การทำแห้งด้วยอุปกรณ์ชนิดลูกกลิ้ง หรือ drum dryer นั้น เป็นลักษณะที่อาหารจะสัมผัสกับผิวโลหะร้อน ซึ่งการถ่ายเทความร้อนจะเกิดได้ดีกว่าแบบพาความร้อน โดยความร้อนที่บริเวณผิวสัมผัสร้อนจะทพให้น้ำในส่วนนั้นเกิดการระเหยออกไป ทำให้อาหารแห้งอย่างรวดเร็ว แต่มันก็มีจุดด้อย เพราะในเมื่อมันเป็นการสัมผัสผิวร้อนเพียงด้านเดียว ก็เลยจำเป็นที่ความหนาของอาหารที่ป้อนเข้าไม่มากเกินไป ไม่เช่นนั้น จะทำให้ผิวอาหารด้านที่สัมผัสผิวร้อนไหม้ ส่วนผิวนอกจะยังไม่แห้งพอ ซึ่งจะทำให้เกิดชั้นฟิล์มที่กันมิให้ความชื้นจากผิวในระเหยออกสู่ผิวนอกได้

นอกจากนี้อุปกรณ์ทำแห้งชนิดนี้ยังมีความสามารถในการผลิตอาหารผงได้เช่นกัน  อ่า...งงละสิ เพราะจากที่เราเคยรู้จักหรือเรียนมาอาหารผงส่วนใหญ่จะผลิตด้วยอุปกรณ์ทำแห้ง แบบพ่นฝอยใช่ไหมครับ ซึ่งอุปกรณ์ทำแห้งชนิดดังกล่าว ก็มีข้อจำกัดตรงที่อาหารที่นำเข้าอุปกรณ์ทำแห้งแบบพ่นฝอย (Spray dryer) ไม่ควรจะเป็นพวกที่มีน้ำตาล, กัม, คาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบหลัก เนื่องจากทันที่น้ำตาลเจอลมร้อน มันก็จะแห้งอย่างรวดเร็ว และไปเกาะตามหอทำแห้ง(drying chamber) และ รูป้อน ก่อนที่ไปถึงขวดรองรับตัวอาหารผงนะสิ

แล้วจากประสบการณ์ของผม ผมเคยเอาน้ำผึ้งความเข้มข้น 10%โดยมวล ไปลองทำน้ำผึ้งผงดู ซึ่งผลที่ได้ก็คือ %yeild ไม่ค่อยดี แถมเวลาล้าง... ต้องมาขูดคราบน้ำตาลที่เกาะเป็นปื้นๆอีก ถ้าใครเคยทำแลบอุปกรณ์ทำแห้งแบบพ่นฝอย คงจะเข้าใจนะครับ เวลาถอดล้างเนี่ย สุดยอดของความทรมาณเลย เพราะกลัวหอทำแห้งจะแตกเอา ถ้าจับไม่ดี แถมถอดยากอีกต่างหาก ล้างเสร็จก็ต้องประกอบกลับเข้าไปอีก ไม่ังั้นเวลาที่คนอื่นใช้ต่อจะพาดพิงถึงเราเอา

แล้วเขาทำอาหารผงจากอุปกรณ์ทำแห้งแบบลูกกลิ้งยังไง??  คำตอบง่ายมากๆครับ ได้มาเป็นแผ่น เราก็เอาอะไรแข็งๆทุบๆเอาเดี๋ยวก็ได้เป็นอาหารผงแล้ว

โครงสร้างทั่วไปของอุปกรณ์ทำแห้งแบบลูกกลิ้ง

ลูกกลิ้ง(Roller) ในส่วนนี้จะเป็นอุปกรณ์ที่มีการหมุนต่อเนื่องตลอดเวลา และเป็นส่วนที่สัมผัสกับอาหาร ดังนั้นในการเลือกใช้วัตถุดิบในการขึ้นรูปจะต้องคำนึงถึงความปลอดภัยในการใช้งานเป็นหลัก จารบีก็ต้องเป็น  Food grade, โลหะขึ้นรูปก็ต้อง Food grade นอกจากนั้นผิวของวัสดุที่ใช้ทำผิวลูกกลิ้งจะต้องมีค่าการนำความร้อนที่ดี ไม่เป็นฉนวนความร้อนเสียเอง มีความแข็งทนทานต่อการขูดขีด

ใบมีด (Doctor blade ห้ามแปลว่ามีดหมอนะจ๊ะ) ใบมีดในอุปกรณ์ทำแห้งชนิดนี้ จะไม่ใช่ใบมีดยื่นออกมาตามที่เราเข้าใจกันนะครับ(หรือตามภาพด้าบน) โดยจะเป็นแกนเหล็กที่มีความคมที่ยึดด้วยนอต, หรือ อะไรก็ได้ที่มันยึดแล้วปรับระยะห่างระหว่างใบมีดกับผิวลูกกลิ้งได้ โดยระยะห่างระหว่างใบมีดกับผิวลูกกลิ้งจะเป็นตัวกำหนดความหนาของแผ่นอาหารแห้ง

ระบบการให้ความร้อน เราพูดถึงระบบทำแห้งใช่ม่ะครับ ในการทำแห้งก็ต้องเอาน้ำออกจากวัตถุดิบ ดังนั้นก็ต้องมีแหล่งให้ความร้อนด้วย เพื่อจะได้ทำให้น้ำในส่วนที่สัมผัสกับผิวลูกกลิ้งร้อนได้ระเหยออกไป ถ้าไม่มีส่วนนี้เราจะเรียกว่าอะไรดี?? เครื่องรีดปลาหมึกหรือเปล่า??

วิธีการให้ความร้อนแบบพื้นฐานๆเลยก็คือ การอัดไอน้ำเข้าไปในลูกกลิ้งผ่านท่อหุ้มฉนวนนั่นแหละครับ ไอน้ำก็จะไหลภายในท่อลูกกลิ้ง ซึ่งเราก็ต้องทำทางออกของไอน้ำด้วย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อน ไม่เช่นนั้นพแหลังจากไอน้ำเข้าไปแลกเปลี่ยนความร้อนแล้วก็กลั่นตัวลงมากลายเป็นคอนเดนเสทซึ่งเป้นกลางที่ถ่ายเทความร้อนได้แย่มาก(เมื่อเทียบกับไอน้ำ)

อุปกรณ์ทำแห้งแบบลูกกลิ้งไม่จำกัดว่าจะสามารถทำงานได้ในสภาวะความดันปกติเท่านั้น เราสามารถปรับก็ทำงานในสภาวะสุญญากาศได้เช่นกัน แล้วจะทำยังไงละเพ่??...... ก็ครอบด้วยโดมสิครับ แล้วก็ติดตั้งระบบปั๊มพ์สุญญากาศลงไป และในทำนองเดียวกันเราก็สามารถปรับให้มันทำงานในสภาวะความดันสูงได้เช่นเดียวกัน โดยการครอบโดมทำระบบปิด แล้วก็อัดลมเข้าไป ซึ่งการออกแบบในส่วนนี้ต้องระวังเรื่องของการรั่วในบริเวณตะเข็บ ตามขอบด้วยนะครับ

ลูกกลิ้งสำหรับปรับความหนาของฟิล์มอาหาร สำหรับในส่วนนี้ถือว่าเป็นออปชั่นช่วยนะครับ บางโรงงานตัวเครื่องก็อาจจะไม่มีอุปกรณ์ตัวนี้ เพราะส่วนใหญ่เราก็จะใช้วิธีแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าด้วยการยืนเกลี่ยผิวเอง ซึ่งก็อย่างว่าคนเรามีความไม่แน่นอน วันดีคืนดีอารมณ์ดีชั้นฟิล์มจะเรียบสวย สม่ำเสมอ แต่วันไหนเืกิดเบื่อ, โดนหวยกิน หรือทะเลาะกับแฟนมา วันนั้นอาหารแห้งของเราก็จะมีความแปรปรวนสูงมากๆ

ประโยชน์ของอุปกรณ์ชนิดนี้ คือ ทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความสม่ำเสมอ เนืองจากการที่ความหนาของชั้นฟิล์มอาหารมีความสม่ำเสมอ จึงทำให้การควบคุมกระบวนการง่ายขึ้น โดยไม่ต้องไปปรับอุปกรณ์บ่อยๆ

ระบบรองรับอาหาร อาหารแห้งที่โดนไล่น้ำออกไปแล้ว มักจะดูดน้ำในอากาศกลับเสมอ ดังนั้นในการออกแบบระบบรองรับผลิตภัณฑ์ ควรจะเป็นระบบปิดครอบ อาจจะทำเป็นแผงกั้นต่อจากใบมีด เพื่อรักษาความชื้นสุดท้ายไว้ และวัสดุที่ใช้ทำระบบรองรับอาการในส่วนนี้จะต้องไม่ทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์ หรือ เร่งให้เกิดปฏิกิริยา

ปัจจัยที่มีผลต่อการทำแห้งด้วยอุปกรณ์ทำแห้งชนิดลูกกลิ้ง

1. ความดัน และอุณหภูมิตัวกลางให้ความร้อน
2. ความเร็วรอบของลูกกลิ้ง
3. ความหนาของฟิล์มอาหาร
4. ลักษณะเฉพาะตัวของอาหาร เช่น ความเข้มข้นของอาหารที่ป้อน, สมบัติทางรีโอโลจี

ระบบการป้อน

1.แบบลูกกลิ้งเดี่ยวที่มีลูกกลิ้งปรับความหนาร่วมด้วย

ความหนาของชั้นฟิล์มจะถูกควบคุมด้วยระยะห่างระหว่างลูกกลิ้งปรับความหนากับลูกกลิ้งทำแห้ง โดยทิศทางการหมุนของท้งสองตัวจะตรงข้ามกัน เพื่อช่วยรีดชั้นฟิล์ม ในทางปฏิบัติเราอาจจะเพิ่มลูกกลิ้งปรับความหนามากกว่า 2 ตัวก็ได้ โดยตัวแรกเป็นการปรับหยาบๆ แล้วนอกเหนือไปจากนั้น ถ้าเราต้องการใ้ห้อาหารของเรามีเนื้อสัมผัสบิดเบี้ยวบ้าง เราสามารถที่จะหล่อผิวลูกกลิ้งปรับความหนาให้มีเนื้อสัมผัสแปลกๆได้ โดยไม่จำเป็นต้องเรียบตามตัวอย่างก็ได้ครับ
ตัวอย่างการใช้งาน: ซีเรียลแผ่น, ผลิตภัณฑ์อาหารเช้า, อาหารเด็ก, Pre-gelatinised starches, ผลไม้ฉาบ, Potato flakes

2.แบบลูกกลิ้งคู่

วิธีนี้เป็นการนำเอาลูกกลิ้งตามวิธีแรกมาต่อกันพ่วงกันสองตัว ซึ่งข้อดีคือเพิ่มกำลังการผลิต เหมาะกับการทำแห้งแบบต่อเนื่อง
ตัวอย่างการใช้งาน:  ผลิตภัณฑ์อาหารเช้า, อาหารเด็ก, ผลไม้ฉาบ, และผลไม้อบแห้งในรูปpastes

3.แบบลูกกลิ้งคู่ไม่มีลูกกลิ้งปรับระดับ

สำหรับรูปแบบนี้ความหนาของฟิล์มอาหารจะขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างลูกกลิ้งทั้งสองตัว วัตถุดิบที่ใช้ในการป้อนแบบนี้ควรจะมีความหนืดพอที่จะไม่ไหลลงไปยังช่องว่างตรงกลางระหว่างลูกกลิ้งก่อนการอัด โดยอาหารจะถูกดันผ่านรูตรงกลางด้วยลม
ตัวอย่างการใช้งาน: ยีสต์ผง, นมผงคืนรูป.

4.แบบลูกเดี่ยวที่มีลูกกลิ้งปรับระดับจุ่มวัตถุดิบ

ส่วนใหญ่แล้ววิธีนี้จะใช้กับในกระบวนการทางเคมี หรือกระบวนการบำบัดปฏิกูล โดยลูกกลิ้งตัวล่างจะทำหน้าที่ป้อนวัตถุดิบเข้าสู่ลูกกลิ้งทำแห้ง โดยมีตัวกำหนดความหนาคือช่องว่างระหว่างลูกกลิ้งตัวเล็กกับลูกกลิ้งตัวหลัก
ตัวอย่างการใช้งาน:  เจลาตินผง

5.แบบใช้ลูกกลิ้งเดี่ยวจุ่มวัตถุดิบ

นี่เป็นรูปแบบการทำงานที่ออกแบบง่ายที่สุด ความหนาของฟิล์มอาหารจะขึ้นอยู่กับความเร็วของลูกกลิ้ง และความหนืดของชั้นฟิล์มเองด้วย ในการทำงานจริงๆ ตัววัตถุดิบอาจจะต้องแช่เย็นมาก่อน เพื่อป้องกันการเกิด overheating เพราะผิวอาหารส่วนที่อยู่ใกล้กับลูกกลิ้งจะไหม้เนื่องจากความร้อนสะสมที่ชั้นโลหะ
ตัวอย่างการใช้งาน: ซีเรียลต่างๆ, ยีสต์

ข้อควรระวังในการใช้งาน

หัวใจสำคัญของอุปกรณ์ทำแห้งชนิดนี้ก็คือ ตัวลูกกลิ้งที่หมุนตลอดเวลา ซึ่งจะสร้างด้วยเหล็กหล่อกันสนิม โดยโครงสร้างของตัวลูกกลิ้งหลักจะต้องมีความทนทานต่อความร้อนสูง และความดัน ดังนั้นในการออกแบบจะต้องระวังเรื่องการสะสมของความร้อน  นอกจากนั้นนะครับ ด้วยความที่เป็นอุปกรณ์ที่หมุนตลอดเวลาการใช้งาน ก็ต้องดูแลเรื่องตลับลูกปืนด้วย ถ้ามีเสียงดังแปลกก็ให้ดำเนินการรีบเปลี่ยนทันที เพราะถ้าไม่รีบเปลี่ยน เดี๋ยวชิ้นส่วนเล็กๆ จะไปอุดตันชิ้นส่วน หรือ ปนเปื้อนลงไปในการผลิต 

สำหรับใบมีดขูดอาหาร หรือ doctor blade เราจะต้องระวังเรื่องการตั้งระยะใบมีดให้เหมาะสมด้วยนะครับ ถ้าชิดเกินไป ก็อาจทำให้แทนที่เราจะได้อาหารแห้งที่บางตามที่เราต้องการ ก็อาจจะได้อาหารแห้งแบบแผ่นหนาๆ เพราะอาหารไม่สามารถหลุดรอดออกไปจากระยะใบมีด แล้วนอกจากนั้นระัวังเรื่องใบมีดไปขูดกับผิวลูกกลิ้งด้วย วัสดุที่ใช้ขึ้นรูประหว่างใบมีดกับลูกกลิ้งอันไหนแข็งกว่า อีกอันก็จะพัง หรือเป็นรอยได้ ซึ่งก็อาจจะทำให้เกิดการปนเปื้อนในระยะยาวได้ เนื่องจากจุลินทรีย์แอบเข้าไปอาศัยในรอยที่ว่านั่นแหละครับ 

ในการแซะอาหารแห้งประเภทเหนียวหนึบ เช่น พวกซีเรียล หรือที่มีน้ำตาลเป็นองค์ประกอบหลัก นะครับ ไม่ควรเลยที่จะเอาช้อน, ส้อม หรือ ใบมีดสแตนเลสขูด เพราะผิวลูกกลิ้งจะเป็นรอย ดังนั้นในการแซะ หรือล้างทำความสะอาดจงหลีกเลี่ยงการแซะหรือขูดด้วยวัสดุเนื้อแข็ง ค่อยๆขูดเอานะครับ

การใช้แปรรูปอาหาร

อุปกรณ์ทำแห้งชนิดลูกกลิ้งนี้สามารถใช้ในการผลิตอาหารประเภท Baby Food & Infant Food, Batter Mix, Breakfast Food, Buttermilk, Cereal (Infant Food), Casein, Corn Syrup, Flour, Milk (Skim and Whole), Oats, Oat Cereal (Instant), Potatoes, Vegetable Protein, Whey, Wheat Starch, Yeast

นอกจากการนำไปใช้กับการทำแห้งอาหารแล้ว ยังมีการรูปแบบอุปกรณ์ทำแห้งในลักษณะนี้ ไปใช้ในการทำแห้งสลัดจ์ในกระบวนการบำบัดน้ำเสีย และขยะ เพื่อลดมวล ลดน้ำหนักอีกด้วย ในคลิปวิดีโอข้างล่าง เป็นการทำแห้งขยะในโรงงานบ้านเรานี่แหละครับ จากเดิม 5ตัน พอเอาสลัดจ์ไปหมุนๆๆจะเหลือมวล 2 ตัน ซึ่งก็ช่วยลดมวลลงไปได้เยอะเลยทีเดียว 

Source: http://www.youtube.com/watch?v=j9IUthHQQrg