การพัฒนาเครื่องทอดเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ด้วยกระบวนการออกแบบใบกวนและระบบตรวจจับสีของการทอดที่เหมาะสม

อำนาจ  ตงติ๊บ; อภิศักดิ์ พรหมฝาย; ประพล  รัตนไตร; ชวลิต  คณากรสุขสันต์

ผู้แต่ง

อำนาจ ตงติ๊บ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ อุตรดิตถ์ ประเทศไทย
อภิศักดิ์ พรหมฝาย คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ อุตรดิตถ์ ประเทศไทย
ประพล รัตนไตร คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เชียงใหม่ ประเทศไทย
ชวลิต คณากรสุขสันต์ คณะเกษตร กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน นครปฐม ประเทศไทย

คำสำคัญ:

เครื่องทอด, เมล็ดมะม่วงหิมพานต์, การออกแบบ, ใบกวน, ระบบตรวจจับสี

บทคัดย่อ

ความเป็นมาและวัตถุประสงค์ : การทอดเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ในน้ำมันร้อนด้วยแรงงานคนต้องอาศัยทักษะในการกวนเพื่อให้ความร้อนกระจายอย่างทั่วถึง และยังต้องการความชำนาญในการตัดสินใจหยุดกระบวนการทอดโดยพิจารณาจากความเข้มสีของเมล็ดมะม่วงหิมพานต์เพื่อลดการสูญเสียผลิตภัณฑ์ งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนากระบวนการทอดเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ด้วยการออกแบบใบกวนที่เหมาะสมและบูรณาการระบบตรวจจับสีของเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ขณะทอด

วิธีดำเนินการวิจัย : สร้างแบบจำลองใบกวนเพื่อตรวจสอบลักษณะการกระจายตัวของของไหล จากนั้นจึงยืนยันผลการกระจายตัวจากแบบจำลองด้วยการหาสัมประสิทธิ์ของความแปรปรวน เพื่อหาความเร็วที่เหมาะสมในการกวนทอด ในส่วนของระบบตรวจจับสี ใช้วิธีถ่ายภาพเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ขณะทอดในกระทะ ประมวลผลภาพด้วยระดับค่าสีตามมาตรฐาน CIE L*a*b* เพื่อจัดกลุ่มระดับความสุก

ผลการวิจัย : การสร้างแบบจำลองด้วยการเพิ่มชุดใบพัดในการหมุนบริเวณต่ำกว่าใบพัดหลักที่แกนหมุนทำมุมเอียงจากแกนหมุนของใบพัดหลักโดยให้ชุดใบพัดแนบกับกระทะสามารถลดการกระจุกตัวของของไหลบริเวณกลางกระทะได้ เมื่อทดสอบจริง พบว่า สัมประสิทธิ์ของความแปรปรวนของความเร็วทั้ง 5 ระดับค่อย ๆ ลดลงและต่ำกว่าร้อยละ 30 ตั้งแต่นาทีที่ 1 และผลการทดสอบระบบตรวจจับสีจากการถ่ายภาพ พบการเปลี่ยนแปลงค่าความเข้มสีจากระดับเริ่มต้นการทอดไปถึงระดับการทอดเสร็จสิ้น โดยค่า a* และ b* มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ส่วนค่า L* มีแนวโน้มลดลง

สรุป : การเพิ่มชุดใบพัดกวนในแบบจำลองทำให้ลดการกระจุกตัวของของไหลในกระทะ และเมื่อนำไปทดสอบจริงด้วยการหาค่าสัมประสิทธิ์ของความแปรปรวน พบว่า สัมประสิทธิ์ดังกล่าวมีค่าน้อยกว่าร้อยละ 30 ภายในเวลา 1 นาทีที่ทุกความเร็วของการทดสอบ ในส่วนของระบบตรวจจับสีสามารถแบ่งกลุ่มข้อมูลออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ ระดับที่ 1 คือระดับเริ่มต้นการทอด ระดับที่ 2 คือการทอดอยู่ในระดับปานกลาง และระดับที่ 3 คือระดับการทอดที่เหมาะสม เมื่อทอดเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ผ่านระบบควบคุมอุณหภูมิร่วมกับการใช้ระบบตรวจจับสีพบว่า เวลาที่ควรใช้ในการทอดคือ 8 นาที ซึ่งให้สีของผลิตภัณฑ์ที่น่ารับประทาน

การนำไปใช้ประโยชน์ในเชิงปฏิบัติ : ข้อมูลผลของงานวิจัยนี้มีประโยชน์ในการประยุกต์ใช้กับเครื่องทอด เครื่องกวน ที่ใช้สีเป็นเกณฑ์บอกระดับความสุกของผลิตภัณฑ์

References

Phermkorn, P., Khunatorn, Y. and Attanatho, L., 2021, "Analysis of Mixing Capability in Stirred Tank Reactor Using Computational Fluid Dynamics," Engineering Journal Chiang Mai University, 28 (1), pp. 30-44. (In Thai)

Chandrasekaran, M., Santhanam, V. and Venkateshwaran, N., 2021, "Impeller Design and CFD Analysis of Fluid Flow in Rotodynamic Pumps," Proceedings of Materials Today, 37, pp. 2153-2157.

Torotwa, I. and Changying, J., 2018, "Mixing Performance of Counter-Axial Flow Impeller Using Computational Fluid Dynamics," International Journal of Current Engineering and Technology, 8 (2), pp. 283-289.

Jingze, L., Dongrong, M. and Xun, Q., 2020, "Numerical Investigation of Flow Field and Energy Loss in a Centrifugal Pump as Turbine," Hindawi: Shock and Vibration, 2020 (1), pp. 1-12. http://doi.org/10.1155/2020/8884385.

Lahamornchaiyakul, W., 2021, "Designing and Flow Field Analysis of Agitation Turbine Using Numerical Simulation," Journal of Engineering and Innovation, 14 (1), pp. 105-144. (In Thai)

Ibroheng, P. and Ni-oh, P., 2019, "Numerical CFD Simulation Flow of Radial Impellers in Reactor Tanks for Durian Peel Synthesis," Princess of Naradhiwas University Journal, 11 (3), pp. 128-139. (In Thai)

Adebukola, A.A. and Patrick, O.A., 2019, "Development and Evaluation of a Fish Feed Mixer," CIGR Journal, 21 (3), pp. 226-233.

Balami, A.A., Adgidzi, D. and Mua’zu, A., 2013, "Development and Testing of an Animal Feed Mixing Machine," International Journal of Basic and Applied Science, 1 (3), pp. 491-503.

Apisak, P. and Pitak, K., 2017, "Use of Image Processing to Classify Ripeness Level of Long Lub-Lae Durian via Evaluation of Its Peel Color," KMUTT Research and Development Journal, 40 (2), pp. 189-202. (In Thai)

Worapon, M., Apisak, P. and Wattanapong, J., 2024, "Classification of Coffee Beans Color Level during Roasting by Feed Forward Back Propagation Neural Network," The Journal of King Mongkut's University of Technology North Bangkok, 34 (3), pp. 1-11. http://doi.org/10.14416/j.kmutnb.2022.09.006. (In Thai)

Chantasit, K., Muisee, K. and Jittapatanakhun, S., 2021, "Development of Mangosteen Stirrer Machine with Semi – Automatic Temperature Controller for Ban Tha Sara Community Enterprise, Thamai District, Chanthaburi Province," Rajabhat Rambhai Barni Research Journal, 12 (1), pp. 58-67. (In Thai)

Dechaumphai, P., 2016, Computational Fluid Dynamics by Finite Element and Finite Volume Methods, 3rd ed., Chula Press, Bangkok, pp. 37-43.

Amnad, T. and Pongtorn, W., 2022, "Design and Test of Horizontal Rice Mixer with Ribbon Stirring Blade," Academic Journal Uttaradit Rajabhat University, 17 (2), pp. 37-54. (In Thai)

Xu, R. and Wunsch, D., 2005, "Survey of Clustering Algorithms," IEEE Transactions on Neural Networks, 16 (3), pp. 645-678. http://doi.org/10.1109/TNN.2005.845141.

Jain, A.K., 2010, "Data Clustering: 50 Years Beyond K-means," Pattern Recognition Letters, 31 (8), pp. 651-666. https://doi.org/10.1016/j.patrec.2009.09.011.