ถามข้อสอบหน่อยค่ะ food engineering เรื่อง dehydration ค่ะ

[jaraweetpp]

A countercurrent tunnel dryer is being uesd to dry apple slices from an initial moisture content (wet besis) of 70% to 5%. The heated air enters at 100°C with 1% RH and leaves at 50°C. If the product temperature is 20°C throughout the dryer and the spesific heat of product solids is 2.2 kJ/(kg°C), determine the Quantity of heated air required for drying the product at a rate of 100 kg/h. Determine the relative Humidity of outlet air. 

ช่วยหนูหน่อยนะคะ จะสอบ เสาร์ และอาทิตย์นี้ หนูทำเรื่องนี้ไม่ค่อยได้ T^T คะแนนมิดเทอมก็ไม่ค่อยดี เมตตาท่านผู้รู้ ช่วยตอบกระดานนี้หน่อยนะคะ

ขอบคุณมากคะ

[ครูผู้น้อย]

หนูจ๋า

ดีใจ ที่ webboard นี้จะมีโอกาสช่วย ให้เด็กไทย ได้ แลกเปลี่ยนความรู้ความคิดกันด้านวิชาการ

แต่ถ้ามาถามก่อนสอบนานกว่านี้หน่อยคงดี

แต่ไม่เฉลยให้ตรงๆ นะคะ จะช่วย บอกแนวให้จนหาคำตอบได้แล้วกันนะ

ไปประกาศไว้บน face book ว่า ถ้าใครแสดงวิธีทำข้อนี้ ถูกต้องละเอียด เข้าใจได้ดี รับไปเลย 1000 บาทแลกซื้อหนังสือ จาก http://www.foodnetworksolution.com/books ให้ชื่อที่อยู่ไว้จะส่งให้ถึงบ้าน ถ้าอยู๋ลาดกระบังให้มารับได้จากมือเลยค่ะ คนตั้งกระทู้ถามก็ตอบได้ ได้มากกว่า 1 รางวัลนะคะ อยากแจก 

 

จากโจทย์ หาก่อนว่าถามอะไร

โจทย์ถามอยู่ 2 คำถามคือ

1 determine the Quantity of heated air required ให้หาปริมาณอากาศร้อน ที่ต้องการใช้เพื่อการอบแห้ง

2 Determine the relative Humidity of outlet air หาความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศขาออก คืออากาศที่ผ่านการใช้เพื่ออบแห้งอาหารมาแล้ว

 

ข้อนี้เป็นการทำสมดุลมวล และสมดุลพลังงาน หลักการ คือ

ปริมาณน้ำที่ระเหยจากแอ๊ปเปิ้ล ไม่ได้หายไปไหน แต่ไปอยู่ในอากาศที่เราใช้อบแห้ง จึงทำให้ความชื้นสัมพัมธ์ของอากาศขาออก เพิ่มสูงขึ้น

1 หาก่อนว่าปริมาณน้ำในแอ๊ปเปิลที่ระเหย หายไประหว่างอบแห้งเป็นเท่าไหร่ เนื่องจากเป็นเครื่องอบแห้งแบบต่อเนื่อง การอบแห้งให้คิดจากอัตราป้อนเข้า

แนวคิด แอปเปิ้ลมีความชื้น เริ่มต้น (wet basis) 75 เปอร์เซ็นต์  สุดท้าย เหลือ 5 เปอร์เซ็นต์ อัตราป้อน apple 100 กก/ชม ให้คิดเป็นอัตราน้ำระเหย กกต่อชม

2 ต่อไปเป็นเรื่องของอากาศ อากาศขาเข้าอุณหภูมิ 100 c ความชื้นสัมพัทธ์ 1 เปอร์เซ็นต์

ให้กลับไปทำความเข้าใจเรื่อง psychrometric chart ก่อนนะ ว่า อากาศนี้จะมีปริมาณน้ำอยู่ในอากาศเท่าไหร่ แล้วถ้าต้องรับน้ำที่ระเหยมาจากแอปเปิ้ล ต้องใช้อากาศ เข้า ปริมาณเท่าไหร่ และหลังจากที่อากาศรับน้ำจากแอ๊ปเปิลแล้ว จะทำให้ความชื้นของอากาศเพิ่มเป็นเท่าไหร่

เอ แล้ว specific heat of product solid ใช้หาอะไรลองคิดต่อด้วยนะคะ เดี๋ยวเซียนคงจะมาตอบกัน ต่อ


ไปคิดต่อก่อนนะจ๊ะ แล้วมาคิดให้ดูกันในกระดานต่อจากนี้ได้เลยค่ะ

ไม่ยากหรอกค่ะ ใจเย็นๆ ค่อยๆคิด ไม่ตกใจ ขอให้โชคดี

ขอแสดงความนับถือ

ครูผู้น้อย

 

 

[ครูผู้น้อย]

ไปประกาศไว้บน face book ว่า ถ้าใครแสดงวิธีทำข้อนี้ ถูกต้องละเอียด เข้าใจได้ดี รับไปเลย 1000 บาทแลกซื้อหนังสือ จาก http://www.foodnetworksolution.com/books ให้ชื่อที่อยู่ไว้จะส่งให้ถึงบ้าน ถ้าอยู๋ลาดกระบังให้มารับได้จากมือเลยค่ะ คนตั้งกระทู้ถามก็ตอบได้นะ

[jaraweetpp]

ขอบคุณมากค่ะ พอดีเมื่อวานอาจารย์เค้าเพิ่งบอกว่าข้อสอบออกคล้ายๆ ข้อนี้ หนูก็เลยกลับมาดู แต่ทำไม่ได้ ยากเกิน T^T เลย ต้องรีบมาพิมพ์ถาม

ขอบคุณมากจริงๆค่ะ ครูผู้น้อย

[jaraweetpp]

หนูจะลองทำให้ได้ ปล อยากได้หนังสือฟรี ^^

[chubbyz]

Assumption ก่อนอะครับ
เช่น ถ้าอย่างขอนี้เราต้องการใช้ อากาศให้มีประสิทธิภาพสูงสุด คือให้ อากาศน้อยๆ ดูดน้ำที่ระเหยออกมาให้ได้มากๆ... ก็ควรจะใช้ %RH ที่ทางออกเป็น 100 % ได้เลย ต่อมาเช่น น้ำที่ระเหยออกจากชิ้นงาน เข้าสู่อากาศเท่านั้น ไม่ไปเกาะตามชิ้นส่วนอะไรประมาณนี้
จากโจทย์ ถามปริมาณอากาศที่จะมารับน้ำออกไป ดังนั้นเราจึงต้องหาน้ำที่จะเดินทางออกไปให้ได้ก่อน โดยทำการ Mass Balance จาก %Wb ทั้งขาเข้าและขาออก และก็ มวลของ Apple ที่เข้า Process เพื่อหาปริมาณน้ำที่ระเหยออกมา จากนั้น ใช้ความสัมพันธ์ ของ %RH กับ Humidify Ratio 2 สภาวะ ทั้งขาเข้าและขาออกจาก Phychrometric Chart ที่รองรับรับค่าที่เราหา ถ้าเราตั้งสมมติฐานว่าต้องการประสิทธิภาพในอดุมคติเลย ก็ให้ % Rh เป็น 100 เลยก็ได้ เราอาจจะตอบตัวนี้ไปเลยก็ได้คำตอบของ %RH Outlet
แล้วก็ Specific Heat ของเนื้อApple นี้เราเอามาใช้หาอุณหภมิ ณ ทางออกของกระบวนการนี้ได้ ทำการ Energy Balance ระหว่าง Q ของอากาศที่เข้า กับ Qน้ำเปลี่ยนสถานะ Q ของเนื้ออาหาร กับ Qอากาศขาออก เมื่อเราไม่ส่งการถ่ายและรับโอนความร้อนจาก เครื่องจักร หรือ การแผ่รังสีต่างๆ เราก็จะสามารถหา T ของแอปเปิ้ลที่ออกจากกระบวนการนี้ได้

ผิดพลาดยังไง ท่านผู้รู้โปรดให้คำชี้แนะด้วยน่ะครับ T_T

Arm 2Y #15

[ครูผู้น้อย]

คุณ Chubbyz

Assumption เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการคำนวณ โดยเฉพาะงานด้านดิน น้ำ ลม ไฟ

การอบแห้งอาหาร เกี่ยวข้องทั้งดิน (solid) น้ำ (moisture content ของอาหาร และอากาศ) ลม และไฟ ตัวแปรมากมาย ควบคุมยาก

Assumption ทำให้ชีวิตเราง่ายขึ้น คุณ Chubbyz เข้าใจพื้นฐานที่ดีมาก แต่ Assume ให้อากาศขาออก 100 เปอร์เซ็นต์ไม่ได้ค่ะ เพราะโจทย์เค้าถาม RH ของอากาศขาออกค่ะ

ขอบคุณนะคะ ช่วยต่อให้จบนะมีคนรออ่านหลายคน

ปล. เรียกแอปเปิลว่าชิ้นงานนี่ต้องเป็นพวกวิศวกร แน่เลย


ใครกรุณาชี้แนะต่อก็เชิญนะคะ เจ้าของกระทู้หายไปเลย สอบเสร็จแล้วก็มาช่วยกันตอบต่อค่ะ เก็บไว้ให้น้องๆ ดูกัน

สงสัยต้องเพิ่มรางวัลแล้วค่ะ ผู้ใหญ่ใจดีในวงการอาหารอยากมาร่วมให้รางวัลก็เชิญนะคะ

[betine]

คิดจากอากาศครับ จะมีการแปลงจากค่า Rh -> Ah ของอากาศ (ปริมาณของไอน้ำ/ปริมาณของอาการแห้ง) โดยค่า Rh คือ mv/mg (ปริมาณน้ำในอากาศ/ปริมาณน้ำที่อากาศรับได้) และ Rh = Pv/Pg(อันนี้สามารถหาได้จากตารางไอน้ำครับ) โดย Pg คือ Psat@T นั้นๆ ซึ่งขาเข้าคือ 100 องศา โดย P = Pv+Pa -> โดยสรุปรวมๆคือจะเป็น Rh = (Ah*P)/(0.622+Ah)*Pg จะได้ค่าของ Ah ขาเข้ามาครับ

ต่อมาหาปริมาณน้ำที่ระเหยออกโดย น้ำตอนแรกเท่ากับ 0.7*1.67 = 1.17 kg/s และ solid = 0.5 kg/s และขาออกปริมาณน้ำในแอปเปิ้ลเท่ากับ 0.025 kg/s ฉะนั้นปริมาณน้ำที่ระเหยจะเท่ากับ 1.145 kg/s ครับ

ต่อมาตั้งสมการสมดุลมวลของอากาศ อากาศแห้งขาเข้ากับขาออกจะเท่ากันครับ และที่ยากคือสมการสมดุลมวลน้ำครับจะได้  [mair(Ah)+mน้ำระเหย] = [mair(Ah2)]out จะได้สมการสุดท้ายคือ mน้ำระเหย = mair(Ah2-Ah1) ติดไว้ก่อนครับ ไปดูสมการสมดุลพลังงานกันบ้างดีกว่า

สมการสมดุลพลังงานอันนี้ค่อนข้างจะแปลกสักหน่อยครับ ไม่แน่ใจว่าถูกหรือเปล่า แต่ผมว่าเป็นแนวคิดที่แปลกแหวกแนวดี ขอผู้รู้ช่วยชี้แจงด้วยนะครับ ^^

จะได้สมการสมดุลพลังงาน

m[apple](h[apple])in + m[air](h[air]in) = m[apple](h[apple])out + m[air](h[air]out)

โดย h[apple] = c[apple](T[apple]) + Ah(h[water@satLiq])  ==>  Ah= m[water]/m[solid]

จะพบว่าพจน์ที่ 1 ทั้งด้านเข้าและออกเราหาค่าได้ใช่ไหมครับ?

จากนั้นจึงหาของ m[air]

m[air]((h[air]out) - (h[air]in)) = 3125645  (มั่วเลขครับ 55555)

จะพบว่า h[air]in เราจะหาได้จากการเปิด psychometric chart ใช่ไหมครับ ส่วน h[air]out นั้นเราพบว่าคือ c[air](T) + Ah2(h[water]@satVap) ของอากาศที่อุณหภูมิขาออกใช่ไหมครับ? ทีนี้เราพบว่าติดสมการ 2 ตัวแปร 2สมการ ฉะนั้นลองแก้ออกมาดูครับ

ทีนี้มวลอากาศขาเข้า พบว่าหา mv ได้จากสมการ Ah = mv/m[air] ใช่ไหมครับ? นำมาบวกกับ m[air] จะได้อัตราการไหลเข้าสุทธิครับ ส่วนขาออกเรามีค่าของ Ah แล้วใช่ไหมครับ? อุณหภูมิก็มีแล้ว ฉะนั้นเราจะสามารถหา Rh โดยการเปิดตารางไอน้ำหา P เพียงไม่กี่ครั้งเท่านั้น จริงไหมครับ

 

ผิดพลาดประการได้ขออภัยมาที่นี้ด้วยนะครับ ขอบคุณครับ ^^

[ครูผู้น้อย]

ดีใจ และขอบคุณมากค่ะ ที่มาร่วมด้วยช่วยกันตอบ

อยากเห็นเวทีตอบโต้ความรู้ ความคิดในวงการอาหาร อย่างนี้มานาน เชื่อมั่น ว่าการพัฒนาบนฐานของความรู้ จะทำให้อุตสาหกรรมอาหารของไทย ไปไกลแบบก้าวกระโดด เพราะพื้นฐานสำคัญของการพัฒนาคือ ให้บุคลากรซึ่งเป็นทรัพยากรที่สำคัญที่สุด ได้มีโอกาส ช่วยกันคิด ช่วยกันทำ และกล้าแสดงความคิดเห็นในสิ่งที่เป็นประโยชน์ ที่สำคัญคือต้องมีเวทีให้แสดง และ มี แรงกระตุ้นที่ดี

www.foodnetworksolution.com จะขออาสาเป็นเวทีให้ค่ะ และก็ขอแรงมาช่วยๆกันนะคะ ให้มากๆค่ะ

สิ่งตอบแทนที่สำคัญจากการแบ่งปันความรู้ความคิด คือ เราจะได้ความรู้ และความคิดที่ดี มีสติปัญญาเฉลียวฉลาด เปรื่องปราดในศาสตร์ทั้งปวงค่ะ ทำให้ท่าน ได้ที่เรา

จะได้มาเป็นกำลังสำคัญช่วยกันพัฒนาอุตสาหกรรมอาหาร

ผิดเป็นครู
ผิดแยะๆ จะได้มาเป็นอาจารย์กันค่ะ (ทำแยะก็ต้องผิดแยะ)
ยังไงก็ขอบคุณมากๆนะคะ ต่อให้จบทั้งสองท่านนะคะ



ขอแสดงความนับถือ และขอบคุณจากใจ



ครูผู้น้อย

[jaraweetpp]

ไม่ได้หายหรอกค่ะครู แต่ตอนนั้นมันทำไม่ได้ แล้วพอสอบเสร็จก็มีสอบวิชาอื่นอีก แถมถามเพื่อนๆในเฟส ก็ไม่มีใครสนใจ แต่ไม่เป็นไร ปลายภาค หนูต้องกลับมาสอบเรื่องนี้อีก แล้วต้องกลับมาดูข้อนี้ใหม่อีกรอบนึง

ขอบคุณพี่ๆ ที่มาช่วย discuss กันในข้อนี้นะคะ ไม่ได้เข้ามานาน ดีใจที่มีคนมาแชร์ความคิดกัน ^^