หวดนึ่งข้าวเหนียวประหยัดพลังงาน

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

จุฑารัตน์ สารใส, อัครพล ดวงรัตน์, นภัสสร กันทา

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

อัจฉริยา สมบัติปัน, สกุลรัตน์ ศักดิ์ดี

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสันกำแพง

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

บทคัดย่อ

โครงงานนี้มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อเปรียบเทียบระยะเวลานึ่งข้าวเหนียวให้สุกของหวดนึ่งข้าวเหนียว 2)เพื่อเปรียบเทียบลักษณะท่อตรงกลางหวดกับระยะเวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุก 3)เพื่อเปรียบเทียบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดกับระยะเวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุก และ 4) เพื่อเปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้าในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกของหวดที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดแต่ละขนาด โดยหวดนึ่งข้าวเหนียวที่ใช้ทดลอง มี 3 รูปแบบ ได้แก่ หวดนึ่งข้าวเหนียวแบบดั้งเดิม หวดนึ่งข้าวเหนียวที่ด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ และหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ ซึ่งหวดทั้ง 3 รูปแบบ มีความสูงเท่ากับ 17.5 เซนติเมตร ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของปากหวดเท่ากับ 20 เซนติเมตร และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของฐานหวดเท่ากับ 15 เซนติเมตร จากนั้นนำหวดแต่ละรูปแบบไปทดลองนึ่งข้าวเหนียวมวล 2 กิโลกรัม ใช้น้ำสำหรับการนึ่ง 2.5 ลิตร ให้ความร้อนด้วยเตาไฟฟ้าโดยใช้กำลังไฟ 2,000 วัตต์ พร้อมทั้งวัดอุณหภูมิด้านบนหวด ด้านข้างหวด ด้านล่างหวด (ก้นหวด) อุณหภูมิภายในหวดและอุณหภูมิข้าว โดยใช้สายเทอร์โมคัปเปิลในการวัดอุณหภูมิ พร้อมจับเวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกของหวดทั้ง 3 รูปแบบ พบว่าหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ ใช้เวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกได้เร็วที่สุดเป็นเวลา 18 นาที รองลงมาเป็นหวดนึ่งข้าวเหนียวที่ด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์และหวดนึ่งข้าวแบบดั้งเดิม ใช้เวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกเป็นเวลา 24 นาที และ 27 นาที ตามลำดับ ต่อมาเปรียบเทียบลักษณะท่อตรงกลางหวดกับระยะเวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุก พบว่าหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางหวดแบบทรงกระบอกด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ใช้เวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกได้เร็วที่สุดเป็นเวลา 18 นาที และหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางหวดแบบทรงปริซึมสี่เหลี่ยมด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ใช้เวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกเป็นเวลา 21 นาที เนื่องจากหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางหวดแบบทรงกระบอกด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์มีพื้นที่น้อย ส่งผลให้มีแรงดันไอน้ำสูง ทำให้ไอน้ำและความร้อนกระจายตัวได้เร็ว ซึ่งเป็นไปตามสมการ P=F/A จึงใช้เวลานึ่งข้าวเหนียวได้สุกเร็วกว่าหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางหวดแบบทรงปริซึมสี่เหลี่ยมด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ จากนั้นเปรียบเทียบขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดกับระยะเวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกพบว่าหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดเล็กด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ ใช้เวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกได้เร็วที่สุด โดยใช้เวลา 15 นาที รองลงมาเป็นหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีขนาดเส้นผ่านเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดกลาง และขนาดใหญ่ ด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ ใช้เวลาในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกเป็นเวลา 18 นาที และ 22 นาที ตามลำดับ เนื่องจากหวดที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดเล็กด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์จะมีแรงดันสูงกว่าหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดกลางและขนาดใหญ่ด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ ทำให้ความร้อนกระจายในหวดได้ดีกว่า จึงทำให้ไอน้ำและความร้อนวนเวียนอยู่ภายในหวด ส่งผลให้ข้าวเหนียวสุกเร็ว สุดท้ายเปรียบเทียบพลังงานไฟฟ้าในการนึ่งข้าวเหนียวให้สุกของหวดที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดแต่ละขนาด พบว่าหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดเล็กด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ประหยัดพลังงานมากที่สุด โดยใช้พลังงานไฟฟ้านึ่งข้าวเหนียวให้สุกเท่ากับ 0.50 ยูนิต/วัน รองลงมาเป็นหวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีเส้นผ่านเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดที่มีขนาดกลางและขนาดใหญ่ด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ ใช้พลังงานไฟฟ้า 0.60 ยูนิต/วัน และ 0.74 ยูนิต/วัน ตามลำดับ จากการทดลองนี้สามารถนำหวดนึ่งข้าวเหนียวที่พัฒนามาใช้ได้จริงในครัวเรือน อีกทั้งเป็นอีกหนึ่งนวัตกรรมที่ช่วยประหยัดพลังงาน ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม และช่วยสืบสานภูมิปัญญาท้องถิ่นให้คงอยู่คู่กับวิถีชีวิตคนไทยในภาคเหนือและตะวันออกเฉียงเหนือ

คำสำคัญ : หวดนึ่งข้าวเหนียวแบบดั้งเดิม, หวดนึ่งข้าวเหนียวที่ด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์, หวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์, หวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางหวดแบบทรงกระบอกด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ , หวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีท่อตรงกลางหวดแบบทรงปริซึมสี่เหลี่ยมด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ , หวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดเล็กด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์, หวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดกลางด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์, หวดนึ่งข้าวเหนียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อตรงกลางหวดขนาดใหญ่ด้านในหุ้มด้วยอลูมิเนียมฟอยล์ และพลังงานไฟฟ้าในการนึ่งข้าวเหนียว

Abstract

The objectives of this project were 1) to compare the cooking time duration for each rice steamers 2.) to compare the structure of the middle pipe with cooking time duration 3.) to compare the diameter of the middle pipe with cooking time duration and 4.) to compare electrical energy that use for cooking in each size of the middle pipe’s diameter in the steamer. There are three types of a sticky rice steamer which are the traditional steamer, the aluminum foil covered inside steamer, the steamer with the pipe in the middle and aluminum foil covered inside. Which the three types of steamers are 17.5 cm heights, the diameter of the steamer’s mouth is 20 cm and the diameter of the steamer’s bottom is 15 cm. Using 3 types of the steamer cooked 2 kg. sticky rice with 2.5 liter of water (heated with electric stove 2,000 watt) along with the temperature measurement on the steamer, Beside the steamer, below the steamer (bottom of the steamer) inside the steamer and sticky rice by using thermocouple and timed the cooking time in each types of the steamer. From the experiment found that the steamer with the pipe in the middle and aluminum foil covered inside using the shortest time of cooking; 18 minutes. Followed by the aluminum foil covered inside steamer and the traditional steamer which using time of cooking; 24 minutes and 27 minutes. Then compared the structure of the middle pipe; Square prism and Cylindrical and aluminum foil covered inside with cooking time. The result shown that the steamer with the cylindrical pipe in the middle and aluminum foil covered inside took the shortest time cooking (18 minutes) and the steamer with the square prism pipe and aluminum foil covered inside took 21 minutes. The steamer with the cylindrical pipe in the middle has less area which effect the high steam pressure and quick heat dissipation as an equation P=F/A . After that compared the diameter of the middle pipe with cooking time duration. Found that the steam with small diameter of the middle pipe and aluminum foil covered inside used 15 minutes to cook which is the shortest time of others. Follow by the steam with medium diameter of the middle pipe and aluminum foil covered inside (18 minutes of cooking time) and the steam with large diameter of the middle pipe and aluminum foil covered inside (22 minutes of cooking time). The small diameter of the middle pipe and aluminum foil covered inside gives higher pressure and better heat dissipation which help sticky rice cooked. Finally, compared electrical energy that use for cooking in each size of the middle pipe’s diameter in the steamer. The result shown that the best size of the middle pipe’s diameter that can save most energy is 0.50 unit/day followed by 0.60 unit/day and 0.63 unit/day. From all of the experiment, the developed sticky rice steamer can be practically used in household which is saving energy and environment also conserving local wisdom of Thai people in the northern and the northeastern to remain with Thai life style.

Keywords : The traditional steamer, the aluminum foil covered inside steamer, the steamer with the pipe in the middle and aluminum foil covered inside, the steamer with the cylindrical pipe in the middle and aluminum foil covered inside, the steamer with the cylindrical pipe in the middle and aluminum foil covered inside, the steam with small diameter of the middle pipe and aluminum foil covered inside, the steam with medium diameter of the middle pipe and aluminum foil covered inside, the steam with large diameter of the middle pipe and aluminum foil covered inside and the electrical energy of sticky rice cooking