ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน ตอนที่ ๑๖ Acetylene removal section MO Memoir : Thursday 29 September 2559

อะเซทิลีน (Acelylene C₂H₂ หรือ Ethyne) เป็นสารประกอบอัลคาย (alkyne) หลักที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตเอทิลีน อีกตัวที่เกิดร่วม (แต่ในปริมาณที่กว่าต่ำอะเซทิลีนมาก) คือเมทิลอะเซทิลีน (methly acetylene - H₃CCCH หรือ propyne) สารประกอบไฮโดรคาร์บอนพันธะสามเหล่านี้เป็นสารที่มีพลังงานในตัวสูงแต่มีเสถียรภาพต่ำ ด้วยตัวมันเองสามารถสลายตัวพร้อมกับคายพลังงานจำนวนมากออกมาได้ และยังเป็นสารที่มีความว่องไวสูง ดังนั้นจึงจำเป็นที่ต้องทำการกำจัดสารประกอบไฮโดรคาร์บอนพันธะสามเหล่านี้ออกจากเอทิลีนก่อนส่งให้ลูกค้า ความเข้มข้นอะเซลิลีนในผลิตภัณฑ์ C2 ที่แยกออกมาจากหน่วย Deethanization section จะอยู่ที่ประมาณ 1.0 mol% และจำเป็นต้องลดปริมาณให้เหลือน้อยกว่า 5 ppmv (ส่วนต่อล้านส่วนโดยปริมาตร)
 

การกำจัดอะเซทิลีนทำได้ด้วยการใช้ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจน (hydrogenation) ให้กับอะเซทิลีนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา (โลหะมีตระกูลพวก Pd บน Al₂O₃) ช่วยในการทำปฏิกิริยา ทั้งอะเซทิลีนและเอทิลีนสามารถเกิดปฏิกิริยาเติมไฮโดรเจนได้ แต่อะเซทิลีนจะเกิดปฏิกิริยาได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าเล็กน้อย ดังนั้นการควบคุมอุณหภูมิของหน่วยนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญ เพราะปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ที่อุณหภูมิต่ำเกินไป ปฏิกิริยาจะไม่เกิด แต่ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไปจะทำให้เอทิลีนเข้ามาร่วมทำปฏิกิริยาด้วยกลายเป็นอีเทน ก่อให้เกิดการสูญเสียผลิตภัณฑ์ที่ต้องการคือเอทิลีน สัดส่วนไฮโดรเจนที่ผสมเข้าไปกับแก๊สขึ้นอยู่กับความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาและความเข้มข้นของอะเซทิลีน ในกรณีที่ตัวเร่งปฏิกิริยายังมีความว่องไวสูงอยู่นั้นอาจผสมไฮโดรเจนในสัดส่วน 1.0-1.2 เท่าโดยโมลเทียบกับอะเซทิลีน และเมื่อตัวเร่งปฏิกิริยามีความว่องไวลดลงก็อาจเพิ่มอุณหภูมิการทำปฏิกิริยาให้สูงขึ้นร่วมกับการเพิ่มสัดส่วนไฮโดรเจนเป็น 2 เท่า 
  

สภาวะการทำปฏิกิริยาตรงนี้ขึ้นอยู่กับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ ที่ยกตัวอย่างในย่อหน้าข้างบนเป็นของตัวเร่งปฏิกิริยาเมื่อ ๓๐ ปีที่แล้ว ระบบที่แสดงในรูปที่ ๑ ประกอบด้วยเบดนิ่ง (fixed-bed) ซ้อนกันอยู่ ๒ ชั้น (จำนวนนี้เปลี่ยนแปลงได้) จากเอกสารที่มีนั้นกล่าวไว้ว่าในช่วงแรกของการใช้งาน (ตัวเร่งปฏิกิริยายังคงใหม่อยู่) อุณหภูมิแก๊สที่เข้าเบดแรกควรอยู่ที่ประมาณ 25ºC และอุณหภูมิแก๊สที่เข้าเบดที่สองควรอยู่ที่ประมาณ 35ºC และเมื่อใกล้สิ้นสุดอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยา อุณหภูมิแก๊สที่เข้าเบดแรกจะอยู่ที่ประมาณ 115ºC และอุณหภูมิแก๊สที่เข้าเบดที่สองจะอยู่ที่ประมาณ 125ºC แต่ไม่ว่าจะเป็นช่วงขณะใดก็ตามต้องคอยควบคุมไม่ให้อุณหภูมิ ณ ตำแหน่งใดก็ตามในเบดสูงเกินกว่า 180ºC
 

ทั้งอะเซทิลีนและเอทิลีนเป็นสารที่มีค่าพลังงานในตัวสูง (enthalpy of formation มีค่าเป็นบวก) ถ้าปล่อยให้ระบบมีอุณหภูมิสูงมากเกินไป จะเกิดปฏิกิริยาการสลายตัวของเอทิลีนใน reactor ตามด้วยการปลดปล่อยพลังงานความร้อนสูงจนเกิดการระเบิดได้ ในระหว่างการทำงานนั้นถ้าหากอุณหภูมิ ณ ตำแหน่งใดก็ตามในเบดสูงเกินกว่า 350ºC (หรือที่เรียกว่าเกิด hot spot) ตัวเอทิลีนเองจะสามารถเกิดปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์ (polymerisation) และสลายตัว (ethylene decomposition) ซึ่งสองปฏิกิริยานี้ต่างเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ส่งผลให้เกิดความร้อนที่เลี้ยงให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อเนื่องไปได้ด้วยตนเองที่ทำให้อุณหภูมิในระบบเพิ่มสูงขึ้นจนไม่สามารถควบคุมได้ (เกิดการ runaway) 
  

สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิด hot spot ได้ก็คือการมีไฮโดรเจนในระบบมากเกินไป ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนมากเกินไป และเมื่อเกิด hot spot แล้วแม้ว่าจะลดความเข้มข้นไฮโดรเจนให้ต่ำลง อุณหภูมิของ hot spot ก็จะไม่ลดลงเพราะได้ความร้อนจากปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรซ์และการสลายตัวมาเลี้ยงแทน
 

รูปที่ ๑ ตัวอย่างแผนผังระบบ acetylene converter ที่ประกอบด้วยเบดตัวเร่งปฏิกิริยาซ้อนกัน ๒ เบด (พึงสังเกตว่ามีการติดตั้งตัวตรวจวัดอุณหภูมิในเบดถี่มาก) และหน่วยกำจัด green oil (green oil absorber) ที่ใช้ของเหลวจากหอกลั่นแยกเอทิลีนออกจากอีเทน (ethylene fractionator) เป็นตัวชะล้าง
 

เรื่องการทำปฏิกิริยาของระบบนี้และกรณีตัวอย่างที่เกิดการระเบิดเคยเล่าไว้ใน Memoir ๒ ฉบับก่อนหน้านี้คือ ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๒๑๙ วันอังคารที่ ๙ พฤศจิกายน ๒๕๕๓ เรื่อง "Acetylene hydrogenation (ตอนที่ ๑)" และ ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๒๒๐ วันพฤหัสบดีที่ ๑๑ พฤศจิกายน ๒๕๕๓ เรื่อง "Acetylene hydrogenation (ตอนที่ ๒)"
 

เพื่อป้องกันการเกิดหรือเมื่อเกิด hot spot ขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นั้น ได้มีการให้คำแนะนำไว้ดังนี้
 

๑. ไม่ควรให้ระบบมีความเข้มข้นไฮโดรเจนสูงเกินกว่า 2% และในการเริ่มการเดินเครื่องนั้นควรให้มี C2 ไหลผ่านระบบก่อนที่จะป้อนไฮโดรเจนเข้าระบบ (ดูหมายเหตุ (ก) และ (ข) เพิ่มเติมท้ายบทความ)
 

๒. ถ้าพบว่าอุณหภูมิในเครื่องปฏิกรณ์สูงเกินไปหรือเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ให้ปิดการป้อนไฮโดรเจนและระบายแก๊สในเครื่องปฏิกรณ์ทิ้ง (depressure หรือลดความดันของระบบลง)
 

๓. หลังการลดความดันแล้วให้ทำการ purge (เอาแก๊สอื่นเข้าไปไล่) โอเลฟินส์ที่อยู่ในเครื่องปฏิกรณ์ออก แก๊สที่ใช้อาจเป็นมีเทนหรือไนโตรเจน (แก๊สที่เฉื่อยสำหรับปฏิกิริยาและไม่ทำลายตัวเร่งปฏิกิริยา) ทำขั้นตอนนี้จนกว่าระบบจะเย็นตัวลง (อาจใช้เวลาไม่น้อยกว่า ๒ ชั่วโมง)
 

๔. ไม่ควรป้อนโอเลฟินส์เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ที่ยังร้อนอยู่ แม้ว่าจะไม่มีไฮโดรเจนอยู่ภายในก็ตาม และเนื่องจากความเป็นกรดของอะลูมินา (Al₂O₃) หรือ molecular sieve ที่ใช้ในหน่วย dryer ที่อยู่ถัดไปนั้น สามารถทำให้โอเลฟินส์เกิดการพอลิเมอร์ไรซ์หรือสลายตัวได้ ดังนั้นจึงไม่ควรผ่านไอน้ำที่มีความเข้มข้นโอเลฟินส์สูงที่มีอุณหภูมิสูงเกินกว่า 260-315ºC ไปยัง dryer
 

๕. หลังจากที่ควบคุมอุณหภูมิที่สูงเกินให้กลับมาอยู่ที่สภาวะปรกติได้แล้ว ยังไม่ควรป้อนไฮโดรเจนเข้าไปจนกว่าจะทำให้อัตราการไหลของสาร C2 กลับมายังสภาวะปรกติและตรวจไม่พบอุณหภูมิที่สูงเกินในเบด
 

๖. ควรมีการควบคุมและปรับเปลี่ยนอุณหภูมิด้านขาเข้าของ converter อย่างเหมาะสม ซึ่งทำได้ด้วยการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือการ bypass และไม่ควรใช้การปรับเพิ่มปริมาณไฮโดรเจน (เพื่อให้เกิดปฏิกิริยามากขึ้น) ในการเพิ่มอุณหภูมิการทำงานของเบด
 

ตัวเร่งปฏิกิริยา acetylene hydrogenation ยังทำให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงที่สำคัญที่ยากจะหลีกเลี่ยงได้อีกปฏิกิริยาหนึ่งคือการทำให้เกิด "green oil" green oil นี้เป็นโอลิโกเมอร์ (oligomer) ที่มีจำนวนอะตอมคาร์บอนประมาณ ๔- ๒๐ อะตอมโดยเกิดจากการต่อโมเลกุลอะเซทิลีนเข้าเป็นบิวทาไดอีนก่อนด้วยกัน และเป็นสิ่งที่พบเสมอสำหรับ hydrogenation reactor พวกที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำนั้นจะระเหยออกมาพร้อมกับแก๊สที่ไหลออกจากเครื่องปฏิกรณ์ได้ แต่พวกที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะตกค้างอยู่บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา วิธีการหนึ่งในการลดการเกิด green oil คือการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี Ag เป็น promoter
 

การแยก green oil ที่หลุดออกไปกับแก๊สที่ออกจาก converter ทำได้หลายวิธี วิธีการหนึ่งได้แก่ใช้การดูดซับด้วยของเหลว ในแผงผังที่แสดงในรูปที่ ๑ นั้นแก๊สที่ออกจาก acetylene converter จะมุ่งตรงไปยัง green oil absorber เพื่อไปสัมผัสกับของเหลว C2 ที่มาจากหน่วยกลั่นแยกเอทิลีน-อีเทน เทคนิคอื่นที่สามารถใช้ในการแยก green oil ออกมาสามารถอ่านได้จากบทควาเรื่อง "A comparison of separation methods for Green Oil in ethylene production" โดย S. Kurukchi และ Thomas Wines ในวารสาร HYDROCARBON ASIA ฉบับประจำเดือนมกราคม/กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๒๐๐๗ (หรือในไฟล์ pdf ที่แนบมา)
 

สำหรับ green oil ที่ตกค้างอยู่บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้ความสามารถของตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำปฏิกิริยา acetylene hydrogeantion ลดลง ทำให้เมื่อใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยาไประยะหนึ่งจะมีความจำเป็นที่ต้องกำจัดสิ่งตกค้างเหล่านี้ออกด้วยการผ่านแก๊สที่มีความเข้มข้นออกซิเจนที่เหมาะสมเข้าไปเพื่อทำการเผาสารอินทรีย์ตกค้างเหล่านั้นทิ้ง (เรียกว่าทำการฟื้นสภาพหรือ regeneration) เพื่อให้เห็นภาพวิธีการฟื้นสภาพตัวเร่งปฏิกิริยา จึงจะขอยกตัวอย่างจากข้อมูลที่มีอยู่มาเล่าสู่กันฟังดังนี้ (วิธีการที่เหมาะสมที่แท้จริงนั้น บริษัทผู้ผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาจะเป็นผู้กำหนด และขึ้นอยู่กับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ด้วย)
 

๑. ปิดกั้นระบบ (ทั้งด้านขาเข้าและขาออก) จากนั้นทำการระบายแก๊สไฮโดรคาร์บอนที่อยู่ในระบบทิ้งออกไป
 

๒. ป้อนไอน้ำเข้าระบบด้วยค่า space velocity ที่เหมาะสม (ค่า space velocity นี้คือค่าอัตราการไหลของไอน้ำต่อปริมาตรของเบดตัวเร่งปฏิกิริยา ค่าที่เหมาะสมทางผู้ผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาจะเป็นผู้กำหนด) โดยให้ไหลสวนทางกับทิศทางการเข้าของแก๊ส (กล่าวคือในระหว่างการทำงาน แก๊สจะไหลจากบนลงล่าง ดังนั้นในขั้นตอนนี้ไอน้ำจะไหลจากล่างขึ้นบน) และค่อย ๆ เพิ่มอุณหภูมิของเบดตัวเร่งปฏิกิริยาให้สูงถึง 400ºC ขั้นตอนนี้เป็นการไล่แก๊ส C2 เดิมออกจากเครื่องปฏิกรณ์ และไล่ green oil ที่ระเหยได้ออกไปจากพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา
 

๓. ผสมอากาศเข้าไปในไอน้ำ ให้มีความเข้มข้นอากาศ 1 mol% 
  

๔. หลังจากที่อุณหภูมิของระบบเริ่มเข้าที่ ค่อย ๆ เพิ่มความเข้มข้นอากาศขึ้นอย่างช้า ๆ ไปจนถึง 5 mol% ในขณะนี้ต้องคอยเฝ้าระวังไม่ให้อุณหภูมิภายในเบดสูงเกินกว่าที่ทางผู้ผลิตตัวเร่งปฏิกิริยากำหนดไว้
 

ตรงนี้ขออธิบายขั้นตอน ๓. และ ๔. เพิ่มเติมนิดนึง ปฏิกิริยาการเผาไหม้ green oil ที่ยังคงค้างอยู่บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ถ้าปล่อยให้ปฏิกิริยาเกิดมากเกินไปจะทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาร้อนจัดจนเสื่อมสภาพถาวรได้ ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องทำให้ปฏิกิริยาค่อย ๆ เกิดทีละน้อยด้วยการเผาด้วยออกซิเจนความเข้มข้นต่ำก่อน
 

๕. การฟื้นสภาพตัวเร่งปฏิกิริยาถือว่าเสร็จสมบูรณ์เมื่อพบว่าแก๊สที่ออกมาจากเครื่องปฏิกรณ์นั้นมีความเข้มข้น CO₂ น้อยกว่า 1 mol%
 

๖. ลดอุณหภูมิของเบดตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไอน้ำ (ตัดอากาศออกไปแล้ว) จนเหลือ 150ºC จากนั้นเปลี่ยนจากไอน้ำเป็นแก๊สแห้ง (แก๊สเฉื่อยเช่นไนโตรเจนหรือมีเทน) เพื่อไล่ไอน้ำออกจากเบดที่อุณหภูมิ 150ºC จนไอน้ำหมดไป (จะอยู่ประมาณ ๔-๖ ชั่วโมง) จากนั้นจึงค่อยลดอุณหภูมิเบดเหลืออุณหภูมิห้อง

หมายเหตุ :
  

(ก) ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในปฏิกิริยา acetylene hydrogenation นี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ในรูป "โลหะ" (กล่าวคือเลขออกซิเดชันเป็นศูนย์) โดยปรกติตัวเร่งปฏิกิริยาที่จะใช้งานในรูปที่เป็น "โลหะ" เพื่อความปลอดภัยในการขนถ่าย ("โลหะ" ทำปฏิกิริยารุนแรงกับออกซิเจนในอากาศ เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนสูง) ทางผู้ผลิตจะผลิตมาในรูปของสารประกอบ "โลหะออกไซด์" หรือเป็น "โลหะที่มีชั้นออกไซด์บาง ๆ เคลือบผิวอยู่" เพื่อให้สามารถขนถ่ายได้อย่างปลอดภัย ดังนั้นหลังการบรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาที่มาในรูป "โลหะออกไซด์" เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์แล้ว จึงจำเป็นต้องทำการรีดิวซ์ (reduction) "โลหะออกไซด์" นั้นให้กลายสภาพเป็น "โลหะ" ก่อนที่จะใช้งานได้ การรีดิวซ์ทำโดยการผ่านแก๊สไฮโดรเจนเข้าระบบและควบคุมระบบให้มีอุณหภูมิที่เหมาะสม (ในกระบวนการนี้ ไฮโดรเจนจะไปดึงออกซิเจนออกจากโลหะออกไซด์และกลายเป็นไอน้ำ
 

(ข) การฟื้นสภาพตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อกำจัด green oil "โลหะ" ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกออกซิไดซ์กลับไปเป็น "โลหะออกไซด์" ด้วยเหตุนี้หลังเสร็จสิ้นกระบวนการฟื้นสภาพตัวเร่งปฏิกิริยาแล้ว จึงจำเป็นต้องมีการรีดิวซ์ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนรูปให้กลายเป็นรูป "โลหะ" ใหม่อีกครั้ง

กระบวนการทั้งสองที่กล่าวมาข้างต้นก็เป็นสาเหตุที่ทำให้มีไฮโดรเจนความเข้มข้นสูงตกค้างอยู่ในระบบก่อนการป้อน C2 เข้าทำปฏิกิริยาได้
 

(ค) ตำแหน่งที่ตั้งหน่วย acetylene hydrogenation นี้ไม่จำเป็นต้องอยู่ก่อนการแยกเอทิลีน-อีเทนออกจากกัน ตำแหน่งที่ตั้งที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับการออกแบบกระบวนการและชนิดของวัตถุดิบที่นำมาผลิตโอเลฟินส์

การอ่านผลการทดลองการไทเทรตกรด-เบส (ตอนที่ ๓) MO Memoir : Wednesday 28 September 2559

อยากให้นิสิตทำข้อสอบไม่ได้หรือตอบผิดไหมครับ ไม่ยากหรอกครับ เพียงแค่
 

(๑) ถามอะไรที่เป็นพื้นฐาน ที่เป็นหลักการ (ใช้ได้ดีกับข้อสอบบรรยาย)
 

(๒) เอาข้อสอบข้อที่ยากสุดมาเป็นช้อ ๑. (ใช้ได้ดีกับข้อสอบคำนวณ)
 

(๓) ออกข้อสอบที่ "คล้าย" แต่ "ไม่เหมือน" ข้อสอบเก่าที่เฉลยไว้ (ใช้ได้ดีกับข้อสอบทั้งบรรยายและคำนวณ)

ช่วงบ่ายวันวาน ระหว่างการสนทนากับ Post Doc และเจ้าหน้าที่ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ของบริษัทแห่งหนึ่ง เกี่ยวกับปัญหาในการทำวิจัย และหัวข้อหนึ่งที่ถูกหยิบยกขึ้นมาระหว่างการสนทนาคือความสามารถของผู้วิจัย/ผู้ทำการทดลองในการวิเคราะห์ "ความถูกต้องของข้อมูลดิบ" 
  

"ข้อมูลดิบ" ในที่นี้หมายถึงข้อมูลที่ได้มาจากการวัดของอุปกรณ์วัดโดยตรง ไม่ว่าจะเป็นการอ่านตัวเลขจากหน้าจอ จากขีดบอกปริมาตรของบิวเรต สัญญาณไฟฟ้าจากเครื่องวัดต่าง ๆ ฯลฯ โดยอาจไม่ผ่านและ/หรือผ่านการประมวลผลเบื้องต้น (เช่น การหักลบสัญญาณพื้นหลัง (back ground signal) ในกรณีที่สัญญาณพื้นหลังมีความชัดเจนและคงที่) ก่อนการนำไปดัดแปลงต่อในขั้นสูง (เช่น การลบสัญญาณพื้นหลังในกรณีที่สัญญาณพื้นหลังเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาหรือไปตามช่วงที่ทำการวัด การลบสัญญาณรบกวน (noise) ทิ้ง การระบุตำแหน่งและขนาดพื้นที่ของพีค การแยกพีคที่ซ้อนทับกันอยู่ (deconvolution) ฯลฯ)
 

ในการสนทนาเมื่อบ่ายวันวาน เราต่างมีความเห็นที่ตรงกันว่า ปัญหานี้ดูเหมือนจะหนักข้อขึ้นเรื่อย ๆ โดยเฉพาะกับการวิเคราะห์ที่บันทึกผลด้วยคอมพิวเตอร์ และใช้ซอฟต์แวร์ประมวลผล (โดยเฉพาะการใช้ค่า default ในการประมวลผล) ดังนั้นจึงไม่แปลกที่จะเห็นข้อสรุปที่ออกมาดูดีแต่น่าสงสัย เช่นการระบุผลต่าง ๆ ที่มีละเอียดกว่าความละเอียดของการวัด (resolution) การอ่าน noise เป็นพีค การลบ peak ที่มีขนาดเล็กทิ้งไป หรือการอ่าน base line เป็นพีค ฯลฯ อยู่บ่อยครั้ง
 

ตัวผมเองกับเจ้าหน้าที่ของบริษัทต่างก็มีประสบการณ์ที่เหมือนกันคือ พักหลังนี้ไม่ค่อยมีใครเอาผลการวิเคราะห์มาขอให้ช่วยแปล เพราะมักจะโดนทักกลับไปว่าข้อมูลที่เขาเอามาให้นั้นมันน่าสงสัยว่าจะไม่ถูก (หรือผิดแบบเห็นชัด ๆ) นั่นหมายถึงการต้องกลับไปทำมาใหม่ หลายรายเจอแบบนี้เข้าเขาก็เลิกมาถาม ไปหาคนอื่นดีกว่าที่ทำให้เขาได้ข้อสรุปจากข้อมูลการทดลอง (ที่ไม่แน่ว่าจะถูกต้อง) เพื่อที่งานเขาจะได้เสร็จ ๆ ไปซะที
 

เมื่อสองสัปดาห์ที่แล้ววิศวกรที่ทำงานด้าน linear programming ของโรงกลั่นน้ำมันแห่งหนึ่งก็มาบ่นให้ผมฟังเรื่องแบบนี้เช่นกัน คือมีปัญหาว่าวิศวกรพักหลัง ๆ นี้ พอได้ข้อมูลมาก็จะให้โปรแกรมมันทำการประมวลผลทันที เพื่อที่จะได้เอาผลการประมวลนั้นส่งต่อไป งานจะได้เสร็จ ๆ ไป โดยที่ "ไม่มีการตรวจสอบข้อมูลที่ได้รับมา" นั้นว่ามันมีข้อมูลใดที่มีพฤติกรรมน่าสงสัยปนอยู่ด้วยหรือไม่
 

เวลาที่ผมสอนแลปการไทเทรตกรด-เบสให้กับนิสิตปี ๒ ด้วยการใช้อินดิเคเตอร์หาจุดยุติของการไทเทรต ผมมักจะจัดอินดิเคเตอร์ให้ ๔ ชนิดที่เปลี่ยนสีในช่วง pH ที่แตกต่างกันโดยครอบคลุมทั้งช่วงกรดและเบส และให้ตัวอย่างที่เป็นกรดที่แตกตัวให้โปรตอนตัวเดียว และ/หรือตัวอย่างที่ประกอบด้วยกรด ๒ ชนิดที่มีความแรงไม่เท่ากันผสมกันอยู่ แต่ไม่ได้บอกว่าตัวอย่างไหนเป็นอะไร เพียงแต่บอกกับนิสิตที่ทำการทดลองอยู่เสมอว่า ให้สังเกตปริมาตรเบส (NaOH) ที่ใช้ที่ทำให้อินดิเคเตอร์เริ่มเปลี่ยนสี จนเปลี่ยนสีสมบูรณ์ แต่การที่ไม่ได้บังคับให้นิสิตต้องใช้อินดิเคเตอร์ทุกตัวในการไทเทรต ผลก็คือนิสิตแทบจะทุกกลุ่ม จะใช้อินดิเคเตอร์เพียงแค่ ๑ หรือ ๒ ชนิดเท่านั้นในการทดลอง เพื่อที่จะได้เสร็จการทำแลปเร็ว ๆ
 

ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ว่า พอออกข้อสอบดังแสดงในรูปข้างล่าง (พ.ศ. ๒๕๕๔) นิสิตส่วนใหญ่จึงทำกันไม่ค่อยได้
 

อันที่จริงเรื่องการอ่านผลการทดลองการไทเทรตกรด-เบส ก็เคยเล่าไว้บ้างแล้วใน Memoir ปีที่ ๓ ฉบับที่ ๑๘๔ วันเสาร์ที่ ๑๗ กรกฎาคม ๒๕๕๓ เรื่อง "การอ่านผลการทดลองการไทเทรตกรด-เบส" และปีที่ ๔ ฉบับที่ ๓๓๖ วันอาทิตย์ที่ ๑๗ กรกฎาคม ๒๕๕๔ เรื่อง "การอ่านผลการทดลองการไทเทรตกรด-เบส (ตอนที่ ๒)"

ในการไทเทรตด้วยการใช้อินดิเคเตอร์หาจุดสมมูล (equivalent point) นั้น คำถามแรกก็คือเราจะรู้ได้อย่างไรว่าอินดิเคเตอร์ตัวที่เราใช้นั้นมันเปลี่ยนสีตรงช่วงจุดสมมูล โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเราไม่รู้ว่าตัวอย่างของเราเป็นกรดอะไร คำตอบของคำถามนี้พิจารณาได้จากปริมาตรของ titrant ที่ใช้ในการทำให้อินดิเคเตอร์เริ่มเปลี่ยนสีจนเปลี่ยนสีสมบูรณ์ เพราะช่วงนี้ค่า pH จะเปลี่ยนแปลงรวดเร็วหรือค่อนข้างรวดเร็วเมื่อเทียบกับบริเวณก่อนและหลังจุดสมมูล ในกรณีของการไทเทรตกรดแก่ (หรือกรดอ่อนที่แตกตัวได้สูงมาก) กับเบสแก่นั้น เราจะพบว่าปริมาตรของ titrant ที่ใช้ในการทำให้อินดิเคเตอร์เริ่มเปลี่ยนสีจนเปลี่ยนสีสมบูรณ์นั้นน้อยมาก และเกิดขึ้นตรงช่วงค่า pH ประมาณ 7 (หรือมากกว่า 7 เล็กน้อยถ้าเป็นกรดอ่อนที่แตกตัวได้สูง)
 

แต่ถ้าตัวอย่างประกอบด้วยกรด ๒ ชนิดที่กรดตัวหนึ่งเป็นกรดที่อ่อนกว่ากรดอีกตัวหนึ่ง จุดสมมูลของการไทเทรตกรดตัวที่แรงกว่านั้นจะอยู่ในช่วงค่า pH ที่เป็นกรด (กล่าวคือน้อยกว่า 7) ส่วนจะเห็นการเปลี่ยนแปลงชัดเจนหรือไม่ขึ้นอยู่กับว่าความสามารถในการแตกตัวของกรดตัวที่อ่อนกว่านั้นเมื่อเทียบกับกรดตัวที่แก่กว่าเป็นอย่างไร ถ้ากรดตัวที่อ่อนกว่านั้นแตกตัวได้ใกล้เคียงกับกรดตัวที่แก่กว่า เราก็จะไม่เห็นการเปลี่ยนค่า pH ที่จุดสมมูลในของการไทเทรตโปรตอนตัวแรก ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ H₂SO₄ กับ HSO₄^- ที่เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่เด่นชัดเพียงครั้งเดียวคือตอนไทเทรต HSO₄^- 
  

ในกรณีที่กรดที่อ่อนกว่านั้นมีความสามารถในการแตกตัวต่างจากกรดตัวที่แก่กว่ามากพอ เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงค่า pH บริเวณจุดสมมูลที่ชัดเจน (เมื่อเทียบกับบริเวณก่อนและหลังจุดสมมูล) ที่จุดสมมูลของการไทเทรตโปรตอนตัวแรกและตัวที่สอง โดยการเปลี่ยนแปลงครั้งแรกจะเป็นของกรดตัวที่แก่กว่า และจะเกิดในช่วงค่า pH น้อยกว่า 7 การเปลี่ยนแปลงครั้งที่สองจะเป็นของกรดตัวที่อ่อนกว่า และจะเกิดในช่วงค่า pH มากกว่า 7 ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดในกรณีนี้คือสารละลายกรด H₃PO₄ (ที่เห็นการเปลี่ยนแปลง pH ที่ชัดเจนของการไทเทรตโปรตอนสองตัวแรกเมื่อไทเทรตด้วยสารละลาย NaOH) แต่ทั้งนี้การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นแบบ "กระทันหัน" 
  

คำว่า "กระทันหัน" ในที่นี้หมายถึงปริมาณ titrant ที่ต้องใช้ในการทำให้อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีสมบูรณ์ สำหรับผู้ที่มีประสบการณ์ทำการไทเทรตกรดแก่-เบสแก่คงเห็นแล้วว่า ที่บริเวณจุดยุติ (end point) ของการไทเทรตนั้น จะใช้ titrant เพียงแค่ครึ่งหยดหรือไม่ถึง 1 หยด (ในการทำให้อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีสมบูรณ์ (ประมาณคร่าว ๆ ได้ว่า 15-20 หยดจะเท่ากับ 1 ml ดังนั้นครึ่งหยดก็จะมีปริมาตรประมาร 0.05 ml) และความแตกต่างระหว่างปริมาตร titrant ที่จุดสมมูลของการไทเทรตและที่จุดยุติเรียกว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาตรของเหลว 1 หยด
 

ถ้ากรดตัวที่อ่อนกว่านั้นแตกตัวได้ค่อนข้างดีเมื่อเทียบกับกรดตัวที่แก่กว่า เราจะพบว่าการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่สุดสมมูลของการไทเทรตกรดตัวที่แก่กว่านั้นจะไม่กระโดดขึ้นกระทันหัน แต่ก็ยังเป็นบริเวณที่กราฟมีค่า pH เปลี่ยนแปลงเร็วกว่าบริเวณก่อนและหลังอย่างเห็นได้ชัด โดยการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวยังคงเกิดในช่วงค่า pH น้อยกว่า 7 ส่วนจุดสมมูลของการไทเทรตกรดตัวที่อ่อนกว่านั้นจะเห็นการเปลี่ยนแปลงค่า pH ได้ชัดเจนกว่า โดยเกิดในช่วงค่า pH มากกว่า 7 แต่ค่อนมาทาง 7 ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดของกรณีนี้ได้แก่สารละลายผสมระหว่าง HCl กับ CH₃COOH

มาถึงจุดนี้แล้ว ลองมาพิจารณาโจทย์ในรูปข้างล่างดูหน่อยไหมครับ เป็นข้อสอบที่สอบไปเมื่อบ่ายวันวาน
 

จากที่บรรยายมาข้างต้นและจากข้อมูลที่ให้ในตาราง เชื่อว่าหลายคนคงจะมองเห็นว่า
 

(ก) มีการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่ชัดเจนสองตำแหน่ง (ตรงอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 2 และ 5)
 

(ข) ปริมาตรเบสที่ใช้เมื่อวัดจากเริ่มการไทเทรตไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่ชัดเจนครั้งแรก (ตรงอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 2 ที่เปลี่ยนสีในช่วงกรด) เท่ากับปริมาตรเบสที่ใช้นับจากการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่ชัดเจนครั้งแรกไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่ชัดเจนครั้งที่ 2 (ตรงอินดิเคเตอร์ชนิดที่ 5 ที่เปลี่ยนสีในช่วงเบส)

อันที่จริงผมเอาข้อสอบในรูปแรกมาเฉลยให้นิสิตดูก่อน เพื่อเป็นตัวอย่างให้รู้จักหัดคิดวิเคราะห์ข้อมูล ดังนั้นจึงไม่แปลกใจที่พอเอาข้อสอบในรูปที่สองที่ "คล้าย" กับข้อสอบในรูปแรกมาออก จึงพบคำตอบออกมาในทำนองเดียวกับที่ได้เฉลยไว้ แต่ข้อสอบในรูปหลังนี้มัน "ไม่เหมือน" กับข้อสอบในรูปแรกตรงที่ "ปริมาตร" titrant ที่ต้องใช้ในการทำให้อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีสมบูรณ์ โจทย์ที่ให้มานั้นบอกว่าใช้เพียง 0.05 ml เท่านั้น ไม่ว่าจะเป็นการไทเทรตโปรตอนตัวแรกหรือโปรตอนตัวที่สอง ซึ่งลักษณะนี้เป็นพฤติกรรมของการไทเทรตกรดแก่-เบสแก่ และในการไทเทรตกรดแก่-เบสแก่นั้น แม้ว่าตัวอย่างจะเป็นกรดแก่มากกว่า 1 ชนิดผสมกันอยู่ (เช่น HCl + HNO₃) การเปลี่ยนแปลงค่า pH ก็จะเกิดขึ้นอย่างกระทันหันที่ตำแหน่งเดียวเท่านั้น คือที่ค่า pH ประมาณ 7
 

ดังนั้นข้อมูลในตารางของรูปที่สองนั้นจึงมีข้อสงสัยว่าไม่น่าจะถูกต้อง (หรือข้อมูลไม่มีความถูกต้องเพียงพอ) จึงยังไม่มีค่าพอที่จะนำมาแปลผล ถ้าเป็นการทำงานในชีวิตจริงก็ต้องกลับไปทำการวิเคราะห์มาใหม่
 

การศึกษาของเรามักจะสอนผู้เรียนให้สามารถทำการแก้โจทย์ที่ได้รับมานั้นให้เสร็จสิ้นโดยเร็วครับ โดยแทบไม่มีการยสอนให้พิจารณาข้อมูลที่โจทย์ให้มา (หรือตัวคำถามเอง) นั้นมันมีค่าต่อการหาคำตอบหรือไม่ และในชีวิตการสอบนั้นก็มักจะทำให้ผู้เข้าสอบคิดว่าคำตอบของคำถามนั้นมันต้องมีเพียงคำตอบเดียว แต่จะว่าไปแล้วบางครั้งสภาพแวดล้อมมันก็ส่งผลต่อคำตอบที่ควรจะเป็นของคำถามนั้นคืออะไร กรณีหลังนี้ผมก็มักจะนำมาสอนนิสิตในชั่วโมงแรกของการเรียนวิชาเคมีวิเคราะห์ ถ้าสงสัยว่ามันเกี่ยวกับอะไร ก็สามารถย้อนกลับไปดูได้ใน Memoir ปีที่ ๑ ฉบับที่ ๑๒ วันพฤหัสบดีที่ ๑๒ ตุลาคม ๒๕๕๑ เรื่อง "เท่ากับเท่าไร" เรื่องในนั้นก็เป็นข้อสอบเก่าเหมือนกันครับ
 

ปิดท้ายด้วยรูปการเรียนวันสุดท้าย (อังคาร ๒๐ กันยายน) ก่อนการสอบกลางภาคก็แล้วกันครับ :) :) :)
 

ฝากน้ำเอาไว้ในดิน เพื่อให้ต้นไม้ได้มีกิน ตลอดทั้งปี MO Memoir : Saturday 24 September 2559

ลมหนาวกำลังจะมา
ดันกลุ่มฝนเคลื่อนต่ำลง
จากเหนืออีสานตอนบน
เมฆฝนลิ่วลอยล่องลม
มุ่งตรงลงสู่อ่าวไทย

ฝนหนักสุดท้ายเพิ่งจะผ่านไปเมื่อเช้าวันวาน นับถึงเช้าวันนี้ก็กว่า ๒๔ ชั่วโมงแล้ว ยังมีน้ำไหลซึมจากใต้ดินออกจากรอยแตกของรางระบายน้ำรอบบ้านอยู่เลย แสดงว่าดินระดับลึกลงไปจากผิวดินคงจะเริ่มชุ่มน้ำแล้ว ไม้ใหญ่รอบบ้านคงจะดีใจกันใหญ่ ที่มีน้ำให้ใช้ไปจนถึงฤดูฝนถัดไป
 

น้ำฝนที่ตกลงสู่พื้นดินนั้นจะซึมลงสู่พื้นดินก่อน แต่เนื่องจากการซึมลงดินมันทำได้ช้า ดังนั้นหลังฝนตกหนักแต่ละครั้งจึงมีน้ำเพียงแค่ส่วนน้อยเท่านั้นที่ซึมลงไปใต้ดินไปถึงรากไม้ที่อยู่ลึกลงไป ถ้าเป็นที่ราบที่น้ำไม่มีทางไหลไปไหน มันก็จะมีเวลาซึมลงไปหลังในตก แต่ถ้าเป็นภูเขาหรือพื้นดินลาด มันก็จะไหลลงต่ำไปเรื่อย ๆ ไม้ใหญ่ในป่ามันก็มีประโยชน์ตรงนี้ คือมันช่วยหน่วยการไหลของน้ำออกจากพื้นป่า ทำให้น้ำมีเวลาซึมลึกลงไปในดินได้มากขึ้น โอกาสเกิดน้ำป่าไหลหลากก็ลดน้อยลง เว้นแต่ว่าจะมีฝนตกหนักต่อเนื่องติดต่อกันหลายวันเท่านั้นเอง และน้ำที่อยู่ใต้ผิวดินเหล่านี้นี่เอง ที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งน้ำซับที่น้ำค่อย ๆ ซึมออกมาเรื่อย ๆ ตลอดทั้งปี เป็นต้นน้ำให้กับแม่น้ำลำคลองต่าง ๆ ในฤดูแล้ง และยังเป็นน้ำกักตุนให้ไม้ใหญ่มีไว้ใช้ตลอดทั้งปีด้วย

หนึ่งในสิ่งที่เป็นความงดงาม เป็นระเบียบเรียบร้อย ในสายตาคนเมืองจำนวนไม่น้อย คือทางเดินแบบว่าจะใส่รองเท้าแบบไหนก็ได้ไม่ต้องกลัวสะดุดหรือรองเท้าจะเลอะ ด้วยค่านิยมแบบนี้ทำให้เต็มไปด้วยการเทปูนปิดผิวดินทั่วไปหมด ตรงไหนเป็นพื้นดินเปิดอยู่ก็ต้องมีการหางบประมาณมาทำการเทคอนกรีต (ไม่ก็ลาดยางมะตอย) ปิดผิวดิน โดยใช้เหตุผลว่าต้องการปรับปรุงภูมิทัศน์ พวกที่ได้รับผลกระทบพวกแรกคือต้นไม้ใหญ่ที่มีอยู่เดิม ผลกระทบแรกสุดเลยที่เห็นอยู่เสมอก็คือน้ำจากคอนกรีตที่เทลงไปนั้นที่มันซึมลงสู่ดิน ทำให้ไม้ใหญ่ยืนต้นตายได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่พบเห็นเสมอเวลาที่มีโครงการเทปูนรอบโคนต้นไม้ใหญ่ พวกที่รอดมาได้ก็คอยต้องลุ้นต่อว่าในอนาคตจะเอาน้ำและแร่ธาตุจากที่ไหลมาหล่อเลี้ยงลำต้น เพราะผิวดินเปิดที่ทำหน้าที่รับน้ำ (ซึ่งช่วยละลายแร่ธาตุให้ซึมลงลึกไปในดินด้วย) ไม่เหลือแล้ว รากไม้ใม่ได้อยู่แค่เพียงตรงโคนต้น แต่มันแผ่กว้างออกไป ถ้ามันแผ่ออกไปจนพ้นแผ่ไปจนถึงบริเวณผิวดินเปิดก็โชคดีไป

  
 เทียบกับการเทพื้นคอนกรีตแล้ว พื้นปูอิฐมีข้อเสียตรงที่พอดินข้างใต้มันทรุดมันก็ยุบตัว หรือพอโดนรากไม้ใหญ่ดัน มันก็โก่งขึ้น ทำให้ต้องมีการซ่อมแซมเป็นระย แต่มันก็เป็นพื้นที่ประนีประนอมระหว่างการต้องการความสะดวกสบายของคนกับการอยู่รอดของต้นไม้อยู่เหมือนกัน เพราะมันยอมให้น้ำซึมผ่านตรงรอยต่อของก้อนอิฐได้ แม้ว่าจะเป็นช่องเล็ก ๆ แต่มันก็กว้างพอที่จะให้พืชต้นเล็กที่คนเราใช้ประโยชน์ได้นั้นงอกงามเติบโตได้เช่นกัน

ปัญหาการเกิดสุญญากาศที่มากเกินไปในท่อระบายแก๊สทิ้ง MO Memoir : Thursday 22 September 2559

เหตุการณ์เริ่มจากความพยายามทำให้ห้องปฏิบัติการดูเป็นระเบียบเรียบร้อยและปลอดภัยมากขึ้น (อันหลังนี้ขอใส่ ????? หลายตัวหน่อย) ด้วยการจัดระบบท่อระบายแก๊สขาออกจากอุปกรณ์ทดลองต่าง ๆ (พวก micro reactor ชนิด packed bed) ให้ระบายเข้าสู่ท่อแขนง ก่อนไหลเข้าสู่ท่อหลัก (เส้นสีดำในรูปที่ ๑) และไปยังท่อระบายแก๊ส (เส้นสีน้ำเงิน) ของตู้ดูดควัน (หรือที่เรียกว่า hood) เพื่อใช้พัดลมดูดอากาศของตู้ดูดควันดึงเอาแก๊สต่าง ๆ นั้นออกไปปล่อยทิ้งที่ปากปล่องตู้ควันบนดาดฟ้าอาคาร
 

ตอนแรกที่ทำการติดตั้งระบบนั้น ปลายท่อแขนงทั้ง ๓ ท่อเป็นปลายปิด มีจุดสำหรับรับแก๊สจากอุปกรณ์ทดลองต่าง ๆ เข้าทางด้านข้าง (ลูกศรสีเขียวในรูปที่ ๑) จุดไหนไม่ได้ใช้งานก็จะมีปลั๊กอุดเอาไว้
 

ระบบนี้เมื่อเริ่มการใช้งานหลังสร้างเสร็จก็พบปัญหาทันที ผลจากแรงดูดที่สูดของพัดลมดูดอากาศนั้นทำให้ความดันในท่อรับแก๊สนั้นลดต่ำลงมาก จนเกิดปัญหาในการควบคุมอัตราการไหลของแก๊สที่ป้อนเข้าระบบทดลองเนื่องจากด้านขาออกมีความดันที่ต่ำมากเกินไป (ปรกติอัตราการไหลของแก๊สที่ใช้ในการทดลองก็ไม่ได้สูงอะไรนัก) เนื่องจากในระบบเดิมนั้นปรับตั้งอัตราการไหลโดยให้ความดันต้านด้านขาออกของระบบทดลองคือความดันบรรยากาศ ก็เลยจำเป็นต้องมีการแก้ไขระบบ

การแก้ไขที่มีการทำไปนั้นคือ 
  

(ก) มีการติดตั้งท่อรับอากาศจากภายนอกเพิ่ม ๑ ตำแหน่ง (เส้นสีแดงในรูปที่ ๑) โดยมีการติดตั้ง damper คุมปริมาณอากาศที่จะรับจากภายนอก 
 

(ข) เปลี่ยนจาก cap ปิดปลายท่อมาเป็น damper ๑ ตำแหน่งที่ปลายท่อแขนงตัวที่อยู่ไกลสุดเพื่อรับอากาศจากภายนอกเข้า และ 
  

(ค) ติดตั้ง damper ณ ตำแหน่งก่อนบรรจบท่อระบายแก๊สหลักของตู้ดูดควัน เพื่อควบคุมแรงดูด (ดูรูปที่ ๑-๔ ประกอบ)
 

แต่ดูเหมือนว่าปัญหาจะยังไม่หมด จากรูปที่ร่างมาให้ดู พอจะมองออกไหมครับ

รูปที่ ๑ แผนผังระบบท่อรับแก๊สจากอุปกรณ์ทดลอง หลังการดัดแปลงระบบด้วยการติดตั้งท่อรับอากาศจากภายนอกเพิ่ม (เส้นสีแดง) และติดตั้ง damper ปรับปริมาณอากาศเพิ่มเติม ๓ ตำแหน่ง

รูปที่ ๒ damper ที่ติดตั้งเพิ่มเติมเพื่อรับอากาศจากภายนอกและปรับแรงดูดเข้าสู่ท่อระบายแก๊สของตู้ดูดควัน

รูปที่ ๓ ปลายท่อของท่อแขนงด้านที่ไกลสุดมีการติดตั้ง damper เข้าแทน cap ที่ปิดปลายอยู่

รูปที่ ๔ ปลายท่อแขนงอีก ๒ ท่อนั้นยังคงเป็น cap สวมปิดปลายท่อเหมือนเดิม

การออกแบบตู้ดูดควันที่ใช้กันในห้องปฏิบัติการเคมีนั้นผู้ออกแบบจะต้องคำนึงถึงอัตราการไหลของอากาศที่ไหลเข้าสู่ตัวตู้เสมอ ไม่ว่าประตูหน้าตู้นั้นจะเปิดกว้างหรือปิดเกือบสนิท โดยจะต้องพยายามให้ความเร็วของอากาศที่ไหลเข้านั้นไม่เร็วเกินไปและไม่ช้าเกินไป และอัตราเร็วดังกล่าวควรต้องสม่ำเสมอให้มากที่สุดไม่ว่าประตูตู้จะเปิดกว้าง (ที่สามารถทำให้ความเร็วอากาศที่ไหลเข้าลดลง) หรือปิดเกือบสนิท (ที่สามารถทำให้ความเร็วอากาศที่ไหลเข้าเพิ่มสูงขึ้น) วิธีการหนึ่งที่ใช้กันคือการมีช่องทางรับอากาศเข้าจากภายนอกที่ไม่ได้ผ่านทางประตูตู้ ซึ่งตรงนี้ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบแต่ละราย (ถ้าเป็นตู้ควันที่ใช้ในห้องปรับอากาศยิ่งต้องคำนึงอีกว่าจะเอาอากาศชดเชยมาจากไหนที่จะไม่ทำให้มีการดึงเอาอากาศในห้องออกไปทิ้งมากเกินไป ไม่เช่นนั้นระบบปรับอากาศจะทำงานไม่ไหว)

ระบบนี้ตอนแรกที่ผมไปเห็นหลังสร้างเสร็จใหม่ ๆ ผมก็ได้เปรยเอาไว้กับนิสิตที่ทำการทดลองว่าน่าจะมีปัญหาในการใช้งาน และมันก็เกิดขึ้นจริง ประเด็นที่ผมมองคือปลายท่อแขนง "ทั้ง ๓ ท่อ" นั้นควรมีการติดตั้งวาล์วหรือ damper เพื่อให้มีอากาศไหลเข้าทางปลายท่อ "ทั้ง ๓ ท่อ" เพื่อใช้ในการปรับแรงดูด กล่าวคือถ้าพบว่าแรงดูดในเส้นท่อแขนงเส้นใดสูงเกินไป ก็ให้เปิดช่องรับอากาศให้มากขึ้น ถ้าแรงดูดในเส้นใดต่ำเกินไป ก็ให้ปิดช่องรับอากาศให้เล็กลง และถ้าพบว่าแม้จะเปิดช่องรับอากาศจนกว้างสุดแล้ว แรงดูดก็ยังมากเกินไป ในกรณีนี้ต้องมีการติดตั้งท่อรับอากาศจากภายนอกเข้ามาเสริม (แบบเส้นสีแดงในรูปที่ ๑) นอกจากนี้การมีแก๊สไหลเข้าทางปลายท่อแขนงทั้ง ๓ ท่อตลอดเวลายังช่วงป้องกันไม่ให้เกิดการแพร่ย้อนของแก๊สที่ระบายมาจากท่อแขนงเส้นหนึ่งเข้าไปในท่อแขนงเส้นอื่น

รถไฟสายพระพุทธบาทในหนังสือนิทานชาวไร่ (ก่อนจะเลือนหายไปจากความทรง ตอนที่ ๑๑๒) MO Memoir : Wednesday 21 September 2559

ช่วงหนึ่งเขามีการทำรายชื่อหนังสือดี ๑๐๐ เล่มที่คนไทยควรอ่าน แต่พอเห็นรายชื่อแล้วก็คงต้องขอบอกว่าบางเล่มนั้นไม่รู้เหมือนกันว่าจะไปหาอ่านที่ไหน เพราะเป็นหนังสือเก่า (ถ้าผู้เขียนไม่ได้มีชื่อเสียง ก็คงจะไม่มีการพิมพ์ซ้ำมานานแล้ว) หนังสือชุด "นิทานชาวไร่" ที่เขียนโดย นาวาเอก สวัสดิ์ จันทนี ก็ได้รับการจัดเป็นหนึ่งในหนังสือดี ๑๐๐ เล่มที่คนไทยควรอ่านเช่นกัน หนังสือชุดนี้เขาว่ามีกว่า ๑๐ เล่ม แต่ที่เห็นในห้องสมุดมหาวิทยาลัยเห็นมีเพียง ๕ เล่มเท่านั้นเอง
 

เรื่องที่เอามาเล่าในวันนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับรถไฟสายพระพุทธบาท เรื่องนี้เคยนำมาเขียนไว้ครั้งหนึ่งใน Memoir ปีที่ ๕ ฉบับที่ ๖๑๕ วันอาทิตย์ที่ ๕ พฤษภาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "รถไฟสายพระพุทธบาท (ก่อนจะเลือนหายไปจากความทรงจำ ตอนที่ ๔๑)" ที่เล่าถึงบรรยากาศการนั่งรถไฟสายดังกล่าวที่ เหม เวชกร นำมาเป็นฉากในการเขียนนิยาย (คือตัวเอกในนิยายไม่ได้นั่งรถไฟ แต่เป็นการเดินเท้าไปตามเส้นทางรถไฟ) แต่คราวนี้เป็นการเล่าเรื่องราวจากบันทึกความทรงจำของผู้ที่ได้มีโอกาสนั่งรถไฟสายดังกล่าว

ในหนังสือนิทานชาวไร่ เล่มที่ ๔ เรื่องที่ ๓๘ ไหว้พระพุทธบาทสระบุรี นาวาเอก สวัสดิ์ จันทนี ได้เล่าถึงบรรยากาศการนั่งรถไฟเล็กสายพระพุทธบาทนี้ โดยเล่าไว้ว่าได้มีโอกาสขึ้นรถไฟสายดังกล่าวสองครั้งด้วยกัน ครั้งแรกน่าจะประมาณ พ.ศ. ๒๔๕๑ และครั้งหลังใน พ.ศ. ๒๔๕๘ เมื่อเทียบกับอายุท่านที่เกิดเมื่อ ๒ มีนาคม พ.ศ. ๒๔๔๕ แสดงว่าได้นั่งรถไฟสายดังกล่าวครั้งแรกเมื่อยังมีอายุน้อยอยู่ ท่านผู้เขียนได้บรรยายถึงการนั่งรถไฟสายดังกล่าวในช่วงเทศกาลไหว้พระพุทธบาทไว้ดังนี้

"..... รถไฟเล็กนี้ดูก็จะเท่ากับรถไฟที่ทางการออกแสดงรอบ ๆ เขาดินหรือรอบ ๆ สวนลุมพินีในเวลามีงานฉลองรัฐธรรมนูญเสมอ ๆ นั่นเอง ตัวข้าพเจ้าเองได้เคยขึ้นสองครั้ง ครั้งแรกจำไม่ได้แน่แต่ประมาณ พ.ศ. ๒๔๕๑ ครั้งหลังใน พ.ศ. ๒๔๕๘ ดูมันก็โคลงสนุกดีเหมือนกัน นั่งกันอย่างยัดทะนาน เพราะเป็นเทศกาลไหว้พระพุทธบาท เดินระหว่างท่าเรือจนถึงพระพุทธบาท ราว ๖๐ กิโลเมตรแต่จะเริ่มเมื่อใด และเลิกเดินเมื่อใด ข้าพเจ้าจำไม่ได้เสียแล้ว ....."

นอกจากนี้ท่านผู้เขียนยังได้เล่าถึงตำนานของเจ้าพ่อเขาตกไว้ดังนี้

"..... มีตำนานกล่าวว่าทุกคนต้องลงไหว้เจ้าพ่อเขาตก แม้กระทั่งอยู่บนรถไฟก็ต้องลงจากรถไฟมายังพื้นดินแล้วทำการกราบไหว้ แต่เมื่อข้าพเจ้าไปใน พ.ศ. ๒๔๕๘ ข้าพเจ้าหาได้ลงจากรถไฟไม่ เพราะถ้าขืนลงไปก็ไม่แน่ว่าจะได้มานั่งตามเดิมหรือไม่ คงได้แต่นั่งไหว้ทั้ง ๆ ที่อยู่บนรถไฟเล็กนั้นเอง กล่าวกันว่าถ้าใครไม่ไหว้ต้องมีอันเป็นเลือดปากเลือดจมูกออก ....."

ส่วนศาลเจ้าพ่อเขาตกตั้งอยู่ตรงไหน ดูได้จากแผนที่ในรูปที่ ๑ ที่แนบมา

(ข้อมูลวันเกิดของ นาวาเอก สวัสดิ์ จันทนี นำมาจาก "หนังสืออนุสรณ์งานพระราชทานเพลิงศพ นาวาเอก สวัสดิ์ จันทนี" ที่ทางเว็บ http://www.digitalrarebook.com/ สแกนและนำมาแสดงเป็นตัวอย่าง)

รูปที่ ๑ ศาลเจ้าพ่อเขาตกอยู่ในกรอบสีเหลืองทางมุมซ้ายล่างของแผนที่ (จากแผนที่แนบท้ายพระราชกฤษฎีกากำหนดเขตต์หวงห้ามที่ดินบริเวณพระพุทธบาท ตำบลขุนโขลน ตำบลหนองโดน จังหวัดสระบุรี พ.ศ. ๒๔๗๙ ประกาศในราชกิจจานุเบกษาเล่ม ๕๓ หน้า ๑๒๘๐ วันที่ ๑๔ มีนาคม ๒๔๗๙)

หนังสือฉบับที่ผมยืมมาอ่านนั้นเป็นฉบับพิมพ์ครั้งที่ ๑ พ.ศ. ๒๕๐๙ (ก็ ๕๐ ปีที่แล้ว) จำนวน ๑๕๐๐ เล่ม ตอนนี้ก็ไม่รู้เหมือนกันว่ามีการพิมพ์ซ้ำเพิ่มเติมอีกหรือเปล่า ผมเห็นว่าถ้าคณะกรรมการที่ทำหน้าที่พิจารณาว่าหนังสือใดนั้นควรจัดให้เป็น "หนังสือดี ๑๐๐ เล่มที่คนไทยควรอ่าน" แต่มันไม่มีการพิมพ์ซ้ำหรือไม่สามารถหาอ่านได้ง่าย ก็ควรที่จะหาทางจัดพิมพ์เผยแพร่ให้เป็นที่รับทราบกันทั่วไป ไม่ควรให้มีเพียงแต่ชื่อปรากฏ แต่ควรมีเล่มหนังสือให้ผู้ที่อยากอ่านสามารถเข้าถึงได้ด้วย

ท้ายสุดนี้ก็ขอแนบปกหน้าและคำนำที่ท่านผู้เขียนได้เขียนเอาไว้ในหนังสือดังกล่าว มาลงเอาไว้เป็นที่ระลึกถึง