ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางความร้อนของสับปะรด

Abstract

สับปะรดเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญอย่างหนึ่งของประเทศไทย ซึ่งนิยมนำมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์หลายชนิด การทราบค่าสมบัติทางความร้อนของสับปะรด จึงมีประโยชน์ในการคำนวณหาอุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมในกระบวนการแปรรูปที่เกี่ยวกับการถ่ายโอนความร้อน งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ ความชื้น (ร้อยละ 60-85) และ อุณหภูมิ ในช่วงอุณหภูมิสูง (60-100 องศาเซลเซียส) และช่วงอุณหภูมิต่ำว่าจุดเยือกแข็ง (-30 ถึง -10 องศาเซลเซียส) ต่อค่าสมบัติทางความร้อนของสับปะรด ได้แก่ ความร้อนจำเพาะ สภาพนำความร้อน และสภาพแพร่ความร้อน การหาค่าความร้อนจำเพาะใช้วิธี modified method of mixture พบว่าทุอุณหภูมิสูง ค่าความร้อนจำเพาะของสับปะรดอยู่ในช่วง 0.844-0.909 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส โดยมีค่าเพิ่มขึ้นแบบเป็นเส้นตรงกับความชื้น และเพิ่มขึ้นแบบพาราโบลากับอุณหภูมิของสับปะรด ส่วนที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ความร้อนจำเพาะมีค่าต่ำกว่าที่อุณหภูมิสูง (0.469-0.488 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส) สำหรับการหาค่าสภาพนำความร้อน โดยใช้ thermal conductivity probe พบว่า ที่อุณหภูมิสูงค่าสภาพนำความร้อนของสับปะรดอยู่ในช่วง 0.487-0.941 วัตต์/เมตร องศาเคลวิน โดยมีค่าเพิ่มขึ้นแบบพาราโบลากับความชื้นและอุณหภูมิของสับปะรด ส่วนที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง สภาพนำความร้อนมีค่าสูงกว่าที่อุณหภูมิสูง (0.861-1.192 วัตต์/เมตร องศาเคลวิน) โดยมีค่าลดลงแบบพาราโบลาเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ขณะที่ความชื้นในช่วงร้อยละ 60-75 ไม่มีผลต่อค่าสภาพนำความร้อนของสับปะรด ส่วนสภาพแพร่ความร้อน ซึ่งหาโดยวิธีใช้ thermal diffusivity tube พบว่ามีค่าอยู่ในช่วง 1.323x10¯⁷ ถึง 2.741x10¯⁷ เมตร²/วินาที ที่อุณหภูมิสูง และ 4.309 x10¯⁷ ถึง 5.967 x10¯⁷ เมตร²/วินาที ที่อุณหภูมิต่ำ โดยความชื้อนและอุณหภูมิมีผลต่อค่าสภาพแพร่ความร้อนลักษณะเดียวกับค่าสภาพนำความร้อน ทั้งที่อุณหภูมิสูงและอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง