ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว

การจำลองทางคณิตศาสตร์ของบรรยากาศดัดแปรภายในบรรจุภัณฑ์ พอลิเมอร์สำหรับผักและผลไม้สด

ประพาฬรัตน์ ทองเนาวรัตน์

วิทยานิพนธ์มหาบัณฑิต (วิศวกรรมเคมี) ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 234 หน้า.

2540

บทคัดย่อ

แบบจำลองคณิตศาสตร์ที่ประกอบด้วยพจน์การแพร่ผ่านฟิล์ม พอลิเมอร์แบบฟิกเกียนและพจน์อัตราการหายใจของผักและผลไม้สด และโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับคำนวณความเข้มข้นของแก๊สออกซิเจน และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ณ เวลาใด ๆ ในบรรจุภัณฑ์แบบบรรยากาศ ดัดแปรสำหรับผักและผลไม้สดได้ถูกพัฒนาขึ้น แบบจำจองอัตราการหายใน 7 แบบ ได้แก่ แบบเส้นตรง แบบโพลิโนเมียล แบบเอกโปเนนเชียน แบบไมเคิลลีสเมนเทนชนิดมีการยับยั้งแบบอันคอมเพททิทิฟ แบบไมเคิลสเมนเทนชนิดมีการยับยั้งแบบนอนคอมพททิทิฟ นำมาใช้ แบบจำลองคณิตศาสตร์ถูกคำนวณเชิงตัวเลขด้วยวิธีรังกัตตาอันดับสี่ ผลการคำนวณถูกนำมาเปรียบเทียบกับผลการทดลอง 6 ชุดที่ ได้รวบรวมจากงานวิจัยอื่น ๆ นอกจากนี้ยังได้ศึกษาถึงผลของพื้นที่ผิว ของบรรจุภัณฑ์ (A) ความหนาของพอลิเมอร์ฟิล์มที่ใช้ทำบรรจุภัณฑ์ (L) ค่าการซึมผ่านพอลิเมอร์ของแก๊สออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ (P_O, P_C)น้ำหนักของผักและผลไม้สด (W) ปริมาตรอิสระในบรรจุภัณฑ์ (C) และความเข้มข้นเริ่มต้นของแก๊สในบรรจุภัณฑ์ต่อความเข้มข้นของแก๊สออกซิเจนและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่สมดุล ในบรรจุภัณฑ์ (%O_2eq, %CO_2eq) และเวลาเข้าสู่สมดุล (t_eq) ผลการคำนวณพบว่า แบบจำลองที่ถูกพัฒนาขึ้นสามารถทำนาย ค่าความเข้มข้นของแก๊สออกซิเจนและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรจุภัณฑ์ ณ เวลาใด ๆได้สอดคล้องกับผลการทดลอง และโดยรวม พบว่าแบบจำนองคณิตศาสตร์ที่ใช้แบบจำลองอัตราการหายในแบบ ไมเคิลลีสเมนเทนชนิดมีการยับยั้งแบบอันคอมเพททิทิฟหรือแบบ ไมเคิลลีสเมนเทนชนิดมีการยับยั้งแบบนอนคอมเพททิทิฟสามารถ ทำนายให้ผลใกล้เคียงกับการทดลองมากกว่าแบบจำลองคณิตศาสตร์ ที่ใช้แบบจำลองอัตราการหายใจอื่น ๆ นอกจากนั้นพบว่าในกรณี ตัวอย่างเมื่อ A เพิ่มขึ้น จะทำให้%O_2eq เพิ่มขึ้น แต่ %CO_2eq และ t_eq ลดลงเมื่อ L และ W เพิ่มขึ้น ทำให้%CO_2eq ลดลง แต่ %CO_2eq เพิ่มขึ้น แต่ L ที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ t_eq เพิ่มขึ้น ในขณะที่เมื่อ W เพิ่มขึ้น ค่า t_eqจะลดลงเมื่อ P_o เพิ่มขึ้นจะมีผลให้ค่า %CO_2eq และ t_eq ลดลงเมื่อ P_C เพิ่มขึ้นจะมีผลให้ค่า %CO_2eq และ t_eq ลดลง ส่วน V จะไม่มีผลต่อ %CO_2eq และ %CO_2eq แต่เมื่อ V เพิ่มขึ้น ค่า t_eq จะเพิ่มขึ้น ส่วนความเข้มข้นเริ่มต้นของแก๊สไม่มีผลต่อ %CO_2eq และ %CO_2eq แต่เมื่อความเข้มข้นเริ่มต้นของแก๊สอยู่ใกล้ %CO_2eq และ %CO_2eq จะส่งผลให้ t_eq ลดลง