A thermoeletric dryer for food dehydration

Abstract

A cabinet-thermoelectric dryer for food drying is developed and tested in this research work. The dryer is 0.4×0.4×0.35 m3 and consists of five thermoelectric modules with heat sinks on the hot and cold sides of the thermoelectric modules. Three different herbs including Houttuynia cordata Thunb, Tiliacara triandra (Yanang leaves) and Bauhinia strychnifolia Craib were dried at temperatures of 40-60oC and air velocities of 0.025 and 0.045 m/s until the final moisture content of 6 -9 %d.b. was reached. Mathematical model was used to predict temperature at the hot and cold sides of thermoelectric modules. The experimental results showed that optimum drying condition was at temperature of 50oC and velocity of 0.045 m/s. Such a condition resulted in performance coefficients (COPs) of the dryer for drying Houttuynia cordata Thunb, Tiliacara triandra (Yanang leaves) and Bauhinia strychnifolia Craib of 2.04, 0.96 and 2.15 respectively. Higher drying temperature resulted in the shorter drying time and the lighter color of the dried products. The developed mathematical model could satisfactorily predict temperature at hot and cold sides of thermoelectric modules. Errors for prediction of hot side temperature were in the ranges of 0.350-1.923 and 0.135-1.052 for drying Houttuynia cordata Thunb and Bauhinia strychnifolia Craib, respectively. It was also found that air temperature and velocity had significant effects on amount of flavonoids and phenolic compounds of the herbs.

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เป็นการพัฒนาและทดสอบเครื่องอบแห้งแบบเธอร์โมอิเล็กทริกสำหรับการอบแห้งอาหาร โดยเครื่องอบแห้งที่พัฒนาขึ้นมีขนาด 0.40 x 0.40 x 0.35 ลูกบาศก์เมตร ประกอบด้วยเธอร์โมอิเล็กทริกจำนวน 5 โมดูล และติดตั้งครีบระบายความร้อนที่ด้านร้อนและด้านเย็นของเธอร์โมอิเล็กทริก โดยเป็นการอบแห้งสมุนไพร 3 ชนิด ได้แก่ ใบพลูคาว ใบย่านาง และใบย่านางแดง ที่อุณหภูมิ 40-60 องศาเซลเซียส ความเร็วลม 0.025 และ 0.045 เมตรต่อวินาที จนกระทั่งได้ความชื้นสุดท้ายอยู่ในช่วงร้อยละ 6-9 โดยน้ำหนักแห้ง และได้พัฒนาโมเดลทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายอุณหภูมิที่ด้านร้อนและด้านเย็นของเธอร์โมอิเล็กทริก จากผลการการศึกษา พบว่า สภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการอบแห้ง คือ ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส และความเร็วลม 0.045 เมตรต่อวินาที ซึ่งส่งผลให้สัมประสิทธิ์สมรรถนะของเครื่องสำหรับการอบแห้งใบพลูคาว ใบย่านาง และใบย่านางแดง มีค่าเท่ากับ 2.04 0.96 และ 2.15 ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้ใช้ระยะเวลาในการอบแห้งลดลงและผลิตภัณฑ์ที่ได้มีสีที่อ่อนลง ในส่วนโมเดลทางคณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้น พบว่า สามารถทำนายอุณหภูมิที่ด้านร้อนและด้านเย็นของเธอร์โมอิเล็กทริกได้เป็นที่น่าพอใจ โดยค่าความคลาดเคลื่อนของการทำนายอุณหภูมิที่ด้านร้อนของเธอร์โมอิเล็กทริกอยู่ในช่วง 0.350 -1.923 และ 0.135 – 1.052 สำหรับการอบแห้งใบพลูคาวและใบย่านางแดง ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่า อุณหภูมิและความเร็วลมในห้องอบมีผลต่อปริมาณสารฟลาโวนอยด์และปริมาณสารฟินอลิกในสมุนไพร