Home / Leading Innovation / Microwave Heating Technology – A microwave system for drying applications of agricultural products

Microwave Heating Technology – A microwave system for drying applications of agricultural products

Walailak Innovation 06, November 2018

 

Microwave Heating Technology – A microwave system for drying applications of agricultural products

 

Farmers in the south of Thailand usually use sunlight as a main source of thermal energy for drying agricultural products such as fish and rice crackers. Such an open-air drying often causes problems with odor control and contamination of dust and germs. In the rainy season, the farmers are forced to use heat from firewood instead of sunlight. Due to its relatively low efficiency of heat transfer and uneven thermal distribution of the wood-fired heating, the obtained dried fish of low quality are often sold at lower prices. Sun drying, which is non-uniform and discontinuous, also causes problems in quality and quantity control process in the production of the rice crackers. In addition, some agricultural products require a special process of heating to maintain and even to improve the product quality during drying such as millet and herbs or to kill insects such as moth in rubber wood etc.

เกษตรกรในภาคใต้มักจะใช้แสงแดดเป็นแหล่งพลังงานหลักในการอบแห้งผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรเช่น ปลาแห้ง และ ข้าวพอง ซึ่งการตากปลาในที่โล่งจะทำให้มีปัญหาด้านการควบคุมกลิ่น การปนเปื้อนฝุ่นละอองและเชื้อโรคต่างๆ ส่วนในช่วงฤดูฝนเกษตรกรใช้เตาเผาโดยมีไม้ฟืนเป็นแหล่งพลังงานความร้อนทดแทนแสงแดด การให้ความร้อนโดยการเผาไม้ฟืนนั้นมีประสิทธิภาพของการส่งผ่านพลังงานต่ำและการกระจายของความร้อนไม่สม่ำเสมอ ทำให้ปลาแห้งที่ได้มีคุณภาพต่ำ ขายได้ราคาไม่ดี ส่วนในการตากข้าวพองจะมีปัญหาในการควบคุมคุณภาพและปริมาณการผลิต เนื่องจากปริมาณแสงแดดไม่สม่ำเสมอและไม่ต่อเนื่อง นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรบางชนิดจำเป็นต้องได้รับการให้ความร้อนในลักษณะพิเศษเพื่อรักษาและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น ลูกเดือย และสมุนไพรต่างๆ หรือเพื่อกำจัดมอดในไม้ยางพารา เป็นต้น

Microwave technology can be used for drying agricultural products such as fruits, vegetables, palms and herbs. Microwaves cause heat in the materials by absorbing microwaves of water and polar molecules. Since the frequency of the rotation of the water molecules is high (dipole) with microwave frequencies of 2.45 GHz, the resonance of the water can effectively absorb the energy of the microwave. A research team leader, Assist.Prof.Dr. Mudtorlep Nisoa of the Plasmas and Electromagnetic Wave Science Center of Excellence (PEwave Center) has been conducting research on the physics and technology of microwave waves for approximately 15 years. We now understand the behavior of microwave movements in the conduit and wave chamber and understand the interaction between microwaves and the materials to be heated. A new microwave control technology from Magnitron has now been developed. It consists of a high-power supply, power control unit. The microwave transmission system was designed and built to include a waveguide, wave chamber and leakage protective choke. The center is the first group to successfully design and build a microwave generator and control system in Thailand.

เทคโนโลยีไมโครเวฟสามารถนำมาใช้อบแห้งผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เช่น ผลไม้ ผัก ปาล์มน้ำมัน และ สมุนไพรได้ คลื่นไมโครเวฟทำให้เกิดความร้อนภายในวัสดุโดยการดูดกลืนคลื่นของน้ำและโมเลกุลที่มีขั้ว เนื่องจากความถี่ของการหมุนของโมเลกุลของน้ำซึ่งมีความเป็นเชิงขั้วสูงกับความถี่ของคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ 2.45 GHz เกิดการกำทอนกัน ทำให้น้ำสามารถดูดพลังงานของคลื่นไมโครเวฟได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ศูนย์ฯได้ทำการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับฟิสิกส์และเทคโนโลยีของคลื่นไมโครเวฟมาอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลาประมาณ 15 ปี ซึ่งได้ประสบความสำเร็จในการเข้าใจพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของคลื่นไมโครเวฟในท่อนำคลื่นและห้องคลื่น และเข้าใจการเกิดอันตรกริยาระหว่างคลื่นไมโครเวฟกับวัสดุเพื่อให้เกิดความร้อน ทำให้สามารถพัฒนาเทคโนโลยีการควบคุมการกำเนิดคลื่นไมโครเวฟจากแมกนีตรอน ซึ่งประกอบด้วยชุดจ่ายกำลังศักย์สูง ชุดควบคุมกำลัง และได้ออกแบบและสร้างระบบการส่งคลื่นไมโครเวฟซึ่งประกอบด้วย ท่อนำคลื่น ห้องเก็บคลื่น และ โช้ค (Choke) สำหรับป้องกันคลื่นรั่ว โดยสามารถออกแบบและสร้างระบบกำเนิดและควบคุมคลื่นไมโครเวฟเป็น กลุ่มแรกๆในประเทศไทย

The center has specifically designed and built various types of microwave system for uses by local communities and industries. These include, for example, a microwave oven for dried fish products of several local communities in Nakhon Si Thammarat province, a microwave oven for drying rice crackers of a housewives group Mae Boonjit in Nakhon Si Thammarat province, a microwave oven for millet drying of Kanom Ban Kru Yu company, Ratchaburi province and a 72 kW microwave-heating system for destroying moth and moth egg in rubber wood for toy production of Plan Creation Company Ltd., Trang province etc.

ศูนย์ฯได้ออกแบบและสร้างตู้อบไมโครเวฟซึ่งได้มีการนำไปใช้งานจริงแล้วโดยชุมชนและอุตสาหกรรม อาทิเช่น เครื่องอบปลาแห้งของชุมชนในพื้นที่จังหวัดนครศรีธรรมราช เครื่องอบแห้งข้าวพองของกลุ่มแม่บ้านข้าวพองแม่บุญจิต เครื่องอบแห้งลูกเดือยของบริษัทขนมบ้านครูยุ จังหวัดราชบุรี ซึ่งทำให้ได้ลูกเดือยแห้งที่มีจำนวนรูพรุนสูง และเมื่อนำไปทอดจะพองตัวได้ดี ระบบกำจัดมอดในของเล่นจากไม้ยางพาราขนาดกำลัง 72 kW ของบริษัทบริษัทแปลนครีเอชั่นส์ จำกัด จังหวัดตรัง โดยการประยุกต์ใช้คลื่นไมโครเวฟส่งผ่านทะลุไปยังเนื้อไม้ ทำให้เกิดความร้อนที่สามารถทำลายตัวมอดเเละไข่มอดได้ โดยที่ไม่มีการใช้สารเคมี ผลิตภัณฑ์ของเล่นที่ได้จึงมีความปลอดภัยต่อผู้บริโภคและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เป็นต้น

        

Inventors: 

Assist.Prof.Dr. Mudtorlep Nisoa and team,

Plasmas and Electromagnetic Wave Science Center of Excellence (PEwave Center),

School of Science, Walailak University, Thasala, Nakhon Si Thammarat 80160

Patents:

  • Petty Patent number 6562, dated 5th September 2011“Microwave heating system for melamine”
  • Petty Patent number 8004, dated 8th April 2013 “Microwave heating system for millet”
  • Petty Patent number 8445, dated 25th October 2013 “Microwave heating system for rubber composite”

Awards:

  • Outstanding National Service Award 2012 from the Office of the Public Sector Development Commission (OPDC)

  • STI Thailand Award for SME 2012 (The southern region winner: Green innovation) from the National Science Technology and Innovation Policy Office

  • Rice award (the second runner up) 2012 from the National Research Council of Thailand

Facebook: 

Plasmas and Electromagnetic Wave Science Center of Excellence (PEwave Center)

ผู้ประดิษฐ์: 

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. หมุดตอเล็บ หนิสอ และคณะ

ศูนย์ความเป็นเลิศทางด้านพลาสมาและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์

ทรัพย์สินทางปัญญา

  • ไพรวัลย์ เกิดทองมี หมุดตอเล็บ หนิสอ และคณะ, เครื่องให้ความร้อนเมลามีนด้วยคลื่นไมโครเวฟ อนุสิทธิบัตรเลขที่ 6562, 5 กันยายน 2554 – วันที่ 6 กันยายน 2559
  • ไพรวัลย์ เกิดทองมี หมุดตอเล็บ หนิสอ และคณะ, เครื่องอบแห้งลูกเดือยสำหรับแปรรูปด้วยคลื่นไมโครเวฟ อนุสิทธิบัตรเลขที่ 8004, 8 เมษายน 2556 – วันที่ 12 มีนาคม 2561
  • ไพรวัลย์ เกิดทองมี หมุดตอเล็บ หนิสอ และคณะ, เครื่องให้ความร้อนวัสดุผสมยางก่อนขึ้นรูปด้วยคลื่นไมโครเวฟ อนุสิทธิบัตรเลขที่ 8445, 25 ตุลาคม 2556 – วันที่ 28 พฤศจิกายน 2559 

รางวัล

  • รางวัลบริการภาครัฐแห่งชาติประจำปี พ.ศ. 2555 ประเภทรางวัลนวัตกรรมการบริการที่เป็นเลิศ ระดับดีเด่นเรื่อง การพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมการอบแห้งประสิทธิภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าผลิตการเกษตร สำนักงานคณะกรรมการพัฒนาระบบราชการ (ก.พ.ร.)
  • รางวัลชนะเลิศระดับพื้นที่ภาคใต้ STI Thailand Awards 2012 (นวัตกรรมสีเขียว- Green Innovation) ประเภทวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อม สำนักงานคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมแห่งชาติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สวทน.)
  • รางวัลรองชนะอันดับ 2 ประเภทข้าว เรื่องเครื่องอบแห้งข้าวโดยใช้คลื่นไมโครเวฟแบบปรับกำลังได้ การประกวดนวัตกรรมการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตเพื่อเพิ่มมูลค่าสินค้าเกษตรเพื่อการพึ่งพาตนเองและชุมชน สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ วันที่ 10 มิถุนายน 2555
  • ประกาศเกียรติคุณในการประกวดผลงานประดิษฐ์คิดค้นจากโครงการอบรมเชิงปฏิบัติการเพื่อบ่มเพาะนักประดิษฐ์รุ่นใหม่ 2555 (ภาคใต้) เรื่องเครื่องอบแห้งสมุนไพรด้วยคลื่นไมโครเวฟ สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ วันที่ 10 มิถุนายน 2555
  • ประกาศเกียรติคุณในการประกวดผลงานประดิษฐ์คิดค้นจากโครงการอบรมเชิงปฏิบัติการเรื่องการวิจัยและเครือข่ายนวัตกรรมสายอาชีวศึกษาปี 2555 (ภาคใต้) เรื่องเครื่องให้ความร้อนโพลิเมอร์ด้วยคลื่นไมโครเวฟจากการอัดฉีด สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ วันที่ 10 มิถุนายน 2555
  • ประกาศเกียรติคุณผลงานในการนำความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อสร้างสรรค์ประโยชน์ต่อสังคมอย่างเป็นรูปธรรมเป็นที่ประจักษ์ปี 2555 เรื่อง การพัฒนาเทคโนโลยีนวัตกรรมไมโครเวฟเพื่อการอบแห้งและให้ความร้อน วุฒิสภา
  • รางวัลผลงานวิจัยและนวัตกรรมดีเด่น มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ปีงบประมาณ 2561 ประเภทรางวัล รางวัลผลงานวิจัยเชิงพาณิชย์ดีเด่น จาก “เครื่องอบแห้งสะตอด้วยอากาศแห้งที่อุณหภูมิต่ำ”

Facebook: wufrontovation

Related Link: 

About phongpichit

Check Also

Hp ~Biphasic Test – A new biphasic test for the detection of Helicobacter pylori in gastric biopsies

Hp ~Biphasic Test – A new biphasic test for the detection of Helicobacter pylori in …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

For security, use of Google's reCAPTCHA service is required which is subject to the Google Privacy Policy and Terms of Use.

If you agree to these terms, please click here.