Analysis of Energy Consumption in Drying Process of Paticleboards from Montong Durian Peel Using a Combined Multi-Feed Microwave-Convective Air and Continuous Belt System (CMCB)
โดย วันชนะ ยิ่งยืน
ปี 2555
บทคัดย่อ (Abstract)
วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการวิเคราะห์การใช้พลังงานในกระบวนการอบแห้งแผ่นชิ้นไม้อัดจากเปลือกทุเรียนหมอนทองโดยใช้ไมโครเวฟชนิดป้อนคลื่นหลายตำแหน่ง ที่ไม่สมมาตรร่วมกับระบบลมร้อนและสายพานลำเลียงอย่างต่อเนื่อง โดยโครงสร้างระบบ ประกอบด้วยแมกนีตรอนซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นไมโครเวฟความถี่ 2.45 จิกะเฮิรตซ์ ขนาด 800 วัตต์ จำนวน 12 ตัว และเครื่องกำเนิดลมร้อน วัสดุที่ใช้ในการศึกษา คือ แผ่นชิ้นไม้อัดจากเปลือกทุเรียนหมอนทองขนาดกว้าง 20 เซนติเมตร ยาว 20 เซนติเมตร และ หนา 1 เซนติเมตร โดยมีส่วนประกอบคือ เส้นใย ผง และน้ำ แบ่งส่วนผสมออกเป็น 4 สูตร คือ 1:1:1 1:1:1.5 2:1:1.5 และ 2:1:2 โดยมวล ตามลำดับ พารามิเตอร์ที่ศึกษาคือความชื้นแผ่นชิ้นไม้อัด อุณหภูมิแผ่นชิ้นไม้อัด สมบัติไดอิเล็กตริกแผ่นชิ้นไม้อัด เวลาในการอบแห้ง การสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะในกระบวนการอบแห้ง (Specific Energy Consumption) และประสิทธิภาพการใช้พลังงานในกระบวนการอบแห้ง
การศึกษาการทดลองแบ่งออกเป็น 3 กรณี โดยใช้กำลังงานไมโครเวฟที่ป้อนเข้าสู่ระบบ 2400 วัตต์ อุณหภูมิลมร้อนที่ป้อนเข้าสู่ระบบ 40 50 และ 60 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ทำการส่องกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด และทดสอบสมบัติทางกายภาพ ทางกล และทางความร้อน
ผลการศึกษาพบว่าเมื่อใช้อุณหภูมิลมร้อนที่สูงขึ้น ส่งผลให้ระยะเวลาในการอบแห้งสั้นลงค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะลดลงตาม ประสิทธิภาพในกระบวนการอบแห้งสูง และให้อัตราการอบแห้งสูงที่สุดด้วย เมื่อพิจารณาจาก การใช้กำลังไมโครเวฟ 2400 วัตต์ อุณหภูมิลมร้อน 40 50 และ 60 องศาเซลเซียส ค่าการสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะเท่ากับ 0.1129 0.0968 และ 0.0926 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ตามลำดับ โดยที่อุณหภูมิลมร้อน 60 องศาเซลเซียส ค่าการสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะต่ำสุด
This research presents the energy consumption analysis in drying process of particleboards from Montong-durian peel using a Combined Multi-Feed Microwave-Convective Air and Continuous Belt System (CMCB). The construction of this system consists of twelve magnetrons of 800 Watt and 2.45 Gigahertz wavelength combined with hot-air generator. Main research materials are particleboards, made from Montong peel and contained fiber, powder and water. Four different mixture proportions, formulated for 20 centimeters x 20 centimeters x 1 centimeter particleboards were 1:1:1, 1:1:1.5, 2:1:1.5 and 2:1:2, respectively. All the tested parameters are moisture content, temperature, dielectric properties, time, specific energy consumption and efficiency in drying process.
By using a constant microwave power 2400 Watts, the study analyzed for 3 cases: different temperatures of hot-air 40, 50 and 60 Degrees Celsius, respectively. Particleboards were then brought to verify the quality with a scanning electron microscope and examined their physical properties, mechanical properties and thermal properties.
The results show that with a higher hot-air temperature, a drying time was shortened, and the specific energy consumption and higher efficiency in the drying process was decreased. By considering all cases with the microwave power fixed at 2400 Watts, which cover using hot-air temperature of 40, 50 and 60 Degrees Celsius, the specific energy consumption of equal to 0.1129, 0.0968 and 0.0926 Megajoules per kilogram, respectively. Conclusively, using hot-air temperature of 60 Degree Celsius yields the lowest specific energy consumption.