แบบจำลองคณิตศาสตร์สำหรับทำนายเวลาในการแช่เยือกแข็งปลาหมึกกระดอง

Mathematical model of freezing time prediction for cuttlefish

Name: อมมี คุณอารี

ThaSH: ชีววิทยาการเยือกแข็ง

ThaSH: ปลาหมึก

ThaSH: แบบจำลองทางคณิตศาสตร์

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแบบจำลองคณิตศาสตร์สำหรับทำนายเวลาในการแช่เยือกแข็งปลาหมึกกระดอง (Sepia sp.) โดยวิธีเชิงเลขและการใช้สมการอย่างง่าย ซึ่งใช้ค่าสมบัติทางกายภาพและความร้อนของปลาหมึกกระดอง ได้แก่ ความชื้น จุดเยือกแข็ง ความหนาแน่น ค่าสภาพนำความร้อน และค่าความร้อนของปลาหมึกกระดอง ในช่วยอุณหภูมิสูงกว่าและต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของปลาหมึกกระดอง ตลอดจนค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนที่ผิวขณะแช่เยือกแข็งที่หาได้จากการทดลอง จากการหาความชื้นโดยวิธีอบแห้ง จุดเยือกแข็งโดยวิธี freezing curve ความหนาแน่นโดยวิธี buoyant force (ที่อุณหภูมิ 0⁰ ถึง 30 ℃) และชั่งน้ำหนักปลาหมึกกระดองที่ทราบปริมาตร (ที่อุณหภูมิ -5⁰ ถึง - 30 ℃) ค่าสภาพนำความร้อนโดยวิธี transient และค่าความร้อนจำเพาะวัดโดยวิธี modified method of mixture พบว่าความชื้นของปลาหมึกกระดองเท่ากับ 81.72±2.01% และจุดเยือกแข็งอยู่ระหว่าง -0.8⁰ ถึง – 1.5 ℃ สมบัติทางกายภาพและความร้อนของปลาหมึกกระดองในช่วงอุณหภูมิสูงกว่าจุดเยือกแข็ง (0⁰ ถึง 30 ℃) มีการเปลี่ยนแปลงน้อย โดยความหนาแน่นเฉลี่ยมีค่าเท่ากับ 1050.75±1.06 kg/m³ ค่าสภาพนำความร้อน 0.528-0.548 w/m.K และมีความร้อนจำเพาะ 0.884-0.906 cal/g. ℃ สำหรับช่วงอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ความหนาแน่นลดลงจาก 985.5 kg/m³ ถึง 959.0 kg/m³ ค่าสภาพนำความร้อนเพิ่มขึ้นจาก 1.124 W/m.K ถึง 1.644 W/m.K เมื่ออุณหภูมิลดลงจาก -5⁰ ถึง - 30 ℃ และค่าความร้อนจำเพาะลดลงจาก 1.602 cal/g. ℃ เมื่ออุณหภูมิลดลงจาก -10⁰ ถึง - 30 ℃ สำหรับการวัดสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนที่ผิวใช้ metal transducer พบว่า ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนที่ผิวเพิ่มขึ้นตามความเร็วลม และความสัมพันธ์ในเทอม Nusselt number กับ Reynolds number เป็นแบบสมการกำลังเมื่อนำค่าสมบัติทางกายภาพและความร้อนของปลาหมึกกระดองที่แปรเปลี่ยนตามอุณหภูมิและสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนที่ผิว ไปใช้คำนวณเวลาในการแช่เยือกแข็งโดยวิธีเชิงเลขและการใช้สมการอย่างง่าย เปรียมเทียบกับเวลานำการแช่แข็งจากการทดลอง พบว่าแบบจำลองคณิตศาสตร์ที่สร้างด้วยวิธีเชิงเลขให้ความเม่นยำในการทำนายมากที่สุดโดยมีความผิดพลาด 1.5%

Abstract: The objective of this research was to study the mathematical model of freezing time prediction for cuttlefish using the numerical and simple equation method. The thermo-physical properties (moisture content. Freezing point, density, thermal conductivity, and specific heat) of cuttlefish (Sepia sp.) above and below freezing point and the surface heat transfer coefficient during freezing process were determined used in the model. The moisture content was measured by the drying method, the freezing point by the freezing curve method, the density by the buoyant force measurement at 0⁰ - 30 ℃ and by measuring the mass known volume cuttlefish at -5⁰ to - 30 ℃ ,the thermal conductivity by the heated probe method, and the specific heat by the modified method of mixture. The results showed that the moisture content and the freezing point of cuttlefish were 81.72±2.01% and -0.8⁰ to – 1.5 ℃, respectively. At the temperature above freezing point of cuttlefish, the density, the thermal conductivity and the specific heat were 1050.75±1.06 kg/m³ , 0.528-0.548 w/m.K and 0.884-0.906 cal/g. ℃, respectively . At the temperature below freezing point of cuttlefish, the density decreased from 985.5 kg/m³ to 959.0 kg/m³ and the thermal conductivity increased from 1.124 W/m.K to 1.644 W/m.K when the temperature decreased from -5⁰ to 30 ℃ while the specific heat decreased from1.602 cal/g. ℃ o576 cal/g. ℃ when the temperature decreased from -10⁰ to - 30 ℃. The surface heat transfer coefficient during freezing process as measured by metal transducer was found to increase when the velocity increased and the correlation between Nusslt number and Reynolds number was found to be power equation. The thermophysical properties of cuttlefish and surface heat transfer coefficient were used to calculate the freezing time for cuttlefish by the numerical and simple equation methods. The result showed that the numerical method gave a better freezing time prediction with the mean error of 1.5%

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: สายวรุฬ ชัยวานิชศิริ

Role: ที่ปรึกษา

Name: กัลยา เลาหสงคราม

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2540

Modified: 2569-10-04

Issued: 2569-08-25

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีทางอาหาร

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ใช้เวลา

0.022507 วินาที