Effects of Low Pressure Hot Air Drying on Drying Kinetics, Color changes, Shrinkage and Rehydration of Dried Ripe Mangoes

Abstract

Objective of this research is to develop a new drying method under the concept of combining the advantages of using two drying media, hot air and vacuum, called low pressure hot air drying (LPHAD). The LPHAD was compared both in terms of productivity (drying kinetics) and quality (color changes, shrinkage and rehydration properties) of dried ripe mangoes with HAD, the most common drying method in the industry. It was found that high temperature and velocity in HAD increased the effective moisture diffusivity (Deff) and reduce of color changes and shrinkage of dried ripe mango. The HAD drying conditions at 70°C air temperature and 2 m/s air velocity were optimum for comparison with LPHAD.

For the LPHAD of ripe mangoes at temperatures of 50, 60 and 70๐C and pressure of 6, 8 and 10 kPa, the results found that the LPHAD with high temperature and high pressure showed a higher effective moisture diffusivity (Deff). The level of pressure has more influence on Deff than temperature. The color changes and %shrinkage of samples dried by LPHAD at different conditions have no significantly difference (p≤0.05) but there were significantly difference (p≤0.05) with samples dried by HAD. %Shrinkage is an important factor that influence the quality of dried fruits and consumer satisfaction. Shrinkage related to rehydration of dried mangoes. The high %shrinkage resulted in high rehydration ratio.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีการทำแห้งแบบใหม่ภายใต้แนวคิดการผสมผสานข้อดีของการใช้ตัวกลางในการทำแห้ง 2 ชนิดคือลมร้อน (Hot Air Drying, HAD) และสุญญากาศเรียกว่าการทำแห้งด้วยลมร้อนภายใต้สภาวะความดันต่ำ (low pressure hot air drying, LPHAD) โดยเปรียบเทียบวิธีการทำแห้งแบบ LPHAD ทั้งด้านผลิตภาพ และคุณภาพจากตัวแปรทางด้านจลนพลศาสตร์ของกระบวนการทำแห้ง สมบัติทางด้านสี การหดตัว และการคืนน้ำกลับกับ HAD ซึ่งเป็นวิธีการทำแห้งที่นิยมใช้กันโดยทั่วไปในอุตสาหกรรม พบว่าการเพิ่มอุณหภูมิและความเร็วลมในกระบวนการทำแห้งด้วยลมร้อนจะส่งผลให้สัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้น (Deff) ของตัวอย่างมีค่าเพิ่มขึ้น รวมถึงยังช่วยลดการเปลี่ยนแปลงสีและการหดตัวของตัวอย่าง โดยการทำแห้งด้วยลมร้อนที่อุณหภูมิ 70°C ความเร็วลม 2 m/s เป็นสภาวะที่เหมาะสมที่สุดเพื่อที่จะนำไปใช้ศึกษาเปรียบเทียบกับกระบวนการทำแห้งด้วยไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่สภาวะความดันต่ำ

สำหรับการทำแห้งมะม่วงสุกด้วยลมร้อนภายใต้สภาวะความดันต่ำที่อุณหภูมิ 50, 60, 70 ๐C และความดัน 6, 8 และ 10 kPa พบว่าการใช้อุณหภูมิสูงร่วมกับความดันสูงส่งผลให้มีค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นสูง โดยระดับความดันเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลมากกว่าปัจจัยเรื่องอุณหภูมิ และชิ้นมะม่วงที่ทำแห้งด้วยวิธี LPHAD ที่สภาวะต่าง ๆ มีการเปลี่ยนแปลงสี และการหดตัวไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p≤0.05) แต่มีการหดตัวต่ำกว่าชิ้นมะม่วงที่ทำแห้งด้วยวิธี HAD อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p≤0.05) การหดตัวของชิ้นมะม่วงเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของผลไม้อบแห้งที่สำคัญ ผลิตภัณฑ์อบแห้งที่มีการหดตัวต่ำจะมีลักษณะปรากฏและลักษณะทางประสาทสัมผัสที่ดี และเป็นที่ยอมรับของผู้บริโภค ซึ่งคุณสมบัติด้านการหดตัวมีความสอดคล้องกับคุณสมบัติด้านการคืนตัวของชิ้นมะม่วงอบแห้ง โดยชิ้นมะม่วงที่มีการหดตัวต่ำ ส่งผลให้มีอัตราการคืนตัวสูง