Applying a foam-mat drying combined with microwave technique for processing mango snacks

Abstract

This research focuses on developing a foam-mat drying technique combined with microwave heating to process Mahachanok mango into a snack product, aiming to address issues related to substandard yields and add value to Thai fruits. The objectives of this study were to investigate the foam-mat drying process integrated with microwave heating for transforming Mahachanok mango into snacks, divided into three parts: (1) studying the characteristics and optimal drying conditions, (2) controlling the temperature of mango foam during drying using stepwise microwave power, and (3) applying time-varying microwave power functions to regulate the foam temperature.

The experimental results indicated that the optimal drying conditions for Mahachanok mango foam were hot air drying at 55°C combined with microwave power input of 520 W. However, using a constant microwave power input caused the foam temperature to become excessively high, leading to product burning. Therefore, stepwise control of the microwave power input (520/0 W) was employed to stabilize the foam temperature. The study showed that stepwise microwave control effectively reduced overheating, minimized temperature deviations, and better preserved the foam structure compared to constant power input.

Furthermore, a time-varying microwave power function was studied to precisely control the mango foam temperature. It was found that adjusting microwave power based on time helped reduce uneven heat distribution within the product and preserved key physicochemical properties such as hardness, crispness, and color, maintaining them close to those of products dried under standard conditions.

The experimental findings confirmed that controlling the microwave power input, either in stepwise mode or through time-varying functions, can significantly enhance the quality of dried mango products by reducing drying time, maintaining foam structure, and lowering the average energy consumption per unit of product. This technique demonstrates strong potential for future industrial-scale production of Mahachanok mango-based snack products.

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาเทคนิคการอบแห้งแบบโฟมแมทร่วมกับไมโครเวฟเพื่อแปรรูปมะม่วงมหาชนกเป็นผลิตภัณฑ์อาหารว่าง โดยมีเป้าหมายเพื่อลดปัญหาผลผลิตที่ไม่ได้มาตรฐานและเพิ่มมูลค่าให้กับผลไม้ไทย งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการอบแห้งแบบโฟมแมทร่วมกับการให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ สำหรับการแปรรูปมะม่วงมหาชนกเป็นอาหารว่าง โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ (1) การศึกษาคุณลักษณะและสภาวะอบแห้งที่เหมาะสม (2) การควบคุมอุณหภูมิของโฟมมะม่วงระหว่างอบแห้งด้วยไมโครเวฟแบบขั้นตอน และ (3) การใช้ฟังก์ชันกำลังวัตต์ไมโครเวฟเพื่อควบคุมอุณหภูมิของโฟมมะม่วง

ผลการทดลอง พบว่า สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการอบแห้งโฟมมะม่วงมหาชนก คือ การใช้ลมร้อนที่อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ร่วมกับกำลังไฟฟ้าที่ป้อนให้กับไมโครเวฟ 520 วัตต์ อย่างไรก็ตามการใช้กำลังไฟฟ้าที่ป้อนให้กับไมโครเวฟคงที่ทำให้อุณหภูมิของโฟมสูงเกินไป ส่งผลให้เกิดการไหม้ของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการควบคุมกำลังไฟฟ้าที่ป้อนให้กับไมโครเวฟแบบขั้นตอน(520/0 วัตต์) จึงถูกนำมาใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิของโฟมให้คงที่ เพื่อรักษาอุณหภูมิของโฟมให้สม่ำเสมอ ผลการศึกษาแสดงว่าการควบคุมไมโครเวฟแบบขั้นตอนช่วยลดอุณหภูมิสูงเกินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการคลาดเคลื่อนของอุณหภูมิ และสามารถคงโครงสร้างของโฟมได้ดีกว่าการใช้กำลังไฟคงที่

นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาฟังก์ชันกำลังไฟที่ป้อนให้กลับไมโครเวฟแบบแปรผันตามเวลา เพื่อควบคุมอุณหภูมิของโฟมมะม่วงอย่างแม่นยำ พบว่าการใช้ฟังก์ชันปรับกำลังไฟที่ป้อนให้กลับไมโครเวฟช่วยลดความไม่สม่ำเสมอของการกระจายความร้อนภายในผลิตภัณฑ์ และยังสามารถคงคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ เช่น ค่าความแข็ง, ความกรอบ และสี ได้ใกล้เคียงกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้สภาวะการอบแห้งแบบมาตรฐาน

ผลการทดลองยืนยันว่ากระบวนการควบคุมอุณหภูมิและกำลังไฟที่ป้อนให้กับไมโครเวฟทั้งในรูปแบบขั้นตอนและแบบปรับตามเวลา สามารถปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์มะม่วงอบแห้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดเวลาอบแห้ง รักษาโครงสร้างภายในโฟม และลดการใช้พลังงานเฉลี่ยต่อหน่วยผลิตภัณฑ์ จึงเป็นแนวทางที่มีศักยภาพสำหรับการผลิตอาหารว่างจากมะม่วงมหาชนกในระดับอุตสาหกรรมในอนาคต