การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการเก็บรักษาข้าวสารเพื่อการผลิตข้าวแต๋นสู่การพัฒนานวัตกรรมต้นแบบเครื่องบ่มข้าวระบบอัตโนมัติ และเครื่องนึ่งข้าวแบบรวมศูนย์ ในระดับโรงงานนำร่อง

บทคัดย่อ

ในกระบวนการผลิตข้าวแต๋น วัตถุดิบข้าวที่ใช้คือข้าวเหนียวพันธุ์ กข6 ที่เก็บรักษาเป็นระยะเวลา 1 ปี เพื่อให้เมล็ดข้าวมีคุณสมบัติที่เหมาะสมต่อการผลิตข้าวแต๋น ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว ข้าวที่เก็บเกี่ยวใหม่เมื่อนำไปหุงสุกจะมีความเหนียวค่อนข้างสูง ทำให้กระบวนการขึ้นรูปแผ่นข้าวแต๋นไปเป็นค่อนข้างยาก และผลิตภัณฑ์หลังทอดมีลักษณะไม่เรียงตัวเป็นเม็ด งานวิจัยนี้ ได้นำแผนการทดลอง Central Composite Design (CCD) มาใช้ในการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการบ่มข้าวสารที่เก็บเกี่ยวใหม่ให้มีคุณลักษณะคล้ายข้าวเก่าด้วยเทคนิค Optimization โดยใช้กรดแอสคอร์บิคที่ความเข้มข้น 10-6 mol/L รมข้าวสารเป็นเวลา 30 นาที จากนั้นทำการผันแปรระยะเวลาการบ่ม อุณหภูมิที่ใช้บ่ม และระยะเวลาในการรมโอโซน ได้ทั้งหมด 16 สิ่งทดลอง ศึกษาผลของการผันแปรปัจจัยที่มีต่อปริมาณความชื้น ค่าความสว่าง (L*) ค่าความเป็นสีแดงถึงสีเขียว (a*) ค่าความเป็นสีเหลืองถึงสีน้ำเงิน (b*) ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ในข้าวสุก อัตราการขยายตัวของข้าวสุก อัตราการดูดซับน้ำของเมล็ดข้าว ค่าความแข็งของเมล็ดข้าวสุก ค่าความเหนียวของเมล็ดข้าวสุก และปริมาณคาร์บอนิล จากผลการทดลอง พบว่า ระยะเวลาการบ่มเป็นตัวแปรที่มีผลมากที่สุดต่อค่า L* ค่า b* อัตราการขยายตัวของข้าวสุก อัตราการดูดซับน้ำของเมล็ดข้าว ค่าความแข็งของเมล็ดข้าวสุก ค่าความเหนียวของเมล็ดข้าวสุก และปริมาณคาร์บอนิล โดยเมื่อระยะเวลาการบ่มมีค่ามากขึ้น ค่าต่าง ๆ ข้างต้น จะมีค่าเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ในขณะที่ เมื่อระยะเวลาการบ่มมีค่าเพิ่มขึ้น ปริมาณความชื้นของเมล็ดข้าว และปริมาณของแข็งที่ละลายได้ในข้าวสุกจะมีค่าลดลง ส่วนตัวแปรอุณหภูมิในการบ่มเป็นตัวแปรที่มีผลต่อค่า a* มากที่สุด โดยเมื่ออุณหภูมิในการบ่มมีค่าเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้ค่า a* มีค่าลดลง โดยตัวแปรที่ใช้กำหนดสภาวะที่เหมาะสม ได้แก่ ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ในข้าวสุก ค่าความแข็งของเมล็ดข้าวสุก และค่าความเหนียวของเมล็ดข้าวสุก ซึ่งพบว่า ใช้ระยะเวลาในการรมโอโซนเท่ากับ 37.62 นาที โดยบ่มที่อุณหภูมิ 48.16 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 10 สัปดาห์ต้นแบบเครื่องบ่มข้าวระบบอัตโนมัติมีขนาดความจุ 1.7 m3 สามารถบ่มข้าวได้สูงสุด 70 kg/ครั้ง โดยระบบสามารถผลิตเป็นไอน้ำร้อนออกมาอุณภูมิ 50-70oC ทำงานร่วมกับระบบผลิตโอโซนและระบบพ่นไอสารละลายกรดแอสคอร์บิค จะทำการปั๊มสารละลายเข้าระบบแล้วถูกสั่นด้วย Ultrasonic humidifier จนกลายเป็นไอเข้าสู่ในห้องบ่มข้าว โดยสารละลายนี้จะพ่นเข้าในห้องบ่มข้าวตามระยะเวลาที่ตั้งไว้ ต้นแบบเครื่องนึ่งข้าวแบบรวมศูนย์ขนาดความจุ 0.72 m3 จำนวน 2 ตู้สามารถนึ่งข้าวได้สูงสุด 70 kg/ครั้ง โดยใช้ระยะเวลาในการนึ่ง 65 นาที ต้นแบบเครื่องนึ่งข้าวแบบรวมศูนย์มีการใช้พลังงานในการนึ่งข้าวจำนวน 70 kg เท่ากับ 103.52 MJ พลังงานที่ใช้ประโยชน์เท่ากับ 60.51 MJ พลังงานที่สูญเสีย 43.01 MJ คิดเป็นประสิทธิภาพเชิงความร้อนเท่ากับ 58.5% เมื่อนำมาวิเคราะห์เชิงเศรษฐศาสตร์พบว่า เครื่องนึ่งข้าวแบบรวมศูนย์มีอายุโครงการ 12 ปี มีผลประหยัดเทียบจากการใช้ LPG เท่ากับ 79,935 บาท/ปี เมื่อเทียบกับวิธีการเดิม มีมูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) เท่ากับ 999,715 บาท อัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) เท่ากับ 82.8% และระยะเวลาคืนทุนเท่ากับ 1.27 ปี

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ