ต้นแบบเครื่องอบแห้งไมโครเวฟแบบถังหมุนชนิดติดตั้งแมกนีตรอนหลายตัว โดยเครื่องอบแห้งดังกล่าวสามารถลดระยะเวลาการอบแห้งเหลือเพียงหนึ่งในห้าเมื่อเทียบกับการอบแห้งด้วยลมร้อนอย่างเดียว และมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานมากกว่าการใช้ลมร้อนประมาณ 2-3 เท่า

    การประยุกต์ใช้คลื่นไมโครเวฟในอุตสาหกรรมอาหาร ทำงานโดยอาศัยหลักการให้ความร้อนแบบไดอิเล็กทริก (dielectric heating) โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ช่วงคลื่นไมโครเวฟจะถูกส่งผ่านไปยังอาหาร ซึ่งเป็นวัสดุไดอิเล็กทริก (dielectric material) กล่าวคือ เป็นวัสดุที่มีขั้ว ไม่นำไฟฟ้า หรือมีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า โมเลกุลของน้ำที่อยู่ในอาหารเป็นโมเลกุลที่มีทั้งขั้วบวกและขั้วลบในโมเลกุลเดียวกัน เมื่อได้รับคลื่นไมโครเวฟจะเกิดการหมุนตัวและเสียดสีกัน เกิดความร้อนทำให้อุณหภูมิของอาหารสูงขึ้น ส่งผลให้น้ำระเหย และความชื้นในอาหารลดลงอย่างรวดเร็ว การทำแห้งด้วยไมโครเวฟแตกต่างจากการทำแห้งด้วยลมร้อน เนื่องจากความร้อนจากไมโครเวฟเกิดขึ้นภายในของวัสดุ มีการกระจายตัวสม่ำเสมอ ส่วนการทำแห้งด้วยลมร้อนเป็นการถ่ายเทความร้อนจากภายนอกเข้าสู่ภายในวัสดุ ต้นแบบเครื่องอบแห้งไมโครเวฟแบบถังหมุนชนิดติดตั้งแมกนีตรอนแบบหลายตัวที่ถูกพัฒนาขึ้นภายใต้การดำเนินโครงการ “.ยกระดับการอบแห้งสมุนไพรไทยด้วยระบบอบแห้งไมโครเวฟชนิดถังหมุนสำหรับวิสาหกิจชุมชน” มีส่วนประกอบที่สำคัญ จำนวน 4 ระบบ มีรายละเอียดดังต่อไปนี้

1. ห้องอบแห้ง มีลักษณะเป็นแบบถังหมุนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 cm ขึ้นรูปมาจาก สแตนเลสที่มีความหนา 2 – 3 mm และสามารถบรรจุผลิตภัณฑ์ที่ต้องการอบแห้งได้ครั้งละ 20 - 30 kg ซึ่งถังหมุนสำหรับอบแห้งผลิตภัณฑ์ดังกล่าวสามารถปรับระดับของแกนหมุนได้ 3 ระดับ ได้แก่ ระดับมุมเอียง 30° 45° และ 60° นอกจากนี้ภายในห้องอบแห้งกำหนดให้มีการติดตั้งก้านใบพายติดกับตัวถังทั้ง 2 ฝั่ง เพื่อทำให้วัตถุดิบผสมผสานคลุกเคล้ากันได้เป็นอย่างดี

2. ระบบกำเนิดคลื่นไมโครเวฟ ทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ 2.45 GHz เพื่อให้ความร้อนกับวัสดุโดยการแผ่คลื่นย่านความถี่ไมโครเวฟผ่านเข้าไปในเนื้อวัสดุโมเลกุลของน้ำที่อยู่ในวัสดุจะดูดซับพลังงานของคลื่นที่ผ่านเข้าไปซึ่งโมเลกุลของน้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้วไฟฟ้า คือ มีประจุบวกและประจุลบที่ตรงกันข้าม เมื่อคลื่นไมโครเวฟซึ่งเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านเข้าไปโมเลกุลเหล่านี้ก็จะถูกเหนี่ยวนำ และหมุนขั้วเพื่อปรับเรียงตัวตามสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของคลื่นเป็นสนามที่เปลี่ยนแปลงสลับไปมาจึงส่งผลให้โมเลกุลเหล่านี้หมุนกลับไปกลับมาทำให้เกิดเป็นความร้อนขึ้น น้ำจึงกลายเป็นไอน้ำออกจากวัสดุ ซึ่งเวลาการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมินั้นแตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัสดุแต่ละชนิดที่มีปัจจัยแตกต่างกัน เช่น ความชื้นในชิ้นวัสดุความหนาแน่น และองค์ประกอบอื่นในการกลายเป็นไอน้ำ ไอน้ำจะลอยตัวสู่ด้านบนหากต้องการให้วัสดุแห้งจะต้องดูดไอน้ำนี้ออกแต่หากไม่ดูดออกวัสดุจะถูกนึ่งหรือต้มด้วยน้ำภายในชิ้นวัสดุเองจึงทำให้เตาอบไมโครเวฟสามารถนำใช้งานในครัวเรือนได้อย่างแพร่หลาย ทั้งนี้เนื่องจากการให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟมีข้อจำกัดด้านการใช้งาน ได้แก่ หากมีการใช้งานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานจะส่งผลให้หัวแมกนีตรอนซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นไมโครเวฟมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดความเสียหายระหว่างใช้งานและประสิทธิภาพในการทำงานลดลง ดังนั้นเพื่อเป็นการปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของระบบกำเนิดคลื่นไมโครเวฟจึงกำหนดให้มีการติดตั้งชุดระบายความร้อนให้แก่หัวแมกนีตรอน และติดตั้งทามเมอร์เพื่อควบคุมระยะเวลาการทำงานของหัวแมกนี ตรอน โดยกำหนดให้หัวแมกนีตรอนสามารถสลับการทำงานได้ทุกๆ 30 min

3. ระบบไล่ความชื้น ทำหน้าที่ระบายความชื้นออกจากห้องอบแห้งและปล่อยอากาศร้อนหรืออากาศแห้งเข้ามาแทนที่ โดยความชื้นจะถูกปล่อยทิ้งไปตามท่อทิ้งอากาศ

4. ระบบควบคุม ระบบตรวจวัด และแสดงผลอัตโนมัติ โดยตัวแปรสำคัญที่ทำการตรวจวัดและแสดงผล ได้แก่ ปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่ระบบ การรั่วไหลของคลื่นไมโครเวฟ อุณหภูมิบริเวณทางเข้า และอุณหภูมิบริเวณทางออกห้องอบแห้ง นอกจากนี้ภายในระบบควบคุมจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ขั้นพื้นฐานสำหรับแสดงความพร้อมในการทำงานของระบบ ณ ช่วงเวลานั้นๆ เช่น ไฟแสดงสถานะการทำงานของระบบกำเนิดคลื่นไมโครเวฟ ไฟแสดงสถานะการทำงานของระบบถังหมุน เป็นต้น

    ต้นแบบเครื่องอบแห้งไมโครเวฟแบบถังหมุนชนิดติดตั้งแมกนีตรอนแบบหลายตัวที่ถูกพัฒนาขึ้นภายใต้การดำเนินโครงการ “ยกระดับการอบแห้งสมุนไพรไทยด้วยระบบอบแห้งไมโครเวฟชนิดถังหมุนสำหรับวิสาหกิจชุมชน”

ติดต่อเพิ่มเติมได้ที่ : ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ณัฐวุฒิ ดุษฎี วิทยาลัยพลังงานทดแทน มหาวิทยาลัยแม่โจ้  โทรศัพท์ : 081-5315376  Email : natthawud92@gmail.com