การทำแห้ง
อัตราการทำแห้ง
บรรจุ product
ไวต่อการเสียหายในสภาวะปกติ
อยูใต้บรรรยากาศดัดแปลง
อยู่ในภาชนะกันกระแทก
ปัจจัยที่ส่งผล
ความเร็วลมร้อน
ความเร็วอากาศร้อนสูง=เร็ว
ปริมาณวัตถุที่เครื่องทำแห้ง
เพิ่มความสามารถในการรับไอน้ำ
วัตถุอุณหภูมิสูงขึ้น
มีผลต่อการทำแห้งช่วงลดอัตราการทำแห้ง
มีผลต่อการทำแห้งช่วงคงที่
น้อย=เร็ว
ส่วนประกอบ/โครงสร้างวัตถุ
วัตถุประกอบด้วยตัวทำละลายสูง
อัตราการเคลื่อนที่น้ำช้าลง (ความหนืด)
ส่งผลต่อการกำจัดน้ำ
ขนาดของวัตถุ
พื้นที่ขนาดเล็ก
ความชื้นเคลื่อนที่เร็ว
ช่วงอัตราการทำแห้งลดลง
อัตราการระเหยน้ำสูง
ช่วงพื้นที่มีพื้นผิวมาก
ช่วงลช่วงคงที่และช่วงลดอัตราการทำแห้งลดลง
อุณหภูมิของลมร้อน
อุณหภูมิสูง
เกิดได้ 3 ช่วง
3.ช่วงอัตราการทำแห้งลดลง
การเคลื่อนที่น้ำผิวหน้าต่ำกว่าการเคลื่อนที่ของน้ำไปอากาศ
ชั้นระเหยจะเลื่อนลงในเนื้อของวัตถุ
อุณหภูมิทางวัตถุจะใกล้ลมร้อน
อุณหภูมิผิวหน้าสูง
อัตราลดลง การระเหย : พื้นที่ : เวลา
2.ช่วงคงที่
*ความร้อนที่ะเอาไปใช้ับการระเหยทั้งหมด*
น้ำมากเคลื่อนที่ไปผิวหน้าทันน้ำที่ระเหยไป
อัตราคงที่ การระเหย : พื้นที่ : เวลา
จนถึงควมาชื้นที่จุดวิกฤต
อุณหภููมิคงที่
วัตถุผิวหน้าเปียก
1.ปรับสภาวะเบื้องต้น
ได้รับความร้อนสูงประมาณนึง
น้ำระเหยเป็นไอ
อุณหภูมิเริ่มคงที่
kg/m^2 *h
กลไก
แผ่นฟิล์มอากาศ
ความมเร็วลมสูง
เพิ่มอัตราการทำแห้ง
ความเร็วลมต่ำ
แผ่นฟิล์มหนา
อัตราการระเหยลดลง
อัตรากาารทำแห้งน้อยลง
มีการถ่ายเทความร้อน
ไอน้ำออกจากผิวหน้า
ความดันไอเกรเดียนต์ลดลง
ลดอัตราการทำแห้ง
ความชื้นของลมร้อนที่ผิวหน้าของวัตถุสูงขึ้น
การเคลื่อนที่ของน้ำ
4.การแพร่ของไอน้ำ
การเกิดแรงแบบเกรเดียนต์
จากวัตถุ>>>ลมร้อน
3.การเคลื่อนที่ถูกดูดซับอยู่ผิวหน้า
2.การแพร่ของเหลว
(ความเข้มข้น)
1.การเคลื่อนที่ของเหลว
(วัตถุมีรูพรุน)
ขั้นตอน
5.เกิดแรงขับกำจัดน้ำออก
4.ความดันไอความชื้นเคลื่อนที่สู่อากาศแห้ง
ดเป็นแรงแบบเกรเดียนต์
3.ถูกพาไปกับลม
2.ไอน้ำแพร่ผ่านอากาศ
1.เป่าลมร้อน
ปัจจัย
อุณหภูมิลม
ความเร็วลม
ความชื้น
ปัยจัยที่ส่งผล
อุณหภูมิของอากาศ
ความชื้นสัมพัทธ์
ปริมาณน้ำในอากาศ
คือ
กระบวนการสุดท้ายของการทำ product ให้บริสุทธิ์
การลดปริมาณน้ำ
จนถึงปริมาณที่รับได้
เครื่องมือ
6.แบบเยือกแข็ง(freeze drying)
มี 3 ขั้นตอน
3.การทำแห้ง ระยะที่2 (secondary drying)
น้ำที่อยู่ในพันธะสารอื่นๆ
ที่ไม่ตกผลึกไม่แข็งตัวกับน้ำอิสระ
Desorption
ต่อจากระยะที่ 1
อุณหภูมิสูงขึ้น
เพราะถ่ายเทความร้อนแฝงให้น้ำแข็งหมดแล้ว
ความร้อนถ่ายเทสู่ product โดยตรง
2.การทำแห้ง ระยะที่1 (primary drying)
ถ่ายเทความร้อนแฝงให้กับการระเหิดของชั้นผลึกน้ำแข็งระเหยออก
การระเหิด
1.การแช่เยือกแข็ง
แบบช้า
ช่องว่างระหวา่งเซลล์เบียด
เหมาะกับของเหลว
เกิดผลึกนาน ขนาดใหญ่
แบบเร็ว
น้ำระหว่างเซลล์แข็ง
เหมาะกับวัตถุชิ้นเล็ก
ผลึกเล็กโครงสร้างไม่เสียหาย
เปลืองพลังงาน
เปลืองเวลา
เครื่องมือราคาแพงสุด
มีรูมากเคลื่อนที่เร็ว
product เสียหายน้อย
ใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำใช้เวลาททำแห้งนาน
ชื่อเฉพาะคือ Lyophilization
การทำให้แห้งแบบระเหิด
5.แบบพ่นฝอย(spray dryer)
ประกอบด้วย 2 ส่วน
หัวฉีด
จานหมุน
หมุนรอบตัวเอง
ฉีดออกทางูเล็กๆ
ทำให้สารเป็นละอองฝอย
ภาชนะทำแห้ง
ส่วนที่มีการถ่ายเทความร้อนกับละอองฝอยของสารละลาย
ฉีดให้กระจายเป็นฝอยๆ
สัมผัสคความร้อน
เพิ่มพื้นที่การพาความร้อน
น้ำระเหยออกเร็ว
ผงแห้งถูกแยกออกโดยระบบไซโคลน
ตกลงขวดหรือภาชนะ
ไออกทางช่องลม
ใช้กับสารข้น
4.แบบฟลูออิดไดซ์เบด(fluidized bed dryer)
*วัตถุของแข็งเปียก(เมล็ดพืช เม็ดพลาสติก)*
วัตถุถูกป้อนเข้าเครื่อง
เคลื่อนที่ตลอดเวลา
ใช้ลมร้อนเป็นตัวพาให้แขวนลอย
3.อุโมงค์(tunnel dryer)
*เข็นวัตถุเข้าออกเครื่อง*
นำเข้าสู่อุโมงค์ลมความร้อนไหล ผ่านทิศทางเดียว/ตรงกันข้าม/ขวางทางกันกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ
แบบต่อเนื่อง
2.แบบลูกกลิ้งทรงกระบอก (Drum Dryer)
*นมผง ซุปผง อาหารเด็ก*
ข้อจำกัด
ใช้กับของเหลวไม่ถูกทำลายด้วยความร้อน
ข้อดี
ต้นทุนเชื้อเพลิงต่ำ
อัตราการระเหยสูง
ป้อนสาร 3 แบบ
splash
dip
top
มี 2 แบบ
ลูกกลิ้งคู่
ลูกกลิ้งเดี่ยว
product แห้งออกจากลูกกลิ้งโดยใบมีด
ผิวลูกกลิ้งมีความร้อน
ในลูกกลิ้งมีความดันสูญญาอากาศ
หมุนรอบตัวเองในแนวนอน
การนำความร้อน
ป้อนสารละลายเข้มข้น
แผ่กระจายเป็นฟิล์มบางๆ
1.แบบถาดแห้ง (tray dryer)
*อบอาหารแห้ง(ขนมปัง)
บังคับให้หมุนเวียน
แนวขนานชั้นถาด/แนวดิ่งที่อากาศทะลุชั้นถาด
การพาความร้อน
เลือกใช้ามควมาเหมาะสม
บางชนิดสายง่ายไม่คงตัว
ความไวต่อการทำแห้ง
รูปแบบ
4.แช่เยือกแข็ง
ของเหลว>>>ของแข็ง>>>(ระเหิด)ไอ
3.แผ่รังสีจากไมโครเวฟหรือแหล่งไฟฟ้า
นำ
2.ลมร้อน
พา
1.ผิวหน้าสัมผัสความร้อน
ขึ้นอยู่กับ
การถ่ายเทความร้อนและการถ่ายเทมวล
การถ่ายเทความร้อน
4.ความร้อนจากกระแสไฟฟ้า/ไมโครเวหสนามไฟฟ้าควมาถี่สูง
ความร้อนวัตถุเปียก
3.การแผ่รังสี
ลมร้อนพื้นผิวที่ร้อน
2.การพาความร้อน
ลมร้อนที่สัมผัสกับผิว
1.การนำความร้อน
จากการสัมผัส
น้ำ
น้ำยึดเกาะ
ความดันไอต่ำกว่าน้ำอิสระ
ความร้อนการระเหยสูง
เคลื่อนที่ยาก
วัตถุที่มีน้ำยึดเกาะ
เรียกว่า hycroscopic
มีการดูดซับน้ำและอุ้มน้ำในตัว
ความชื้นสัมพัทธ์มาก= ความชื้นสารชีวภาพมาก
มากน้อยขึ้นอยู่กับความชื้นสัมพันธ์ของอากาศ
น้ำอิสระ
เคลื่อนที่ไปผิวหน้า
ด้วยแรงแคปปิลารี่
เหมือนน้ำส่วนใหญ่
ความดันไออิสระ
ขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุ
ใกล้เคียงกับความดันไอน้ำทั้งหมด
อยู่ระหว่างช่องว่างของเซล์
ความจุความร้อน
เซลล์หนาแน่น
ความหนืด
วัตถุประสงค์
ลดน้ำหนักและปริมาณ
ลดต้นทุนการเก็บรักษา
ง่ายต่อการขนส่ง
ป้องกันการเสื่อมระหว่างเก็บรักษา
ป้องกันการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
ป้องกันการไวต่อปฏิกิริยาเคมี
ตัวละลายราคาแพงวนกลับมาใช้ได้
รักษากิจกรรมของเอนไซม์
