STUDYING THE PERFORMANCE OF THE DIRECTION SWITCH AIR DRYER FOR FOOD PRODUCT USING HOT AIR FROM THE HIGH EFFICIENCY BIOMASS GASIFIER STOVE

Abstract

This research is to study the performance of a bi-directional hot air dryer using hot air from a high efficiency biomass gasifier stove. The dryer was equipped with four drying chamber. Each drying chamber contained five product trays. The tray size is fifty centimeters wide, fiftysix centimeters long and one millimeters deep which can be contain slide banana with total weight of three hundred grams. Hot air at a temperature between fifty five, sixty five, seventy, seventy five, eighty and eighty five oC is fed to the drying chamber in a 1-2-3-4. At interval of fifteen minutes, the hot air flow direction was altered to a backward sequence of 4-3-2-1. The sliced banana was packed evenly in a drying chamber. The experiment was performed continually for two hours. For drying, the high efficiency biomass gasifier stove was used as a heat source and transfer heat to produce via hot air using a cross flow heat exchanger. The performance of the dryer is compared with the LPG-KB-8 tray dryer.The experiment was performed with a sliced banana of one - two millimeter thickness and total weight of six thousand grams. The drying condition controlled the hot air temperature at appoximately 65, 70, 75, 80, 85 oC and a volume flow rate of 830 m3/hr for fifty to one hundred and thirty minutes. The biomass was fed to the high efficiency gasifier stove at the fuel feed rate of 225-341 grams for every five minutes. The total amount of fuel used during drying period is 2.7 – 4.1 kg/h. The experimental results showed that the dry weight of the sliced banana was 1,800 grams, the banana lost about of its weight of 70% and specific energy consumption about 13.16 – 22.74 MJ/kg H2Oevap. The average drying cost was 3-5 baht/kg of dry product. In Comparison with the LPG tray dryer, the energy cost between 11.5 -20.7 baht/kg of dry products was calculated. The new design biomass tray dryer can reduce energy costs between 8.50-15.7 baht/kg of dry products and can reduce the drying time by up three hours.

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาสมรรถนะของเครื่องอบแห้งผลิตภัณฑ์ชุมชนด้วยลมร้อนแบบสลับทิศทางที่ผลิตจากเตาชีวมวลประสิทธิภาพสูง เครื่องอบแห้งประกอบด้วยห้องอบจำนวน 4 ห้องแต่ละห้องสามารถบรรจุถาดวางผลิตภัณฑ์ได้จำนวน 5 ถาด แต่ละถาดมีขนาดกว้าง 50 เซนติเมตรยาว 56 เซนติเมตร และขอบถาดสูง 1 เซนติเมตร สามารถบรรจุกล้วยได้ถาดละ 300 กรัม ลมร้อนที่อุณหภูมิระหว่าง 55, 65, 70, 75,80, 85 oC ถูกป้อนเข้าห้องอบผ่านวาล์วสลับทิศทางการไหลสู่ห้องอบที่ 1-2-3-4 และเมื่อเวลาผ่านไป 5 นาที ทิศทางการไหลของลมร้อนจะถูกสลับให้ไหลย้อนกลับจาก 4-3-2-1 ตามลำดับ ทำให้ผลิตภัณฑ์ที่บรรจุอยู่ในแต่ละห้องอบแห้งสม่ำเสมอกันโดยไม่ต้องเปิดตู้อบมาสลับตำแหน่งถาดวางผลิตภัณฑ์ในการอบแห้งใช้เตาชีวมวลประสิทธิภาพสูงเป็นแหล่งผลิตความร้อนและถ่ายเทให้กับอากาศสำหรับอบแห้งผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลขวางเพื่อให้ได้อุณหภูมิอากาศสำหรับการอบแห้งโดยสมรรถนะของเครื่องอบแห้งนี้จะถูกเปรียบเทียบกับเปรียบเทียบสมรรถนะระหว่างเครื่องอบแห้งผลิตภัณฑ์ชุมชนร่วมกับระบบผลิตลมร้อนด้วยเตาชีวมวล และระบบจ่ายลมร้อนแบบสลับทิศทางการไหลกับเครื่องอบแห้งแบบดั้งเดิมและเครื่องอบแห้งแบบใช้แก็สหุ้งต้ม (LPG รุ่นKB-8) เป็นเชื้อเพลิงและต้องทำการเปิดตู้อบเพื่อสลับถาดวางผลิตภัณฑ์ จากการทดลองอบแห้งกล้วยหั่นแว่นหนา 1 ถึง 2 มิลลิเมตร ที่น้ำหนักกล้วยก่อนอบ 6,000 กรัม ด้วยอุณหภูมิลมร้อน 65, 70, 75,80, 85 oC ที่อัตราการไหล 830 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมงเป็นเวลา 50 -130 นาที โดยมีอัตราการป้อนเชื้อเพลิงที่อยู่ในช่วง 2.7 – 4.1 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ผลจากการทดลองพบว่าน้ำหนักกล้วยหั่นแว่นแห้งมีค่า 1.8 กิโลกรัม ซึ่งกล้วยหั่นแว่นมีน้ำหนักลดลง 70 % โดยมีอัตราการอบแห้งอยู่ในช่วง 1.93-5.06 กิโลกรัมต่อชั่วโมง และความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะอยู่ในช่วง 13.16 – 22.74 เมกะจูลต่อกิโลกรัมของน้ำระเหย ซึ่งค่าใช้จ่ายในการอบแห้งกล้วยประมาณ 3-5 บาทต่อกิโลกรัมกล้วยแห้ง เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องอบแห้งของชุมชนที่ใช้เชื่อเพลิง LPG ซึ่งมีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานประมาณ 11.5 -20.7 บาทต่อกิโลกรัมกล้วยแห้งซึ่งเครื่องอบแห้งสามารถลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้ 8.50-15.7 บาทต่อกิโลกรัมกล้วยแห้งและสามารถลดเวลาการอบแห้งได้ 1-3 ชั่วโมง