เทคโนโลยีอบแห้งด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

เทคโนโลยอี บแหง้ ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ มัธยมศึกษาปที4 ครูกาญจนา บรรดาศักดิ

การอบแหง้ การอบใหแ หง เป็ นวธิ ีหน่ึงของการถนอมอาหาร ซ่งึ นิยมทาํ กันท้ังระดับชาว บา นและอุตสาหกรรมมาชานานแลว การทาํ ใหแ หงมีหลายวธิ ี เชน การตากดวย แสงอาทิตย การอบแหง ดว ยลมรอน และการอบแหง แบบเย็นเยือกแขง็ เป็ นตน วธิ ตี ากแหง ดวยแสงอาทิตย จะมีความสะดวกและส้ินคาใชจ า ยนอย โดย เฉพาะพลงั งานแสงอาทติ ยเป็ นแหลงกาํ เนิดความรอนท่ไี ดม าโดยไมตอ งเสยี คาใช จาย การตากแหงโดยใชพลงั งานแสงอาทิตยแบบด้งั เดิม เชน การตากเน้ ือ ปลา พชื ผักและผลไม จะมีปั ญหาเร่ืองฝ ุนละออง มีเช้ ือจลุ นิ ทรยี  แมลงวนั ตอมเป็ น พาหะนาํ เช้ ือโรค และทําใหเ กิดหนอนข้ึนได เม่อื ฝนตกหรอื อากาศเย็น การตาก อาจมปี ั ญหาเร่ืองเช้ อื รา เป็ นเหตุใหเก็บไวไ ดไ มน าน ทําใหผูบรโิ ภคอาจเจบ็ ป วยได ไดมกี ารพฒั นาการอบแหงโดยใชตูอบแหง จากแหลง พลังงานไฟฟ า ซ่ึงเป็ นการ ส้นิ เปลอื งพลังงานและคา ใชจา ยเป็ นอยางมาก ทาํ ใหต นทนุ การผลติ สูง

เครอื งอบพลังแสงอาทิตย์ เคร่ืองอบพลังงานแสงอาทิตย คอื อุปกรณท่ีใชอบแหงดวยพลังงาน แสงอาทติ ย หลักการคอื แสงอาทติ ยส อ งผา นเขา ไปในตู (ซ่ึงประกอบจาก กระจกหรือโปลคี ารบ อเนต) เม่ือแสงแดดผานเขา ตูจ ะทาํ ใหอ ณุ หภูมิ ภายในสงู ข้ึน เกิดการถา ยเทความรอ นไปยงั วัตถุดบิ ท่ีตอ งการอบแหง(อาจ เป็ นผลไม อาหารตา งๆ) น้ําท่รี ะเหยจากวัตถุดิบจะลอยตวั และไหลออก อากาศเยน็ จะไหลเขา มาแทนท่ี เกิดการหมุนเวยี นภายในตอู บ โดยปรกติ จะมีอณุ หภมู ิ 60 - 70 องศาเซลเซียส หากทําระบบใหญอาจเรียกวา โรง อบ และปรกติวัสดทุ ่ีใชทําประกอบดวยกระจกหรอื โปลีคารบ อเนต อลมู ิ เนยี มพ้ ืนในตอู บอาจทาสีดําเพ่อื ใหดูดกลืนแสงแดดไดมากข้นึ

เ ค ร ือ ง อ บ แ ห้ ง ด้ ว ย 1.เคร่อื งอบแหง ระบบ Active พ ลั ง ง า น แ ส ง อ า ทิ ต ย์ 2.เคร่อื งอบแหง ระบบ Passive ปั จจุบนั มีการยอมรับใชงาน 3 ลกั ษณะ 3.เคร่ืองอบแหงระบบ Hybrid

เครอื งอบแหง้ ระบบ Active System เคร่อื งอบแหงระบบ Active System คอื ระบบอบแหง ท่มี ี เคร่อื งชว ยใหอ ากาศไหลเวยี นในทศิ ทางท่ีตอ งการ เชน จะมีพดั ลม ตดิ ต้ังในระบบเพ่อื บงั คับใหมีการไหลของอากาศผานระบบ พดั ลม จะดูดอากาศจากภายนอกใหไหลผานแผงรบั แสงอาทติ ยเพ่ือรับ ความรอนจากแผงรับแสงอาทติ ย อากาศรอนท่ีไหลผานพัดลมและ หองอบแหง จะมีความช้ ืนสมั พัทธต ่าํ กวาความช้ นื ของพืชผล จงึ พา ความช้ นื จากพชื ผลออกสูภ ายนอกทาํ ใหพชื ผลท่ีอบไวแ หง ได

ตัวอยา่ ง

เครอื งอบแหง้ ระบบ Passive System เคร่ืองอบแหงระบบ Passive System คอื ระบบท่เี คร่ืองอบ แหงทาํ งานโดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตยแ ละกระแสลมท่พี ดั ผาน ไดแก ก.เคร่ืองตากแหง โดยธรรมชาติ เป็ นการวางวัสดไุ วท ่กี ลาง แจง อาศยั ความรอ นจากแสงอาทิตยแ ละกระแสลมในบรรยากาศ ในการระเหยความช้ ืนออกจากวัสดุ

ข.ตูอ บแหง แบบไดร บั แสงอาทิตยโดยตรง วัสดุท่ีอบจะ อยูในเคร่อื งอบแหงท่ีประกอบดวยวัสดุท่ีโปรงใส ความรอนท่ีใช อบแหง ไดม าจากการดดู กลนื พลงั งานแสงอาทิตย และอาศยั หลักการขยายตัวเอง อากาศรอนภายในเคร่อื งอบแหง ทําใหเกิด การหมนุ เวียนของอากาศเพ่อื ชวยถา ยเทอากาศช้ นื ค.ตูอบแหงพลงั งานแสงอาทิตยแบบผสม เคร่ืองอบ แหงชนิดน้ีวัสดุท่ีอยูภายในจะไดร บั ความรอ น 2 ทาง คือ ทาง ตรงจากดวงอาทิตยแ ละทางออ มจากแผงรบั รังสดี วงอาทิตย ทําใหอ ากาศรอนกอนท่จี ะผานวสั ดุอบแหง

ตัวอยา่ ง

เครอื งอบแหง้ ระบบ Hybrid System เคร่อื งอบแหงระบบ Hybrid System คือระบบอบแหง ท่ใี ชพ ลงั งาน แสงอาทิตยแ ละยงั ตองอาศยั พลงั งานในรปู แบบอ่นื ๆ ชวยในเวลาท่มี ีแสง อาทิตยไมสม่ําเสมอหรือตองการใหผ ลิตผลทางการเกษตรแหง เร็วข้ึน เชน ใชร วมกับพลังงานเช้ ือเพลิงจากชีวมวล พลงั งานไฟฟ า วสั ดุอบแหงจะได รบั ความรอนจากอากาศรอ นท่ีผานเขา แผงรับแสงอาทิตย และการ หมุนเวียนของอากาศจะอาศัยพัดลมหรอื เคร่อื งดูดอากาศชวย

ตัวอยา่ ง

ทฤษฎีการอบแหง้ การอบแหง คอื กระบวนการลดความช้ นื โดยสว นใหญใชก ารถา ยเทความ รอนไปยังวสั ดุท่ชี ้ นื เพ่ือไลความช้ ืนออกโดยการระเหย โดยใชอาศัยความรอ นท่ี ไดรับเป็ นความรอนแฝงของการระเหย โดยปกติจะใชค วามช้ ืนเป็ นตัวบงบอก ปริมาณของน้ําท่อี ยใู นวัสดุ ซ่งึ สามารถแสดงไดเป็ น 2 แบบ คอื 1.ความช้ ืนมาตรฐานเปี ยก (Wet basis) คือ อตั ราสวนน้ําหนักของน้าํ ใน ผลิตภณั ฑต อ น้าํ หนกั ผลิตภัณฑช้ นื โดยมสี มการดังน้ี MW = [(w-d)/w]*100

ทฤษฎีการอบแหง้ 2.ความช้ ืนมาตรฐานแหง (Dry basis) คือ อัตราสว นน้าํ หนักของน้ําในผลิตภณั ฑต อ น้าํ หนกั ผลิตภัณฑแ หง โดยมสี มการดังน้ี M d = [(w-d)/d]*100 โดยท่ี MW คอื ความช้ นื มาตรฐานเปี ยก M d คอื ความช้ นื มาตรฐานแหง w คือ น้ําหนกั เร่มิ ตนของผลติ ภณั ฑ d คือ น้าํ หนกั ผลติ ภัณฑแ หง โดยทัว่ ไปการอบแหงวัสดสุ ามารถ แบง ออกเป็ น ชว งคือ ชวงอัตราการอบแหง คงท่ี ซ่ึงปริมาณความช้ นื ภายในวัสดมุ คี าสูงกวา ความช้ นื วกิ ฤติท่ผี ิวของวสั ดุมนี ้ําอยจู าํ นวนมาก เม่ือความรอนจากอากาศถา ยเทไปยงั วสั ดุ การถา ยเทความรอนและมวลจะเกิดข้นึ เฉพาะท่ีผิวของวสั ดุ ชว งน้อี ุณหภูมผิ ิวของวสั ดอุ บ แหง และอัตราการอบแหง จะมีคาคงท่ี และชว งอัตราการอบแหงลดลง ซ่งึ ปรมิ าณความช้ นื ภายในวัสดุมคี าต่ํากวา ความช้ ืนวิกฤติ เม่อื ความรอนจากอากาศถา ยเทไปยงั วัสดุ น้าํ จะ เคล่ือนท่ีจากภายในเน้ ือวัสดุมาท่ีผวิ ของวสั ดใุ นลกั ษณะของเหลวหรือไอน้ําและน้าํ ท่ผี ิวจึง จะระเหยไปกบั อากาศ

หลักการทํางาน.. ตู้อบแหง้ พลังงานแสงอาทิตย์ ตูอ บแหง พลังงานแสงอาทติ ยน้ี จะใช \" หลกั การไหลเวยี นอากาศรอ น เพ่ือระบายความช้ ืน ดวยวิธีธรรมชาติ \" กลา วคอื เม่ือแสงอาทติ ยสองผา นกระจก พ้ นื อลูมิเนียมสีดาํ ซ่ึงอยูภ ายในตู จะทําหนา ท่ดี ดู กลนื ความรอ นสะสมไว ทําใหอุณหภมู ภิ ายในตูอบแหง สูงข้ึน ประมาณ 60 องศาเซลเซียส อากาศรอ นในตอู บจะถายเทความช้ นื ทมี ีอยูในอาหารใหร ะเหยออกมา เกดิ การลอยตัวสงู ข้ึนออกไปทางชองลมดา นบนของตอู บแหง อากาศเยน็ ท่ีอยภู ายนอกจะไหลเขา ทางชองลมท่ีอยูสว นลางทางดา นหนาของตอู บแหงแทนท่อี ากาศรอ น เป็ นการถายเทความช้ ืน ใหก บั อาหารแบบธรรมชาติตลอดเวลา

ตัวอยา่ งการทํางาน

ส่วนประกอบของระบบ ☀ตวั ตูอบแหงทาํ จากวสั ดุอลูมิเนียม ปลอดสนมิ ☀ตะแกรงสาํ หรบั วางวตั ถุดิบท่ีนาํ มาอบแหง ทําจากสเตนเลส ☀ซ่ึงทนทานตอ การเกิดสนิม ดา นลา งของตูอบแหง ทําจากแผนอลมู ิเนยี มพ้ ืนสดี ํา ทาํ หนาท่ีเป็ นตัวรบั พลังงานแสงอาทิตย ☀มีกระจกป องกนั การสญู เสยี ความรอน และฝ นุ ละออง ☀มตี ะแกรงมุงลวดสําหรับป องกันแมลงตา งๆ ท่จี ะมารบกวน

ตัวอยา่ งการนําเครอื งอบแหง้ ไปใชง้ าน อบแหง อาหารประเภทเน้ อื และปลา เน้ ือแดดเดยี ว จะใชเวลาในการอบแหง 1/2 วัน หนั่ เน้ ือออกเป็ นแผนๆ ความหนาประมาณ 1-1.5 เซนตเิ มตร ยาวประมาณ 10-15 เซนติเมตร แลว นาํ ไปวางบนตะแกรง ตอนเชา นําไปวางใหกระจกดานเอียงหนั เขาหาแสงอาทิตย ตอนบายนาํ เน้ อื ออกจากตอู บแหง ไปทอดรับประทานได

ตัวอยา่ งการนําเครอื งอบแหง้ ไปใชง้ าน อบแหง อาหารประเภทเน้ อื และปลา ปลาแดดเดียว จะใชเวลาในการอบแหง 1/2 วัน การเตรียม ปลาเชนเดยี วกบั การทําปลาตากแหง ท่ใี ชก ันอยู นาํ ไปตากตอนเชา โดยไมต อ งพลิกกลบั ช้ินปลา ตอนบา ยนาํ ปลาออกจากตอู บแหงไป เก็บไวท อดรบั ประทาน

ตัวอยา่ งการนําเครอื งอบแหง้ ไปใช้ อบแหง พชื ผักและผลไม งาน กลว ยตากอบน้ําผ้ึง จะใชเวลาในการอบแหง 3 วัน โดยเลอื กกลว ยท่ีสุกงอม ปอกเปลอื กออก วางเรียงบนตะแกรง แลวนาํ เขา ตูอ บ ปิ ดฝาตู นาํ ไปวางรับแสง อาทิตย หนั หนากระจกไปทางทิศใต ตจู ะรับแสงอาทิตยไ ดต้ังแต0 8.00-16.00 น. ตอนเท่ียงควรกลบั กลวย โดยพลกิ ดา นลางข้ึนมารับแสงอาทิตย เพ่อื ใหกลว ยแหง เทา กนั ท้ังสองดา น ตอนเย็นใหเก็บกลวยบนตะแกรงใสถุงพลาสตกิ วางซอ นทบั กัน แลวมดั ปากถงุ ใหแนน เพ่อื ใหค วามช้ ืนสวนในออกมาอยูท่ผี ิว วันรุงข้นึ นํากลว ยไป เรยี งบนตะแกรงเชน เดียวกบั วันแรก ตอนเยน็ ใหเก็บใสถุงพลาสติกมดั ไว จนวันท่ี 3 นาํ ไปชุบน้าํ ผ้ึงผสมน้ํา 50% วางเรียงบนตะแกรง ตากในตูอบแหง จนเย็น จะได กลวยตากอบน้าํ ผ้งึ มสี ีสวย สะอาด นารบั ประทาน ปราศจากฝ ุนและแมลงรบกวน

ตัวอยา่ งการนําเครอื งอบแหง้ ไปใช้ งาน อบแหงพชื ผกั และผลไม พรกิ แหง จะใชเ วลาประมาณ 3 วนั ใชพริกสกุ สีแดง ประมาณ 1/2-1 กิโลกรมั ตดั ตะแกรงมุงลวดวางบนตะแกรงในตอู บ จากน้ันนาํ พรกิ มาเทบนมุงลวดแลวเกล่ยี ใหทัว่ ยกตูอ บแหง ออกไปรบั แสงอาทิตย โดยหนั หนาไปทางทศิ ใต ควรกลบั พริกไปมาใหท ัว่ ถึง 1-2 คร้ังตอวนั เม่ือหมดแสงอาทิตย ยกตอู บมาเกบ็ ไวใ นบา น รงุ เชานําไปรบั แสง อาทติ ยใ หม จนไดพรกิ ท่แี หง สะอาด จึงเก็บไวบ ริโภค

อ้างอิง https://sites.google.com/site/solarcelldryer/ thvsdi-thi-keiywkhxng-kab-khorng-ngan? tmpl=%2Fsystem%2Fapp%2Ftemplates%2Fprint%2F& showPrintDialog=1 http://www.phy.sc.su.ac.th/book/Solar Drying2017.pdf http://titippapa.blogspot.com/p/blog-page.html

นําเสนอ อาจารยส์ ันติ รกั ษาวงศ์