การพัฒนาระบบตรวจวัดและแสดงผลอุณหภูมิสำหรับกระบวนการหมักเมล็ดโกโก้โดยใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT)
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
วัตถุประสงค์: การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนา ติดตั้ง และประเมินระบบตรวจวัดและแสดงผลอุณหภูมิแบบเรียลไทม์สำหรับกระบวนการหมักเมล็ดโกโก้ โดยประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) เพื่อแก้ไขข้อจำกัดของวิธีการตรวจวัดแบบดั้งเดิมที่ต้องอาศัยแรงงานคน มีความถี่ในการวัดต่ำ และไม่สามารถตรวจสอบอุณหภูมิได้ต่อเนื่องตลอดรอบการหมัก ทั้งนี้ระบบถูกออกแบบให้สามารถสนับสนุนการควบคุมคุณภาพการหมักได้อย่างแม่นยำและเหมาะสมกับการใช้งานในระดับวิสาหกิจชุมชน
วิธีการวิจัย: ระบบที่พัฒนาประกอบด้วยเซนเซอร์ DS18B20 จำนวน 9 จุด ติดตั้งในตำแหน่งกึ่งกลางของถังหมักแต่ละถัง เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 และส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายไร้สายไปยังแพลตฟอร์ม IoT เพื่อบันทึกและแสดงผลอุณหภูมิทุก 15 นาที เป็นระยะเวลา 7 วันต่อรอบการหมัก ดำเนินการทดสอบภาคสนามในวิสาหกิจชุมชนคนรักโกโก้ จังหวัดนครราชสีมา พร้อมเปรียบเทียบความสอดคล้องกับการวัดแบบดั้งเดิมเพื่อประเมินความแม่นยำ รวมถึงประเมินประสิทธิภาพเชิงเศรษฐกิจโดยคำนวณต้นทุนแรงงานที่ลดลง ต้นทุนพลังงาน และระยะเวลาคืนทุนของระบบ
ผลการวิจัย: ผลการทดลองพบว่าระบบสามารถบันทึกข้อมูลอุณหภูมิได้ต่อเนื่อง มีความแม่นยำ ±0.5 °C และมีความสัมพันธ์กับการวัดแบบดั้งเดิมสูง (R² > 0.97) รูปแบบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสอดคล้องกับทฤษฎีและงานวิจัยก่อนหน้า โดยเฉพาะช่วงอุณหภูมิ 45–48 °C ในวันที่ 4–6 ซึ่งเป็นช่วงสำคัญต่อการก่อตัวของสารตั้งต้นกลิ่นรสของโกโก้ ด้านเศรษฐศาสตร์ ระบบสามารถลดความต้องการแรงงานจาก 3 คน เหลือเพียงการดูแลระบบเป็นครั้งคราว ช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านแรงงานได้กว่า 160,000 บาทต่อปี ลดต้นทุนรวมประมาณ 10% และมีระยะเวลาคืนทุนเพียง 1.9 เดือน สะท้อนถึงศักยภาพของระบบ IoT ในการยกระดับคุณภาพการหมักเมล็ดโกโก้และเพิ่มขีดความสามารถการแข่งขันของวิสาหกิจชุมชนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Afoakwa, E. O., Paterson, A., Fowler, M., & Ryan, A. (2008). Flavor formation and character in cocoa and chocolate: A critical review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 48(9), 840–857.
De Vuyst, L., Lefeber, T., Papalexandratou, Z., & Camu, N. (2010). The functional role of lactic acid bacteria in cocoa bean fermentation. In F. Mozzi, R. R. Raya, & G. M. Vignolo (Eds.), Biotechnology of lactic acid bacteria: Novel applications (pp. 301–325). Wiley-Blackwell.
Guzmán-Armenteros, T. M., Calva, M. C., & Vega-Sánchez, E. (2023). Monitoring cocoa bean fermentation parameters. Foods, 12(12), 2460.
Ho, V. T. T., Zhao, J., & Fleet, G. (2015). The effect of lactic acid bacteria on cocoa bean fermentation. International Journal of Food Microbiology, 205, 54–67.
Kongor, J. E., Hinneh, M., Van de Walle, D., Afoakwa, E. O., Boeckx, P., & Dewettinck, K. (2016). Factors influencing quality variation in cocoa (Theobroma cacao) bean flavour profile: A review. Food Research International, 82, 44–52.
Obinze, S., Ojimelukwe, P. C., & Eke, B. A. (2022). Box fermentation and solar drying improve the nutrient composition and organoleptic quality of chocolate from cocoa beans. Frontiers in Sustainable Food Systems, 6, Article 1023123.
Owusu, M., Petersen, M. A., & Heimdal, H. (2012). Effect of fermentation method, roasting and conching conditions on the aroma volatiles of dark chocolate. Journal of Food Process and Preservation, 36(5), 446–456.
Rodriguez-Campos, J., Escalona-Buendía, H. B., Contreras-Ramos, S. M., Orozco-Avila, I., Jaramillo-Flores, M. E., & Lugo-Cervantes, E. (2012). Effect of fermentation time and drying temperature on volatile compounds in cocoa. Food Chemistry, 132(1), 277–288.
Saguidon, J. R., & Dellosa, J., & Mendoza, R. N. (2024). Internet-of-Things (IoT)–based automated temperature monitoring and control system for enhanced cacao fermentation quality. In Proceedings of the 2024 6th International Conference on Electrical, Control and Instrumentation Engineering (ICECIE) (pp. 1–6). IEEE.
Saltini, R., Akkerman, R., & Frosch, S. (2013). Optimizing chocolate production through traceability: A review of the influence of farming practices on cocoa bean quality. Food Control, 29(1), 167–187.
Torres-Moreno, M., Torrescasana, E., Salas-Salvadó, J., & Blanch, C. (2015). Nutritional composition and fatty acids profile in cocoa beans and chocolates with different geographical origin and processing conditions. Food Chemistry, 166, 125–132.
Tzounis, A., Katsoulas, N., Bartzanas, T., & Kittas, C. (2017). Internet of Things in agriculture: Recent advances and future challenges. Biosystems Engineering, 164, 31–48.
