Abstract:
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการแช่เยือกแข็งผลิตภัณฑ์เนื้ออกไก่ปรุงสุก และพัฒนาสมการทางคณิตศาสตร์เพื่อใช้ทำนายการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและระยะเวลาที่ใช้ในการแช่เยือกแข็งผลิตภัณฑ์เนื้ออกไก่ปรุงสุก โดยใช้วิธี Finite Volume Difference Method แบบสามมิติ ซึ่งจะมีประโยชน์สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมแปรรูปเนื้อไก่แช่เยือกแข็ง ในการศึกษาจะเปรียบเทียบระหว่างการแช่เยือกแข็งแบบลมพ่นที่อุณหภูมิ -25, -30 และ -35 ◦C (ความเร็วลม 1.05 m/s) การแช่เยือกแข็งแบบสายพานเกลียวที่อุณหภูมิ -30 ถึง -35 ◦C (ความเร็วลม 1.56 m/s) และการแช่เยือกแข็งแบบไครโอจินิกที่อุณหภูมิ -40 ◦C (ความเร็วลม 1.94 m/s) ผลการทดลองที่ได้จะนำมาเปรียบเทียบกับผลจากการทำนายด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ สำหรับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นจะใช้องค์ประกอบทางเคมีในการประเมินคุณสมบัติทางกายภาพเชิงความร้อนของผลิตภัณฑ์ทั้งช่วงก่อนและหลังผ่านอุณหภูมิจุดเยือกแข็ง ร่วมกับสมการการถ่ายเทความร้อนและใช้โปรแกรม Microsoft Excel ช่วยในการคำนวณ เพื่อความสะดวกในการใช้งาน จากการศึกษาพบว่า เนื้ออกไก่ปรุงสุกมีค่าความร้อนจำเพาะ ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน และความหนาแน่นอยู่ในช่วง 3.56-2.16 kJ/kg◦C, 0.54-1.79 W/m◦C และ 971.30-966.11 kg/m3 ตามลำดับ และอุณหภูมิจุดเยือกแข็งของเนื้ออกไก่ปรุงสุกคือ -0.69 °C นอกจากนี้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและระยะเวลาที่ใช้ในการแช่เยือกแข็งผลิตภัณฑ์เนื้ออกไก่ปรุงสุก ณ. ตำแหน่งใจกลางได้อย่างแม่นยำเมื่อเทียบกับค่าที่ได้จากการทดลอง โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานเท่ากับ 7.1 ◦C และค่าความคลาดเคลื่อนของการทำนายระยะเวลาแช่เยือกแข็งเท่ากับ 3.04% ในส่วนของคุณภาพเนื้ออกไก่ปรุงสุกหลังการแช่เยือกแข็งพบว่า การแช่เยือกแข็งด้วยเครื่องแช่เยือกแข็งแบบสายพานเกลียวมีค่าการสูญเสียน้ำหนักจากการแช่เยือกแข็ง ค่าการสูญเสียน้ำหนักจากการละลาย และค่าความแข็งของเนื้ออกไก่หลังการละลายน้อยที่สุดคือ 6.19%, 0.34% และ 34.24 N ตามลำดับ
The objectives of this research are to study the suitable conditions for freezing the cooked chicken breast products and to develop the mathematical model for predicting the temperature change and freezing time in the freezing process using the three-dimensional finite difference method. These would be useful for the frozen chicken processing plant. In this study, the comparison between the air blast freezing at the temperatures of -25, -30 and -35 ◦C (air velocity of 1.05 m/s), spiral belt freezing at the temperatures of -30 to -35 ◦C (air velocity of 1.56 m/s) and cryogenic freezing at -40 ◦C (air velocity of 1.94 m/s) were conducted. The experimental results were compared with the model prediction. The model was developed using the chemical composition to estimate the thermo-physical properties of the product for not only before but also after the freezing point temperature together with the heat transfer equations. The Microsoft excel was applied in the calculation in order to be user friendly. The results indicated that the cooked chicken breasts had specific heat capacity, thermal conductivity and density values in the ranges of 3.56-2.16 kJ/kg◦C, 0.54-1.79 W/m◦C and 971.30-966.11 kg/m3 respectively whereas the freezing point temperature of cooked chicken breast was -0.69 ◦C. The mathematical model can predict the changes in the temperature of the cooked chicken breast at the core temperature and the freezing time at the center of the sample rather accurately compared to the experimental result with the average standard error of 7.1 ◦C and the mean relative error of each predicted freezing time of 3.04%. For the quality of the cooked chicken breast after freezing, it was found that freezing by spiral belt freezers resulted in the weight loss from freezing, weight loss after thawing, and the hardness values of 6.19%, 0.34% and 34.24 N respectively which were the lowest compared to its counterparts.