ในระหว่างการสอบหัวข้อวิทยานิพนธ์ในช่วงต้นเดือนที่ผ่านมา นิสิตผู้หนึ่งนำเสนอกระบวนการผลิตสารเคมีตัวหนึ่งจากของเหลือทิ้งทางการเกษตร โครงงานของเขาเกี่ยวข้องกับการใช้โปรแกรม ASPEN ออกแบบกระบวนการ ในระหว่างการนำเสนอนั้นผมก็สะดุดใจกับหน่วยหนึ่งของกระบวนการที่เขานำเสนอ ที่เป็นการแยกน้ำตาล xylose ออกจากสารละลายน้ำตาล xylose เจือจาง ด้วยหน่วยแยกที่แสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่าง
จากรูปข้างบน สิ่งที่ผมถามเขาไปในระหว่างการสอบก็คือ โปรแกรม ASPEN คำนวณ unit นี้ผ่านหรือ คำตอบที่ได้รับคือ "ใช่" เขาบอกว่ามันคำนวณผ่านโดยไม่มีปัญหาอะไร แต่จะว่าไป เห็นอะไรไม่สมเหตุสมผลไหมครับ
เวลากล่าวถึงอุปกรณ์ที่เรียกว่า "Decanter" ในทางวิศวกรรมเคมีนั้น จะหมายถึงอุปกรณ์ที่แยกของเหลวที่มีองค์ประกอบ 2 เฟสที่มีความหนาแน่นแตกต่างกันออกจากกัน โดย 2 เฟสนั้นอาจเป็นของเหลว + ของแข็งที่แขวนลอยอยู่ หรือของเหลวสองชนิดที่ไม่ละลายเข้าด้วยกันเช่นน้ำกับน้ำมัน จุดเด่นของอุปกรณ์นี้คือไม่จำเป็นต้องมีการใส่พลังงานกลหรือความร้อนช่วยในการแยก
หลักการของการแยกก็คือให้ความเร็วในการไหลนั้นลดต่ำลง ซึ่งทำได้ด้วยการขยายพื้นที่หน้าตัดการไหล เช่นการไหลจากท่อเข้าถังเปล่า ๆ ใบใหญ่ ๆ หรืออาจเร่งให้การแยกนั้นเกิดเร็วขึ้นด้วยการใช้แรงเหวี่ยงช่วย เช่น hydrocyclone หรือ decanter centrifuge ซึ่งในกรณีหลังสุดนี้จะมีการใส่พลังงานกลเข้าไป
ในกรณีที่เฟสการไหลนั้นเป็นแก๊ส เราจะเรียกอุปกรณ์ที่มีหลักการทำงานแบบเดียวกันนี้ว่า knock out drum หรือไม่ก็ cyclone
แต่ที่สำคัญคือ มันใช้แยกสารผสม 2 เฟสที่ไม่ได้ละลายเข้าเป็นเนื้อเดียวกัน มันไม่แยกสาร 2 สารที่ละลายผสมรวมเข้าเป็นเฟสเดียวกันดังเช่นกรณี น้ำ + น้ำตาล หรือ น้ำ + เกลือ ซึ่งถ้ามันทำได้จริงก็คงไม่ต้องมีการใช้ evaporator ในการผลิตน้ำตาลหรือน้ำจืดจากน้ำทะเล
แต่มันก็มีกรณีพิเศษเหมือนกันที่มีการใช้แรงเหวี่ยงในการแยกสาร 2 สารที่มีความหนาแน่นแตกต่างกันและผสมรวมเข้าด้วยกันเป็นเนื้อเดียว กรณีที่เห็นได้ชัดคือการแยกไอโซโทป235U ออกจาก 238U ด้วยการเปลี่ยนให้เป็นแก๊ส UF6 ก่อน จากนั้นจึงใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า gas centrifuge เป็นตัวแยก ซึ่งความเร็วรอบการหมุนจะสูงมาก
ฉบับนี้เป็นฉบับเริ่มปีที่ ๑๕ ซึ่งเป็นฉบับสั้น ๆ ความยาวเพียงหน้าเดียว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น