Development of a Drying Process Using Microwave-Vacuum Combined with Far-infrared

การพัฒนาการอบแห้งด้วยไมโครเวฟสูญญากาศร่วมกับรังสีอินฟราเรดไกล

Name: Rattapon Saengrayup

keyword: แบบจำลอง ไมโครเวฟสุญญากาศ

; Microwavevacuum

Abstract: The main objective of this research was to develop a drying process by combining farinfrared radiation with microwave-vacuum drying (FIR-MVD). Asparagus was used as a sample in this study. Microwave-vacuum drying (MVD) and combined far-infrared radiation with microwave-vacuum drying (FTR-MVD) were studied and compared in terms of the drying kinetics of the drying material as well as in terms of the color, shrinkage, rehydration ratio and microstructure of dried material. In addition, artificial neural network (ANN) models were developed for predicting the temperature and moisture content in asparagus undergoing MVD and FIR-MVD. Based on the experimental results, it was found that combined FIR with MVD led to shorter drying time. Color, shrinkage, rehydration ratio and textural properties of the dried products were better for FIR combined with MVD. Furthermore, it was found that modified Page's model could explain the drying behavior of the samples undergoing both drying methods at all condition studied (R2 = 0.990-0.999). In terms of the errors of the moisture ratio prediction of asparagus undergoing MVD, it was found that onehidden layer ANN model provided lower reduced chi-square, root mean square error and residual sum of squares (3.31 x10.5, 0.58xlO?5 and 2.46 x10?5, respectively) than those provided by the modified Page's model, which were 2.40 xlO?3, 0.14 and 24.10, respectively. In the case of temperature and moisture content predictions, many ANN models were trained and validated with the experimental data. Inputs for ANN models were the time (ti+I), temperature at time 't,' (TO, moisture content at time 'ti' (MCi) , magnetron on-off status, absolute pressure level and FIR power. The outputs were the temperature (Ti+l) and moisture content (MCi+l) at a given time 'ti+l'. The model for the temperature and moisture content predictions of asparagus undergoing MVD provided the mean relative error (MRE) and mean absolute error (MAE) for Ti+1 of 0.19 percent and 0.11 ?C, respectively. In the case ofMCi+I, the MRE and MAE were 0.09 percent and 0.0011 dry basis, respectively. The results of the temperature and moisture content predictions of asparagus undergoing FIR-MVD were that MRE and MAE for Ti+l were 0.22 percent and 0.12 ?C, respectively. In the case of MC+J. the MRE and MAE were 0.10 percent and 0.0017 dry basis, respectively. From the study, it was observed that the simulation of ANN models might supply essential information, i.e., temperature and moisture content of asparagus corresponding to the drying parameters. This information may be used for the future development of a drying process design.

Abstract: วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้คือการพัฒนากระบวนการอบแห้งโดยใช้รังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับการอบแห้งแบบไมโครเวฟสุญญากาศ โดยใช้หน่อไม้ฝรั่งเป็นตัวอย่างในการศึกษา โดยทำการศึกษาและเปรียบเทียบจลนพลศาสตร์การอบแห้งของผลิตภัณฑ์ อีกทั้งยังเปรียบเทียบคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่อบแห้งด้วยไมโครเวฟสูญญากาศ และการอบแห้งด้วยไมโครเวฟสุญญากาศร่วมกับ รังสีอินฟราเรดไกลในแง่สี การหดตัว การสัดส่วนการคืนรูปของผลิตภัณฑ์อบแห้ง เนื้อสัมผัส และโครงสร้างระดับจุลภาคของ ผลิตภัณฑ์อบแห้ง นอกจากนี้ยังพัฒนาแบบจำลองโครงข่ายใยปราสาทเทียมเพื่อทำนายอุณหภุมิและความชื้นในหน่อไม้ฝรั่ง ภายใต้การอบแห้งแบบไมโครเวฟสุญญากาศ และการอบแห้งโดยใช้รังสีอินฟาเรดร่วมกับการอบแห้งแบบสุญญากาศ จากการทดลองพบว่าเมื่อมีการใช้รังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับการอบแห้งแบบไมโครเวฟสุญญากาศรยะเวลาทีใช้ในการอบแห้งลดลง โดยเมื่อเปรียบเทียบคุณภาพขอผลิตภัณฑ์หลังการอบแห้งแล้วพบว่าเมื่อมีการรังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับการอบแห้งแบบไมโครเวฟ สุญญากาศแล้ว สี การหดตัวสัดส่วนการคืนตัวของผลิตภัณฑ์ และลักษณะเนื้อสัมผัสดีขึ้น นอกจากนี้แล้วยังพบว่าสมการ modifiled Page สามารอธิบายพฤติกรรมการอบแห้งของตัวอย่างที่ผ่านการอบแห้งที่ทำการศึกษา (R2 = 0.990-0.999) ในกรณีของค่าผิดพลาดในการทำนายคาสัดส่วนความชื้นของหน่อไม้ฝรั่งระหว่างอบแห้งแบบไมโครเวฟสุญญากาศพบว่า แบบจำลองโครงข่ายใยประสาทเทียมที่มีหนึ่ง hidden-layer ให้ค่าผิดพลาดในการทำนายเท่ากับ (3.31 x10.5, 0.58x10-5 และ 2.46 x10-5)สำหรับ reduced chi-square, root mean square error และ residual sum of squares ตามลำดับ ซึ่งมีค่าดังกล่าวต่ำกว่าคี่ผิดพลาดที่ได้จากสมการ Modified Page ค่าผิดพลาดของสมการอบแห้งนี้มีค่าเท่ากับ 2.40x10-3 , 0.14 และ24.10 สำหรับreduced chi-square, root mean square error และ residual sum of squares ตามลำดับ ในกรณีของการทำนายอุณหภูมิและปริมาณความชื้น แบบจำลองโครงข่ายใยประสาทเทียมแบบต่างๆ ถูกพัฒนาและทดสอบด้วยข้อมูลที่ได้จากการทดลอง ข้อมูลป้อนเข้าสำหรับโครงข่ายใยประสาทเทียมคือ เวลาที่ในการอบแห้ง (ti+1), อุณหภูมิที่เวลา ‘ti’ (Ti) ความชื้นที่เวลา‘ti’ (MCi), สถานะของแมกนิตรอน, ระดับความดัน และระดับพลังงานรังสีอินฟาเรดไกล ส่วนผลลัพธ์ของการทำนายคือค่าอุณหภูมิ (Ti+1) และความชื้น (MCi+1) ณ เวลาที่กำหนด ‘ti+1’ แบบจำลองทำนายอุณหภูมิและปริมาณความชื้นขอหน่อไม้ฝรั่งระหว่างการอบแห้ง แบบไมโครเวฟสุญญากาศพบว่าแบบจำลองดังกล่าวให้ค่าเฉลี่ยความผิดพลาดสัมพัทธ์ (MRE) และความผิดพลาดสัมบรูณ์ (MAE) สำหรับการทำนาอุณหภูมิ ‘Ti+1’ เท่ากับร้อยละ 0.22 และ 0.12 องศาเซเซียส ตามลำดับ ส่วนในการทำนายค่า MCi+1 นั้นพบว่าค่า MRE และ MAE เท่ากับร้อยละ 0.10 และ 0.0017 ฐานแห้งตามลับ จากผลการศึกษาจะเห็นได้ว่า แบบจำลองโครงข่ายใยประสาทเทียมสามาถให้ข้อมูลเกี่วกับอุณหภูมิแความชื้นของหน่ไม้ฝรั่งกบปัจจัยในการอบแห้ง ซึ่งข้อมูลดังกล่าวอาจนำไปใช้ในการพัฒนาการออกแบบกระบวนการอบแห้งได้

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Ampawan Tansakul

Role: Advisor

Created: 2553-01-30

Modified: 2553-01-30

Issued: 2553-01-30

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: FDE451

tha

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Food Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	FDE451.pdf	1.29 MB	414	2024-11-25 10:59:49
2	FDE451ab.pdf	41.85 KB	132	2022-04-21 15:00:43

ใช้เวลา

0.029513 วินาที