by satit.t satit.t

กรรมวิธีการผลิตกาแฟผงสำเร็จรูป

กรรมวิธีการผลิตกาแฟผงสำเร็จรูปประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญดังนี้

1. การคัดคุณภาพและเก็บรักษาเมล็ดกาแฟ (Green Bean Cleaning & Storage)
ก่อนการผลิต เมล็ดกาแฟดิบที่ถูกเก็บไว้ในถังเก็บ ควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ และ อุณหภูมิที่ต่ำ ป้องกันการเจริญ
ของเชื้อรา และแมลง เมล็ดกาแฟ จะถูกนำมาแปรรูปเบื้องต้นด้วยขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบ ดังนี้
ทำความสะอาดแบบแห้ง เช่น การใช้ลมเป่า การคัดขนาดด้วยเครื่องคัดขนาด การคัดสีด้วยเครื่องคัดสี
เพื่อให้ได้เฉพาะเมล็ดกาแฟคุณภาพดี เข้าสู่กระบวนการที่ 2 ต่อไป

2 การผสมกาแฟ (Blending)
เป็นขั้นตอนการนำกาแฟพันธุ์ต่างๆ เช่น โรบัสต้า อาราบิกา มาผสม กันตามสูตรเฉพาะ เพื่อให้
ได้กาแฟที่มีรสชาติต้องการในเครื่องผสม

3 การคั่ว (Roasting)การคั่ว เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการผลิตกาแฟ โดยกลิ่นรสสุดท้ายของกาแฟจะขึ้นกับวิธีการคั่ว ตลอดจนสภาวะที่ใช้คั่ว
โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมในการคั่วอยู่ที่ประมาณ 200 องศาเซลเซียส

4 การบด (Grinding)
การบดมีลักษณะดังนี้คือ 1) แบบหยาบ 2) แบบหยาบปานกลาง 3) แบบละเอียด 4) แบบละเอียดมาก โดยใช้เครื่องบดมาตรฐาน
เรียกว่า motorized grinders

5 การสกัด (extraction) เพื่อแยกส่วนประกอบที่ละลายน้ำได้ของกาแฟที่ผ่านการคั่วและการบดละเอียดแล้ว โดยใช้น้ำ
เป็นตัวทำละลาย เพื่อให้ได้ของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด ละลายออกมาอยู่ในน้ำ การผลิตกาแฟผงกึ่งสำเร็จรูปนั้น เป็นการสกัดและทำแห้งของแข็งที่ละลายน้ำได้ใน กาแฟและองค์ประกอบของสารให้กลิ่นให้ผง

6. การทำให้เข้มข้น
การทำให้เข้มข้น (concentration) เพื่อแยกน้ำออกจากสารสกัดจากกาแฟให้เข้มข้นขึ้น ก่อนการทำแห้งด้วยเครื่องระเหยข้นแบบฟิล์มบาง
อุตสาหกรรมขนาดใหญ่มักใช้เครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอน

7. การแยกสารที่ให้กลิ่นหอม (aroma recovery)
เป็นการถนอมกลิ่นกาแฟไม่ให้สูญเสียไปกับกระบวนการผลิตและให้สภาพของกลิ่นคงความหอมและสดใหม่อยู่เสมอ

8 การปรับค่ามาตรฐาน (standardization)
เป็นการวัดความเข้มข้นของกาแฟให้ได้มาตรฐานตามที่ต้องการ

9. การทำแห้ง (dehydration)
เครื่องทำแห้งแบบพ่นฝอย สเปรย์ดราย (spray drier) เป็นการทำให้น้ำกาแฟเกิดเป็นละอองเล็กขนาดหยดน้ำ (เส้นผ่านศูนย์กลาง
100-200 ไมโครเมตร) ในกระแสลมร้อนที่ไหลในทิศทางเดียวกัน (150-300 องศาเซลเซียส) ในถังทำแห้งขนาดใหญ่
กาแฟแห้งที่ได้จะถูกแยกออกไปโดยการใช้ centrifugal atomizer ส่วนของเหลวจะถูกส่งไปยังภาชนะหมุน เพื่อสร้าง
ขนาดของหยดสารละลายใหม่ในการสเปรย์
การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง (freeze drying) การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งเป็นการทำแห้งโดยการทำให้ของแข็ง
กลายเป็นไอโดยไม่ละลายหรือเรียกว่า การระเหิด โดยน้ำกาแฟจะผ่านการแช่เยือกแข็ง (freezing) จากนั้นจึงทำการระเหิด
ภายใต้ความดัน

by satit.t satit.t

พื้นที่ผิวสัมผัสกับการระเหย

พื้นที่ผิว Surface area มีสัมพันธ์ผันตรงกับความสามารถในการระเหย Evaporation

อธิบายให้เห็นภาพเข้าใจง่าย ตัวอย่างปริมาณน้ำที่เท่ากันวางในแก้วที่อุณหภูมิเท่ากัน

เปรียบเทียบกับการเทน้ำลงบนพื้น น้ำในแก้วใช้เวลาหลายวันกว่าจะระเหยหมด แต่หากเทน้ำลงพื้น

น้ำจะระเหยในอากาศภายในไม่กี่ชั่วโมง ยิ่งเทลงเป็นบริเวณกว้างยิ่งระเหยได้เร็ว

ทำไมน้ำถึงระเหยได้เร็วขึ้นเมื่อเทน้ำลงพื้น?

การเทน้ำทำให้พื้นที่หน้าสัมผัสกับอากาศ สัมผัสกับความร้อน ใหญ่มากขึ้น

พื้นที่ที่มากขึ้นจะทำให้โมเลกุลของน้ำได้รับพลังงานได้มากขึ้น

การได้รับพลังงานของโมเลกุลที่มากพอจะทำให้โมเลกุลเอาชนะแรงยึดเหี่ยวจากกัน

เมื่อโมเลกุลน้ำหลุดจากการยึดเหนี่ยวทำให้เปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส

หลักการเพิ่มพื้นผิวสัมผัสเพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพในการระเหย ถูกนำมาสร้างเป็นเครื่องจักรในหลากหลายการใช้งาน

ในเครื่องสเปรย์ดราย Spray dryer ใช้การฉีดพ่นของเหลวให้การเป็นละอองฝอยเล็กๆ เพื่อเพิ่มหน้าสัมผัสกับลมร้อน

ในเครื่องระเหยฟิล์มบาง Falling film evaporator ของเหลวจะไหลผ่านท่อหรือแผ่นโลหะจำนวนมาก ทำให้ของเหลว

ได้รับความร้อนผ่านผิวโลหะเกิดการไหลเป็นฟิล์มบาง ทำให้สามารถระเหยได้มากขึ้นโดยไม่เพิ่มพลังงานความร้อน

หากใช้การให้ความร้อนแบบถังต้ม Boiling tank แบบเดิม ต้องใช้พลังงงานความร้อนสูงกว่าหลายเท่า

พลังงงานความร้อนที่มาก หมายถึงต้นทุนเชื้อเพลิงที่มาก

ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ต้นทุนการผลิตเป็นปัจจัยสำคัญต่อธุรกิจที่จะบอกว่าธุรกิจจะไปต่อได้หรือไม่

การเพิ่มพื้นที่ผิวด้วยการสเปรย์นั้น นอกจากเครื่องสเปรย์ดรายยังมีการนำการสเปรย์มาใช้อีกหลากหลายฟังชั่น

by satit.t satit.t

Drying การทำให้แห้ง

Drying การทำให้แห้งคือการนำน้ำ หรือความชื้นออก

การทำให้แห้งมีหลายวิธีการ วิธีการหลักที่ใช้กันได้แก่ การระเหย การกลั่นตัว การระเหิด

การระเหย Evaporation เป็นแพร่หลายที่สุดเนื่องด้วยต้นทุนการแปรรูปที่ต่ำ

เริ่มจากง่ายสุดและถูกที่สุด คือการตากไว้ ให้ความชื้นแปรสภาพเป็นไอตามอากาศ เหมือนการตากผ้าให้แห้ง

ข้อดีคือต้นทุนที่ต่ำ ข้อจำกัดคือความไม่แน่นอนของสภาพแวดล้อม หากมีฝนตก หรือความชิ้นในอากาศมาก

นอกจากจะแห้งช้า ยังอาจจะทำให้มีความชื้นสูงขึ้น ในประเทศที่มีฝนตกตลอด ไม่เหมาะกับการทำให้แห้งด้วยการตาก

ในเครื่องจักรหลากหลายได้ใช้หลัการระเหยมาออกแบบเครื่อง เช่น สเปรย์ดราย spraydryer เครื่องระเหยข้นฟิล์มบาง falling film evaporator

โดยที่เครื่องจักรเหล่านี้จะใช้แหล่งความร้อนที่สามารถควบคุมได้ เพื่อมาตอบโจทย์การผลิตที่เชื่อถือได้

ในเครื่องสเปรย์ดรายใช้ความร้อนจากฮีทเตอร์ไฟฟ้า หรือการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างแก๊สLPG

ในเครื่องระเหยข้นฟิล์มบางใช้ไอน้ำแรงดันให้ความร้อนในระบบปิดที่มีความดันต่ำ

การทำให้แห้งด้วยการระเหยมีเทคโนโลยีที่หลากหลาย ซึ่งถูกพัฒนาออกแบบตามฟั่งชั่นการใช้งาน

การแปรรูปของเหลวน้ำนมให้กลายเป็นผงในเครื่องสเปรย์ดรายง

การอบวัตถุดิบให้แห้งอย่างใบชา หรือสมุนไพร ในเครื่องอบแห้งแบบตู้อบ

การกลั่นตัว Condensation คือการดึงความชื้นออกด้วยความเย็น

ความเย็นจะทำให้น้ำกลั่นตัวเป็นสถานะของเหลว แล้วจึงนำของเหลวออกจากระบบ

การทำให้แห้งด้วยการลั่นถูกนำมาใช้ในเครื่องลดความชิ้นในอากาศ

ในสถานที่ปฎิบัติการเช่นห้องทดลอง จำเป็นต้องมีการควบคุมความชื้นเพื่อป้องกันการเกิดเชื้อไม่พึงประสงค์

การะเหิด Sublimation การแปลงสถานะจากของแข็งเป็นไอ

ตัวอย่างที่เห็นได้ทั่วไปเช่น น้ำแข็งแห้ง การบูร เมนทอล ที่มีลักษณะเป็นก้อนของแข็ง

ที่แปลสภาพเป็นไอในอุณหภูมิที่เหมาะสม

by author1 author1

ขั้นตอนการต้มสกัดจากใบหม่อนและขั้นตอนการระเหยเข้มข้นจากน้ำใบหม่อน

ขั้นตอนการต้มสกัดจากใบหม่อนและขั้นตอนการระเหยเข้มข้นจากน้ำใบหม่อน

1.ใบหม่อน

2.นำเข้าหม้อต้มสกัด

3.ผลิตภัณฑ์น้ำใบหม่อนที่ได้

4.นำเข้าเครื่อง FALLING  FILM  EVAPORATOR

5.ผลิตภัณฑ์น้ำใบหม่อนเข้มข้นที่ได้

 

by admin admin

การคำนวนหาค่าพลังงานความร้อนในการระเหยน้ำ Heat energy of evaporation

การคำนวนหาค่าพลังงานความร้อนในการระเหยน้ำ Heat energy of evaporation

ตัวอย่าง ระเหยน้ำ 50 กิโลกรัม จากอุณหภูมิ 30◦c

  1. หาค่าพลังงานความร้อนในการเพิ่มอุณหภูมิน้ำจนถึงจุดเดือด

Specific heat of water = 1 kcal.kg/◦c

Boiling point of water = 100◦c

m = 50 kg

Q = cmΔT

Q = 1 kcal.kg/◦c x 50kg x (100-30) ◦c

Q = 3,500 kcal

  1. หาค่าพลังงงานความร้อนในการระเหย

Heat of evaporation of water = 540 kcal/kg

Q = 50kg x 540 kcal/kg

Q = 27,000 kcal

Answer ค่าพลังงานทั้งหมดที่ต้องการ = 3,500 + 27,000 = 35,000 กิโลแคลอรี่

จากตัวอย่างข้างต้นสามารถนำวิธีคำนวนเดียวกันไปใช้คำนวนกับสสารอย่างอื่นได้เช่นกัน

ตามตารางจะเห็นได้ว่า Specific heat of alcohol = 0.58 kcal.kg/◦c ซึ่งมีค่าต่ำกว่าน้ำ

จากสูตรจะพบว่า การเพิ่มอุณหภูมิแอลกอฮอล์ 1◦c ใช้พลังงานน้อยน้ำกว่า 42% (100-58)

การเลือกเครื่องจักรที่ใช้พลังงานความร้อนควรคำนึงถึงค่าพลังงานความร้อนที่ใช้เพื่อนำค่าที่ได้ไปคำนวนหาปริมาณไฟฟ้า หรือ เชื้อเพลิง ที่ต้องการ

Reference chart: Pearson Prentice Hall, inc.

by admin admin

การระเหย Evaporation

การระเหย Evaporation

การระเหยข้นเพื่อการเพิ่มความเข้มข้นของของเหลว เป็นหนึ่งในการกรรมวิธีแปรรูปที่มีการใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม อาหาร ยา และเคมีภัณฑ์ เนื่องจากกระบวนการระเหยข้นนั้นมีคุณประโยชน์อย่างมากในแง่ของการลดต้นทุนการขนส่ง แปรสภาพเพื่อการเก็บรักษา (Preservation) เพิ่มมูลค่าสินค้า ส่งเสริมเศรษฐกิจทั้งระบบ ระบบการระเหยข้นแบบฟิล์มบาง ( Falling film evaporator ) เป็นเทคโนโลยียุโรปขั้นสูงที่ถูกคิดค้นมาอย่างยาวนาน ใช้อย่างแพร่ในหลายอุตสหกรรมต่างๆทั่วโลก

Read more