ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การประยุกต์ใช้ปั๊มความร้อนในการอบแห้งผลไม้

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การประยุกต์ใช้ปั๊มความร้อนในการอบแห้งผลไม้
นักวิจัย : สมชาติ โสภณรณฤทธิ์
คำค้น : -
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2542
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=RDG4020005 , http://research.trf.or.th/node/935
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

บทคัดย่อ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการอบแห้งมะละกอแช่อิ่มโดยใช้ปั๊มความร้อนได้ถูกพัฒนาขึ้นโดยสมการที่ใช้ ในแบบจำลองคือ สมการอัตราการอบแห้ง สมการสมดุลมวลและพลังงาน สมการคุณสมบัติทางกายภาพของมะละกอแช่ อิ่ม และสมการการถ่ายเทความร้อนที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน วิธีการคำนวณแบบการแทนค่าอย่างต่อเนื่องถูกนำมาใช้ ในการหาคำตอบ จากการหาคำตอบโดยวิธีนี้พบว่าแบบจำลองสามารถทำนายค่าได้ค่อนข้างถูกต้อง ทั้งความชื้นสุดท้าย อุณหภูมิอากาศที่ตำแหน่งต่าง ๆ ในระบบ และอุณหภูมิของสารทำความเย็น โดยเฉพาะที่ความชื้นเริ่มต้นของมะละกอแช่อิ่ม ต่ำ จากการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อหาแนวทางการอบแห้ง เมื่อทำการอบแห้งที่อัตราการไหลจำเพาะของ อากาศ 29.8 กิโลกรัมต่อชั่วโมง-กิโลกรัมมะละกอแช่อิ่มแห้ง จากผลการจำลองพบว่าเวลาที่ใช้ในการอบแห้งสั้นลงและค่า ความสิ้นเปลืองพลังงานลดลงเมื่อเพิ่มอุณหภูมิของอากาศอบแห้ง โดยสัดส่วนอากาศที่ไม่ผ่านเครื่องทำระเหยที่เหมาะสมอยู่ ในช่วง 86 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ ชื่อโครงการ : การอบแห้งผักและผลไม้ด้วยปั๊มความร้อน ชื่อนักวิจัย : ศิวะ อัจฉริยวิริยะ1 และสมชาติ โสภณรณฤทธิ์2 1นักศึกษาปริญญาเอก คณะพลังงานและวัสดุ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, กรุงเทพมหานคร 2ภาคีสมาชิก สำนักวิทยาศาสตร์ ประเภทวิทยาศาสตร์ประยุกต์; ศาสตราจารย์ คณะพลังงานและวัสดุ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี, กรุงเทพมหานคร ระยะเวลาโครงการ : พฤษภาคม 2540 - 2542 บทคัดย่อ บทความนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาชนิดผักและผลไม้ที่มีศักยภาพในการทำแห้ง ตลอดจนศึกษาข้อมูลการออกแบบ ระบบปั๊มความร้อนที่นำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานความร้อนและลดความชื้นอากาศสำหรับการอบแห้ง โดยพิจารณาสารทำงาน R-22, R-123, R-124, R-134a, และR-152a โดยมีพารามิเตอร์สำหรับการออกแบบที่สำคัญคืออัตราส่วนการอัด อุณหภูมิควบ แน่น อุณหภูมิแตกต่างรวมและสัมประสิทธิ์สมรรถนะของแรงคีนทางทฤษฎี นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาหาความสัมพันธ์ ระหว่างอัตราส่วนการอัด , สัมประสิทธิ์สมรรถนะของแรงคีนทางทฤษฎี กับอุณหภูมิแตกต่างรวมที่อุณหภูมิควบแน่น 70 oC และ 85 oC ชื่อโครงการ : การอบแห้งผลไม้โดยใช้ปั๊มความร้อน* ชื่อนักวิจัย : สมชาติ โสภณรณฤทธิ์** ประทาน รักปรางค์ อดิศักดิ์ นาถกรณกุล และ สมบูรณ์ เวชกามา **ภาคีสมาชิก สำนักวิทยาศาสตร์ ประเภทวิทยาศาสตร์ประยุกต์; ศาสตราจารย์ คณะพลังงานและวัสดุ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ถนนสุขสวัสดิ์ 48 กรุงเทพฯ 10140 ระยะเวลาโครงการ : พฤษภาคม 2540 - 2542 * บรรยายในการประชุมราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ ราชบัณฑิตยสถาน เมื่อวันที่ ๖ สิงหาคม ๒๕๔๐ บทคัดย่อ งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการอบแห้งผลไม้โดยใช้ปั๊มความร้อน โดยทำการออกแบบ สร้าง ประเมินสมรรถนะของ เครื่องอบแห้งและค่าใช้จ่าย เครื่องอบแห้งประกอบด้วยตู้อบแห้ง ปั๊มความร้อนบรรจุผลิตภัณฑ์ได้จำนวน 12 ถาด (น้ำหนัก ผลิตภัณฑ์ 100 - 132 กิโลกรัม) ปั๊มความร้อนขนาดหนึ่งตันความเย็น โดยทำการทดลองอบแห้งมะละกอแช่อิ่ม แบบระบบ ปิด อุณหภูมิอบแห้ง 50oC อัตราการไหลเชิงมวลของอากาศ 0.45 กิโลกรัมต่อวินาที สัดส่วน By pass air 63 % แบ่งการ อบแห้งออกเป็นสองช่วง คือ ช่วงแรก อบแห้งมะละกอชิ้นใหญ่ขนาด 6.35x15x2.54 ลูกบาศก์เซนติเมตร ความชื้นเริ่มต้น 74% มาตรฐานแห้ง และช่วงที่สอง นำมะละกอแช่อิ่มอบแห้งจากช่วงแรกมาลดขนาดลงเป็น 0.98x0.98x0.98 ลูกบาศก์ เซนติเมตร แล้วนำไปอบแห้งต่อไป ให้เหลือความชื้นสุดท้าย 23 % มาตรฐานแห้ง จากการทดลองพบว่า อัตราการอบแห้ง สามารถทำได้ถึง 0.686 กิโลกรัมน้ำที่ระเหยต่อชั่วโมง อัตราการควบแน่นของน้ำจากเครื่องทำระเหยสามารถทำได้ถึง 0.78 กิโลกรัมน้ำควบแน่นต่อชั่วโมง เวลาที่ใช้ในการอบแห้งทั้งสองช่วงรวมกันประมาณ 80 ชั่วโมง (โดยใช้เวลาช่วงละ 40 ชั่วโมง) ความสิ้นเปลืองพลังงานของระบบเท่ากับ 9.93 เมกะจูลต่อกิโลกรัมน้ำที่ระเหย หรือ Specific moisture extraction rate (SMER) เท่ากับ 0.363 กิโลกรัมน้ำที่ระเหยต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ที่อัตราการไหลจำเพาะของอากาศ 21.42 กิโลกรัม อากาศแห้งต่อชั่วโมง-กิโลกรัมมะละกอแห้ง สัมประสิทธิ์สมรรถนะของระบบปั๊มความร้อน (COPhp) มีค่าระหว่าง 3.71 - 3.85 คุณภาพของมะละกอแช่อิ่มอบแห้งที่ได้จากการอบแห้งทั้งสองช่วง พบว่า มีสีส้มปนแดงค่อนข้างอ่อน (Code 34 - C ตามมาตรฐานเทียบสีของ R.H.S Colour Chart) จากการประเมินค่าใช้จ่ายในการอบแห้งมะละกอแช่อิ่ม พบว่า มีค่าเท่ากับ 12.8 บาทต่อกิโลกรัมน้ำที่ระเหย โดยแยก เป็นค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเท่ากับ 5.3 บาทต่อกิโลกรัมน้ำที่ระเหย ค่าใช้จ่ายด้านการบำรุงรักษาเท่ากับ 1.4 บาทต่อกิโลกรัม น้ำที่ระเหย และค่าใช้จ่ายในการสร้างเครื่องอบแห้งเท่ากับ 6.1 บาทต่อกิโลกรัมน้ำที่ระเหย Objectives : 1. To develop a mathematical model for fruit drying using heat pump. 2.To design, construct, test and develop a prototype of heat pump dryer in collaboration with Rice Engineering Supply Co. Ltd. 3. To investigate technically and economically heat pump dryer. 4. To transfer of technology of heat pump drying to target groups. Methodology : There have been 4 masteral students and 1 doctoral student working on this project. Their research topics of interest are as follows : 1. Design, construct and test a pilot heat pump fruit dryer (1 hp compressor) 2. Development of a mathematical model for fruit drying using heat pump. 3. Development of a prototype of heat pump seed dryer (5 hp compressor) 4. Development of a prototype of heat pump fruit dryer (7.5 hp compressor) 5. Further development of mathematical models for heat pump drying Results : 1. The topics nos, 1 and 2 have been completed with relatively good results and satisfaction. 2. The topics nos. 3 and 4 are on-going with also relatively good results especially the no. 3 from which the prototype developed could be sold. 3. The topic no.5 is on-going 4. More details are available in published papers and progress reports. Discussion, Conclusion : The heat pump dryer prototypes developed in this project perform well and at least one unit has been sold. A paper has been presented in an International Conference. A few are being sent or prepared for possible publication in some refereed journals. Some abstracts are attached. Suggestions/Further Implication/Implementation It is expected that heat pump dryer for seeds could be fully commercialized. At present the prototype has been sold. Heat pump dryer can be used for drying fruit and vegetable. However, the acceptance for commercialization is to be seen in approximate one year. Keywords : Drying, heat pump, seed, fruit, modelling Project Title : Development of a Mathematical Model for Heat Pump Fruit Drying Investigators : Waraporn Rattanongpisat Somchart Soponronnarit and Thanit Swasdisevi School of Energy and Materials, King Mongkut’s Institute of Technology Thonburi, Suksawat 48 Rd., Bangkok 10140, Thailand. Project Period : March 1997 - Febuary 1999 ABSTRACT A mathematical model for papaya glace' drying using heat pump has been developed. It comprises of drying rate equation, mass and energy balance equations, thermo-physical property of papaya glace' equations and heat exchanger equations. Successive substitution method was used for finding the solution. It was found that the model was fairly accurate for predicting final moisture content, air temperature at various parts in the system and temperature of refrigerant especially at low moisture level of papaya glace'. The mathematical model was then used to find out strategy for drying papaya glace' with a specific air flow rate of 29.8 kg/h-kg dry papaya glace'. Simulated results showed that drying time and energy consumption decreased when the drying air temperature increased. In addition, the appropriate by-pass air ratio was in the range of 86-90 %. Keywords : drying, mathematical model, fruit, heat pump Project Title : Drying of Vegetables and Fruits by Heat Pumps Investigators : Siva Achariyaviriya1 and Somchart Soponronnarit2 1 School of Energy and Materials, King mongkut’s Institute of Technology Thonburi, Bangkok 2Associate Member of the Royal Institute, Professor, School of Energy and Materials, King mongkut’s Institute of Technology Thonburi, Suksawat 48 Road, Bangkok 10140. Project Period : March 1997 - Febuary 1999 Abstract The objectives of this study are to investigate some vegetables and fruits which have drying potential and to determine theoretically some design parameters for dryer using heat pump systems operating on R-22, R-123, R-124, R-134a, and R-152a. The essential design parameters are the compression ratio (CR) , the condensing temperature (TCO) , the gross temperature lift (TCO-TEV) , and the theoretical Rankine coefficient of performance (COPR). The relationship between compression ratio , the theoretical Rankine coefficient of performance , and the gross temperature lift for this group of working fluids for condensing temperature 70 oC and 85 oC were determined. Project Title : FRUIT DRYING USING HEAT PUMP* Investigators : Somchart Soponronnarit** Prathan Rukprang Adisak Nathakaranakule and Somboon Wetchacama **Associate Member of the Royal Institute, Professor, School of Energy and Materials, King mongkut’s Institute of Technology Thonburi, Suksawat 48 Road, Bangkok 10140. * Paper presented at the Royal Institute, Bangkok, August 6,1997. Project Period : March 1997 - February 1999 The purposes of this research are to design, construct, evaluate performance and conduct cost analysis of heat pump fruit dryer. The dryer consists of cabinet dryer and heat pump. Product capacity of the cabinet is 100-132 kg with 12 trays and capacity of the heat pump is 1 ton refrigeration. In this experiment, papaya glace' is dried in close-loop air with drying temperature 50 oC, air flow rate 0.45 kg/s and by pass air 63 %. Drying operation is divided into 2 steps. In the first step, papaya glace' with dimension 6.35x15x2.5 cm3 and intial moisture content 74 %db. is dried. In the second step, papaya glace' dried in the first step is cut into 0.98x0.98x0.98 cm3 and dried to final moisture content 23 % db. The results are as follows: drying rate 0.686 kg water/h, moisture extraction rate from evaporator 0.78 kg water/h, drying time of two steps is approximately 80 h ( 40 h in each step). Energy consumption is 9.93 MJ/kW-h or SMER (Specific moisture exaction rate) is 0.363 kg water evap./kW-h at specific air flow rate 21.42 kg dry air/h-kg dry papaya glace'. The coefficient of performance of heat pump (COPhp) varies between 3.71-3.85. For the quality of papaya glace' after drying in terms of color, it is found that color of papaya glace' is light orange- reddish (code 34-C from R.H.S colour chart). For cost evaluation from this experiment, it is found that cost of papaya glace'drying is 12.8 bath/kg water evap. of which 5.3 is energy cost, 1.4 is maintenance cost and 6.1 is fixed cost.

บรรณานุกรม :
สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ . (2542). การประยุกต์ใช้ปั๊มความร้อนในการอบแห้งผลไม้.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ . 2542. "การประยุกต์ใช้ปั๊มความร้อนในการอบแห้งผลไม้".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ . "การประยุกต์ใช้ปั๊มความร้อนในการอบแห้งผลไม้."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2542. Print.
สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ . การประยุกต์ใช้ปั๊มความร้อนในการอบแห้งผลไม้. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2542.