ame38

การประชมวชาการสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ครงท 13

4-5 เมษายน 2555 จงหวดเชยงใหม

222

AME 38

บทวเคราะหการอบแหงธญพชโดยประยกตใชเทคนคฟลอดไดซเบด

A Review of Cereals Drying by Fluidized Bed Techniques Application

ไพโรจน จนทรแกว1, และ ศวะ อจฉรยวรยะ2,*

1, 2 ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม จ.เชยงใหม 50200

*ผตดตอ: E-mail [email protected] , เบอรโทรศพท: 0-66-5394-4146, เบอรโทรสาร: 0-66-5394-4145

บทคดยอ

บทความนมวตถประสงคเพอศกษาผลงานวจยของการอบแหงธญพชจากการประยกตใชเทคนคฟลอด

ไดซเบด เรมจากการศกษาทฤษฏฟลอดไดซเบด ทฤษฏการอบแหง สบคนธญพชชนดตางๆทอบแหงโดยเทคนค

ฟลอดไดซเบด ทาการจาแนกและจดกลมและเสนอประเดนแนวทางการวจยทยงมขอมลนอย การอบแหงธญพช

โดยประยกตใชเทคนคฟลอดไดซเบดจาแนกได 4 กลมคอกลมท1ใชเทคนคฟลอดไดซเบดอยางเดยวในระบบ

อบแหงซงใชของไหลชนดลมรอนหรอไอนาโดยศกษาจลนพลศาสตรของการอบแหงและคณภาพของวสดอบแหง

กลมท 2 ใชเทคนคฟลอดไดซเบดรวมกบระบบอนในการเพมความสามารถในการอบแหง กลมท 3 ใชเทคนคฟลอด

ไดซเบดตามดวยเทคนคอน ในการเพมความสามารถในการอบแหงและรกษาคณภาพธญพชและ กลมท4ใชเทคนค

การอบแหงแบบฟลอดไดซเบดตามลกษณะการไหล จากการศกษาพบวาประเดนทยงไมชดเจนไดแก ฟงกชน

ความสมพนธระหวางความชนของธญพชขนาดใหญกบความเรวตาสด เทคนคใหมสาหรบธญพชทเกดฟลอดไดซ

เบดยาก เทคนคฟลอดไดซเบดรวมกบระบบอน และคณภาพเฉพาะของธญพชแตละชนด

คาหลก: บทวเคราะห, ฟลอดไดซเบด, การอบแหงธญพช

Abstract

The objective of this study was to review the research finding of cereals drying from a fluidized

bed techniques application. First, the survey began to study theorem of fluidized bed and theorem of

drying. Next, the cereals which were dried by the fluidized bed techniques were investigated. Finally, they

were classified and presented the research trends which had a little present data. The reviews were

separated into 4 groups. The first group was the only fluidized bed technique which was used in drying

system. The kinetics and the quality of the drying materials were study using air or steam as the fluid.

The second group was the fluidized bed technique combined with other system to increase ability of

drying. The third group was the fluidized bed technique and following other technique to increase the

drying ability and to preserve the quality of the cereals. The fourth group was the flow characteristic of the

fluidized bed technique. From the study found that issues which were not clear were the relationship

between the moisture content of the large cereals and the minimum fluidization velocities, the new

technique for cereals which were difficult fluidized bed occurrence, the fluidized bed technique combined

with other system, and the special quality of each cereal.



223

Keywords: Review, Fluidized Bed, Cereal Drying.

1. บทนา

ฟลอดไดซเซชนเปนพฤตกรรมของการไหลสอง

สถานะระหวางกาซและของแขง หรอระหวางของเหลว

และของแขง[1] มการประยกตใชงานหลายดานคอ

การผสมสารเคมสถานะของแขงละลายกบของเหลว

การตกตะกอนของอนภาค การขนถายอนภาคโดยใช

ลม[2] และการอบแหงธญพชโดยประยกตใชเทคนค

ฟลอดไดซเบด ซงมขอดคอธญพชจะลอยตวอยใน

อากาศรอนตลอดเวลา จงทาใหมการสมผสกนระหวาง

อากาศรอนกบธญพชเหลานนอยางทวถงและรวดเรว

เมอเปรยบเทยบกบเบดนงทใชจานวนธญพชเทากน

ซงทาใหความสามารถในการอบแหงสงมาก อณหภม

ภายในฟลอดไดซเบดจะสมาเสมอกนหรอเทากบทก

จดเมอเปรยบเทยบกบเบดนง ดงนนจงปองกนธญพช

ไดรบความรอนสงเกนไปเฉพาะแหงของธญพชไดด

ทาใหคณภาพของธญพชทไดมคาใกลเคยงกน ดงนน

สามารถเพมอณหภมของการอบแหงไดสงกวาวธอนๆ

สงผลใหระยะเวลาในการอบแหงลดนอยลง สามารถ

ทางานแบบตอเนองไดเนองจากธญพชมพฤตกรรม

คลายของไหล สามารถไหลออกจากเบดไดเอง และไม

ตองใชเนอทมากในการตดตงเนองจากสามารถปอน

ธญพชไดตอเนองดงนนขนาดของเครองอบแหงเลกวา

เมอเทยบกบเบดนงทใชวสดอบแหงในปรมาณท

เทากน เครองอบแหงแบบฟลอดไดซเบดไมมชนสวน

ทเคลอนทเลยทาใหสะดวกในการบารงรกษา แต

ขอเสยคอชวงเวลาของธญพชอยในเบดสน ดงนนตอง

ใชเบดสง และธญพชเกดการกระทบกนหรอกระทบ

ผนงของหอเบดในการอบแหง เมอเวลาเปลยนไป

ความชนในธญพชจะลดลงสงผลใหความสงของฟลอด

ไดซเบดเพมขน มงานวจยจานวนมากใหความสนใจ

และนามาประยกตใช กบธญพชเชน พรก[3] ถวเหลอง

[4] ขาว [5, 6, 7, 8] และขาวโพด [9] เปนตน ดงนน

บทความนมวตถประสงคเพอ วเคราะหผลงานวจย

ของการอบแหงธญพชจากการประยกตใชเทคนค

ฟลอดไดซเบดและนาเสนอหลกการทฤษฎ และ

จาแนกใหเหนเปนหมวดหม ชวยใหผสนใจสามารถ

นาไปประยกตใช และตอยอดงานวจยสาหรบประเดน

ทย งขาดและยง ไมชด เจนหรอ น าไปประยกต

ผสมผสานกบเทคนคการอบแหงแบบอนๆ ตอไป

2. สภาพฟลอดไดซเบดของธญพช

ธญพชเมอบรรจอยภายในคอลมนทรงกระบอกกลม

หรอทรงสเหลยม โดยทมตะแกรงซงธญพชไม

สามารถผานได เมอของไหลผานเขาทางดานลางของ

คอลมนของไหลจะไหลผานตะแกรงและกลมธญพช

จากนนไหลออกดานบนของคอลมน เมอความเรวของ

ของไหลต าๆ ธญพชจะอยกบทเรยกวา เบดน ง

(Fixed bed) เมอเพมความเรวของของไหลขนไป

เรอย ๆ จะถงจดหนงทธญพชเรมขยบตวมการจดเรยง

อยางเปนระเบยบ ทจดนแรงพยงธญพชเนองจากของ

ไหลจะสมดลกบนาหนกของธญพชลกษณะเชนน

เรยกวา เบดเรมฟลอดไดซ(Incipiently fluidized bed)

ซงความเรวของของไหลตอนนเรยกวา ความเรวตาสด

ของการเกดฟลอดไดซ (Minimum fluidization

velocity) แตเมอยงเพมความเรวตอไปอกจะ

สงเกตเหนวาธญพชภายในเบดมการหมนเวยนเปลยน

ทกนมากขน และลกษณะการขยายตวของเบดจะ

สมาเสมอ (Particularly fluidized bed) แตบางครง

ขณะความเรวของไหลเพมมากขนบางครงเกดการ

รวมตวเปนฟองกาซขนภายในเบด (Aggregative

fluidized bed) แตเมอเพมความเรวสงขนไปอกพบวา

มธญพชไหลออกไปจากคอลมนพรอมกบของไหล

ความเรวทจ ดน เ รยกว า ความเรวสดทายของ

ฟลอดไดซ (Terminal velocity)



224

รปท 1 ลกษณะการเกดฟลอดไดซบต[10]

2.1 เบดนง(Fixed bed)

เมดของแขงจะพกอยบนตะแกรงรองรบ ปลอยให

ของไหลไหลคดเคยวผานตามชองวางทมอยในเบด

ไหลคดเคยวผานตามชองวาง ความเรวของของไหล

แปร เปล ยนไปตลอดท ง เ บด สดส วนชอ งว า ง

(Volumetric fraction,ε ) และแฟคเตอรรปราง(Shape

factor, sφ ) [11] หาโดย

งหมดของเบดปรมาตรท�

ชองวางปรมาตรของ=ε (1)

แขงของเมดของพ�นท�ผว

าตรเทาทรงกลมปรมพ�นท�ผวs =φ (2)

ความดนลดผานกองของอนภาค สามารถ

สรางความสมพนธความแตกตางระหวางความดนกบ

ระยะตามแกน z (Pressure gradient) ไดโดย[1]

3)1(

)/(

22

εε

φρ −

=

−

spd

fojffC

dz

dp (3)

ซง εfoj

fU = (4)

คาเรยโนลดนมเบอร (Reynolds number, fRe )

หาไดจากสมการ

f

pdfojff µε

ρ)1(

Re−

= (5)

สาหรบคา 10Re <f สาหรบการไหลแบบราบเรยบ

แฟคชนความเสยดทาน คอ

ffC

Re

90= (6)

สาหรบคา fRe ทสงกวา สามารถใชสมการท 7

875.0Re

75+=

f

fC (7)

2.2 ในชวงกาลงเรมฟลอดไดซเซชน (Incipient

fluidization)

อ นภาคในช ว งก า ลง เกดฟล อด ไดซ เซช น

ถกรองรบโดยของไหลพอดไดความสมพนธ Pressure

gradient คอ

)()1( fsgdz

dp ρρε −−=

− (8)

2.3 สภาพของฟลอดไดซ (The fluidized state)

ในตาแหนงสภาพของฟลอดไดซสมดล ชนของ

เบดบางๆจะขนานกบแนวนอนซงจากสมการท 8 สวน

ของแรงลอยตวของอนภาคทส มผสกนจะหายไป

เนองจากสดสวนชองวางเพมขนดงนนความสมพนธ

Pressure gradient สามารถหาไดโดย

))1(( sfgdz

dp ρεερ −+=

− (9)

นกวจยสวนใหญจะหาความเรวตาสดโดย

ทดสอบความสมพนธระหวางความเรวของอากาศ กบ

ความดนลดในเบด พบวาตาแหนงสวนโคงเรมจะแบน

คงทนนคอจดเรมตนของฟลอดไดซเซชน ดงรปท 2

รปท 2 ความสมพนธระหวางความดนลดในเบดและ

ความเรวของอากาศในหอทดลองทความสง

เบดนงระดบตางๆสาหรบขาวโพดความชน

29 %db. [9]

มนกวจยหลายทานใชประยกตใชสมการของ

ERGUN [12] มาประยกตใชหาความเรวตาสดเพอ



225

เ ปนแนวทางการออกแบบเคร อ งอบแหงแบบ

ฟลอดไดซเบด ตามสมการ

2

)(3

)(

32

)1(1502

3

75.1

f

gfsgpd

f

fmfUpd

mfs

mf

f

fmfUpd

mfs

µρρρ

µρ

εφε

µρ

εφ

−=

−+

(10)

กรณ 20Re <f ลดรปเหลอ

mf

mfg

f

fspdsmfU

εε

µρρφ

−−

=1

)3(

150

2)( (11)

กรณ 1000Re >f

g

mfgfspdsmfU

ρερρφ 3)(

75.1

−= (12)

[13]เสนอผลคณของชองวางตาสดและแฟคเตอร

รปรางมคาคงทจากการทดสอบใชวตถชนดตางๆบรรจ

ลงในเบดแลวสรปวาวตถอยางหนงกจะมสดสวน

ชองวางอนหนง ดงน

143

1≈

mfsεφ, 11

32

1≈

−

mfs

mf

εφε

(13)

เมอให f

fmfUpdmf

f

gfsfpdGa

µρ

µρρρ

=−

= Re;2

)(3

ดงนนสมการของ ERGUN เปลยนเปน 2Re5.24Re1650 mfmfGa += (14)

[14] ไดศกษาการทานายความเรวต าสดใน

ฟลอดไดซเบดสาหรบวสดกากแรละเอยดประกอบดวย

ขเลนสงกะสบาง(Fine zinc slime), แรเหลก(Iron ore

tailings) แรยเรเนยมกอนและหลงไซโคลน(Pre and

post hydro-cyclone uranium tailings) และขเถาลอย

เกรดหยาบ(Coarse grade of fly ash) จากการใช

ความสมพนธความเรวฟลอด ไดซ เบดต าสดท

หลากหลายทมการตพมพเสนอแนะจานวน 64

ความสมพนธ พบวามบางความสมพนธเทานนท

สามารถทานายสอดคลองกบผลการทดสอบ ดงนน

ธญพชควรทาการทดสอบหาความสมพนธระหวาง

ความดนลดในเบดและความเรวของอากาศใน

หอทดลองเพอหาจดความเรวตาสดของการเกดฟลอด

ไดซเซชน

2.4 ความเรวสดทายของอนภาคหนงอนภาค

(Terminal velocity of a single particle, tU )

ความเรวสดทายของอนภาคหนงอนภาคถกหา

โดยสมดลแรงดงดดและแรงเสยดทาน (Drag forces)

สาหรบอนภาครปทรงกลม คอ 2/1

3

)(4

−=

DtCf

fspgdtU

ρρρ (15)

มนกวจยไดเสนอ คาสมประสทธของแรงปะทะ

(Drag coefficient of the particle at terminal velocity,

DtC ) ทอยในรปฟงกชนชวงของคา Reynolds number

ไดดงตารางท1

ตารางท 1 คาสมประสทธของแรงปะทะในรปฟงกชนชวง

ของคาReynolds number [2]

3 จลนพลศาสตรและคณภาพการอบแหงธญพช

โดยเทคนคฟลอดไดซเบด

3.1 จลนพลศาสตรการอบแหงธญพชโดยเทคนค

ฟลอดไดซเบด

จลนพลศาสตรของการอบแหง สวนมากจะใช

สมการการอบแหงชนบาง เนองจากอณหภมภายใน

ฟลอดไดซเบดจะสมาเสมอกนหรอเทากบทกจด ซง

สมการจลนพลศาสตรการอบแหงทางทฤษฏท

ประยกตใชเทคนคฟลอดไดซเบด สวนใหญจะอย

ในชวงอตราการอบแหงลดลง ธญพชทใชเทคนค

ฟลอดไดซเบด สวนใหญจดรปแบบสมการการแพร

Flow regions pfRe DtC

Stokes 0.2Re <pf pfRe/24

Intermediate 500Re5.0 << pf 6.0Re5.18−pf

Newton ’s range 5102Re500 xpf << 44.0

Turbulent

boundary layer

5102Re xpf > 1.0

General CDt to

pfRe =105

เมอ

f

ffUpdpf µ

ρ=Re

16.1Re

41025.41(

42.0

)687.0

Re15.01(Re

24

−++

+

pfx

pfpf

General CDt to

pfRe =105 4.0

5.0Re

4

Re

24++

pfpf



226

ความชนโดยรวมเปนลกษณะวสดทรงกลมโดยพฒนา

ความสมพนธจาก [15] ดงสมการ

( )2221 22 /exp16 rDtnn

MRn

ππ

−

= ∑∞

= (16)

ซงอตราสวนความชน (Moisture ratio) สามารถ

คานวณจากสมการ

MR = eqin

eq

MMMM−− (17)

ปจจยทมผลตอคาสมประสทธการแพรความชน

โดยรวม(Effective diffusion coefficient, D) ไดแก

ชนดของวสดทใชในการอบแหง อณหภมของวสด ซง

รปแบบของสมการความสมพนธ สมการ Arrhenius

คอ

D = oD exp

−

abs

aRT

E (18)

นอกจากนยงมสมการจลนพลศาสตรการอบแหง

กงทฤษฏและเอมไพรคลทมการประยกตใชทานายการ

ลดลงของอตราสวนความชนตามตารางท 2

ตารางท 2 สมการการอบแหงชนบางของจลนพล

ศาสตรการอบแหงกงทฤษฏและเอมไพรคล[16] No. Model names Model 1 Newton )exp( ktMR −= 2 Page )exp(

nktMR −=

3 Henderson and Pabis )exp( ktaMR −= 4 Logarithmic bktaMR +−= )exp( 5 Two term )1exp()exp( tkbtokaMR −+−=

6 Midilli tbn

ktaMR 1)exp( +−=

7 Verma (Celma et al.,

2007) )exp()1()exp( gtaktaMR −−+−=

8 Modified Henderson

and Pabis )exp(

)exp()exp(

htc

gtbktaMR

−+−+−=

สวนการพจารณาความความแมนยาในการทานาย

นนจะพจารณาคา Coefficient of determination (R2),

และ Root mean square error (RMSE) โดยสมการท

ทานายไดดตองมคา R2 สง และ RMSE ตา ตาม

สมการดงน

[ ] [ ]2

1

exp,exp,/

2

1

exp,,2 ∑∑

=−

=−=

N

i

avMRiMR

N

i

avMRipreMRR (19)

( ) 2

1

1

2exp,,

1

=−= ∑

N

i

iMRipreMRN

RMSE (20)

3.2 ผลกระทบของสภาวะตวแปรทใชในการ

อบแหงโดยเทคนคฟลอดไดซเบด

สภาวะตวแปรทใชในการอบแหงโดยเทคนค

ฟลอดไดซเบดสวนใหญประกอบดวยความสงเบด

เรมตน, ขนาดและรปรางของธญพช, อณหภมของไหล

ในเบด และ ความเรวของของไหล เชน

[17] ศกษาผลของอณหภมอากาศ 50-70oC,

ความสงเบดเรมตน 30-90 mm และขนาดของแครอท

รปทรงลกบาศก 3 ขนาดพบวาขนาดของแครอทและ

ความสงเบดเรมตนเพมขนทาใหความเรวตาสดของ

ฟลอดไดซเบดเพมขนตาม การใชพลงงาน และ

พลงงานสญเสยเพมขนเมอเพมอณหภมของไหล

ขนาดของรปทรงลกบาศกเพมขน และความสงเบด

เรมตนลดลง ขณะทประสทธภาพการใชพลงงาน

เพมขนเมอเพมอณหภมของไหล ขนาดของรปทรง

ลกบาศกลดลง และความสงเบดเรมตนเพมขน

[18] ศกษาอทธพลของรปรางของผกตอจล

พลศาสตรการอบแหงแบบฟลอดไดซ เบด เชน

ถวฝกยาวสเขยวตดเปนอตราสวนความหนาตอ

เสนผานศนยกลาง (L:D)คอ 1:1, 2:1 และ 3:1 โดยใช

อณหภมอากาศ 30-50 oC และความเรวอากาศ 2.2

m/s พบวา คาสมประสทธการแพรความชนลดลงเมอ

อตราสวน L:D มคาเพมขน และอณหภมอากาศม

ผลกระทบอยางมากและมากกวาอทธพลของรปราง

ตอคาคงทของการอบแหง(Drying constant) เมอ

อณหภมอากาศเพมขนทาใหคาคงทของการอบแหง

เพมขนตาม

[19] มการศกษาอทธพลของความเรวลมพบวา

ความเรวลมมอทธพลมากตออตราการอบแหงท

อณหภมสงสวนทอณหภมตามอทธพลนอยมาก



227

3.3 คณ ภ า พ ก า ร อ บ แ ห ง ธญ พ ช โ ด ย เ ท ค น ค

ฟลอดไดซเบด [20]

การอบแหงมผลตอคณภาพทางกายภาพ ทางเคม

และทางชวภาพ คณภาพทางกายภาพไดแก ความชน

การหดตวซงสงผลใหเกดการแตกราวของธญพช การ

เปลยนแปลงสของธญพช คณภาพทางเคมไดแก

ปฏกรยาการเกดสนาตาล ความสามารถในการแยก

แปง และคณคาทางดานอาหาร สวนคณภาพทางดาน

ชวภาพไดแกความสามารถในการงอกของธญพช

ดงนนเงอนไขสภาวะการอบแหงทใช เชน อณหภม

และความเรวอากาศอบแหง ตองคานงถงคณภาพ

ธญพชหลงการอบแหงเปนหลก ทงนการพจารณาจะ

มากหรอนอย ขนอยกบชนดและการนาไปใชประโยชน

ของธญพช

4. การจาแนกเครองอบแหงแบบฟลอดไดซเบด

จ า ก ร า ยง า น ว จย ก า ร ศกษ า เ ก ย ว กบ ก า ร

ประยกตใชเครองอบแหงแบบฟลอดไดซเบด มนกวจย

แตละทานมงเนนประเดนทสนใจมากนอยตางกน

ดงนนบทวเคราะหนไดจาแนกออกเปน 7 กลม คอ

4.1 การจาแนกตามคณลกษณะการไหล

เชน รปแบบผสมด (Well mixed type) รปแบบ

การไหลแบบเกดฟองกาซ หรอการรวมตวของฟอง

กาซจนมขนาดใหญ (Plug flow type) และรปแบบ

ผสม (Hybrid) ระหวาง Well mixed ตามดวย Plug

flow

4.2 การจาแนกตามของไหลในฟลอดไดซเบด

(Fluidizing medium)

เชน อากาศ ไอนารอนยงยวด และ กาซรอนจาก

การเผาไหม ซง [21] พบวาอตราการอบแหงขาวใช

อากาศรอนสงกวาการใชไอนารอนยงยวด แตคณภาพ

เปอรเซนตขาวเตมเมลดการใชไอนารอนยงยวดจะสง

กวาการใชอากาศรอนลกษณะของเครองตามรปท 3

4.3 การจาแนกตามการปอนวตถดบ

เชน การปอนเปนชดหรอชวง(Batch or periodic)

การปอนแบบกงตอเนอง (Semi continuous) และการ

ปอนแบบตอเนอง (Continuous) เชน เครองอบแหง

ถวเหลองฟลอดไดซเบดแบบตอเนอง [22]

4.4 การจาแนกตามลกษณะการใหความรอน

เชน การใหความรอนภายใน การใหความรอน

จากภายนอกใหกบอากาศรอน และแบบผสมเชน การ

อบแหงแบบฟลอดไดซเบดรวมกบอนฟราเรดเพอลด

การแตกราวของถวเหลอง [23] ลกษณะรปแบบเครอง

ตามรปท 4

4.5 การจาแนกตามลกษณะจานวนชนในหอง


คอการหมนเวยนหนงชน และการหมนเวยนหลาย

ชน เชน การออกแบบเครองอบแหงขาวเปลอกโดยใช

กระบวนการฟลอดไดซเซชนแบบสองตะแกรง [24]

4.6 การจาแนกตามลกษณะรปทรงหองฟลอดไดซ

เบด

เชน ทรงกรวย ทรงกระบอกกลม ทรงกระบอก

กลมยอดทรงกรวย ทรงสเหลยม และปจจบน [19]

ศกษารปทรงหอฟลอดไดซเบดในการอบแหงพรกไทย

พบวาหอทดลองทรงส เหลยมใชเวลานอยกว า

ทรงกระบอก 10%, แบบกรวยใชเวลานอยกวา

ทรงกระบอก 20% และแบบมครบตววแผนกระจายลม

ขนาด 1/2 ของพนทหนาตดหอสามารถลดเวลา

มากกวาทรงกระบอกได 50%

4.7 การจาแนกตามลกษณะโหมดการปรบปรง

เสรมเพม

เชน ฟลอดไดซเบดเสรมการสนสะเทอน และ

ฟลอดเบดแบบสเปาทเตดเบดซง [25] ศกษาการ

อบแหงของเครองอบแหงแบบสเปาทเตดเบดแบบเปน

จงหวะโดยใชการเปด-ปดวาลวโซลนอยดพบวาการ

อบแหงแบบใหอากาศอยางเปนจงหวะชวยประหยด

พลงงานเมอเทยบกบการใหอากาศอยางตอเนองและ

เหมาะกบการอบแหงในชวงอตราการอบแหงลดลง

ตวอยางรปแบบเครองอบแหงทมการศกษาเชน

[26] ผลตตนแบบเครอง อบแหงขาวเปลอกแบบ

ฟลอดไดซเบดระดบการคาทเรมใชตงแตป 2538 ใน

ประเทศไทย ขนาด 5 ton/h และ 10 ton/h ซงเปนการ



228

ใหความรอนจากภายนอกใหกบกาซรอนโดยจากการ

เผาไหม ลกษณะการปอนแบบตอเนอง การหมนเวยน

หนงชน และหองอบแหงรปทรงสเหลยม ตามรปท

5(A) ตอมา [27]ไดศกษาเครองอบแหงขาวเปลอกแบบ

ฟลอดไดซเบดแบบการเตนเปนจงหวะโดยใชแผน

เหลกหมนระดบอตสาหกรรมซงมสมรรถนะสงกวาและ

ใชพลงงานตากวาแบบธรรมดาตามรปท 5(B)

รปท 3 ไดอะแกรมเครองอบแหงขาวเปลอกแบบฟล

อดไดซเบดใชของไหลอากาศรอนและไอนารอน

ยงยวด [21]

รปท 4 ไดอะแกรมเครองอบแหงฟลอดไดซเบดท

จาแนกตามลกษณะการใหความรอน

รปท 5 เครองอบแหงขาวเปลอก

Hot air fluidized bed dryer

Superheated steam fluidized bed dryer

(A) ตนแบบฟลอดไดซเบด [26]

A)ฟลอดไดซเบดทรงกรวยรวมกบอนฟราเรด [23]

B)ฟลอดไดซเบดเสรมไมโครเวฟ [28]

(B) ฟลอดไดซเบดแบบการเตนเปนจงหวะ [27]



229

5. การจาแนกการอบแหงธญพชโดยประยกตใช

เทคนคฟลอดไดซเบด

เพอใหผทสนใจสามารถเขาใจเทคนคการอบแหง

ธญพชโดยประยกตใชฟลอดไดซเบดบทวเคราะหนจง

จาแนกออกเปน 4 กลมซงเอกสารอางองทใชสนบสนน

บางเอกสารอยในกลมการจาแนกเครองอบแหงแบบ


5.1 ใชเทคนคฟลอดไดซเบดอยางเดยว

ซงสวนใหญจะใชของไหลชนดลมรอนหรอไอนา

และทาการศกษาผลกระทบของอณหภม และความเรว

ของของไหลตอจลนพลศาสตรและคณภาพของวสด

อบแหงเชน การอบพรกดวยเทคนคฟลอดไดซเบด [3]

การอบแหงขาวเปลอกดวยเทคนคฟลอดไดเซชนท

เบดสง [5] การอบแหงขาวเปลอก พนธ กข. 10 ดวย

เทคนคฟลอดไดซเบด [6] การอบแหงขาวหอมมะล

ดวยเทคนคฟลอดไดซเซชน [7] การอบแหงขาวโพด

โดยใชเทคนคฟลอดไดซเซชน [9] การเปรยบเทยบ

การอบแหงขาวเปลอกใชอากาศรอนและไอนารอน

ยงยวด [21] การอบแหงถวเหลองฟลอดไดซเบด

แบบตอเนอง [22] และ ตนแบบเครองอบแหง

ขาวเปลอกแบบฟลอดไดซเบดระดบการคา[26]เปนตน

5.2 ใชเทคนคฟลอดไดซเบดรวมกบระบบอน

สาหรบการเพมความสามารถในการอบแหง เชน

การออกแบบเคร อ งอบแหงขาว เปลอกโดยใช

กระบวนการฟลอดไดซเซชนแบบสองตะแกรง [24]

การศกษาฟลอดไดเซชนโดยใชความรอนจากชด

คอนเดนเซอรเพอใชในกระบวนการอบแหง [29] การ

เพมประสทธภาพการอบแหงเมลดขาวโพดโดยใช

ขดลวดความรอนเปนความรอนเสรมในฟลอดไดซเบด

ทใชป มความรอน [30] และการอบแหงแบบฟลอดไดซ

เบดรวมกบอนฟราเรด[23] เปนตน

5.3 ใชเทคนคฟลอดไดซเบดตามดวยเทคนคอน

สาหรบการเพมความสามารถในการอบแหงและ

รกษาคณภาพธญพช เชน การคนควาผลกระทบของ

อณหภมอบแหงในการอบแหงในฟลอดไดซเบดและ

เวลาการทาเทมเปอรรงตอคณภาพของขาวเคลอบ

แวค พบวาการอบแหงขาวเคลอบแวคอณหภมอากาศ

สงใชเวลานอย ไดคณภาพขาวเตมเมลดสง ขณะท

ความขาวของขาวอยในเกณฑทยอมรบได [31] และ

แนวทางการลดความชนของขาวโพดอยางรวดเรวดวย

เทคนคฟลอดไดซเบด ตามดวยการเกบในทอบอากาศ

และเปาอากาศแวดลอมเขาในกองเมลดขาวโพดใน

การลดการแตกราวในเมลดขาวโพด [32] เปนตน

5.4 ใชเทคนคการอบแหงแบบฟลอดไดซเบดตาม

คณลกษณะการไหล

เชน คณลกษณะการไหลแบบผสมด(Well mixed

type) คณลกษณะการไหลแบบเกดฟองกาซขนาด

ใหญ (Plug flow type) คณลกษณะการไหลแบบผสม

(Hybrid) ระหวาง Well mixed ตามดวย Plug flow

หรอคณลกษณะการไหลแบบเตนเปนจงหวะเชน [25]

และ[27] นอกจากน [19] ศกษาการอบแหงเมลด

พรกไทยในหอฟลอดไดซเบดทมครบรปตววทาใหเกด

การหมนวนในหอเบดและเพมอตราการอบแหง เปน

ตน

6. ประเดนการศกษาทยงไมชดเจน

- ฟงกชนความสมพนธระหวางความชนของธญพช

ขนาดใหญกบความเรวตาสด ซงมคณลกษณะความ

แตกตางกนตามชนดและปรมาณความชนของธญพช

- เทคนคใหมๆ สาหรบธญพชทเกดฟลอดไดซ

เบดยาก เพอเพมความสามารถในการอบแหง

- เทคนคฟลอดไดซเบดรวมกบระบบอน เชน ระบบ

อนฟราเรดชนด Far-infrared radiation หรอ Near-

infrared radiation และความถคลนเสยง ในชวงการ

ใชงานทเหมาะสม เปนตน

- คณภาพเฉพาะของธญพชแตละชนด เชน การวด

คณภาพทางเคมของธญพช คณคาทางอาหาร และ

การวดความพงพอใจของผบรโภค เปนตน

7. สรปและขอเสนอแนะ

บทวเคราะหการประยกตใชเทคนคฟลอดไดซ

เบดการอบแหงธญพช ประกอบดวย ทฤษฎสภาพ

ฟลอดไดซเบดของธญพช จลนพลศาสตรและคณภาพ



230

การอบแหงธญพชโดยเทคนคฟลอดไดซเบด สาหรบ

รปแบบเครองอบแหงแบบฟลอดไดซเบดสามารถ

จาแนกได 7 กลม การจาแนกเทคนคการอบแหง

ธญพชโดยประยกตใชฟลอดไดซเบด จาแนกได 4

กลม ประเดนการศกษาทยงไมชดเจน เชน ฟงกชน

ความสมพนธระหวางความชนของธญพชขนาดใหญ

กบความเรวตาสด เทคนคใหมๆ สาหรบธญพชทเกด

ฟลอดไดซเบดยาก เพอเพมความสามารถในการ

อบแหง เทคนคฟลอดไดซเบดรวมกบระบบอน ทงน

ตองคานงถงความเปนไปได การใชพลงงานทนอยลง

รวมถงคณภาพของธญพชอบแหง และควรศกษา

คณภาพเฉพาะของธญพชแตละชนด

8. รายการสญลกษณ

a, b, c, n คอ คาคงท

b1, g, h, k, ko, k1 คอ คาคงทของการอบแหง

fC คอ แฟคชนความเสยดทาน

DtC คอ คาสมประสทธของแรงปะทะ

pd คอ เสนผานศนยกลางเมดของแขง

D คอ สมประสทธการแพรความชนโดยรวม

oD คอ Arrhenius factor

aE คอ คาพลงงานกระตน

g คอ อตราเรงจากแรงโนมถวง

foj คอ Drift flux

k คอ คาคงทของการอบแหง

M คอ ความชนทเวลาใด ๆ

inM คอ ความชนเรมตนของวสด

eqM คอ ความชนสมดลของวสด

MR คอ อตราสวนความชนเฉลย

ipreM , คอ ความชนจากการทานาย

iMexp, คอ ความชนจากการทดลอง

avMexp, คอ ความชนเฉลยจากการทดลอง

N คอ จานวนตวอยางทพจารณา

r คอ รศมของวสด

R คอ ค าคงทส ากลของ กาซ (8.314x10-3,

kJ/mol.K)

fRe คอ Reynolds number ของของไหล

mfRe คอ Reynolds numberของของไหลตาสด

pfRe คอ Reynolds number ของของแขง

Tabs คอ Absolute temperature

t คอ เวลาอบแหง

fU คอ ความเรวของของไหล

mfU คอ ความเรวของของไหลตาสด

tU คอ ความเรวสดทายของอนภาคหนงอนภาค

dz

dp คอ Pressure gradient

fρ คอ ความหนาแนนของของไหล

sρ คอ ความหนาแนนของของแขง

fµ คอ ความหนดของของไหล

ε คอ สดสวนชองวาง

mfε คอ สดสวนชองวางในเบดตาสด

sφ คอ แฟคเตอรรปราง

9. เอกสารอางอง

[1] Graham B. Wallis. (1969). One-dimensional

two-phase flow, McGraw-Hill Book Company,

New York, London.

[2] Klinzing, G.E., Rizk, F., Marcus, R. and

Leung t, L.S. (2010). Pneumatic conveying of

solids, Springer Dordrecnt Heidelberg, New York,

London.

[3] กตต สทธประภาพร (2547). คณลกษณะการอบ

พรกดว ย เท คนค ฟลอด ได ซ เ บ ด , วทยานพนธ

ว ศ ว ก ร ร ม ศ า ส ต ร ม ห า บ ณ ฑ ต ส า ข า ว ช า

ว ศ ว ก ร ร ม เ ค ร อ ง ก ล ค ณ ะ ว ศ ว ก ร ร ม ศ า ส ต ร

มหาวทยาลยขอนแกน

[4] ปญญา ตระกจวฒนา (2549). การใหความรอน

กบถวเหลองดวยเทคนคฟลอไดซเบดโดยใชอากาศ

รอนรวมกบการใชไอนารอน, วทยานพนธวศวกรรม

ศาสตรมหาบณฑต สาขาเทคโนโลยพลงงาน คณะ

พลงงานสงแวดลอมและวสด มหาวทยาลยเทคโนโลย

พระจอมเกลาธนบร

[5] คนงนตย จบใจเหมาะ (2548). การศกษาการ



231

อบแหงขาวเปลอกดวยเทคนคฟลอดไดเซชนทเบดสง,

วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา

เครองจกรกลเกษตร มหาวทยาลยขอนแกน

[6] มานต สจานงค วชรนทร ดงบง และกตตชย

ไตรรตนศรชย (2548). การอบแหงขาวเปลอก พนธ

กข. 10 ดวยเทคนคฟลอดไดซเบด, วศวกรรมสาร มข.

ปท 32 ฉบบท 2, มนาคม-เมษายน 2548,หนา 207-

216

[7] สมบต กามอญ, สมเกยรต ปรชญาวรากร, ชย

ยงค เตชะไพโรจน , พชร ตงตระกลและ สมชาต

โสภณรณฤทธ (2551). เงอนไขทเหมาะสมสาหรบการ

อบแหงขาวหอมมะลดวยเทคนคฟลอดไดซเซชน, การ

ประชมเชงวชาการเครอขายพลงงานแหงประเทศไทย

ครงท 4, โรงแรม โรสการเดน รเวอรไซด จงหวด

นครปฐม

[8] Jaiboon, P., Prachayawarakorn, S.,

Devahastin, S. and Soponronnarit, S. (2009).

Effects of fluidized bed drying temperature and

tempering time on quality of waxy rice, Journal of

Food Engineering, vol. 95, pp. 517–524.

[9] อนนต พงศธรกลพานช (2539). การศกษาการ

อบแหงขาวโพดโดยใชเทคนคฟลอดไดซเซชน .

วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขา

เทคโนโลยพลงงาน คณะพลงงานสงแวดลอมและวสด

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

[10] Mujumdar, A.S. (1987). Handbook of

industrial drying, United State of America:

MARCEL DEKKER, INC.

[11] สมศกด ดารงเลศ (2528). ฟลอดไดซเซซน, พมพ

ครงท 1, สานกพมพจฬาลงกรณมหาวทยาลย

[12] Yates, J. G. (1996). Review article number 49

effects of temperature and pressure on gas-solid

fluidization, Chemical Engineering Science, Vol.

51, No.2, pp. 167-205.

[13] Wen, C. Y. and Yu, Y. H. (1996). Mechanics

of fluidization, Chem. Engng Prog. Symp. Ser., 62,

pp100-111.

[14] Gupta, S.K., Agarwal, V.K., Singh, S.N.,

Seshadri, V., David Mills, Singh, J. and Chandra

Prakash. (2009). Prediction of minimum

fluidization velocity for fine tailings materials,

Powder Technology, vol.196, pp.263–271.

[15] Crank, J. (1975). The mathematics of diffusion

the 2nd edition. Oxford University Press, Inc.,

New York.

[16] Madhiyanon, T., Phila, A. and Soponronnarit,

S. (2009). Models of fluidized bed drying for thin-

layer chopped coconut. Applied Thermal

Engineering, vol. 29, pp 2849-2854.

[17] Nazghelichi, T., Hossein Kianmehr, M. And

Aghbashlo, M. (2010). Thermodynamic analysis

of fluidized bed drying of carrot cubes, Energy,

vol. 35, pp. 4679-4684.

[18] Senadeera, W., Bhandari, B. R., Young, G.

and Wijesinghe, B. (2003). Influence of shapes of

selected vegetable materials on drying kinetics

during fluidized bed drying, Journal of Food

Engineering, vol. 58, pp.277–283.

[19] อทธพล แกงสนเทยะ (2551). พฤตกรรมการ

อบแหงเมลดพรกไทยในหอฟลอดไดซเบดทมครบรป

ตวว. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร

สถาบน เทคโนโลยพระจอมเกลา เจาคณทหาร

ลาดกระบง

[20] สมชาต โสภณรณฤทธ (2540). การอบแหงเมลด

พชและอาหารบางประเภท, กรงเทพฯ : โครงการ

สงเสรมการสรางตารา คณะพลงงานและวสด สถาบน

เทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

[21] Rordprapat, W., Athakaranakule, A., Tia, W.



232

and Soponronnarit, S. (2005). Comparative study

of fluidized bed paddy drying using hot air and

superheated steam, Journal of Food Engineering,

vol. 71, pp. 28-36.

[22] Sopon r onna r i t , S . , Swasd i s e v i , T . ,

Wetchacama, S. and Wutiwiwatchai, W. (2001).

Fluidised bed drying of soybeans, Journal of

Stored Products Research, vol. 37, pp. 133-151.

[23] Dondee, S., Meeso, N., Soponronnarit, S.

and Siriamornpun, S. (2011). Reducing cracking

and breakage of soybean grains under combined

near-infrared radiation and fluidized-bed drying,

Journal of Food Engineering, vol. 104, pp. 6-13.

[24] รณชาต กรงกรด (2543). การออกแบบ

เครองอบแหงขาวเปลอกโดยใชกระบวนการฟลอด

ไดซเซชนแบบสองตะแกรง, วทยานพนธวศวกรรม

ศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมเกษตร ภาค

วศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตร

[25] วสนต กนธะมล (2547). คณลกษณะการไหลและ

การอบแหงของเครองอบแหงแบบสเปาทเตดเบดแบบ

เปนจงหวะ, วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาวศวกรรมอาหาร มหาวทยาลยเทคโนโลย

พระจอมเกลาธนบร

[26] Soponronnarit, S., Prachayawarakorn, S. and

Wangji, M. (1996). Commercial fluidized bed

paddy dryer, Compiled Research and Technical

P a p e r s , K M I T T , p p , 8 3 - 8 9 .

[27] Prachayawarakorna, S., Tia, W., Poopaiboon,

K. and Soponronnarit, S. (2005). Comparison of

performances of pulsed and conventional

fluidised-bed dryers, Journal of Stored Products

Research, vol. 41, pp. 479–497.

[28] Souraki, A., and Mowla. (2008). Experimental

and theoretical investigation of drying behaviour

of garlic in an inert medium fluidized bed assisted

by microwave, Journal of Food Engineering, vol.

88, pp. 438–449.

[29] ชรน สงขเกษม (2547). การศกษาฟลอดไดเซชน

โดยใชความรอนจากชดคอนเดนเซอรเพอใชใน

กระบวนการอบแหง, การประชมวชาการเครอขาย

วศวกรรมเครองกลแหงประเทศไทยครงท 18, จงหวด-

ขอนแกน

[30] จรเมธา สงขเกษม (2549). การเพมประสทธภาพ

การอบแหงเมลดขาวโพดโดยใชฮตเตอรเปนความรอน

เสรมในฟลอดไดซเบดทใชฮตป ม, การประชมวชาการ

เครอขายวศวกรรมเครองกลแหงประเทศไทยครงท

20, จงหวดนครราชสมา

[31] Jaiboon, P., Prachayawarakorn, S.,

Devahastin, S. and Soponronnarit, S. (2009).

Effects of High-Temperatures Fluidization on

Qualities of Waxy Rice, Agricultural Sci. J., vol.

40(3) (Suppl.), pp. 281-284.

[32] พงศเทพ โชตจกรดกล (2540). การจดการ

ขาวโพดชนโดยการอบแหงแบบฟลอดไดซเบด การ

เทมเปอรและการเปาอากาศแวดลอม, วทยานพนธ

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยการ

จดการพลงงาน มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลา

ธนบร

ame38

Documents