Stepwise hot-air drying combined with microwave for preparing quick-cooking kidney bean

Abstract

Red beans are grains that contain many nutritious elements. However, red bean consumption needs to be cooked first, which takes quite a long time and steps complicated. Therefore, fast-cooking red bean processing is another option for consumers who need it urgently and comfort Production process of quick cooked red bean these include soaking, boiling and drying. Freeze drying is a way to help products have a longer shelf life. Air drying is most often used. It's easy to control and uncomplicated. But there are important limitations is to spend time in long drying affecting physical quality deterioration Key active ingredients and their properties Recovery: Nowadays, microwave drying combined with hot air has been developed for processing product. This reduces the drying time. and make the internal structure of the product a hole High porosity, but still faces the problem of uneven wave distribution. resulting material Particularly, grain-type materials do not receive waves evenly. Therefore, this thesis studies various factors for drying the red beans that are cooked quickly that affects the quality of the product. and find suitable conditions with3 drying factors, 3 levels each 1) the hot air temperature was 70, 80 and 90 degrees. Celsius. 2) Microwave wattage is 150, 300 and 450 watts. 3) Rotating speed of the turntable is 4, 8 and 12 rpm. In addition, the full factorial experiment yields the total number of trials.27 experiments.

The moisture ratio (MR) obtained in each experiment was compared with the model.Empirical results of 12 equations found that most of them had an R2 value greater than 0.9, especially the equations contains two or more parameters. which Midilli et al. model is most suitable for fit data obtained from drying in all drying conditions. However, the Midilli drying equation et al. consists of four parameters. practical application to study behavior and study designing the right conditions can be tricky. Therefore, to make it easier to study the next topic, it has been brought page drying model with an R2 value greater than 0.99. and has a low error value in all conditions drying was used to study the drying behavior of fast-cooked red beans prepared by the freeze-drying method. Hot air combined with microwave heating which will get the parameters of Page's equation is for the rate constant (k) and the exponential constant (n), it was found that the microwave heating increased the constant. The rate (k) is higher than that of hot air drying alone. which demonstrates that microwave waves cause the molecules of the water inside the material is rotated and heated to a certain temperature depending on the wave load. electromagnets absorbed by water molecules causing the water in the material to evaporate and move to the surface outside quickly.

The study of optimum drying conditions found that the highest desirability was the drying condition drying at hot air temperature 90 degrees Celsius, microwave power 450 watts and speed of rotation of turntable 6.98 rpm. However, for practical convenience, the rotational speed of the turntable It is suitable to be used at 7 rpm because the use of high wattage microwaves will result in the surface area or the edge of the product heats up so quickly that it burns and destroys the flavor of final product Therefore, hot air drying and microwave power were studied. Step It was found that the result of the synthetic evaluation index when considering the efficiency of using the acceptance of the consumer is the highest-valued criterion (SC). is the drying condition at 90 °C hot air temperature and provide step-down microwave power from 300 watts to 150 watts, so the drying conditions Thus, it is the optimum condition of hot air drying combined with microwave for bean preparation red, quickly cook.

ถั่วแดงเป็นธัญพืชที่ประกอบด้วยองค์ประกอบที่มีคุณค่าทางโภชนาการมากมาย อย่างไรก็ตามการบริโภคถั่วแดงจำเป็นต้องทำการหุงสุกก่อนซึ่งใช้เวลาค่อนข้างนานและขั้นตอนที่ซับซ้อน ดังนั้นการแปรรูปถั่วแดงหุงสุกเร็วจึงอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับผู้บริโภคที่ต้องการความเร่งด่วนและความสะดวกสบาย กระบวนการผลิตถั่วแดงหุงสุกเร็ว ได้แก่ การแช่ การต้ม และการอบแห้ง การอบแห้งเป็นวิธีที่ช่วยให้ผลิตภัณฑ์มีอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานขึ้น ส่วนใหญ่มักใช้การอบแห้งด้วยลมร้อนกับธัญพืชซึ่งเป็นวิธีที่ควบคุมการทำงานง่ายและไม่ซับซ้อน แต่มีข้อจำกัดที่สำคัญ คือ ใช้เวลาในการอบแห้งที่นาน ส่งผลต่อการเสื่อมคุณภาพทางกายภาพ สารออกฤทธิ์สำคัญต่าง ๆ และคุณสมบัติการคืนตัว ในปัจจุบันมีการพัฒนาการอบแห้งด้วยไมโครเวฟร่วมกับลมร้อนมาใช้ในการแปรรูปผลิตภัณฑ์ ทำให้ช่วยลดระยะเวลาการอบแห้ง และทำให้โครงสร้างภายในผลิตภัณฑ์เกิดความเป็นรูพรุนสูง แต่อย่างไรก็ตามยังประสบปัญหาในด้านการกระจายคลื่นที่ไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้วัสดุโดยเฉพาะวัสดุจำพวกเมล็ดธัญพืชได้รับคลื่นไม่ทั่วถึง ดังนั้นวิทยานิพนธ์นี้จึงได้ศึกษาปัจจัยต่าง ๆ สำหรับการอบแห้งถั่วแดงหุงสุกเร็วที่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ และหาสภาวะที่เหมาะสม โดยมีปัจจัยการอบแห้ง 3 ปัจจัย ๆ ละ 3 ระดับ ได้แก่ 1)อุณหภูมิลมร้อนเท่ากับ 70 80 และ 90 องศาเซลเซียส 2)กำลังวัตต์ไมโครเวฟเท่ากับ 150 300 และ 450 วัตต์ 3)ความเร็วรอบของจานหมุนเท่ากับ 4 8 และ 12 รอบต่อนาที นอกจากนี้การทดลองแบบ Full factorial จะได้จำนวนการทดลองทั้งหมด 27 การทดลอง

อัตราส่วนความชื้น (MR) ที่ได้ในแต่ละการทดลองจะถูกเปรียบเทียบกับแบบจำลองเอมพิริกัล จำนวน 12 สมการ พบว่า ส่วนใหญ่มีค่า R2 มากกว่า 0.9 โดยเฉพาะอย่างยิ่งสมการที่ประกอบด้วยพารามิเตอร์มากกว่า 2 ตัวขึ้นไป ซึ่งแบบจำลอง Midilli et al. เหมาะสมที่สุดสำหรับ Fit ข้อมูลที่ได้จากการอบแห้งในทุกสภาวะการอบแห้ง อย่างไรก็ตามสมการการอบแห้งของ Midilli et al. ประกอบด้วยพารามิเตอร์ 4 ตัว การนำไปใช้ในทางปฏิบัติเพื่อศึกษาพฤติกรรมและศึกษาออกแบบสภาวะที่เหมาะสมอาจเกิดความยุ่งยาก ดังนั้นเพื่อให้ง่ายต่อการศึกษาในหัวข้อต่อไปจึงได้นำแบบจำลองการอบแห้งของ Page ซึ่งมีค่า R2 สูงกว่า 0.99 และมีค่าความผิดพลาดต่ำในทุกสภาวะการอบแห้ง ไปใช้เพื่อศึกษาพฤติกรรมการอบแห้งของถั่วแดงหุงสุกเร็วที่เตรียมด้วยวิธีการอบแห้งแบบลมร้อนร่วมกับการให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ ซึ่งจะได้ค่าพารามิเตอร์ของสมการของ Page คือ ค่าคงที่อัตรา (k) และค่าคงที่เลขชี้กำลัง (n) พบว่า การเพิ่มความร้อนด้วยไมโครเวฟนั้นทำให้ค่าคงที่อัตรา (k) สูงกว่าการอบแห้งด้วยลมร้อนอย่างเดียว ซึ่งแสดงให้เห็นถึงคลื่นไมโครเวฟทำให้โมเลกุลของน้ำภายในวัสดุเกิดการหมุนและความร้อนที่ระดับอุณหภูมิค่าหนึ่งซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกดูดซับด้วยโมเลกุลน้ำ ทำให้น้ำในวัสดุเกิดการระเหยและเคลื่อนที่ออกสู่ผิวภายนอกอย่างรวดเร็ว

การศึกษาสภาวะการอบแห้งที่เหมาะสม พบว่า ค่า Desirability สูงสุด คือสภาวะการอบแห้งที่อุณหภูมิลมร้อน 90 องศาเซลเซียส กำลังวัตต์ไมโครเวฟ 450 วัตต์ และความเร็วรอบของจานหมุน 6.98 รอบต่อนาที อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สะดวกในเชิงปฏิบัติความเร็วรอบของจานหมุนที่เหมาะสมจะใช้ที่ 7 รอบต่อนาที เนื่องจากการใช้กำลังวัตต์ไมโครเวฟที่สูงจะส่งผลให้บริเวณผิวหน้าหรือส่วนขอบของผลิตภัณฑ์เกิดความร้อนที่รวดเร็วมากจนเกิดการไหม้ และทำลายกลิ่นรสของผลิตภัณฑ์สุดท้ายได้ ดังนั้นจึงได้ศึกษาการอบแห้งด้วยลมร้อนและการให้กำลังวัตต์ไมโครเวฟแบบขั้นตอน พบว่า ผลดัชนีการประเมินสังเคราะห์เมื่อพิจารณาประสิทธิภาพการใช้การยอมรับของผู้บริโภคเป็นเกณฑ์ (SC) ที่มีค่าสูงสุด คือ สภาวะการอบแห้งที่อุณหภูมิลมร้อน 90 องศาเซลเซียส และให้การกำลังวัตต์ไมโครเวฟแบบ Step-down จาก 300 วัตต์ เป็น 150 วัตต์ ดังนั้นสภาวะการอบแห้งดังกล่าวจึงเป็นสภาวะที่เหมาะสมของการอบแห้งด้วยลมร้อนร่วมกับไมโครเวฟสำหรับการเตรียมถั่วแดงหุงสุกเร็ว