่ยังลดการผลิตและการขนส่ง ในเวลาเดียวกันต้องคำนึงถึงบทบาทและหน้าที่ของบรรจุภัณฑ์ด้วย เช่น การรักษาคุณภาพ การปกป้องสินค้า เป็นต้น มิฉะนั้นแล้วการแตกหักเสียหายหรือการเน่าเสียของสินค้าที่มีบรรจุภัณฑ์ไม่ดีพอ กลับจะก่อให้เกิดปริมาณขยะที่มากกว่าเดิม แนวทางการพัฒนาบรรจุภัณฑ์เพื่อช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมย่อมต้องอาศัยความร่วมมือจากผู้เกี่ยวข้องต่างๆ ตั้งแต่ผู้ผลิตจนกระทั่งถึงผู้อุปโภคบริโภค ตัวอย่างการลดขยะโดยทิ้งที่กระป๋องพร้อมที่เปิดและการลดน้ำหนักของบรรจุภัณฑ์แสดงในรูป (ก) และ (ข) หน้า 227 (2) การนำกลับมาใช้ใหม่หรือใช้ซ้ำ (Reuse) ปรากฏการณ์นี้คล้ายคลึงกับการลดปริมาณการใช้ เพราะว่ามีบรรจุภัณฑ์หลายประเภทได้รับการนำกลับมาใช้หรือบรรจุใหม่ ตัวอย่างเช่น ขวดเบียร์มาใช้บรรจุเต้าเจี้ยว ขวดซีอิ๊ว ขวดเหล้ามาบรรจุน้ำปลา เป็นต้น ปรากฏการณ์ที่เริ่มได้รับความนิยมมากขึ้น คือการเก็บบรรจุภัณฑ์ไว้เช่นเดิม แล้วซื้อสินค้าใหม่ที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์เบาบางกว่า เช่น ถุง หรือ ซองที่เรียกว่า Refill Package แล้วนำกลับมาบรรจุเองในบรรจุภัณฑ์เก่าที่ใช้สินค้าหมดแล้ว เช่น น้ำยาซักเสื้อผ้า น้ำยาล้างจาน เป็นต้น (3) การเวียนทำใหม่ (Recycle) คำว่ารีไซเคิลนี้ได้รับการกล่าวขวัญกันมาตลอด การทำรีไซเคิลขยะที่ได้ผลนั้นจำต้องมีการแยกประเภทตั้งแต่ตอนทิ้ง และมีการเก็บกลับอย่างมีระบบด้วยปริมาณมากพอในการนำกลับมาผลิตด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด การร่วมมือด้วยวิธีอาสาสมัคร (Volunteer) จากผู้บริโภคนับเป็นวิธีการที่ประหยัดและมีประสิทธิผลมากที่สุด ในสหรัฐอเมริกาปริมาณขยะที่สามารถนำกลับไปผลิตใหม่สูงถึงร้อยละ 22 โดยมีกลุ่มอาสาสมัคร 1,000 กลุ่มในปี ค.ศ. 1978 เพิ่มมาเป็น 7,000 กลุ่มในปี ค.ศ. 1981 ส่งผลให้มีอัตราการนำกลับมาผลิตใหม่ของบรรจุภัณฑ์ชนิดต่างๆ ดังต่อไปนี้ ตารางที่ 7.7 อัตราการนำกลับมาผลิตใหม่ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ในสหรัฐ วัสดุ อัตราการนำกลับมาผลิตใหม่ (ร้อยละ) กระดาษและบรรจุภัณฑ์เยื่อและกระดาษ โลหะ (เหล็กและเหล็กผสม) อะลูมิเนียม แก้ว พลาสติก 40 37 30 7 1 แหล่งที่มา : R.A Pert, A. Golovny and S.S. Labana "Automotive Recycling" ขั้นตอนการทำงานในการแยกบรรจุภัณฑ์ออกจากขยะในประเทศสหรัฐอเมริกานั้น สถานที่ใช้ในการรวบรวมขยะกลับมาผลิตใหม่มีชื่อเรียกว่า MRF (Material Recovery Facilities) ซึ่งสามารถรองรับขยะได้อย่างน้อยที่สุด 100 - 500 ตันต่อวัน ในขณะที่กรุงเทพมหานครมีปริมาณขยะในปี 2537 สูงถึง 7,000 ตันต่อวัน การทำงานในการแยกบรรจุภัณฑ์ออกจากขยะมีขั้นตอนดังนี้ วัสดุที่นำกลับมาผลิตใหม่ ใช้มือคัดกระดาษ แยก กระดาษหนังสือพิมพ์,กล่อง,วารสาร ใช้ระบบแม่เหล็ก แยก กระป๋องโลหะ ใช้ระบบกระแสไฟฟ้า แยก กระป๋องอะลูมิเนียม ใช้มือคัดขวดแก้ว แยก แก้วใส,แก้วสีอำพัน,แก้วเขียว ใช้มือคัดพลาสติก แยก PET ใส, PET สี , PE และอื่นๆตามสัญลักษณ์ ที่ปรากฏอยู่ ภายใต้ผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างของขบวนการเผาในการแยกโลหะและอโลหะจากขยะดังแสดงในรูป (ค) หน้า 228 สำหรับประเทศไทย การกำจัดมูลฝอยส่วนใหญ่ใช้วิธีการกำจัดไม่ถูกสุขลักษณะเป็นแบบเปิด (Open Dunping) ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาการปนเปื้อนน้ำใต้ดิน ปัญหาเฉพาะหน้าที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือ การจัดหาสถานที่กำจัดขยะมูลฝอยรวมซึ่งเป็นสถานที่สำหรับรองรับและกำจัดขยะมูลฝอยจากกรุงเทพฯ และปริมณฑลให้ได้พอเพียง ในปี พ.ศ. 2540 ในกรุงเทพฯ และปริมณฑลมีปริมาณมูลฝอยประมาณ 10,000 ตันต่อวัน และคาดว่าในอีก 5 ปีข้างหน้า (พ.ศ. 2545) จะเพิ่มเป็น 12,800 ตันต่อวัน มีการประเมินว่าองค์ประกอบของวัสดุที่มีศักยภาพที่จะนำกลับมาใช้ใหม่ (Potential Recycling) มีอยู่ระหว่างร้อยละ 32.58 ถึง 58.68 และอัตราการนำมูลฝอยและวัสดุเหลือใช้กลับมาใช้ใหม่จริงๆ ในเชิงพาณิชย์โดยคนคุ้ยขยะจากกองขยะ พนักงานเก็บขนและรถเร่รับซื้อของเก่าประมาณร้อยละ 8.49 (หรือร้อยละ 10.19 หากรวมปริมาณจากโรงงานอุตสาหกรรม) ของปริมาณมูลฝอยที่เกิดขึ้นทั้งหมดทั่วประเทศ (ทั้งที่นำมาใช้ได้และไม่ได้ทั้งหมด) ดังแสดงในตารางที่ 7.8 ตารางที่ 7.8 ปริมาณวัสดุเหลือใช้ที่รวบรวมโดยตัวกลางต่างๆ เพื่อนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ ตัวกลาง ปริมาณ (ตันต่อวัน) คนคุ้ยขยะที่กองขยะ 271.56 พนักงานเก็บขน 616.70 รถเร่รับซื้อของเก่า 2491.90 ปริมาณที่รวบรวมได้ทั้งหมดผ่านร้านรับซื้อของเก่า 3,380.16 โรงงานอุตสาหกรรม (ปริมาณของเสียหรือวัสดุเหลือใช้) 680.00 รวมปริมาณวัสดุเหลือใช้ 4,060.16 แหล่งข้อมูล : กรมควบคุมมลพิษ กระทรวงวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม "ทิศทางรีไซเคิลของประเทศไทย" 7.3.2 การใช้สัญลักษณ์เพื่อแยกประเภทบรรจุภัณฑ์ สำหรับบรรจุภัณฑ์พลาสติกซึ่งมีความหลากหลาย เป็นการยากมากที่จะให้ผู้บริโภคทั่วไปสามารถทราบถึงพลาสติกของบรรจุภัณฑ์ สมาคมอุตสาหกรรมพลาสติกแห่งสหรัฐอเมริกา (Society of the Plastics Industry,SPI) ได้ริเริ่มการใช้สัญลักษณ์บ่งบอกชนิดพลาสติกไว้ภายใต้บรรจุภัณฑ์พลาสติก เพื่อช่วยในการแยกประเภทของพลาสติกในปี พ.ศ. 2532 และได้รับการยอมรับทั่วโลก สัญลักษณ์ใช้ตัวเลขแทนที่ประเภทของพลาสติกล้มรอบด้วยหัวลูกศรรูปสามเหลี่ยมเพื่อใช้แทนพลาสติกแต่ละประเภท ดังต่อไปนี้ 1. PET (Polyethylene Terephthalate) 2. HDPE (High Density Polyethylene) 3. PVC (Polyvinyl Chloride) 4. LDPE (Low Density Polyethylene) 5. PP (Polypropylene) 6. PS (Polyprostyrene) 7. Other พลาสติกผสม ในกรณีของพลาสติกหลายชั้น ถ้ามีส่วนผสมหลักของพลาสติกที่สามารถนำไปย่อยสลายได้โดยไม่จำเป็นต้องแยกชั้นให้ใส่หมายเลขของพลาสติกหลักนั้น เช่น ขวดซอสมะเขือเทศที่ประกอบด้วย PP/EVOH/PP โดยมี PP อยู่ถึงร้อยละ 98.5 จะใช้สัญลักษณ์หมายเลข 5 ของ PP สำหรับบรรจุภัณฑ์นี้ เนื่องจากนำมาผลิตใหม่ได้โดยไม่จำเป็นต้องแยกชั้นจึงไม่ใช้สัญลักษณ์หมายเลข 7 ที่เป็นพลาสติกผสม 7.3.3 การรณรงค์และส่งเสริมการใช้สินค้าที่ผลิตจากบรรจุภัณฑ์ใช้แล้ว จากการสำรวจแบบสอบถามในงานแสดงสินค้าและนิทรรศการ "สินค้าไทยรีไซเคิล ครั้งที่ 1" ระหว่างวันที่ 3 - 7 เมษายน 2539 ที่ห้างสรรพสินค้าเดอะมอลล์ บางกะปิ กรุงเทพฯ จำนวน 3,883 ชุด พบว่า ประชาชนผู้เข้าชมงานยินดีใช้สินค้ารีไซเคิลร้อยละ 95.5 มีเพียงร้อยละ 0.2 ที่ไม่ยินดีและร้อยละ 3.9 ไม่ตอบ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าหากมีการรณรงค์และส่งเสริมการใช้สินค้าผลิตภัณฑ์จากวัสดุเหลือใช้และบรรจุภัณฑ์ใช้แล้วอย่างจริงจัง จะทำให้ประชาชนหันมาสนใจและซื้อสินค้าอย่างแน่นอน การรีไซเคิลที่มีประสิทธิภาพคงไม่ใช้การรณรงค์ประชาสัมพันธ์กันอย่างเดียว แต่ต้องมีเครือข่ายเชื่อมต่อกันระหว่างผู้ผลิตขยะมูลฝอย (ประชาชนหรือผู้บริโภค) ร้านผู้จำหน่ายและภาคอุตสาหกรรมผู้ผลิต รวมทั้งรัฐบาลซึ่งเป็นผู้กำกับกระบวนการนี้ทั้งหมด 7.4 การออกแบบบรรจุภัณฑ์รักษ์สิ่งแวดล้อม แนวทางการออกแบบบรรจุภัณฑ์เพื่อสิ่งแวดล้อม อาจมีหลากหลายรูปแบบและวิธีการ ขึ้นอยู่กับวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่หาได้ นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตและแปรรูปบรรจุภัณฑ์ พร้อมทั้งข้อจำกัดของกระบวนการผลิตและการบรรจุของบรรจุภัณฑ์แต่ละประเภท 7.4.1 แนวทางการออกแบบบรรจุภัณฑ์รักษ์สิ่งแวดล้อม (1) การลดการใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ ความสามารถในการออกแบบและควบคุมการพิมพ์ให้มีความเสียหายน้อยที่สุดเป็นองค์ประกอบแรกที่จะสามารถช่วยการรณรงค์สภาวะสิ่งแวดล้อม เนื่องจากการลดวัตถุดิบนำไปสู่การใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างมีประสิทธิผล ความคิดริเริ่มในการออกแบบย่อมมีผลต่อการลดหมึกพิมพ์และวัสดุประกอบต่างๆ ที่ใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์ เช่น บรรจุภัณฑ์ถาดกระดาษในรูป (ค) หน้า 227 ในประเทศที่พัฒนาแล้ว วัสดุพลาสติกที่มีการใช้ความดันให้ขยายตัว เช่น EPS (Expanded Polystyrene) EPU (Expanded Polyurethane) มักจะได้รับการทดแทนโดยการใช้กระดาษ โดยมีเป้าหมายใช้กระดาษแทนให้มากถึงร้อยละ 70 - 90 นอกจากบรรจุภัณฑ์พลาสติกจำพวกขยายตัว ยังมีการห้ามใช้ขบวนการผลิตที่ใช้สารมีพิษในการผลิตเช่น สีที่ใช้ควรใช้สีฐานน้ำ (Water - Based) เป็นต้น สารเคลือบเงาที่นิยมใช้หลังการพิมพ์ได้แก่ OPP และ PVA วาร์นิชที่แห้งตัวด้วยรังสีอัลตร้าไวโอเลต (UV) การเคลือบด้วย OPP ซึ่งคล้ายกับการเคลือบไข เพื่อป้องกันการเสียดสีและกันน้ำ พร้อมทั้งสามารถเคลือบสิ่งพิมพ์บางๆ ได้ ส่วน PVA เป็นกาวที่มีส่วนผสมของ PVC ใช้กับสิ่งตีพิมพ์ที่มีความหนาแน่น 250 กรัมต่อตารางเมตร จึงเหมาะกับการเคลือบพวกบรรจุภัณฑ์ ส่วน UV เป็นวิธีการเคลือบเงาที่นิยมมากเนื่องจากทำงานได้เร็ว ไม่จำกัดความหนาของสิ่งตีพิมพ์ แต่ไม่เหมาะกับบรรจุภัณฑ์อาหาร ในปัจจุบันสารเคลือบเงา UV ที่เป็นส่วนผสมของน้ำเริ่มมีการประยุกต์ใช้ เพื่อช่วยลดมลภาวะแต่ยังมีต้นทุนสูง (2) การเลือกใช้วัสดุที่นำกลับมาใช้งานและผลิตใหม่ได้ การเลือกใช้วัสดุที่ผลิตจากวัสดุใหม่ (Virgin Material) ย่อมเป็นการลดทรัพยากรธรรมชาติโดยตรง ดังนั้นการเลือกวัสดุที่ใช้แล้วย่อมมีส่วนในการรักษาสิ่งแวดล้อมและลดพลังงานในการผลิตวัตถุดิบ หรือการใช้วัสดุธรรมชาติอย่างอื่น (3) การลดการใช้งานของวัสดุที่มีหลายชั้น วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่มีหลายชั้นและเคลือบให้เป็นเนื้อเดียวกันโดยจะก่อให้เกิดปัญหาในการแยกและย่อยสลายเพื่อนำมาใช้ใหม่ ด้วยเหตุนี้ผู้ออกแบบบรรจุภัณฑ์ในปัจจุบันมักจะใช้วัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน เพื่อความสะดวกในการแยกขยะและสามารถนำกลับมาผลิตใช้ใหม่ เช่น การเลือกใช้ขวดพลาสติกที่มีฝาและฉลากเป็นพลาสติกชนิดเดียวกันดังแสดงในรูป (ง) หน้า 227 และกล่องในรูป (ข) หน้า 228 (4) การออกแบบโดยไม่ใช้บรรจุภัณฑ์ จากการพิจารณาถึงหน้าที่ของบรรจุภัณฑ์อย่างถ่องแท้ มักจะพบว่าสามารถลดบรรจุภัณฑ์บางชั้นออกไปได้ สินค้าบางประเภทในตลาด เช่น รถยนต์ ก็เป็นสินค้าที่ไม่จำเป็นต้องใช้บรรจุภัณฑ์ ในกรณีที่หลีกเลี่ยงการไม่มีบรรจุภัณฑ์ไม่ได้ ก็พยายามลดหรือเปลี่ยนใช้บรรจุภัณฑ์ให้น้อยลง บางกรณีอาจพิจารณาใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์บางชนิดมาแทนที่วัสดุเดิม เช่น ใช้ถาดพร้อมฟิล์มหดรัดรูปมาแทนที่กล่องกระดาษลูกฟูกทั้งกล่อง เป็นต้น (5) การเพิ่มความเข้มข้นหรือความหนาแน่นของสินค้า สินค้าที่มีความเข้มข้นสูงย่อมส่งผลให้การใช้ปริมาณของบรรจุภัณฑ์ต่อหน่วยสินค้าน้อยลง ตัวอย่างเช่น น้ำสูตรเข้มข้น หรือยาที่มีสูตรเข้มข้นย่อมก่อให้เกิดความสะดวกแก่ผู้บริโภคเพราะมีปริมาณน้อยลง (6) การใช้วัสดุที่ได้จากธรรมชาติ แนวความคิดที่ใช้วัสดุที่ผลิตจากธรรมชาติย่อมเป็นวิถีทางในการป้องกันสิ่งแวดล้อมได้ดีที่สุด เช่น ตัวอย่างของไอศกรีมโคน เป็นตัวอย่างของบรรจุภัณฑ์ที่สามารถรับประทานได้ ในสมัยหนึ่งก็มีลูกกวาดที่ใช้ห่อด้วยกระดาษที่รับประทานได้ ตัวอย่างทั้งสองนี้ ย่อมเป็นวิธีการลดบรรจุภัณฑ์ได้ด้วยการบริโภคบรรจุภัณฑ์พร้อมอาหาร กระดาษเป็นตัวอย่างที่ดีในการรักษาทรัพยากรธรรมชาติ เนื่องจากการใช้กระดาษจำต้องใช้เยื่อจากไม้ถึงร้อยละ 90 และคิดเป็นปริมาณของไม้ที่ต้องตัดร้อยละ 10 ของปริมาณของไม้ที่ใช้ทั่วโลก ดังนั้นการทดแทนเยื่อจากไม้ด้วยชานอ้อย ใยของสำลี เยื่อจากต้นสา เป็นต้น ย่อมมีส่วนช่วยปกป้องรักษาปริมาณไม้ในโลกนี้ แต่ปัญหาคือคุณภาพของกระดาษที่ทำจากวัสดุดังกล่าว อีกตัวอย่างหนึ่งที่เริ่มเกิดขึ้นในเมืองไทย คือ การใช้กระดาษสังเคราะห์มาทำเป็นกระดาษธนบัตรซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานของธนบัตรย่อมเป็นอีกวิธีหนึ่งในการลดการเผาผลาญทรัพยากรธรรมชาติโดยไม่จำเป็นต้องเป็นกระดาษ อีกตัวอย่างหนึ่งที่มักพบจากหนังสือพิมพ์จากต่างประเทศ คือ หนังสือที่มีพิมพ์ว่า This book is printed on acid - free paper คำว่า "acid - free" นี้หมายความว่าใช้เยื่อที่ใช้แล้วและไม่ผ่านการฟอกด้วยกรดย่อมเป็นการช่วยลดมลภาวะจากการใช้กระดาษปลอดกรด วิวัฒนาการทางด้านบรรจุภัณฑ์ที่ได้ใช้แป้งที่ทำจากพืชมาผลิตเป็นถาด จาน ชาม ดังรูป (ง) ในหน้า 228 เพื่อแทนที่โฟม หรือการพัฒนาใช้ใบกล้วยอัดเป็นภาชนะต่างๆ ย่อมเป็นแนวทางของการพัฒนาบรรจุภัณฑ์เพื่อรักษาสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ ในวงการพลาสติกยังได้พัฒนาเม็ดพลาสติกที่สามารถย่อยเสื่อมสลายได้ด้วยปฏิกิริยาทางชีววิทยาหรือแสง เป็นต้น (7) การรวมกลุ่มของสินค้าต่อหน่วยบรรจุภัณฑ์ หน่วยสินค้ายิ่งมากย่อมมีโอกาสลดค่าใช้จ่ายรวมของบรรจุภัณฑ์ในแง่ของต้นทุนบรรจุภัณฑ์และค่าขนส่ง นอกจากนี้ การออกแบบบรรจุภัณฑ์ชั้นในให้ลดปริมาตรที่ไม่จำเป็น เช่น การออกแบบบรรจุภัณฑ์บริเวณปากขวดบานออกเพื่อซ้อนได้ย่อมเป็นการลดปริมาตรและพื้นที่ผิวของบรรจุภัณฑ์ขนส่ง ซึ่งหมายถึง การลดต้นทุนของบรรจุภัณฑ์ในการขนส่ง นอกจากนี้ ยังคงความแข็งแรงในการเรียงซ้อนของบรรจุภัณฑ์ชั้นในอีกด้วย (8) การลดจำนวนสีที่ใช้พิมพ์บนบรรจุภัณฑ์ การลดจำนวนสีที่พิมพ์ย่อมเป็นการลดค่าใช้จ่ายของบรรจุภัณฑ์ นักออกแบบบรรจุภัณฑ์สมัยใหม่จำต้องออกแบบให้พิมพ์สีน้อยที่สุด เช่น สีเดียวและใช้ความสามารถในการออกแบบสร้างความเด่นและความเป็นเอกภาพของตัวบรรจุภัณฑ์ นอกจากสีที่ใช้แล้ววัสดุเสริมต่างๆ ที่ใช้กับบรรจุภัณฑ์ เช่น สารยึดติดหรือกาวจะต้องไม่มีส่วนผสมของโลหะหนักจำพวก Cadmium (Cd) , Arsenic (As) , Stibium (Sb) , Scandium (Sc) , Barium (Ba) , Copper (Cu) , Zinc (Zn) หรือใช้ผงเงิน ผงทองในการพิมพ์ แนวทางการออกแบบบรรจุภัณฑ์ดังกล่าวมาแล้วทั้ง 8 แนวทางนั้น การลดปริมาณการใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์นับเป็นแนวทางที่ได้ผลมากที่สุด ในประเทศที่พัฒนาแล้วได้กำหนดให้ผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์และผู้ใช้ ต้องลดปริมาณการใช้บรรจุภัณฑ์ต่อหน่วยสินค้าไม้น้อยกว่า 10% ต่อปี ส่วนการเลือกใช้วัสดุที่นำกลับมาใช้หรือผลิตใหม่นั้นจะแปรตามกลไกในการนำเอาซากบรรจุภัณฑ์กลับมา จะคุ้มกับการใช้วัสดุที่ผลิตจากวัสดุที่ผลิตใหม่หรือไม่นั้น เป็นสิ่งที่ต้องทำการศึกษากันต่อไป ทั้ง 2 แนวทางดังกล่าวจำเป็นที่จะต้องให้รัฐบาลเข้ามาช่วยส่งเสริมและกำหนดเป็นนโยบาย ส่วนแนวทางอื่นๆ แต่ละบุคคลสามารถดำเนินการได้เอง ถ้าสามารถปลูกจิตสำนึกให้มีความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม <<ย้อนกลับ บรรจุภัณฑ์รักษ์สิ่งแวดล้อม ตอนที่2 อ่านต่อ บรรจุภัณฑ์รักษ์สิ่งแวดล้อม ตอนที่4 >> <<กลับสู่หน้าหลัก
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0270/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม-ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม ส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน (Effect of moisture content on some physical properties of Moringa seed and kernel) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง กรณ์อัฐชญา วีณุตตรานนท์ มาริสา คงเอื้อสิริกุล รุ่งนภา กองทุ่งมน วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม เป็นการศึกษาคุณลักษณะของเมล็ดส่วนทั้งเมล็ด และ เมล็ดใน เพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น การใช้งานเพื่อการขนส่ง การเก็บเกี่ยวที่ดี และบรรจุหีบห่อ ซึ่งได้พิจารณาจากปริมาณความชื้นฐานเปียกที่เมล็ดมะรุมได้รับ มีการกำหนดความหลากหลายของความชื้นทั้งหมด 5 ระดับ ในส่วนทั้งเมล็ด ตั้งแต่ 8.32-20.32 %wb. และในส่วนเมล็ดใน ตั้งแต่ 6.58 - 18.58 %wb. โดยคุณสมบัติที่ได้ทำการศึกษากับช่วงระยะความชื้นนั้น ได้แก่ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรขาคณิต, ความเป็นทรงกลม, มวล 100 เมล็ด, พื้นที่ภาพฉาย, ความหนาแน่นรวม, ความหนาแน่นเนื้อ, ความพรุน, ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด, ความเร็วสุดท้าย และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต ซึ่งในส่วนทั้งเมล็ดมีค่า 1.2391 - 1.2690 เซนติเมตร, 0.8947-0.9267 %, 24.23-27.71 กรัม, 1.6030-1.4571 ตารางเซนติเมตร, 0.1969-0.1654 กรัมต่อมิลลิลิตร, 3.7638 - 2.6763 กรัมต่อมิลลิลิตร, 94.7695-93.8211 %, 0.0810-0.0868 ลูกบาศก์เซนติเมตร, 9.78-12.67 เมตรต่อวินาที ตามลำดับ และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานที่แผ่นอะลูมิเนียม แผ่นไม้อัด และแผ่นยาง มีค่า 0.4796-0.4956, 0.6126-0.6336, 0.8492-0.8929 ตามลำดับ จะเห็นได้ว่ากราฟจะเป็นแบบเชิงเส้น ค่าแรงเสียดทานจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ และในส่วนเมล็ดใน มีค่า 0.7390-0.7482 เซนติเมตร, 0.9425-0.9520 %, 18.23-20.55 กรัม, 0.5720-0.5298 ตารางเซนติเมตร, 0.4796-0.4631 กรัมต่อมิลลิลิตร, 5.8278- 3.2182 กรัมต่อมิลลิลิตร, 91.7699-85.6089 %, 0.0318-0.0381 ลูกบาศก์เซนติเมตร, 10.30-11.53 เมตรต่อวินาที ตามลำดับ และสัมประสิทธิ์ความเสียดทานที่แผ่นอะลูมิเนียม แผ่นไม้อัด และแผ่นยาง มีค่า 0.3019-0.3246, 0.3822-0.4119, 0.4835-0.5669 ตามลำดับ จะเห็นได้ว่ากราฟจะเป็นแบบเชิงเส้น ค่าแรงเสียดทานจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ จากศึกษาเมล็ดมะรุมจะเห็นได้ว่า กราฟความสัมพันธ์ที่ได้จะเป็นแบบเส้นตรง ลักษณะกราฟเพิ่ม ยกเว้น พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ และ ความพรุน จะมีลักษณะกราฟเป็นกราฟลดทั้งส่วนทั้งเมล็ดและเมล็ดใน 1. บทนำ มะรุม มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Moringa oleifera จัดอยู่ในตระกูล Moringaceae มีถิ่นกำเนิดในประเทศแถบเอเชีย แต่พบได้โดยทั่วไปในแอฟริกา และเขตร้อนของทวีปอเมริกา เป็นไม้ผลัดใบ ขึ้นได้ในทุกภูมิประเทศ สำหรับประเทศไทย มะรุมพื้นเมืองที่ปลูกโดยทั่วไปเป็นพวก M.oleifera ซึ่งมีสายพันธุ์จากอินเดียแถบเทือกเขาหิมาลัย จากการศึกษาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน พบว่า มะรุมเป็นพืชที่มีสารจำพวก Polyelectrolyte อยู่ในเมล็ด มีคุณสมบัติในการช่วยตกตะกอน และในแถบทวีปแอฟริกา เช่น ซูดาน ใช้เมล็ดมะรุมกำจัดความขุ่นในน้ำ ซึ่งมีผลที่น่าพอใจ (ภิญญ์ฑิตา ,2531) ในข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการวิจัยในระดับเซลล์และสัตว์ทดลอง พบว่า สารสกัดน้ำมันจากเมล็ดมะรุมสามารถต้านและกำจัดอนุมูลอิสระได้ และ สารสกัดน้ำมันจากเมล็ด ที่เป็นผลิตภัณฑ์สำหรับใช้กับตา พบว่าใช้ได้ดีในหนูทดลอง ซึ่งมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย ที่มีสาเหตุจาก Staphylococcus aureus (http://www.medplant.mahidol.ac.th/document/moringa.asp) เมล็ดมะรุม สามารถสกัดเป็นน้ำมันได้ น้ำมันเมล็ดมะรุม ประกอบไปด้วย Sterol ได้แก่ campesterol, stigmasterol , b-sitosterol , D5-avenasterol , clerosterol , 24-methylenecholesterol , D7-campestanol,stigmastanol และ 28-isoavenasterol นอกจากนี้ยังประกอบไปด้วยกรดไขมันเช่น Oleic oils (C18:1, 67.90%-76.00%) , C16:0 (6.04%-7.80%) , C18:0 (4.14%-7.60) , C20:0 (2.76%-4.00%) และ C22:0 (5.00%-6.73) ซึ่งเป็นกรดไขมันอิ่มตัวต่ำ และกรดไขมันไม่อิ่มตัวสูง โดยทั้งหมดมีปริมาณน้ำมันสะสมอยู่ 26% ปริมาณฟอสโฟลิปิดต่ำร้อยละ 0.17 น้ำมันที่สกัดได้มีสีเหลืองค่อนข้างใส ไม่พบกรดไซโคลโพรพีน ซึ่งเป็นพิษในน้ำมันเมล็ดมะรุม ปริมาณทองแดงและตะกั่วที่เกินมาตรฐานกระทรวงอุตสาหกรรม คาดว่าจะสามารถกำจัดโลหะหนักเหล่านี้ได้ด้วยกระบวนการรีฟายน์ มีแนวโน้มที่จะใช้ผลิตน้ำมันบริโภคและสามารถนำมาทดแทนน้ำมันมะกอกในอุตสาหกรรมเคมีได้ (จันทนา,2539) วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดมะรุม เป็นการศึกษาคุณลักษณะของเมล็ดได้แก่ ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต ความเป็นทรงกลม มวล 100 เมล็ด พื้นที่ภาพฉาย ความหนาแน่นรวม ความหนาแน่นเนื้อ ความพรุน ปริมาตรต่อหนึ่งเมล็ด ความเร็วสุดท้าย และ สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตเพื่อใช้ประโยชน์จากเมล็ด เช่น การใช้งานเพื่อการขนส่ง การบรรจุหีบห่อ การออกแบบเครื่องจักรในการผลิตผลิตภัณฑ์จากเมล็ด ซึ่งมีประโยชน์ในการใช้งานในอุตสาหกรรม 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.Mersin,Turkey. Sacilik, K. et al. (2003) . Some Physical Properties of Hemp Seed. Biosystems Engineering (2003) , volume 86 (2) , page 191-198. Ankara, Turkey. Tamirat Redae Gebreselassie. (2012) . Moisture dependent physical properties of cardamom (Elettaria Cardamomum M.) seed. CIGR Journal, volume 14 (1) , page 108-115. Adama, Ethiopia. Yalcın, I. (2006) . Physical properties of cowpea (Vigna sinensis L.) seed. Journal of Food Engineering 79, Adnan Menderes University, Aydın, Turkey.
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0103/การพัฒนาโครงสร้างบรรจุภัณฑ์-ตอนที่-2
3.1.4 ขั้นตอนในการพัฒนา ขั้นตอนในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์อาจแบ่งเป็น 2 ประเภทคือ ประเภทแรกเป็นการพัฒนาทั้งระบบ เริ่มจากแนวความคิดจนกระทั่งการจำหน่ายสู่ตลาด และประเภทที่สอง คือ การพัฒนาส่วนใดส่วนหนึ่งของบรรจุภัณฑ์ เช่น พัฒนาเฉพาะฉลากแต่เก็บรูปทรงไว้ เป็นต้น การพัฒนาประเภทที่สองนี้ในประเทศไทยนิยมให้โรงงานผู้ผลิตหรือแปรรูปบรรจุภัณฑ์เป็นผู้พัฒนาให้ แต่ในหัวข้อนี้จะได้กล่าวถึงการพัฒนาประเภทแรกที่เป็นการพัฒนาทั้งระบบตามขั้นตอนดังต่อไปนี้ (1) กำหนดจุดมุ่งหมายการใช้ประโยชน์จากบรรจุภัณฑ์ กระบวนการพัฒนาออกแบบบรรจุภัณฑ์เริ่มต้นด้วยการตั้งจุดมุ่งหมาย กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ จะได้รับผลอะไรจากการพัฒนาออกแบบบรรจุภัณฑ์ จุดมุ่งหมายที่ตั้งนี้ควรมีจุดมุ่งหมายหลักเพียงอย่างเดียว แต่อาจมีจุดมุ่งหมายต่อเนื่องอีกหลายประการก็ได้ จุดมุ่งหมายนี้จำต้องเขียนอย่างเด่นชัด และถ้าเป็นไปได้อาจจะกำกับเป้าหมายเป็นตัวเลข เช่น ทำให้ส่วนแบ่งการตลาดเพิ่มขึ้นอีก 10% จากการออกแบบพัฒนาบรรจุภัณฑ์ใหม่ หรืออาจจะเป็นการลดต้นทุนลงอีก 5% เป็นต้น การเขียนจุดมุ่งหมายในรูปของผลกำไรอาจไม่เด่นชัดและเป็นไปได้ยากเนื่องจากมีหลายองค์ประกอบเข้ามาเกี่ยวข้องมากเกินไป จุดมุ่งหมายที่ตั้งไว้จะต้องเฉพาะเจาะจงและเข้าใจได้ง่ายระหว่างทีมงานที่พัฒนาออกแบบ เพื่อว่าแต่ละบุคคลจะสามารถกำหนดขอบเขตรับผิดชอบและกำหนดเวลาที่ต้องทำให้เสร็จ การตั้งจุดมุ่งหมายอาจใช้หลักของมูลเหตุที่ต้องพัฒนาบรรจุภัณฑ์ที่กล่าวไปแล้วในหัวข้อที่ 3.1.1 เป็นจุดมุ่งหมายในการพัฒนาได้ (2) การวางแผนพัฒนาบรรจุภัณฑ์ ขั้นตอนนี้นับได้ว่าเป็นขั้นตอนที่มักจะได้รับการละเลยมากที่สุด เนื่องจากการทำงานในบ้านเราชอบทำงานแบบแก้ปัญหาเฉพาะหน้าถ้าไม่จวนตัวแล้วจะไม่ค่อยทำ การวางแผนจะทำให้ทราบว่าการพัฒนาจะมุ่งไปทางไหนและพัฒนาอย่างไร ด้วยเวลาและงบประมาณค่าใช้จ่ายที่น้อยที่สุด หรืออาจกล่าวได้ว่าการวางแผน คือ การตั้งกลยุทธ์หรือขั้นตอนพร้อมกรอบในการทำงานแต่ละขั้นตอน เพื่อบรรลุถึงจุดประสงค์ที่ตั้งไว้ ในการวางแผนพัฒนาจะเริ่มต้นจากขั้นตอนดังต่อไปนี้ 1. การหาข้อมูลของสินค้าที่จะพัฒนาออกแบบบรรจุภัณฑ์ เช่น ข้อมูลทางเทคนิค ทางด้านการตลาด การจัดส่ง ค่าใช้จ่าย 2. ความต้องการของบรรจุภัณฑ์ ทั้งทางด้านเทคนิคและการใช้งาน 3. รายละเอียดของรูปแบบของบรรจุภัณฑ์ 4. ข้อกำหนดบังคับตามกฎหมาย 5. รวบรวมรายละเอียดระบบบรรจุภัณฑ์และวัสดุที่เหมาะสม 6. ประเมินงบประมาณที่ต้องใช้ในการพัฒนา 7. กำหนดมาตรการที่จะดำเนินการพัฒนาต่อหรือจะทิ้งโครงการพัฒนา 8. กำหนดมาตรการที่จะทำการทดสอบตลาดหรือทดสอบภายในสถานที่จำลอง เมื่อทราบคุณลักษณะและมาตรการต่างๆ อย่างครบถ้วนแล้ว จะเริ่มเห็นแนวทางของบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมกับสินค้านั้นๆ (3) ปฏิบัติการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ การพัฒนาเริ่มต้นจากการเก็บข้อมูล และข้อมูลที่สำคัญที่สุด คือ ข้อมูลของสินค้า 1. สินค้า คุณสมบัติของสินค้าที่ต้องทราบเป็นอันดับแรก คือ คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี - คุณสมบัติทางกายภาพ ดังได้กล่าวมาแล้ว ผลิตภัณฑ์อาหารสามารถจำแนกตามคุณสมบัติทางกายภาพได้ 3 รูปแบบ คือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ผลิตภัณฑ์อาหารส่วนใหญ่จะอยู่ในสภาพของแข็งและของเหลว ส่วนผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซนั้นมีน้อยมาก นอกจากว่าจะเติมเข้าไปในอาหาร เช่น น้ำอัดลมที่บรรจุก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ หรือก๊าซเฉื่อยที่ฉีดเข้าไปในบรรจุภัณฑ์ปรับสภาวะ เป็นต้น ผลิตภัณฑ์อาหารที่เป็นของแข็ง เมื่อพิจารณาจากวิธีการบรรจุใส่ผลิตภัณฑ์อาหารที่เป็นของแข็ง แบ่งเป็น 3 ชนิด คือ - ผลิตภัณฑ์อาหารที่เป็นชิ้นเป็นก้อน เช่น กล้วยตาก - ผลิตภัณฑ์อาหารที่ร่วงหล่นได้ง่าย (Free Flowing Products) เช่น ข้าว ถั่วลิสง - ผลิตภัณฑ์อาหารที่ร่วงหล่นได้ยาก (Non-Free Flowing Products) เป็นผลิตภัณฑ์อาหารที่ฟุ้งกระจายและใช้เวลาในการร่วงหล่นมาเป็นกอง เช่น แป้งชนิดต่างๆ รูปที่ 3.2 ลักษณะของสินค้าแห้งแบบ Free-Flowing, Non-Free-Flowing และแบบสารจับเป็นก้อน (agglomerate) จุดประสงค์หลักในการแบ่งแยกผลิตภัณฑ์อาหารแข็งออกเป็น 3 ชนิดดังกล่าว สืบเนื่องจากเครื่องจักรที่ใช้ในการบรรจุสำหรับสินค้าทั้ง 3 ชนิด มีความแตกต่างกัน ดังจะได้บรรยายในรายละเอียดต่อไปในเรื่องเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ คุณสมบัติสำคัญของสินค้าประเภทที่เป็นของแข็งที่ผู้ผลิตควรทราบ คือ ความหนาแน่น (Density ) ของสินค้า หมายความถึง น้ำหนักต่อหน่วยปริมาตร ซึ่งหาได้จากการชั่งน้ำหนักของสินค้าเต็มถ้วยตวงที่รู้ปริมาตรที่แน่นอน จากค่าความหนาแน่นที่ได้นี้จะสามารถคำนวณได้ว่าน้ำหนักสินค้าที่ใช้บรรจุจะต้องมีปริมาตรเท่าไร ซึ่งจะช่วยให้เลือกประเภทหรือกำหนดมิติของบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมได้สำหรับผลิตภัณฑ์อาหารที่เป็นของเหลวนั้น คุณสมบัติสำคัญที่จำต้องทราบ คือ ความเหนียวข้น (Viscosity) เนื่องจากความเร็วในการไหลตัวของผลิตภัณฑ์อาหารเหลว จากคุณสมบัติดังกล่าวนี้จะเป็นแนวทางในการคัดเลือกประเภทเครื่องจักรและประเภทของบรรจุภัณฑ์ต่อไป ในแง่ของการตลาด คุณสมบัติเด่นของสินค้าที่จะสร้างเป็นจุดขายจะต้องกำหนดขึ้นมาเพื่อสามารถสนองความต้องการผู้บริโภค ในสภาวะที่ผู้บริโภคเริ่มคำนึงถึงสุขภาพและคุณค่าทางโภชนาการของอาหาร การวางจำขายของอาหารที่ผลิตจากธรรมชาติย่อมสนองความต้องการได้ การหาจุดขายนั้นเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง และควรจะมองในแง่มุมของผู้ซื้อหรือผู้บริโภคเพื่อสร้างจุดขายที่เด่นชัดและจำได้ง่ายแทนที่จะหาจุดขายโดยมองจากในแง่มุมของผู้ผลิตหรือแหล่งผลิตสินค้า - คุณสมบัติทางเคมี สิ่งสำคัญที่สุดที่จะต้องรู้คือ สินค้าจะเน่าเสีย ( ดู food spoilage) หรือเสื่อมคุณภาพจากปฏิกิริยาอะไร เช่น การทำปฏิกิริยากับออกซิเจนหรือความชื้น เพื่อว่าจะสามารถประเมินอายุการเก็บของอาหารได้ และเพื่อเป็นแนวทางที่จะสรรหาวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมมาคุ้มครองรักษาคุณภาพอาหารได้ตามกำหนดอายุที่ต้องการ นอกเหนือจากคุณสมบัติพื้นฐานทั้ง 2 แล้ว ข้อมูลพิเศษที่จะต้องเก็บเพิ่มอาจได้แก่ คุณสมบัติทางกลิ่น เช่น ปลาร้า กะปิ โดยเฉพาะกะปิอาจมีการแยกตัวเป็นน้ำออกมา คุณสมบัติพิเศษของสินค้าแต่ละชนิดจะต้องทราบ เพื่อสามารถสรรหาวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมในการใช้งาน 2. บรรจุภัณฑ์ การพัฒนามาถึงขั้นตอนนี้ เมื่อทราบคุณลักษณะของสินค้า ความต้องการทางด้านการตลาดที่จะสนองตามจุดมุ่งหมายที่ได้ตั้งไว้ จะเริ่มเห็นแนวทางของบรรจุภัณฑ์ที่จะใช้และเตรียมร่างต้นแบบขึ้นมาได้ ในขณะเดียวกัน บรรจุภัณฑ์ที่จะพัฒนานี้อาจมีความต้องการคุณสมบัติพิเศษหรืออาจมีข้อจำกัดอื่นๆ ที่เพิ่งจะทราบ ยกตัวอย่างเช่น กฎหมายใหม่ที่จะออกบังคับ หรือข้อมูลทางด้านการตลาดที่เปลี่ยนข้อกำหนดของปริมาตรที่บรรจุหรือขนาดของสินค้า ความไม่แน่นอนในข้อจำกัดต่างๆ ดังที่ยกตัวอย่างมานี้ จะต้องกำหนดให้ชัดเจนในขั้นตอนการร่างต้นแบบเพื่อที่จะได้นำเอาข้อจำกัดดังกล่าวมากำหนดเป็นแนวทางในการพัฒนา ในเวลาเดียวกัน การศึกษาบรรจุภัณฑ์ของคู่แข่งก็เป็นสิ่งที่จะต้องรวบรวมเพื่อให้ทราบถึงจุดเด่นและจุดด้อยของคู่แข่งขัน ขนาดบรรจุที่มีอยู่ในตลาด ราคาที่จำหน่าย พร้อมทั้งประเมินอายุการเก็บของสินค้าคู่แข่ง นอกเหนือจากบรรจุภัณฑ์ชั้นในที่เป็นบรรจุภัณฑ์ติดกับสินค้าแล้ว การพัฒนาบรรจุภัณฑ์ชั้นนอกและบรรจุภัณฑ์ขนส่งให้สัมฤทธิ์ผลนั้น จำต้องทราบถึงวิธีการขนถ่ายสินค้า พาหนะที่ใช้ เวลาและอุปกรณ์ที่ใช้ในการขนย้าย เช่น มีการใช้กะบะ (Pallet) หรือไม่ วิธีเก็บในคลังสินค้า โดยปกติการขนถ่ายในคลังสินค้ายิ่งน้อยครั้งเท่าไร อันตรายที่จะเกิดขึ้นยิ่งน้อยลง นอกจากนี้ การขนย้ายในระยะใกล้ ย่อมต้องการระดับการป้องกันมากกว่าบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ภายในประเทศ สภาพภูมิอากาศระหว่างการขนส่งและในคลังสินค้า ก็เป็นข้อมูลที่จำเป็นมากในการคัดเลือกวัสดุบรรจุภัณฑ์ พร้อมทั้งการจำลองสภาวะในการทดสอบของบรรจุภัณฑ์ 3. เครื่องจักร สืบเนื่องต่อจากบรรจุภัณฑ์ที่ได้เลือกไว้แล้ว ขั้นตอนต่อไปจะเริ่มสรรหาเครื่องจักรบรรจุที่เหมาะสมกับการใช้งานซึ่งคล้ายคลึงกับการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ เครื่องจักรที่สรรหามาพิจารณาควรจะมีประเภทต่างๆ กันเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิผล ค่าใช้จ่าย และต้นทุน รายละเอียดของการจัดหาเครื่องจักร พร้อมทั้งชนิดและประเภทจะกล่าวต่อไปในบทของเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ เมื่อได้ข้อมูลครบก็เริ่มทำต้นแบบและเริ่มสอบถามความเห็นเบื้องต้นของกลุ่มเป้าหมายจากต้นแบบร่างแบบบรรจุภัณฑ์หลายๆ แบบที่เตรียมขึ้นมา (4) การประเมินรอบแรก จากร่างต้นแบบบรรจุภัณฑ์หลายแบบที่ได้พัฒนาขึ้นมา ขั้นตอนนี้จะทำการเปรียบเทียบและคัดบางแบบออก มาตรการหนึ่งที่ใช้ในการเปรียบเทียบเพื่อคัดออกนี้ คือ ข้อมูลจากการสัมภาษณ์ กลุ่มเป้าหมายและต้นทุนของบรรจุภัณฑ์ ตัวเลขของต้นทุนที่ได้มาจากผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์แหล่งต่างๆ ที่นำมาเปรียบเทียบนั้น ควรจะขอในเวลาที่ใกล้เคียงกัน และเป็นราคาที่ผ่านขั้นตอนการต่อรองที่เหมือนกัน เพื่อจะนำมาเปรียบเทียบให้เห็นถึงความแตกต่างของราคาเมื่อเทียบกับอรรถประโยชน์อื่นๆ ของบรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบ มาตรการอย่างอื่นๆ ที่จะใช้ในการประเมิน คือ การทดสอบความเข้ากันได้ระหว่างสินค้าและบรรจุภัณฑ์ (Product Compatibility Test) ซึ่งเป็นการทดสอบว่าทั้งสินค้าและบรรจุภัณฑ์มีการทำปฏิกิริยากันในเวลาใช้งานจริง การทดสอบในห้องปฏิบัติการมักจะใช้สภาวะการเก็บที่เร่งสภาวะ (Accelerated Condition) เพื่อศึกษาสภาวะการทำปฏิกิริยาและการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง (Accelerated Temperature Condition) และความชื้นสัมพัทธ์สูง เพื่อศึกษาสภาวะการทำปฏิกิริยาและสภาวะการเปลี่ยนแลงคุณสมบัติ เช่น ความเปราะแตกหักสำหรับสินค้าที่เป็นของแห้งหรือของเหลวที่อาจเปลี่ยนความเข้มข้นจนเป็นของเหลวข้นมากหรืออาจจับตัวแข็งเทไม่ออก เป็นต้น การประเมินรอบแรกจะจบลงเมื่อสามารถคัดเลือกบรรจุภัณฑ์ที่สอดคล้องกับจุดมุ่งหมายด้วยค่าใช้จ่ายที่ประเมินและเป็นที่ยอมรับกันในทีมทำงานและสอดคล้องตามเป้าหมายที่ได้กำหนดไว้ (5) การพัฒนาขั้นที่สอง การพัฒนาขั้นต่อมาเริ่มพิจารณารายละเอียดปลีกย่อยของบรรจุภัณฑ์ชั้นนอกและบรรจุภัณฑ์ขนส่งของบรรจุภัณฑ์ชั้นใน (primary packaging) ที่ได้รับการคัดเลือกไว้แล้ว เช่น จะมีการสั่งทำตัวอย่างและทำการทดสอบคุณสมบัติการใช้งานต่างๆ การทดสอบความสามารถเรียงซ้อนของกล่องลูกฟูก (corrugated box) เป็นต้น รายละเอียดของการทดสอบจะได้กล่าวต่อในบทการทดสอบวัสดุและบรรจุภัณฑ์ (6) การทดสอบการใช้งาน ในขั้นตอนนี้เป็นการทดสอบการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบในแผนกต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น ทดสอบการบรรจุ การเดินเครื่อง เพื่อพิจารณาความเข้ากันได้ของบรรจุภัณฑ์กับเครื่องจักรที่จะใช้การทดสอบความเข้ากันได้กับเครื่องจักรนี้มีชื่อเฉพาะทางเทคนิคว่า Machianbility บรรจุภัณฑ์ที่เลือกเอาไว้จะมีการทดสอบในช่องทางการจัดจำหน่าย การขนส่ง การเก็บในคลังสินค้า ความหลากหลายของการทดสอบจะมีมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจุดมุ่งหมาย ขอบเขตในการพัฒนาออกแบบ พร้อมทั้งงบประมาณของการพัฒนานั้น การทดสอบที่สำคัญที่สุด คือ การทดสอบทางการตลาด โดยอาจมีการทดลองวางจำหน่าย สรุปผลการยอมรับจากกลุ่มเป้าหมายในสภาวะจุดขายจริงๆ ในบางกรณีถ้ากลัวความลับรั่วไหลอาจจะต้องปิดบังชื่อบริษัทและสินค้า หรือทำการทดสอบในสถานที่จำลองแทนที่จะเป็นสถานที่จริง จุดมุ่งหมายในการทดสอบตลาด คือ ทดสอบการยอมรับในตัวสินค้า การประเมินว่ากลุ่มเป้าหมายพอใจซื้อสินค้าพร้อมบรรจุภัณฑ์ที่พัฒนามาอย่างดีแล้วนี้ที่ราคาเท่าไร พร้อมทั้งการประเมินยอดขาย เพื่อที่จะไปกำหนดกลยุทธ์ทางด้านการตลาดในทางกลับกันสามารถทราบถึงจุดบกพร่องของบรรจุภัณฑ์ที่จะพัฒนาเพื่อนำไปทำการแก้ไขก่อนวางตลาดจริง (7) การประเมินครั้งสุดท้าย การประเมินครั้งสุดท้ายเป็นการประเมินว่าบรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบนี้ตรงตามจุดประสงค์ที่ตั้งไว้หรือไม่และสมควรที่จะวางตลาดตามเวลาที่กำหนดไว้ นอกจากนี้ยังเป็นการตัดสินใจจะวางจำหน่ายสินค้าหรือไม่ ถ้าไม่วางจำหน่ายสินค้า สิ่งที่สูญเสีย คือ ค่าพัฒนาที่ได้เกิดขึ้นแล้ว แต่ถ้าตัดสินใจวางจำหน่ายและสินค้าไม่ประสบความสำเร็จ ความสูญเสียที่จะเกิดขึ้นจะมีมูลค่ามากกว่าค่าพัฒนาที่ได้ทำไปอีกมากมาย มาถึงขั้นตอนนี้ ข้อมูลต่างๆ ได้รับการออกแบบพัฒนามาเป็นตัวบรรจุภัณฑ์พร้อมด้วยตัวเลขของค่าใช้จ่ายโดยรวมที่จะจำหน่ายสินค้าเพื่อที่จะตัดสินใจลงทุน การกำหนดเวลาที่จะสามารถผลิตออกสู่ตลาดได้ เป็นปัจจัยสำคัญที่จะต้องพิจารณา เนื่องจากในขณะที่พัฒนานั้นกับเวลาที่วางตลาดจริงอาจจะห่างกันถึง 1 ปี สภาวการณ์ต่างๆ อาจจะเปลี่ยนไปแล้ว ด้วยเหตุนี้ อาจจะมีการจ้างผลิตและบรรจุนอกบริษัท และมีการปรับปรุงแก้ไขจนกว่าเครื่องจักรใหม่จะเข้ามาและทำการผลิตจริงเพื่อวางตลาดตัดหน้าคู่แข่ง 3.1.5 การกำหนดคุณลักษณะเฉพาะ (Specification) การกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของบรรจุภัณฑ์ นับเป็นอาวุธลับชิ้นสุดท้ายของการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากรายละเอียดที่กำหนดหรือที่เรียกว่า "สเป็ก" นี้จะใช้เป็นเอกสารอ้างอิงในการสื่อข้อมูลทางบรรจุภัณฑ์ระหว่างแผนกต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้มั่นใจว่า จะได้รับบรรจุภัณฑ์ที่ผลิตจากวัสดุตามที่ต้องการ ใช้งานได้ตรงตามประสงค์ ได้รับตามจำนวนที่ต้องการต่อหน่วยขนส่ง ด้วยเหตุนี้การกำหนดคุณลักษณะเฉพาะนี้ จะต้องเขียนด้วยศัพท์เทคนิคที่เข้าใจเหมือนกันทั้งหน่วยงานภายในและภายนอกองค์กรที่เกี่ยวข้อง และครอบคลุมรายละเอียดที่จำเป็นในการใช้งานทั้งหมด รวมทั้งคุณสมบัติและลักษณะพิเศษ เมื่อตกลงเป็นที่เรียบร้อยภายในองค์กรแล้ว ข้อกำหนดรายละเอียดคุณลักษณะเฉพาะนี้จะใช้เป็นบรรทัดฐานในการสั่งซื้อจากผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์หรือจัดหามาตามความต้องการเพื่อใช้งาน ความจำเป็นในการตั้งข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะ มีดังนี้ 1. เพื่อสร้างความมั่นใจว่า บรรจุภัณฑ์นั้นสามารถเข้ากันได้กับผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอยู่ภายในและใช้งานได้ดีกับเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ 2. เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา / ความเข้าใจผิดทั้งทางด้านเทคนิค และการจัดส่งภายในองค์กรและภายนอกองค์กร 3. เพื่อเป็นหลักฐานเมื่อมีการเรียกร้องภายหลัง 4. เพื่ออำนวยความสะดวกให้แก่ผู้จัดซื้อในการเสาะหาผู้ผลิต และสามารถเปรียบเทียบข้อเสนอที่แตกต่างกัน (1) ข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะในการจัดหาบรรจุภัณฑ์ โดยทั่วไป คุณลักษณะเฉพาะมักมีอย่างน้อยที่สุด 2 ชุด คือ ชุดแรก สำหรับการขอใบเสนอราคาจากผู้ผลิต หลังจากได้รับใบเสนอราคา มีการประเมินและเลือกผู้ผลิตแล้ว คุณลักษณะเฉพาะชุดที่สองจะถูกทำขึ้นเพื่อการออกใบสั่งซื้อที่แท้จริง ความแตกต่างขั้นพื้นฐานระหว่างคุณลักษณะเฉพาะ 2 ชุด คือ ชุดแรกสามารถยืดหยุ่นได้ ในขณะที่ชุดที่สองจะต้องมีรายละเอียดของบรรจุภัณฑ์ วัตถุดิบ / เครื่องจักรที่เฉพาะเจาะจงแจ้งชัดและถูกต้อง คุณลักษณะเฉพาะที่มี 2 ชุดนี้จะสอดคล้องกับขั้นตอนในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ที่จะใช้ใบเสนอราคาที่ได้เป็นหลักเกณฑ์ในการประเมิน 2 ขั้นตอน พร้อมทั้งสนองความต้องการในการจัดหาบรรจุภัณฑ์ในแต่ละขั้นตอนดังกล่าว การจัดทำข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะ เป็นการบังคับให้ผู้ซื้อคิดถึงสิ่งที่ตนเองต้องการจริงๆ และยังทำให้ผู้ผลิตเพิ่มความระมัดระวังว่า ผู้ซื้อรู้ว่าผู้ผลิตกำลังจัดทำบรรจุภัณฑ์อะไรและสมควรที่จะมีระบบควบคุมคุณภาพให้ได้ตามที่ต้องการอย่างไร มีกิจกรรมที่เกี่ยวข้องในกระบวนการจัดหาอย่างไร (2) การเขียนข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของบรรจุภัณฑ์ กฎการเริ่มต้นที่ดีสำหรับการเขียนข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของบรรจุภัณฑ์ คือ การเขียนให้ง่ายที่สุดเท่าที่จะกระทำได้ โดยกล่าวถึงสิ่งที่เป็นความจริง สามารถให้รายละเอียดอย่างเพียงพอแก่ผู้ผลิตที่จะเสนอราคาทำการผลิตและส่งบรรจุภัณฑ์ตรงตามความต้องการของผู้ซื้อ ในขณะเดียวกันจะต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอในการเปลี่ยนแปลงอย่างมีเหตุผล และปรับปรุงได้ในด้านของผู้ผลิต ดังนั้น ข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของบรรจุภัณฑ์ควรจะประกอบด้วย - ประเภทของผลิตภัณฑ์ที่จะบรรจุ คุณลักษณะเฉพาะ วิธีการบรรจุพร้อมเงื่อนไข และความต้องการในการปกป้องสินค้าระหว่างการขนส่ง (ข้อมูลนี้เป็นสิ่งจำเป็นที่สุดสำหรับข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของบรรจุภัณฑ์และเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์) - การออกแบบบรรจุภัณฑ์ - ปริมาณ / ปริมาตรที่จะบรรจุ พร้อมทั้งส่วนแตกต่างที่ยอมรับได้ (+/-) - เกรดของวัตถุดิบ คุณภาพ น้ำหนักมาตรฐาน และอื่นๆ - โครงสร้างของบรรจุภัณฑ์ ถ้าจำเป็นควรมีภาพวาดประกอบ - มิติของบรรจุภัณฑ์ พร้อมทั้งส่วนแตกต่างที่ยอมรับได้ (+/-) - คุณลักษณะพิเศษ ส่วนประกอบ และอื่นๆ - การออกแบบทางกราฟฟิก / รายละเอียดข้อแนะนำสำหรับการพิมพ์หรือการตบแต่งอื่นๆ - ปริมาณที่ต้องการ / สั่งซื้อ - กำหนดวันส่งมอบที่ต้องการ / ตกลงกัน - ข้อแนะนำสำหรับการบรรจุและการส่งของจากผู้ผลิตมายังผู้ซื้อ - เงื่อนไขในการขนส่งและการเก็บรักษา - ราคาตามที่ตกลง - เงื่อนไขในการส่งมอบ นอกจากที่กล่าวข้างต้น ควรมีข้อมูลเพิ่มเติมดังนี้ - เลขที่ของข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะ และวันที่ที่ออก - อ้างถึงการทดสอบตามวิธีมาตรฐานสำหรับจุดประสงค์ของการคุณภาพ - ส่วนแตกต่างของปริมาณที่ยอมรับได้ - ประเภทของความเสียหายที่เกิดขึ้นและการยอมรับ - บุคลากรที่รับผิดชอบ ถ้าผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์เข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงผลิตภัณฑ์อาหาร บรรจุภัณฑ์ที่ใช้ ขบวนการบรรจุและระบบการจัดจำหน่าย ผู้ผลิตก็จะมีความเป็นไปได้ในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ให้มีประสิทธิภาพและประหยัด โดยเฉพาะในกรณีของกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์อาหาร เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์จะต้องรู้ถึงคุณลักษณะเฉพาะของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น ค่า pH ปริมาณไนเตรท (Nitrate Content) ส่วนประกอบทางเคมี และอื่นๆ เพื่อที่จะทำให้ผู้ผลิตสามารถที่จะเลือกประเภทของวัตถุดิบ วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ถูกต้อง และยังต้องระบุถึงวิธีการบรรจุ และเงื่อนไขอื่นๆ เช่น อุณหภูมิในระหว่างการบรรจุ ข้อมูลของระบบการจัดจำหน่ายที่มีผลต่อประสิทธิภาพการใช้งานของบรรจุภัณฑ์ วิธีการหีบห่อระหว่างการขนส่งจากผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์มายังผู้ใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีการนำเข้าบรรจุภัณฑ์จากต่างประเทศ ผู้ผลิตควรจะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับการเคลื่อนย้ายที่ท่าเรือ / ท่าอากาศยาน สถานภาพของถนนและภูมิอากาศ เพื่อให้ข้อมูลแก่ผู้ผลิตที่จะทำการหีบห่อบรรจุภัณฑ์ได้อย่างเหมาะสม และหลีกเลี่ยงความเสียหายที่ไม่จำเป็น ถ้าเรามีการวางแผนที่ดีก็เป็นไปได้สำหรับผู้ซื้อที่จะสั่งซื้อวัสดุหีบห่อของผู้ผลิตรายเดิมไปเรื่อยๆ (3) ส่วนแตกต่างที่ยอมรับได้ของมิติและปริมาณ ในการผลิตวัสดุและแปรรูปมาเป็นบรรจุภัณฑ์ จะพบว่ามีความเบี่ยงเบนในเรื่องของมิติ และปริมาณที่กำหนดไว้ในการออกแบบ ดังนั้น จึงมีความจำเป็นที่จะต้องมีการระบุส่วนแตกต่างที่ยอมรับได้ในเกณฑ์สูงสุดและต่ำสุดของผู้ซื้อ ในกรณีของขบวนการบรรจุอาหารใส่บรรจุภัณฑ์โดยใช้แรงงานคน ส่วนแตกต่างของมิติอาจไม่สำคัญมากนัก แต่เมื่อใดก็ตามที่มีการใช้เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ เราต้องให้ความสนใจในการระบุส่วนแตกต่างที่แน่นอนเพื่อให้เครื่องจักรเดินเครื่องได้อย่างสม่ำเสมอ ด้วยเหตุนี้จึงต้องอาศัยความร่วมมือระหว่างผู้ซื้อและผู้ผลิตที่จะตั้งอยู่บนแนวทางการปฏิบัติที่ผู้ผลิตพึงปฏิบัติได้ ขอให้ตระหนักว่าถ้าระยะเวลาการผลิตยิ่งยาว ผู้ผลิตจะสามารถปรับเครื่องจักรตามระดับความแม่นยำตามที่ต้องการ ค่ากำหนดส่วนแตกต่างที่แคบเกินไป ถ้าแม้จะยอมรับหรือปฏิบัติได้ในช่วงต้น แต่ก็ส่งผลให้สินค้าไม่ได้มาตรฐานจำนวนมากและเกิดความสิ้นเปลืองในสายการผลิต และสุดท้ายก็ทำให้ราคาสินค้าสูงขึ้น ความแตกต่างส่วนของมิติ ควรจะกำหนดเป็นสัญลักษณ์ + หรือ - และต้องระบุในข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะหรือใบแสดงคุณภาพที่แนบไป ผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์และวัสดุบรรจุภัณฑ์ต้องกำหนดส่วนแตกต่างของปริมาณสำหรับการส่งมอบ ถ้าผู้ซื้อต้องการให้ส่งในปริมาณที่แน่นอน ถ้าผู้ผลิตจำเป็นต้องผลิตสินค้าเกินกว่าจำนวน โดยเผื่อสินค้าเสียหาย ส่วนต่างที่ผลิตเกินนี้จะระบุเป็นร้อยละ ตัวอย่างเช่น การสั่งซื้อฟิล์มหดเป็นม้วนอาจจะตั้งข้อกำหนดในการยอมรับสินค้าเป็นดังนี้ - ถ้าปริมาณในการสั่งซื้อน้อยกว่า 400 กิโลกรัม จะยอมรับสินค้าที่ส่งเกินอีกหนึ่งม้วน - ถ้าปริมาณในการสั่งซื้อมากกว่า 400 กิโลกรัม +/- 10% อย่างไรก็ตามในบางกรณี ส่วนแตกต่างของปริมาณที่มีจำนวนมาก ผู้ผลิตก็จะสามารถทำให้แคบลงเพื่อไม่ให้เป็นการเพิ่มต้นทุนของผู้ซื้อ (4) การจัดระดับขั้นของความเสียหาย การสุ่มตัวอย่างและการประเมินคุณภาพ เป็นที่ทราบกันดีว่า ทุกงวดสินค้าที่ทำการส่งมักจะมีบรรจุภัณฑ์หรือวัสดุเสียหายจำนวนหนึ่ง ซึ่งทำให้ต้องกำหนดในรายละเอียดดังต่อไปนี้ - การจัดขั้นประเภทของความเสียหาย - จำนวนชิ้นของสินค้าเสียหายที่ยอมรับได้ในการดำเนินงานปกติ - การตั้งระเบียบหรือข้อกำหนดสำหรับการควบคุมคุณภาพ ความเสียหายที่เกิดขึ้นในขณะส่งมอบสามารถจัดเป็นแยกประเภทได้ดังนี้ ระดับ A : ความเสียหายระดับวิกฤต คือสินค้าหรือวัสดุไม่สามารถนำไปใช้ตามจุดประสงค์ที่ต้องการ ไม่ว่าภายใต้สถานการณ์ใดๆ ทั้งสิ้น ระดับ B : ความเสียหายระดับใหญ่ คือ สินค้าหรือวัสดุมีความเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะ แต่ยังสามารถนำมาใช้ตามจุดประสงค์เดิมหรือตามจุดประสงค์รอง โดยการแก้ไขปรับปรุงงานบางอย่าง เช่น ใช้แรงงานของผู้ใช้บรรจุภัณฑ์นั้นทำการแก้ไข ระดับ C : ความเสียหายระดับเล็ก คือ ภาพลักษณ์ของสินค้าหรือวัสดุแตกต่างจากข้อกำหนดคุณลักษณะเฉพาะในด้านเทคนิค แต่ยังสามารถทำตามหน้าที่ได้ การจัดระดับของความเสียหายที่เกิดขึ้นจริงว่าอยู่ในระดับวิกฤติ ระดับใหญ่ หรือระดับเล็กขึ้นอยู่กับประเภทของบรรจุภัณฑ์และการดำเนินงานของผู้บรรจุหีบห่อ ตัวอย่างเช่น การส่งของแต่ละครั้งจะมีสินค้าที่มีความเสียหายแต่ละระดับแฝงอยู่จำนวนหนึ่ง สิ่งสำคัญที่จะระบุว่าจำนวนเท่าใดของความเสียหายในแต่ละระดับที่เราสามารถยอมรับได้ เราเรียกสิ่งนี้ว่า ระดับคุณภาพที่ยอมรับได้ หรือ "Acceptable Quality Level" (AQL) และจำนวนของสินค้าที่เสียหายไม่ว่าในระดับใด ควรจะต้องได้รับการชดเชยจากผู้ผลิต การเรียกร้องควรจะมีการสนับสนุนโดยการส่งตัวอย่างที่เสียหายไปยังผู้ผลิตพร้อมกับรายงานและรูปถ่ายโดยบุคคลที่เป็นกลางหรือสถาบัน วิธีการที่ดีอีกวิธีหนึ่ง คือการเชิญตัวแทนของผู้ผลิตมาตรวจสอบและหาสาเหตุ ณ จุดส่งมอบบรรจุภัณฑ์ <<ย้อนกลับ การพัฒนาโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ ตอนที่ 1 อ่านต่อ การพัฒนาโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ ตอนที่3 >> <<กลับสู่หน้าหลัก
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0111/บรรจุภัณฑ์ผักและผลไม้สดเพื่อการส่งออก-ตอนที่-2
3.1 การขนส่งทางอากาศ การขนส่งทางอากาศเป็นระบบการขนส่งที่นิยมมากที่สุดในการจัดส่งผักผลไม้สด เนื่องจากความรวดเร็วในการขนส่ง รวมทั้งความสามารถในการกำหนดเวลาที่แน่นอนในการขนส่งให้ถึงมือผู้บริโภค ทำให้สามารถตระเตรียมผักผลไม้ให้สุกพอดีเมื่อถึงมือผู้บริโภคมีผลให้สินค้าขายได้ราคาดี การขนส่งทางอากาศจะมีจุดด้อยตรงที่มีค่าระหว่างการขนส่งสูงและจำกัดปริมาณในการขนส่งแต่ละเที่ยว ที่มา http://www.multifruitusa.com/html/transportation.html ตู้คอนเทนเนอร์ที่ใช้จัดส่งสินค้าทางอากาศที่นิยมใช้มีอยู่ 2 แบบ คือแบบ LD 3 และแบบ LD 7 ดังแสดงในรูป ตู้คอนเทนเนอร์ทั้ง 2 แบบ ล้วนสามารถจัดเก็บไว้ในชั้นล่าง (Lower Deck) ของเครื่องบินพาณิชย์ทั่วไป (747, DC10, A300, A310 และ B737 3F) ตู้คอนเทนเนอร์ทั้ง 2 แบบดังกล่าวมักจะใช้กระบะ (Pallet) เพื่อรองสินค้าให้เคลื่อนย้ายอย่างรวดเร็ว กระบะที่ใช้ล้วนมีความยาวที่เท่ากัน 3.4 ซม. แต่ความกว้างมีให้เลือก 3 ขนาด คือ 139 210 และ 230 ซม. ส่วนความสูงของสินค้าที่จัดเรียงไม่ควรสูงเกิน 160 ซม. น้ำหนักที่เรียงบนกระบะแต่ละขนาดมีกำหนดไว้ดังแสดงในตาราง 3.1 ตารางที่ 3.1 ขนาดของกระบะและน้ำหนักที่รองรับสำหรับตู้คอนเทนเนอร์ LD7 และ LD3 ขนาดกระบะ (ซม.) ความสูง (ซม.) น้ำหนักที่รองรับ (กก.) 139 x 304 210 x 304 230 x 304 160 160 160 3060 6700 6700 สำหรับเครื่องบินที่มีขนาดใหญ่กว่านี้ เช่น เครื่องจัมโบ้ (Jumbo) จะใช้ตู้คอนเทนเนอร์ขนาดใหญ่ขึ้นยาว 10 ฟุต หรือ 20 ฟุต พร้อมทั้งใช้กระบะขนาด 230 x 592 ซม. และสามารถรองรับสินค้าได้มากถึง 10800 กิโลกรัม 3.2 การขนส่งทางเรือ ผู้ประกอบการที่เลือกใช้วิธีการขนส่งทางเรือจะเป็นแบบสุดขั้ว กล่าวคือ ถ้าไม่เป็นผู้ประกอบการขนาดใหญ่จริงๆ ก็จะเป็นผู้ประกอบการขนาดเล็กไปเลย สำหรับผู้ประกอบการขนาดเล็กสามารถกันจัดส่งเป็น คอนเทนเนอร์ที่รวมสินค้าผักผลไม้สดหลายประเภทภายในตู้แช่เย็นเดียวกัน สำหรับผู้ประกอบการขนาดใหญ่การเลือกใช้วิธีการขนส่งจะช่วยประหยัดค่าขนส่งได้มากเมื่อขนส่งสินค้าที่มีน้ำหนักมากกว่า 1000 ตันต่อครั้ง ผักและผลไม้ที่นิยมขนส่งทางเรือมักเป็นผลไม้ที่มีมูลค่าต่ำ เช่น ผลไม้จำพวกกล้วยและส้ม เป็นต้น ตู้คอนเทนเนอร์มาตรฐานที่นิยมใช้กับการขนส่งทางทะเลมี 2 ขนาด คือ ขนาด 20 ฟุต และ 40 ฟุต ดังแสดงในรูป พร้อมทั้งมีระบบให้ความเย็นตลอดระยะเวลาการเดินทางที่อุณหภูมิในช่วง -25 ̊C ถึง +25̊C ขนาดความจุของตู้คอนเทนเนอร์แปรผันตามขนาดของกระบะที่ใช้ สำหรับตู้คอนเทนเนอร์ขนาด 40 ฟุต ที่ใช้กระบะขนาดมาตรฐานของยุโรปนั้นจะสามารถเรียงกระบะได้ 23 กระบะ คำนวณเปอร์เซ็นต์การใช้พื้นที่ได้ 80% ตู้คอนเทนเนอร์ที่ใช้ขนส่งทางทะเลมีความสะดวกในแง่ที่สามารถขนถ่ายสินค้าต่อได้ทันที ไม่ว่าจะใช้หัวรถลากตู้คอนเทนเนอร์ไปตามเส้นทางทางบกหรือการขนส่งทางรถไฟ ทำให้ช่วยลดการสูญเสียระหว่างการขนส่ง ลดเวลาในการถ่ายสินค้า ส่งผลให้สินค้าผักผลไม้สดที่ได้รับ ณ ปลายทางอยู่ในสภาพที่ดี 4. บรรจุภัณฑ์ ผักผลไม้สดเป็นสินค้าที่ยังมีชีวิตอยู่และหายใจตลอดเวลาจนกว่าจะถูกบริโภค อายุขัยของผักผลไม้สามารถยืดขยายให้ยาวนานขึ้นด้วยการควบคุมกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ (Physical) ทางสรีระวิทยา (Physiological) และทางโรควิทยา (Pathological) บรรจุภัณฑ์ที่เลือกใช้เริ่มปฏิบัติหน้าที่ปกป้องผักผลไม้สดจากจุดต้นกำเนิดสินค้าตลอดระยะทางระหว่างการขนส่ง จนกระทั่งถึงจุดขายและได้รับการเปิดบรรจุภัณฑ์เพื่อบริโภค หลังการบริโภคแล้วบรรจุภัณฑ์ที่ยังไม่สามารถปลดเกษียณได้ เพราะบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ยังต้องมีคุณสมบัติที่ถูกทำลายได้ง่ายโดยไม่เสียค่าใช้จ่ายสูงเกินเหตุ รวมทั้งไม่ก่อให้เกิดมลภาวะตามที่ประเทศที่พัฒนาแล้วได้ให้ความสำคัญในเรื่องมลภาวะนี้มากขึ้นเรื่อยๆ 4.1 บรรจุภัณฑ์ชั้นใน บรรจุภัณฑ์ชั้นในเป็นบรรจุภัณฑ์ชั้นที่อยู่ติดกันหรือสัมผัสกับผักผลไม้แต่ละหน่วย แม้ว่าบรรจุภัณฑ์ชั้นนี้จะมีโอกาสปกป้องสินค้าได้จากอันตรายทางกายภาพแต่มีผลทำให้ต้นทุนสูงขึ้นโดยใช่เหตุเมื่อเปรียบเทียบกับระดับการป้องกันสินค้าที่เอื้ออำนวยให้ ดังนั้น หน้าที่ปกป้องอันตรายทางกายภาพของบรรจุภัณฑ์มักจะไปเน้นที่บรรจุภัณฑ์ขนส่ง นอกจากนี้วัสดุชั้นในบางประเภทยังทำหน้าที่เป็นฉนวนต่อระบบการให้ความเย็นอีกด้วย ทำให้ผักผลไม้ไม่ได้รับความเย็นเท่าที่ควร ด้วยเหตุนี้บรรจุภัณฑ์ชั้นในนี้จึงได้รับความนิยมน้อยส่วนมากจะใช้กับผลไม้ที่ราคาแพงและเสียหายได้ง่าย เช่น องุ่นไร้เม็ดขนาดยักษ์ เป็นต้น ความจำเป็นที่ต้องมีบรรจุภัณฑ์ชั้นใน จะแปรผันตามความแข็งแรงของเปลือกหรือผิวของผลไม้ ในตารางที่ 4.1 ได้แสดงถึงความคงทนต่ออันตรายทางกายภาพของผลไม้ ซึ่งประกอบด้วยความคงทนต่อแรงกด (Compression) ความคงทนต่อการกระแทก (Impact) และความคงทนต่อการสั่นสะเทือน (Vibration) ส่วนคุณสมบัติของผลไม้ที่มีความคงทนต่ออันตรายทางกายภาพสามารถแยกเป็น 3 ระดับ คือ 1) ระดับทนได้ดีหรือ "ท" (Resistant) 2) ระดับทนได้ปานกลางหรือ "ก" (Intermediate) 3) ระดับอ่อนแอหรือ "อ" (Susceptible) ตารางที่ 4.1 ความคงทนของผลไม้ที่มีต่ออันตรายทางกายภาพ ประเภทของผลไม้ ประเภทของอันตรายทางกายภาพ แรงกด กระแทก สั่นสะเทือน แอปเปิ้ล อ อ ก แอปปริคอต ก ก อ กล้วย (ดิบ) ก ก อ กล้วย (สุก) อ อ อ แตงหวาน (Cantaloupe) อ ก ก องุ่น ท ก อ ลูกท้อ ก ก อ ลูกพีช (Peach) อ อ อ ลูกแพร์ (Pear) ท ก อ ลูกพลัม (Plum) ท ท อ สตรอเบอร์รี่ อ ก ท มะเขือเทศ (สีเขียว) อ ก ก มะเขือเทศ (สีส้ม) อ อ ก แหล่งที่มา : R.Gillou "Orderly Development of Produce Containers" Proceedings Fruit and Vegetable Perishable Handling Conference UC Davis, 23-5 March 1964 4.2 บรรจุภัณฑ์หน่วยขาย บรรจุภัณฑ์หน่วยขาย "Unit Packaging" เป็นศัพท์ที่ใช้ค่อนข้างเฉพาะกับวงการผักผลไม้ ในขณะที่สินค้าประเภทอื่นที่มีการรวมกลุ่มเพื่อเป็นหน่วยขายปลีก อาจเรียกเป็นชื่ออื่น เช่น บรรจุภัณฑ์หน่วยขายปลีก (Retail Pack) หรือ บรรจุภัณฑ์ห่อรวมกลุ่มไว้ล่วงหน้า (Prepackaging) เป็นต้น การขายผลไม้ในอดีตมักจะเรียงเป็นกองแล้วให้บริโภคมีโอกาสเลือกผลที่ถูกใจด้วยจำนวนตามต้องการ ในระบบช่องทางการจัดจำหน่ายในปัจจุบันจะนิยมใช้บรรจุภัณฑ์หน่วยขายเพื่อลดโอกาสที่ผักผลไม้จะกระทบกระแทกระหว่างการถูกคัดเลือกหรือลดโอกาสตกลงสู่พื้น ณ จุดขาย ด้วยเหตุนี้ในระบบการขายแบบช่วยตัวเอง (Self - Service) จึงเริ่มทำการบรรจุผลไม้เป็นหน่วยขาย เพื่อลดโอกาสการเลือกให้น้อยลงและเพิ่มโอกาสที่จะขายผลไม้ได้หมดโดยไม่มีผลเน่าเสียเหลือทิ้งไว้จากการคัดเลือก พร้อมทั้งลดค่าใช้จ่ายของพนักงานในการชั่งและปิดราคาผลไม้ที่ผู้ซื้อคัดเลือกเอง รูปแบบของบรรจุภัณฑ์หน่วยขายที่นิยมใช้แบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ 1) ถุงพลาสติก เป็นบรรจุภัณฑ์หน่วยขายที่นิยมที่สุดส่วนใหญ่จะเป็นถุงโพลิเอทิลีน (Polyethylene) เพราะมีราคาต่อหน่วยความแข็งแรง (Cost to Strength Ratio) ดีกว่าพลาสติกชนิดอื่นๆ แม้ว่าเนื้อถุงจะขุ่นเล็กน้อยก็ตาม การปิดถุงอาจจะเป็นการปิดผนึกด้วยความร้อน (Heat Seal) หรือใช้ลวดหมุนรัด (Tying Wires) เป็นต้น สาเหตุที่ถุงได้รับความนิยมเพราะมีราคาถูก ใช้งานได้ง่าย เวลาบรรจุผลไม้ที่มีอัตราการหายใจสูง อาจมีการเจาะรูบนผิวเพื่อเปิดช่องให้ถ่ายเทอากาศได้สะดวกขึ้น นอกจากพลาสติกที่ทำเป็นแผ่นยังมีการนำเอาเน็ตพลาสติกมาขึ้นรูปเป็นถุง (Net Bag) ซึ่งระบายอากาศได้อย่างดีและนิยมใช้บรรจุสินค้าจำพวกส้ม มันเทศ หอมหัวใหญ่ เป็นต้น net bag 2) ถาด บรรจุภัณฑ์หน่วยขายที่นิยมรองจากถุง วัสดุที่ผลิตเป็นถาดอาจเป็นโฟมหรือถาดพลาสติกใสที่ผลิตจากพลาสติกจำพวก PS (Polystyrene) ในบางประเทศที่มีกระแสรักษ์สิ่งแวดล้อม จะนิยมใช้ถาดที่ขึ้นรูปจากเยื่อกระดาษ (Moulded Pulp) โดยปกติถาดต่างๆที่ใช้จะทำหน้าที่รองรับสินค้าทำให้การรวมกลุ่มสินค้าได้อย่างแน่นหนา ส่วนบนของบรรจุภัณฑ์จะห่อหุ้มด้วยฟิล์มพลาสติกเพื่อป้องกันการปนเปื้อนและต้องมีคุณสมบัติที่ใสพร้อมทั้งรัดได้แน่นพอสมควรเพื่อป้องกันการกระแทกของผลไม้ซึ่งกันและกันภายในถาด ฟิล์มที่ใช้ห่อรัดนี้นิยมใช้อยู่ 2 แบบ คือ ฟิล์มหดและฟิล์มยืด ส่วนใหญ่จะผลิตจากฟิล์ม LDPE และ PVC โดยที่ LDPE มีการยืดตัวหรือหดรัดได้แน่นกว่า แต่ความใสจะสู้ฟิล์มที่ผลิตจาก PVC ไม่ได้ คุณสมบัติของฟิล์มพลาสติกที่นิยมใช้ในวงการผักผลไม้รวบรวมอยู่ในภาคผนวกที่ 2 สำหรับบรรจุภัณฑ์หน่วยขายที่ปิดบรรจุภัณฑ์สนิทแน่น (Hermetic) ได้นำเอาเทคโนโลยีการปรับสภาวะบรรยากาศ (MAP - Modified Atmosphere Packaging) มาใช้ในการยืดอายุของผักผลไม้สด เมื่อเก็บผักผลไม้ในสภาวะที่มีปริมาณออกซิเจน 3% จะช่วยลดอัตราการหายใจลงได้ ดังนั้นบรรจุภัณฑ์หน่วยขายที่ปิดสนิทสามารถปรับแต่งบรรยากาศภายในที่เหมาะสมด้วยการปรับสัดส่วนของ CO2 และ O2 ภายในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท 3) ปลอก (Sleeve) มีรูปลักษณะคล้ายปลอกหมอนข้างหรือรูปทรงเป็นท่อยาวรัดห่อหุ้มผลไม้ไว้ภายใน รูปแบบบรรจุภัณฑ์แบบนี้พบได้น้อยในเมืองไทย ที่พอมีใช้อยู่บ้าง คือ ถุงเน็ตที่ใช้บรรจุส้ม นอกเหนือจากการใช้เน็ตแล้วยังสามารถใช้ฟิล์มหดและตาข่ายที่ผลิตจากโฟม จำนวนผลไม้ที่บรรจุภายในปลอกอาจจะบรรจุผลเดี่ยว เช่น พวกแตงหวาน (Cantaloupe) หรือกล้วยเป็นหวี เป็นต้น ส่วนใหญ่แล้วจะบรรจุผลไม้มากกว่า 2 ผลขึ้นไป เพื่อลดต้นทุนและก่อให้เกิดความสะดวกในการบริโภค เนื่องจากเมื่อมีการเปิดบรรจุภัณฑ์เพื่อบริโภคแล้วผลที่เหลืออยู่ในบรรจุภัณฑ์จะยังคงรูปร่างในปลอกเหมือนเดิม ในกรณีที่มีผลไม้ผลใดผลหนึ่งเน่าเสียจะลามไปยังผลข้างเคียง 2 ผลเท่านั้นแทนที่จะลามไปยังผลอื่นๆ ทั้งหมดภายในบรรจุภัณฑ์ ดังเช่น บรรจุภัณฑ์ถุงและบรรจุภัณฑ์ถาดดังกล่าวแล้ว นอกจากนี้การบรรจุภัณฑ์แบบปลอกเรียงเป็นแถวเดียวยังช่วยประหยัดพื้นที่ในการเรียงภายในบรรจุภัณฑ์ขนส่งเมื่อเทียบกับบรรจุภัณฑ์หน่วยขายที่เป็นถุงและถาด 4.3 บรรจุภัณฑ์ขนส่ง บรรจุภัณฑ์ขนส่งใดๆ ที่ใช้เป็นพาหนะในการนำสินค้าต้องสามารถทนต่อสภาวะการขนส่งที่มีอันตราย ในแง่ของความสามารถรับแรงกดในแนวดิ่งจำต้องทนต่อการเรียงซ้อนของบรรจุภัณฑ์ขนส่งได้สูงถึง 2.5 เมตร นอกจากนี้การขนส่งผักผลไม้ที่มีการหายใจอยู่ตลอด บรรจุภัณฑ์ขนส่งจำต้องเจาะรูหรือช่องช่วยระบบอากาศและความเย็นได้เป็นอย่างดี ในช่องทางการจัดจำหน่ายผักผลไม้สดโดยส่วยใหญ่บรรจุภัณฑ์ขนส่งที่ใช้มักจะนำไปจัดเรียงวาง ณ จุดขายทำให้บรรจุภัณฑ์ขนส่งทำหน้าที่เป็นบรรจุภัณฑ์บริโภคอีกโสดหนึ่ง ด้วยเหตุนี้บรรจุภัณฑ์ขนส่งที่ทำหน้าที่เป็นบรรจุภัณฑ์ ณ จุดขายจึงถูกำหนดเป็นมิติที่เข้าชุดด้วยกัน (Rationalise) และบรรจุภัณฑ์ขนส่งขนาดเดียวกันมักใช้กับผักผลไม้มากประเภทที่สุดที่จะมากได้เพื่อความสะดวกในการจัดส่งและลดเปอร์เซ็นต์ของความเสียหายด้วยการเรียงซ้อนเป็นแนวตรง (Column Stacking) ทาง ISO 3394 แนะนำมิติของบรรจุภัณฑ์ที่มีมิติเป็นหน่วยประกอบกันเป็นสัดส่วนหรือโมดุล (Module) เริ่มต้นจากมิติที่ใหญ่ที่สุดขนาด 60 x 40 ซม. บรรจุภัณฑ์ที่มีมิติเล็กลงเป็นหน่วยประกอบหรือโมดุลมีอีก 2 ขนาด คือ ขนาดสัดส่วนครึ่งหนึ่ง 40 x 30 ซม. และขนาดสัดส่วนเศษหนึ่งส่วนสี่เหลี่ยม 30 x 20 ซม. ดังแสดงไว้ในรูป จากการออกแบบบรรจุภัณฑ์ขนส่งเป็นโมดุลเมื่อจัดเรียงบรรจุภัณฑ์ 3 ขนาดดังกล่าว ลงบนกระบะที่นิยมใช้ในธุรกิจการขนส่งระหว่างประเทศ อันประกอบด้วยกระบะตามมาตรฐานของยุโรป (Euro pallet) ที่มีขนาด 120 x 100 ซม. พบว่าสามารถใช้พื้นที่เต็มกระบะได้ 100 เปอร์เซ็นต์เต็มดังแสดงไว้ในรูป รูปการจัดเรียงบรรจุภัณฑ์ที่กำหนดโดย ISO บนกระบะที่นิยมใช้ โดยบรรจุภัณฑ์ที่ใช้มีขนาด 60 x 40 ซม. และ 40 x 30 ซม.
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0272/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ (Effect of moisture content on physical properties of black beans) สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ชาลิสา จันทร์แก้ว ฐิติชลลดา เหลืองสกุล ลดาวัลย์ พลมั่น วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ การศึกษาผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำโดยค่าความยาวเฉลี่ย,ความกว้างเฉลี่ย และความหนาเฉลี่ย คือ 12.21 mm, 8.02 mm และ 5.98mm ตามลำดับ ที่ความชื้นฐานเปียก 4.99 % ในช่วงความชื้นฐานเปียกเพิ่มขึ้นจาก4.99 % ถึง 16.99 % ศึกษาพบว่า มีการเพิ่มขึ้นของมวลเมล็ดถั่วดำ 1000 เมล็ด จาก 240.47 g ถึง 257.73 g, เส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ย จาก 7.589 mm ถึง 8.361 mm,ความเป็นทรงกลม จาก 0.685 ถึง 0.701 , สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของเมล็ดถั่วดำ เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง โดยมีวัสดุ 3 ชนิด คือ แผ่นยาง (0.508-0.613) , แผ่นไม้ (0.347-0.394) และ แผ่นสแตนเลส (0.358-0.416) , พื้นที่ภาพฉาย จาก 0.54 cm2 ถึง 0.85 cm2 และความเร็วลมสุดท้าย จาก 10.939 m.s-1 ถึง 11.562 m.s-1 และเมื่อความชื้นฐานเปียกเพิ่มขึ้นจาก 4.99 % ถึง 16.99 % มีการลดลงของความหนาแน่นรวมจาก 81.76 g.ml-1 ถึง 75.33 g.ml-1, และความหนาแน่นเนื้อ จาก 1.523 g.ml-1 ถึง 1.602 g.ml-1 1. บทนำ ถั่วดำ (Vignasinensis) เป็นพืชที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแป้งมีโปรตีนสูง ไขมันต่ำ มีคาร์โบไฮเดรตสูง เป็นพืชล้มลุก มีขนสีน้ำตาล ดอกเป็นช่อสีเหลือง ฝักแห้งแตก เปลือกหุ้มเมล็ดเป็นสีดำ มีสารพวกแอนโทไซยานิน จากข้อมูลทางโภชนาการของสารอาหารในถั่วดำพบว่าถั่วดำ 100 g ประกอบไปด้วย โปรตีน 21.60g ,ไขมัน 1.42 g , คาร์โบไฮเดรต 62.36 g ,ใยอาหาร 4.6 g เถ้า 3.8 gและน้ำตาล 2.12g ,อีกทั้งอุดมไปด้วยแร่ธาตุต่างๆ เช่น โฟเลท แมกนีเซียม กรดแอลฟาลิโนริอิด วิตามินบี ใยอาหารเป็นต้น ถั่วดำช่วยลดอัตราเสี่ยงต่อโรคหัวใจ มีรสหวาน บำรุงเลือด ขับของเหลวในร่างกาย ขับลม ขจัดพิษ บำรุงไต ขับเหงื่อ แก้ร้อนใน บำรุงสายตา เหมาะสำหรับผู้ที่มีอาการบวมน้ำ เหน็บชา ดีซ่าน และ ไตเสื่อม ทั้งยังนำมาใช้เป็นใส่ในขนมไทยโดยใส่ทั้งเมล็ด เช่นข้าวต้มมัด ข้าวหลาม ถั่วดำต้มน้ำตาล ขนมถั่วดำ คุณสมบัติทางกายภาพนั้นขึ้นอยู่กับความชื้นของเมล็ดถั่วดำ คุณสมบัติทางกายภาพที่ได้ศึกษา ได้แก่ ขนาด,มวล 100 เมล็ด, ปริมาตรต่อถั่ว 1 เมล็ด,เส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ย, ความเป็นทรงกลม, ความหนาแน่นรวม, ความหนาแน่นเนื้อ,มุมเอียง, สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์, พื้นที่ภาพฉาย, ความเร็วสุดท้ายและ สัมประสิทธิ์ความต้านทานเชิงอากาศพลศาสตร์ ดังนั้นการกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ด ถั่วดำ จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการออกแบบเครื่องมืออุปกรณ์ การเก็บเกี่ยวการคัดแยก การจัดการ กรรมวิธีการขนส่งลำเลียงการจัดเก็บรักษา และการแปรรูปผลิตภัณฑ์ เพื่อให้สะอาด ปลอดภัย และไม่เกิดความเสียหาย ด้วยเหตุนี้ทางคณะผู้จัดทำจึงได้ทำการวิจัยเพื่อศึกษาผลของความชื้นที่มีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ โดยการหาความสัมพันธ์ระหว่างสองตัวแปรนี้ 2. วัสดุและวิธีทดลอง 2.1 การเตรียมวัสดุ คัดเมล็ดถั่วดำที่เปราะ แตกและไม่สมบูรณ์ทิ้งจำนวน 1000 เมล็ด 2.2 ปรับความชื้นถั่วดำ นำถั่วดำมาค่าความชื้นเริ่มต้นชั่งเมล็ดถั่วดำ 3-5กรัม นำเข้าตู้อบที่อุณหภูมิ 105๐ c (ระวังไม่ควรให้นิ้วมีสัมผัสกับเมล็ดเพราะจะทำให้ค่าความชื้นเปลี่ยนแปลงไป) เป็นเวลา 2 ชั่วโมง หลังจากอบเสร็จนำมาชั่งน้ำหนัก แล้วหาความชื้นฐานเปียก (%Wet basis) จาก ระดับความชื้นที่ 2, 3, 4 และ 5 ปรับความชื้นโดยการเพิ่มน้ำให้มีน้ำหนักตามความสัมพันธ์ของสมการ 2.3 ขนาด (Size) ใช้เวอร์เนียคาร์ลิปเปอร์วัดเมล็ดถั่วดำ ทั้ง 3 ด้าน ได้แก่ ด้านความยาว (a) ความกว้าง (b) และ ความหนา (c) เป็นหน่วยมิลลิเมตรความชื้นละ100 เมล็ด แล้วหาค่าเฉลี่ย (average) และส่วนเบี่ยงเบนเฉลี่ยมาตรฐาน (S.D.) ของถั่วดำ 100 เมล็ดทุกความชื้น 2.4 เส้นผ่านศูนย์กลางเชิงเรขาคณิต (GMD) นำข้อมูลที่ได้จากการวัดขนาดถั่วดำในแต่ละระดับความชื้นไปหาค่าเฉลี่ยเพื่อคำนวณหาเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเราขาคณิตจากสมการ 2.5 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) ค่าที่พิจารณาจะมีความใกล้เคียงกับความเป็นทรงกลมของวัสดุ ซึ่งวัสดุที่เป็นทรงกลมสัมบูรณ์ จะมีค่าความเป็นทรงกลมเท่ากับ 1 ซึ่งสามารถหาค่าความเป็นทรงกลมได้จากสมการ 2.6 มวล 1000 เมล็ด (Mass of fifty seeds) นำเมล็ดถั่วดำ 1000 เมล็ด ในแต่ละระดับความชื้น มาชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่งน้ำหนักดิจิตอลความละเอียดอ่านค่าทศนิยม4 ตำแหน่ง ทำการทดลอง3ครั้ง แล้วหาค่าเฉลี่ย 2.7 พื้นที่ภาพฉาย (Projected Area) ถ่ายรูปเมล็ดถั่วดำ 50เมล็ด ทุกๆความชื้นด้วยกล้องโทรศัพท์ IPhone 4sพร้อมสเกลที่ทราบพื้นที่ เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบสัดส่วน ใช้โปรแกรม Adobe Photoshop Cs3 วิเคราะห์หาจำนวน pixel ของภาพ แล้วหาพื้นที่ภาพฉายโดยการเทียบสเกลที่ทราบพื้นที่ 2.8 ความหนาแน่นเนื้อ (Solid density ) ความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วดำใช้หลักการแทนที่ของเหลว โดยชั่งน้ำหนักเมล็ดถั่วดำ 40เมล็ด จากนั้นเติมเฮกเซนลงในขวดpycnometer ซึ่งมีปริมาตร 50 ml จนเต็ม ใส่เมล็ดถั่วดำจำนวน 40 เมล็ดลงไป ปริมาตรเฮกเซนที่ถูกแทนที่คือปริมาตรของตัวอย่าง จากความสัมพันธ์ดังสมการ 2.9 ความหนาแน่นรวม (Bulk density ) คือ อัตราส่วนระหว่างมวลของตัวอย่างกับปริมาตรของภาชนะที่บรรจุ โดยนำเมล็ดถั่วดำใส่ภาชนะที่ทราบปริมาตร ปาดเมล็ดถั่วดำให้ขนานกับถ้วย แล้วนำไปชั่งน้ำหนักหารด้วยปริมาตรได้ความสัมพันธ์ดังสมการ 2.10ความพรุน (porosity) สามารถคำนวณหาจากความสัมพันธ์ดังสมการ 2.11 สัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิต (Static coefficient of friction) หามุมเอียงได้จากการนำแผ่นรองพื้นผิวทั้ง 3 ลักษณะได้แก่ แผ่นอลูมิเนียม แผ่นไม้ และแผ่นยาง มาติดกับเครื่องวัดมุมเอียงแล้วนำเมล็ดถั่วดำทุกระดับความชื้น ความชื้นละ10เมล็ด มาวางที่ตำแหน่งเดียวกัน ครั้งละ1เมล็ด ค่อยๆยกพื้นขึ้นจนเมล็ดถั่วดำไหลลงอย่างอิสระจึงอ่านค่าทำการทดลองซ้ำโดยเปลี่ยนแผ่นรองให้ครบทั้ง 3 ลักษณะ สามารถคำนวณหาจากความสัมพันธ์ดังสมการ 3. ผลการทดลอง และการวิจารณ์ ค่าสูงสุด ต่ำสุด ค่าเฉลี่ยและ SD ของคุณสมบัติทางกายภาพของเมล็ดถั่วดำ 3.1 ขนาดเมล็ด (Size) ปริมาณความชื้นส่งผลต่อขนาดของความยาว ความกว้าง และความหนา ของเมล็ดถั่วดำ โดยเมื่อปริมาณความชื้นเพิ่มขึ้น ความยาว ความกว้าง ความหนา ของเมล็ดถั่วดำมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เนื่องจากถั่วดำเป็นพืชที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแป้ง เมื่อแป้งได้รับความชื้นจะทำให้เมล็ดถั่วดำเกิดการขยายตัว จากรูปที่ 1 , 2 , 3 กราฟมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น และพบว่าค่า ของควายาวมีค่ามากที่สุดแสดงว่าถั่วดำมีการขยายตัวด้านความยาวมากที่สุดสมการความสัมพันธ์มีดังนี้ : ความยาว y = 0.064x + 6.910 ;R² = 0.986 ความกว้าง y = 0.125x + 9.966 ;R² = 0.975 ความหนา y = 0.035x + 5.171 ;R² = 0.879 รูปที่ 1 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความกว้าง ความยาว และความหนาของเมล็ดถั่วดำ จากการผลทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของYalcm (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วพุ่ม 3.2 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิต (GMD) จากกราฟพบว่าเมื่อระดับความชื้นฐานเปียกเพิ่มขึ้นเมล็ดถั่วดำมีการขยายตัว ค่าเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตของเมล็ดถั่วดำจึงมีค่าเพิ่มขึ้นจาก7.589g ถึง 8.3613g เส้นแนวโน้มเป็นเส้นตรงดังรูปที่ 4 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 0.056x + 7.316 ;R² = 0.916 รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ ระหว่าง ความชื้นฐานเปียกกับค่าเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยเชิงเรขาคณิตของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ Coskunetal (2005) , ซึ่งศึกษาเมล็ดข้าวโพด 3.3 ความเป็นทรงกลม (Sphericity) เส้นกราฟมีความชันเพิ่มขึ้นอธิบายได้ว่าเมื่อเมล็ดถั่วดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นส่งผลให้เกิดความเป็นทรงกลมมากขึ้นสอดคล้องกับด้านความหนาที่เพิ่มขึ้นเช่นกันเมื่อได้รับน้ำจึงเกิดการขยายตัวของความหนามากกว่า ความกว้างและความยาวจึงสรุปได้ว่าความชื้นแปรผันตรงกับความเป็นทรงกลม ดังรูปที่ 5 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ y = 0.001x + 0.679 R²=0.962 รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความเป็นทรงกลมของเมล็ดถั่วดำ 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) จากกราฟพบว่าเมื่อระดับความชื้นฐานเปียกของถั่วดำเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดถั่วดำเกิดการขยายตัวทำให้พื้นที่ภาพฉายเพิ่มขึ้น สรุปได้ว่าความชื้นแปรผันตรงกับพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วดำดังรูปที่ 7 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 0.035x + 0.260 ; ( =0.997) รูปที่ 5 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของRazavietal (2006) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่ว pistachin. 3.6 ความหนาแน่นเนื้อ (Solid density ) กราฟแสดงความสัมพันธ์ ระหว่าง ความชื้นฐานเปียกกับค่าความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วดำจากกราฟพบว่าเมื่อระดับความชื้นฐานเปียกของถั่วดำเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดถั่วดำใหญ่ขึ้น 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 ) จากกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างผลของความชื้นต่อความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วดำอธิบายได้ว่าเมื่อถั่วดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ขนาดของเมล็ดถั่วใหญ่ขึ้นสอดคล้องกับผลการทดลองที่ปริมาตรเพิ่มขึ้นดังนั้นจึงมีความหนาแน่นรวมลดลง ความสัมพันธ์ตามสมการ Pb = Mb/V สรุปได้ว่าความชื้นแปรผกผันกับความหนาแน่นรวมของเมล็ด 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) จากกราฟมีความชันเพิ่มขึ้นอธิบายได้ว่าเมื่อเมล็ดถั่วดำได้รับความชื้นเพิ่มขึ้นจะส่งผลให้เกิดการขยายตัวทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นส่งผลให้เมล็ดถั่วไหลลงจากพื้นเอียงด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นและมุมเอียงที่เพิ่มขึ้นด้วยเช่นกันจึงสรุปได้ว่าความชื้นแปรผันตรงกับสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตย์ดังรูปที่11ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : 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) จากกราฟพบว่าเมื่อระดับความชื้นฐานเปียกเพิ่มขึ้นความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วดำมีค่าเพิ่มขึ้นเนื่องจากความชื้นที่เพิ่มขึ้นทำให้ถั่วดำมีมวลมากความเร็วลมที่ใช้ต้านย่อมมากเช่นกันดังนั้นความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วดำแปรผันตรงกับความชื้น ดังรูปที่ 12 ซึ่งมีสมการความสัมพันธ์ : y = 0.053x + 10.70 ; ( =0.929) รูปที่10 ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นฐานเปียกและความเร็วสุดท้ายของเมล็ดถั่วดำ จากการทดลองสอดคล้องกับงานวิจัยของ ISIK และ UNAL (2007) ซึ่งศึกษาเมล็ดถั่วแดง 4. สรุปผลการทดลอง จากผลการทดลองจะพบว่า ความยาว ความกว้าง และความหนา ของถั่วดำมีความสัมพันธ์แบบเป็นเชิงเส้น เมื่อค่าความชื้นโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้นซึ่งมวลของเมล็ดถั่วดำ 1000 เมล็ด มีค่าเพิ่มขึ้นจาก 240.47 g ถึง 257.73 g เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น ความเป็นทรงกลม เพิ่มขึ้นจาก จาก 0.6858ถึง 0.7013และเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเมล็ดถั่วดำมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจาก จาก 7.589 mm ถึง 8.3613 mm เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นและความหนาแน่นรวมของเมล็ดถั่วดำจะมีค่าลดน้อยลงจาก0.7502 ถึง 0.7426 เนื่องจากเมล็ดถั่วมีการดูดซึมน้ำเข้าไปจึงทำให้มีน้ำหนักเมล็ดเพิ่มขึ้น เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดถั่วดำจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 1.523 ถึง 1.602 เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของแผ่นสแตนเลส ไม้ ยาง มีค่าเพิ่มขึ้น แผ่นยาง (0.5083 -0.613) , แผ่นไม้ (0.347-0.394) และ แผ่นอลูมิเนียม (0.358-0.416) เมื่อค่าความชื้นเพิ่มขึ้นพื้นที่ภาพฉายของเมล็ดถั่วดำมีค่าเพิ่มขึ้นจาก จาก 0.54 ถึง 0.85 เมื่อค่าความชื้นโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้นความเร็วลมสุดท้าย (m/s) มีค่าเพิ่มขึ้นจาก จาก 10.939 ถึง 11.562 เมื่อค่าความชื้นโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น จากผลการทดลองข้างต้นจะพบว่าเมล็ดของถั่วดำจะมีความยาว ความกว้าง และความหนา ความเป็นทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของเมล็ดความหนาแน่นรวมของเมล็ดความหนาแน่นเนื้อของเมล็ดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานสถิตของแผ่นสแตนเลส ไม้ ยาง พื้นที่ภาพฉายของเมล็ดความเร็วลมสุดท้ายความพรุน ค่าต่างๆที่ความชื้นต่างและผลของความชื้นต่อข้อมูลต่างๆ จะสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในงานอุตสาหกรรมต่างๆได้ เช่น ใช้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ และการขนส่งเป็นต้น อ้างอิง EbubekirAltuntas, Mehmet Yildiz (2005) . Effect of moisture content on some physical and mechanical properties of faba bean. Journal of Food Engineering,174-183. Esref ISIK, Halil UNAL (2007) . Moisture - dependent physical properties of white speckled red kidney bean grains. Journal of Food Engineering,209-216. Ibrahim Yalcin, (2006) . Physical properties of cowpea seeds. Journal of Food Engineering,57-62. M.BulentCoskun, Ibrahim Yalcin, CengizOzarslan (2005) . Physical properties of sweet corn seeds. Journal of FoodEngineering,523-528. SeyedM.A.Razavi,B. Emadzadeh,A.Rafe,A. Mohammad Amini (2006) . Physical properties of pistachin nut and its kernel as a function of moisture content and variety : Part I. Geometrical properties. Journal of Food Engineering,209-217. Choung, M.G., Baek, I.Y., Kang, S.T., Han, W.Y., Shin, D.C., Moon, H.P., Kang,K.H., 2001. Isolation and determination of anthocyanins in seed coats of blacksoybean (Glycine max (L.) Merr.) .J. Agric. Food Chem. 49, 5848-5851. IYalcım . (2007) . Physical properties of cowpea seed (Vignasinensis L.) . Journal of Food Engineering. Pages (1405-1409) I. Yalc，ın , C. O zarslan, T. Akbas. (2007) . Physical properties of pea (Pisumsativum) seed.Journal of Food Engineering. Pages (731 - 735) Mustafa Cetin. (2007) . Physical properties of barbunia bean (Phaseolus vulgaris L. cv. 'Barbunia') seed. Journal of Food Engineering. Pages (353 - 358) E. Dursun; I. Dursun. (2007) . Some Physical Properties of Caper Seed.Journal of Food Engineering. Pages (1426 - 1431) R.C. Pradhana, S.N. Naika,, N. Bhatnagarb, V.K. Vijaya . (2009) . industrial crops and products29 Pages (341-347) OnderKabas, Aziz Ozmerzi, Ibrahim Akinci. (2005) . Physical properties of cactus pear (Opuntiaficusindia L.) grown wild in Turkey. Journal of Food Engineering .Pages (1405-1409) http://www.nectec.or.th/schoolnet/library/webcontest2003/100team/dlss020/A2/A2-17.html http://atcloud.com/stories/21247
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0263/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของกานพลู
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 1,000 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 1,000 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 2.3น้ำหนัก1,000ก้าน นำกานพลูจำนวน 1,000ก้านของแต่ละความชื้น 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 1,000 ก้าน จากกราฟความชื้น (ฐานเปียก) มีความสัมพันธ์เป็นแบบโพลีโนเมียลกับน้ำหนัก 1,000 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 1,000 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
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0260/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายของลูกเดือย Effect of moisture content on some physical properties of Job's 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 1,000 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 (Job's 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 1,000 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 x,y,z ของลูกเดือย 4.) น้ำหนัก 1,000 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 Jop's 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 Jop's 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 Jop's 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 1,000 เม็ด ของลูกเดือย จากราฟความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนัก 1,000 เม็ด กับค่าความชื้น (%d.b.) ของลูกเดือย (รูปที่ 8) พบว่า น้ำหนัก 1,000 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
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0313/แผนการสอน-2557-สมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร
รายละเอียดของรายวิชา ชื่อสถาบันอุดมศึกษา สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง คณะ/สาขาวิชา คณะวิศวกรรมศาสตร์/ สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร หมวดที่ 1 ข้อมูลโดยทั่วไป 1. รหัสและชื่อรายวิชา 01116006 สมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร ENGINEERING PROPERTIES OF FOOD 2. จำนวนหน่วยกิต 3 หน่วยกิต (3-2-3-6) 3. หลักสูตรและประเภทของรายวิชา หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร 4. อาจารย์ผู้รับผิดชอบรายวิชาและอาจารย์ผู้สอน ผศ.ดร.พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์ 5. ภาคการศึกษา/ชั้นปีที่เรียน ภาคการศึกษาที่ 1/2557 / ชั้นปีที่ 2 6. รายวิชาที่ต้องเรียนมาก่อน (Pre-requisites) (ถ้ามี) ไม่มี 7. รายวิชาที่ต้องเรียนพร้อมกัน (Co-requisites) (ถ้ามี) ไม่มี 8. สถานที่เรียน คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง 9. วันที่จัดทำหรือปรับปรุงรายละเอียดของรายวิชาครั้งล่าสุด 10 สิงหาคม 2557 หมวดที่ 2 จุดมุ่งหมายและวัตถุประสงค์ 1.จุดมุ่งหมายของรายวิชา 1) เพื่อให้นักศึกษาเข้าใจความหมายและความสำคัญของสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร 2) สามารถประยุกต์ความรู้ที่ได้ในงานด้านวิศวกรรมอาหาร 2.วัตถุประสงค์ในการพัฒนา/ปรับปรุงรายวิชา 1 เพิ่มการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อใช้ในการเรียนการสอน 2 เปลี่ยนแปลงรายวิชาจากผลงานวิจัยและบริการวิชาการของสาขาวิชา หมวดที่ 3 ลักษณะและการดำเนินการ 1. คำอธิบายรายวิชา ทฤษฎีและการวัดค่าคุณสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหาร และผลผลติทางการเกษตร ได้แก่ ลักษณะทางกายภาพ สมบัติทางรีโอโลยี สมบัติเชิงความร้อน สมบัติเชิงไฟฟ้า คุณสมบัติเชิงทัศนศาสตร์ คุณสมบัติเชิงอากาศพลศาสตร์และชลพลศาสตร์ การประยุกต์คุณสมบัติดังกล่าวเพื่อออกแบบการเก็บรักษา ระบบลำเลียง และกระบวนการแปรรูปอาหาร Theory and measurement of engineering properties of food and agricaltural materials: physical characteristics, reological , thermal , electrical, optical aero dynamic and Hydro dynamic; applications in design of handling and processing systems for food products 2. จำนวนชั่วโมงที่ใช้ต่อภาคการศึกษา บรรยาย สอนเสริม การฝึกปฏิบัติ/งาน ภาคสนาม/การฝึกงาน การศึกษาด้วยตนเอง บรรยาย 45 ชั่วโมง ต่อภาคการศึกษา ไม่มี ไม่มี การศึกษาด้วยตนเอง 6 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ 3. จำนวนชั่วโมงต่อสัปดาห์ที่อาจารย์ให้คำปรึกษาและแนะนำทางวิชาการแก่นักศึกษาเป็นรายบุคคล 2 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ หมวดที่ 4 การพัฒนาการเรียนรู้ของนักศึกษา 1.คุณธรรม จริยธรรม 1.1.คุณธรรม จริยธรรมที่ต้องพัฒนา 1 มีวินัย การตรงต่อเวลา สุขลักษณะส่วนบุคคล ความสะอาดของสิ่งแวดล้อม การแต่งกาย ความซื่อสัตย์ 2 มีความเคารพ ความเคารพตนเอง ความกตัญญูต่อบุพการีและผู้มีพระคุณ ความเคารพต่อการศึกษา และ สถานที่ศึกษา รวมทั้ง การมีน้ำใจ และการเคารพสิทธิ ของผู้อื่น 3 มีความอดทน รับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย ความอดทนต่อความยากลำบาก รู้จักการทำงานเป็นทีม อดทนต่อความขัดแย้ง และรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น 1.2. วิธีการสอน 1. เน้นการเข้าชั้นเรียนและพฤติกรรมในชั้นเรียน 2. มอบหมายให้นักศึกษาทำงานเป็นกลุ่ม ฝึกการเป็นผู้นำ สมาชิกกลุ่ม ฝึกความรับผิดชอบ 3. การเป็นแบบอย่างที่ดีของอาจารย์ 4 บรรยายสอดแทรก คุณธรรมจริยธรรม ที่จำเป็นต่อวิศวกรอาหาร 1.3. วิธีการประเมินผล 1. ประเมินจากการตรงต่อเวลาของนักศึกษาในการเข้าชั้นเรียน การส่งงานที่ได้รับมอบหมาย การเข้าร่วมกิจกรรม 2. ประเมินจากความรับผิดชอบในหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย 3. ประเมินจากพฤติกรรมการเรียนและการสอบ 2.ความรู้ 2.1 ความรู้ที่ต้องได้รับ 1.มีความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับหลักการและทฤษฎีที่สำคัญในเนื้อหาที่ศึกษา 2.สามารถวิเคราะห์ปัญหา เข้าใจและอธิบายความต้องการในอุตสาหกรรมอาหาร รวมทั้งประยุกต์ความรู้ ทักษะ ที่เหมาะสมกับการแก้ไขปัญหา 3.สามารถรู้ เข้าใจ สนใจพัฒนาความรู้ และติดตามเทคโนโลยีใหม่ๆ 2.2 วิธีการสอน 1. ใช้วิธีการบรรยาย การยกตัวอย่างประกอบการบรรยาย 2. การมอบหมายให้นักศึกษาทำรายงานกลุ่มที่เกี่ยวข้องกับสมบัติเชิงวิศวกรรมของ 3.การมอบหมายให้นักศึกษาจัดนิทรรศการเผยแพร่ความรู้สู่สังคม 2.3 วิธีการประเมินผล ประเมินจากรายงานการศึกษาค้นคว้าของนักศึกษา การนำเสนอหน้าชั้นเรียน การสอบกลางภาคเรียนและปลายภาคเรียน 3.ทักษะทางปัญญา 3.1ทักษะทางปัญญาที่ต้องพัฒนา คิดอย่างมีวิจารณญาณและอย่างเป็นระบบ 3.2 วิธีการสอน จัดกระบวนการเรียนการสอนที่ฝึกทักษะการคิด ทั้งในระดับบุคคลและกลุ่ม เช่น การจัดทำรายงานและการอภิปรายกลุ่ม เป็นต้น 3.3 วิธีการประเมินผล 1. การจัดทำรายงานของนักศึกษา 2. การนำเสนอผลงานและการตอบคำถามในเรื่องที่เกี่ยวข้อง 4.ทักษะความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบ 4.1 ทักษะความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลและความรับผิดชอบที่ต้องพัฒนา มีความรับผิดชอบในการทำงานและสามารถสื่อสารและทำงานร่วมกับผู้อื่นได้ 4.2 วิธีการสอน กำหนดให้นักศึกษาทำรายงานเป็นกลุ่ม 4.3 วิธีการประเมินผล 1 การนำเสนอผลงานเป็นกลุ่ม 2 ประเมินความรับผิดชอบในหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย 3 ทักษะการวิเคราะห์เชิงตัวเลข การสื่อสาร และการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ 5.1 ทักษะการวิเคราะห์เชิงตัวเลข การสื่อสาร และการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศที่ต้องพัฒนา สามารถสื่อสารอย่างมีประสิทธิภาพทั้งปากเปล่าและการเขียนการเลือกใช้รูปแบบของสื่อการนำเสนอ 5.2 วิธีการสอน ให้ผู้เรียนรู้เอกสารประกอบคำสอน ผ่าน website ประจำวิชา http://www.foodnetworksolution.com/wiki/ นำเสนอผลงานโดยใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ 5.3 วิธีการประเมินผล การประเมินจากรายงานและสื่อการนำเสนอ การประเมินจากผู้เกี่ยวข้องในห้องเรียน ที่ สัปดาห์ที่ / วันเดือนปี หัวข้อบรรยาย หัวข้อ ปฏิบัติการ 1 15 สิงหาคม ชี้แจงแผนการสอน และปฏิบัติการ 2 22 สิงหาคม ความหมายและความสำคัญของของสมบัติเชิงวิศวกรรมของอาหารต่อ ปฏิบัติการ 1 ผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพของเมล็ดพืช 3 29 สิงหาคม ความชื้น (moisture content) ความชื้นฐานเปียกและการปรับความชื้น ปฏิบัติการที่ 2 (ต่อ) 1 หาความชื้นเริ่มต้นของเมล็ดพืชตัวอย่าง 2 ส่งวิธีการปรับความชื้น และปริมาณน้ำที่ต้องเติมเพื่อปรับความชื้นเมล็ดพืชให้ได้ 4 ระดับ ระดับละ 100 กรัม (หรือไม่น้อยกว่า 100 เมล็ด) ให้ผู้สอนตรวจสอบความถูกต้อง 3 ปรับความชื้นของเมล็ดพืชและเก็บรักษาตามตามวิธีที่กำหนดในข้อ 2 สมบัติทางกายภาพของเมล็ดพืชทุกระดับ ส่งผล ปฏิบัติการที่1 (ความชื้น file exel) 4 27 กรกฏาคม ปฏิบัติการที่ 2 (ต่อ) 5 4 กรกฏาคม water sorption isotherm ปฏิบัติการที่ 2 (ต่อ) ปฏิบัติการที่ 3 water sorption isotherm 6 11กรกฎาคม การหาสมการความสัมพันธ์ของ water sorption isotherm (บรรยายโดย ดร.เอกพงษ์ ชีวิตโสภณ) ปฏิบัติการwater sorption isotherm (ต่อ) ส่งรายงาน ปฏิบัติการ ที่ 2 (ฉบับสมบูรณ์) ของทั้ง 9 กลุ่ม และ ส่งผลปฏิบัติการ 3 (file exel, ข้อมูลและกราฟความสัมพันธ์ 7 18 กรกฎาคม รายงานผลการวิจัย เรื่องผลของความชื้นต่อสมบัติทางกายภาพและ water sorption isotherm ของวัสดุปริมาณมวล9 กลุ่ม ส่งรายงานผลการปฏิบัติการ 2 และส่งรายงานปฏิบัติการ 3 ฉบับบสมบูรณ์ 8 27กรกฎาคม - 4 สิงหาคม งดเรียน สอบกลางภาค 9 8สิงหาคม เนื้อสัมผัส ของอาหาร ปฏิบัติการที่ 5 การประเมินเนื้อสัมผัสของอาหารต่างๆเช่น ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ ข้าวสุก ขนมขบเคี้ยว ลูกอม ลูกกวาด 10 15 สิงหาคม สมบัติทางกายภาพของอาหารเหลว รีโอโลยีของอาหารเหลว : ความหนืด ความเข้มข้น ความหนาแน่น ปฏิบัติการที่ 6 สมบัติทางกายภาพ และสมบัติทางรีโอโลยี ของอาหารเหลว 11 22 สิงหาคม สมบัติเชิงทัศนศาสตร์ (optical properties) ปฏิบัติการที่ 7 เรื่องการวัดสี 12 29สิงหาคม เยี่ยมชมโรงงาน 13 5กันยายน สมบัติเชิงไฟฟ้า (electrical properties) อภิปรายกลุ่ม เรื่องการประยุกต์ใช้สมบัติทางกายภาพในงานวิศวกรรมอาหาร 14 12 กันยายน สมบัติเชิงความร้อน (thermal properties) ปฏิบัติการการที่ 8 สมบัติเชิงความร้อน และ คำนวณค่าสมบัติเชิงความร้อนของอาหาร 15 19 กันยายน ปฏิบัติการที่ 4 สมบัติทางการยภาพของอาหารที่เป็นชิ้น การหา drying rate หมายเหตุ สอบกลางภาค วันเสาร์ที่ 3 สิงหาคม 2556 สอบปลายภาค วันที่ 2ตุลาคม 2556 เวลา 13.00-16.30 หมวดที่ 6 ทรัพยากรประกอบการเรียนการสอน 1.กลยุทธ์การประเมินประสิทธิผลของรายวิชาโดยนักศึกษา การประเมินประสิทธิผลในรายวิชานี้ จัดโดยสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง โดยให้นักศึกษาเข้าประเมินผลการเรียนการสอนทางเว็บไซต์ของสถาบันฯ ซึ่งเป็นการนำแนวคิดและความคิดเห็นจากนักศึกษาดังนี้ - แบบประเมินผู้สอนเป็นรายวิชา 2.กลยุทธ์การประเมินการสอน ใช้กลยุทธ์ในการเก็บข้อมูลเพื่อประเมินการสอนดังนี้ -ประเมินจากผลการประเมินผู้สอนและผลการสอบของนักศึกษา -การทวนสอบผลประเมินการเรียนรู้ 3.การปรับปรุงการสอน การสัมมนาการจัดการเรียนการสอน 4.การทวนสอบมาตรฐานผลสัมฤทธิ์ของนักศึกษาในรายวิชา หลังจากได้รับผลการประเมินการสอนในข้อ 2 จะมีการปรับปรุงการสอน โดยการใช้ระบบประกันคุณภาพภายในช่วยในการทวนสอบมาตรฐานผลการเรียนรู้ของนักศึกษา 5.การดำเนินการทบทวนและการวางแผนปรับปรุงประสิทธิผลของรายวิชา ปรับปรุงรายวิชาตามข้อเสนอแนะปรับปรุงการสอนในข้อ 3 และผลการทวนสอบมาตรฐานผลสัมฤทธิ์ตามข้อ 4 หมวดที่ 7 การประเมินและปรับปรุงการดำเนินการของรายวิชา 2. แผนการประเมินผลการเรียนรู้ กิจกรรมที่ ผลการ เรียนรู้ วิธีการประเมิน สัปดาห์ที่ ประเมิน สัดส่วนของการ ประเมินผล 1 1.1, 1.4, 2.1, 2.2, 2.3 3.1 สอบกลางภาค สอบปลายภาค การบ้าน วันที่ 28 กรกฏาคม วันที่ 23 กันยายน 40% 40% 10% 2 1.1,1.2,1.3,1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3,2.4,2.5 3.1,3.2, 4.1, 4.2,4.3,4.4 5.1,5.2,5.3, 5.4
https://www.foodnetworksolution.com/news_and_articles/article/0267/ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน
ผลของความชื้นต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน (Effect of moisture content on some physical properties of cardamom seed) ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง นฤพนธ์ พันธุ์หวยพงษ์ เบญจพร ตั้งนอบน้อม เบญจมาศ เหมวิบูลย์ วสันต์ อินทร์ตา บทคัดย่อ สมบัติทางกายภาพของลูกกระวานทดลองตามความชื้น ศึกษาที่ความชื้น 9.27%, 12.27%, 15.27%, 18.27 และ 21.27% w.b. (ความชื้นฐานเปียก) ของทั้งเมล็ด มีค่าเฉลี่ยของความสูง ความกว้าง ความหนา คือ 15.75 ,14.04 ,14.80 ตามลำดับที่ความชื้น 9.27%w.b จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามวล 100 เมล็ดของลูกกระวานนั้นเพิ่มขึ้นจาก 46.45 เป็น 49.45 g, พื้นที่ภาพฉายเพิ่มจาก 1.18 cm² เป็น 1.29 cm² ,ความเป็นทรงกลมเพิ่มจาก 0.94 เป็น 0.96, ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้น 0.24 g/cm³ เป็น 0.27 g/cm³ และความหนาแน่นเนื้อนั้นลดลงจาก 1.34 g/cm³ เป็น 0.52 g/cm³, ความพรุนนั้นลดลงจาก 78.46% เหลือ 51.72% ,ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นจาก 9.63 m/s เป็น 10.21 m/s และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นจากพื้นผิวอลูมิเนียม (0.30-0.34) , พื้นไม้ (0.24-0.29) และพื้นยาง (0.34-0.49) ที่ความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 9.27% ถึง 21.27% w.b. ที่ความชื้น 10.03%, 13.03%, 16.03%, 19.03 และ 22.03% w.b. (ความชื้นฐานเปียก) ของเมล็ดใน มีค่าเฉลี่ยของความสูง ความกว้าง ความหนา คือ 9.45, 7.98, 4.30 ตามลำดับที่ความชื้น 10.03%w.b จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามวล 100 เมล็ดของลูกกระวานนั้นเพิ่มขึ้นจาก 20.94 เป็น 23.11g, พื้นที่ภาพฉายเพิ่มจาก 0.60 cm² เป็น 0.84 cm² ,ความเป็นทรงกลมเพิ่มจาก 0.72 เป็น 0.74, ความหนาแน่นรวมเพิ่มขึ้น 0.58 g/cm³ เป็น 0.63 g/cm³ และความหนาแน่นเนื้อนั้นลดลงจาก 1.19 g/cm³ เป็น 1.15 g/cm³, ความพรุนนั้นลดลงจาก 51.40% เหลือ 45.77% ,ความเร็วสุดท้ายเพิ่มขึ้นจาก 9.35 m/s เป็น 9.64 m/s และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตเพิ่มขึ้นจากพื้นผิวอลูมิเนียม (0.41-0.46) , พื้นไม้ (0.51-0.63) และพื้นยาง (0.51-0.78) ที่ความชื้นเพิ่มขึ้นจาก 10.03% ถึง 22.03% w.b. บทนำ กระวานไทย (Amomumkrervanh Pierre) จัดเป็นพืชล้มลุก มีลำต้นอยู่ใต้ดินเรียกว่า เหง้า ก้านใบที่มีลักษณะเป็นกาบหุ้มซ้อนกันแน่นหนาแข็งแรง มีความสูงประมาณ 3 เมตร ใบเรียงสลับกัน แผ่นใบเรียวแหลม ใบยาวประมาณ 12 เซนติเมตร ขอบใบเรียบ ดอกกระวาน เจริญออกมาจากส่วนเหง้าใต้ดิน โผล่ขึ้นมาเหนือพื้นดินเป็นช่อ กลีบดอกสีเหลืองอ่อน ผลมีลักษณะกลมเป็นพวง เปลือกผิวเกลี้ยง เป็นพู ๆ มีสีออกนวล ๆ ลูกกระวานจะแก่ช่วงเดือนสิงหาคม - พฤศจิกายน เมล็ดกระวานมีขนาดเล็กสีน้ำตาล มีจำนวนมาก ทั้งผลและเมล็ดมีกลิ่นหอมคล้ายกับการบูร ช่วงเวลาที่ออกดอกจนผลแก่ใช้เวลาประมาณ 5 เดือน กระวานออกดอกให้ผลผลิตเพียงครั้งเดียว แล้วก็จะตายไป เช่นเดียวกับต้นกล้วย ต้นไผ่ แต่หน่อใหม่ก็จะเจริญโผล่ขึ้นมาแทนและเจริญให้ผลผลิตใหม่ต่อไปอีก การใช้ประโยชน์ของกระวาน แบ่งออกเป็น 2 อย่างคือ 1.) ใช้ในการประกอบอาหาร นำลูกกระวานที่ตากแห้งนำลูกระวานทั้งเมล็ดไปป่นใช้เป็นเครื่องเทศ ใส่ในน้ำพริกแกงเผ็ด แกงกะหรี่ แกงมัสมั่น พะแนง พะโล้ ใช้แต่งกลิ่นและสีของอาหารหลายชนิด เช่น ใส่ในเหล้า ขนมปัง เค้ก คุกกี้แฮม ส่วนผลอ่อนและหน่ออ่อนรับประทานแบบผัก 2.) การใช้ประโยชน์ทางยา กระวานมีสรรพคุณทางสมุนไพรได้ทุก ๆ ส่วน ทั้งราก ลำต้น หน่อ เปลือกลำต้น แก่นของลำต้น ใบ ผลแก่ เมล็ด เหง้าอ่อน ใช้แก้ท้องอืด แน่น จุก เสียด ขับเสมหะ รักษาโรคผิวหนัง แก้ลม ท้องเสีย ฯลฯ กระวานมีคุณค่าทางอาหารสูงประกอบด้วยสารอาหารและแร่ธาตุต่าง ๆ เช่น กระวานส่วนที่กินได้ 100 กรัม*ให้พลังงาน254.0 กิโลแคลอรีโปรตีน9.5gไขมัน6.3gคาร์โบไฮเดรต 39.7g แคลเซียม16.0gฟอสฟอรัส 23.0mgเหล็ก 12.6mg (*กองโภชนาการ กรมอนามัย กระทรวงสาธารณสุข) กระวาน มีน้ำมันหอมระเหย 7.9-8.4% ซึ่งมีกลิ่นหอม ประกอบด้วย การบูร (Camphor) ไพนิน (Pinene) ไลโมนีน (Limonene) เมอร์ซีน (Myrcene) น้ำมันหอมระเหยจากผลกระวานมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียPseudomonas aeruginosa (7) (เภสัชกรหญิงสุนทรี สิงหบุตรา เภสัชกรด้านเภสัชสาธารณสุข, สรรพคุณสมุนไพร 200 ) วัตถุประสงค์ประสงค์เพื่อศึกษาผลของความชื้นที่มีต่อคุณสมบัติทางกายภาพของลูกกระวาน เพราะลูกกระวานคือพืชที่มีประโยชน์อย่างมาก เป็น พืชสมุนไพร และใช้ในด้านการครัวเป็นหลัก เป็นเครื่องเทศที่สำคัญชนิดหนึ่งในส่วนประกอบของอาหารหลากหลายชนิด จึงทำให้มีการผลิตลูกกระวานมากขึ้นในปัจจุบัน เพื่อนำความรู้ที่ได้ไปใช้ในการจัดเก็บรักษาผลผลิตที่ได้จากลูกกระวาน และสามารถส่งออกสู่ท้องตลาดทั้งภายในและภายนอกประเทศ โดยจะนำลูกกระวานมาทดลองตามคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆเหล่านี้ การหาขนาด ,ความเป็นทรงกลม,น้ำหนัก 100 เมล็ด , พื้นที่ภาพฉาย , ความหนาแน่นรวม , ความหนาแน่นเนื้อ , ความพรุน , ความเร็วสุดท้าย , ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตย์ของวัสดุที่แตกต่างกัน 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
Show more results
