อุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศา

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชนิกานต์ ขอดเมชัย, พิชามญชุ์ ธนาไสย, วันเพ็ญ มณีทัศน์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ศิลปกรณ์ จันทไชย

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนปิยะมหาราชาลัย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานเรื่องอุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศา มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างอุปกรณ์ใส่ข้าวเหนียว อุปกรณ์นี้จะทำให้ข้าวเหนียวสัมผัสกับไอน้ำ 360 องศา ในขณะที่มวยนึ่งข้าวแบบทั่วไปข้าวเหนียวจะสัมผัสกับไอน้ำจากด้านล่างเท่านั้น จากการทดลองนึ่งข้าวเหนียวน้ำหนัก 500 กรัม โดยใช้เตาแก๊สที่สามารถปรับระดับได้ และมีสภาพใหม่ เปรียบเทียบระยะเวลาในการนึ่งข้าวเหนียวระหว่างมวยนึ่งข้าวทั่วไปและอุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศา การเปรียบเทียบการสุกของเหนียวโดยการเก็บตัวอย่างข้าวเหนียวที่นึ่งสุกจากร้านขายข้าวเหนียวจำนวน 5 ร้านเพื่อนำมาเปรียบเทียบสี ผลการทดลอง พบว่า เมื่อเวลาผ่านไป 6 นาที น้ำจากหม้อนึ่งใบที่ 1 (อุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศา) เริ่มเดือดกลายเป็นไอ ส่วนใบที่ 2 (มวยนึ่งข้าวแบบทั่วไป) เริ่มเดือดนาทีที่ 8 และเริ่มเก็บตัวอย่างข้าวนาทีที่ 15 และพบว่าข้าวเหนียวจากมวยที่มีอุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศา สุกในนาทีที่ 17 ในขณะข้าวเหนียวจากมวยนึ่งข้าวเหนียวทั่วไปใช้เวลา 34 นาที เนื่องจากภาชนะที่ออกแบบมาเพื่อใส่ข้าวเหนียวให้ขอบอุปกรณ์มีขนาดเท่ากับขอบมวยนึ่งข้าวแบบทั่วไป โดยใช้ไม้ไผ่เส้นเล็กสานให้มีช่องว่างเพียงเพื่อกั้นไม่ให้เม็ดข้าวเหนียวผ่านได้ แต่ให้มีช่องว่างมากพอที่ไอน้ำจะสามารถผ่านได้ดี ทำให้ไอน้ำสามารถสัมผัสกับข้าวเหนียวได้มากขึ้น สามารถนึ่งข้าวเหนียวให้สุกได้ภายในช่วงเวลา 16 นาที่

การเปรียบเทียบปริมาณแก๊สที่ใช้ในการนึ่งข้าวเหนียว การใช้แก๊สหุงต้ม 120 นาที ใช้แก๊สสูงสุด 0.4 กิโลกรัม กิโลกรัมละ 28.60 บาท โดยถ้าใช้มวยนึ่งข้าวเหนียวแบบทั่วไปใช้เวลา 34 นาที ใช้แก๊สทั้งสิ้น 0.11กิโลกรัม เป็นเงิน 3.24 บาท หากใช้อุปกรณ์ช่วยนึ่งข้าวเหนียวสำหรับมวยนึ่งข้าวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศาใช้เวลา 16 นาที ใช้แก๊สทั้งสิ้น 0.05 กิโลกรัม เป็นเงิน 1.52 บาท

ผลต่างของการใช้แก๊สของมวยนึ่งข้าวเหนียวแบบทั่วไปและอุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศา คือ 0.06 กิโลกรัม คิดเป็น 54.54% และผลต่างของเงินระหว่างมวยนึ่งข้าวเหนียวแบบทั่วไปและอุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศาคือ 1.72 บาท คิดเป็น 53.08 % และการเปรียบเทียบปริมาณน้ำที่ใช้ในการนึ่งข้าวเหนียว ใช้น้ำในการนึ่งข้าวเหนียว 1000 ลูกบาศก์เซนติเมตร โดยมวยนึ่งข้าวเหนียวแบบทั่วไป ใช้ปริมาณน้ำในการนึ่งข้าวทั้งสิ้น 588.11 ลูกบาศก์เซนติเมตร แต่หากใช้อุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศา จะใช้ปริมาณน้ำในการนึ่งข้าวทั้งสิ้น 264.05 ลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งปริมาณน้ำที่ใช้ในการนึ่งข้าวเหนียวของมวยนึ่งข้าวแบบทั่วไปใช้ปริมาณน้ำมากกว่าอุปกรณ์นึ่งข้าวเหนียวแบบเพิ่มไอน้ำ 360 องศาประมาณ 324.06 ลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งถือว่าสามารถลดการใช้พลังงานลงจากการนึ่งข้าวแบบเดิมได้ถึง 55 %

การออกแบบให้ฝาหม้อประกบกับมวยนึ่งข้าวเหนียวให้แน่น ซึ่งเป็นการเพิ่มความดัน จะส่งผลให้ไอน้ำมีอุณหภูมิเพิ่มมากขึ้นและไม่สูญเสียความร้อนออกไปภายนอก อีกทั้งการนึ่งอยู่ในลักษณะปิดเมื่อน้ำได้รับความร้อนในจุดอิ่มตัวจะกลายเป็นไอน้ำยิ่งยวดและเคลื่อนที่จากที่ที่อุณหภูมิสูงไปยังที่ที่อุณหภูมิต่ำเช่นเดียวกับการเคลื่อนที่ของความร้อนเมื่อไอน้ำเคลื่อนที่ไปชนกับฝาหม้อซึ่งเป็นส่วนที่อยู่ด้านบนสุดทำให้ไอน้ำไปไหนไม่ได้จึงกระจายตัวออกทุกทิศทุกทางภายในมวยนึ่งข้าวเหนียว ทำให้ไอน้ำสัมผัสกับข้าวและไอน้ำอีกส่วนหนึ่งจะควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ ไหลลงมาตามแนวขอบฝา หยดน้ำบางส่วนจะเกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนจากไอน้ำที่ขึ้นมาใหม่จากก้นหม้อกลายเป็นไออีกครั้ง และหยดน้ำที่เหลือจะไหลลงไปที่ก้นหม้อรับความร้อนกลายเป็นไอน้ำขึ้นมายังด้านบนอีกรอบ