เมื่อหมูระเบิด (Pork scratchings explosion) MO Memoir : Monday 13 July 2563

อุตสาหกรรมแปรรูปเนื้อสัตว์ได้พยายามที่จะเอาส่วนต่าง ๆ สัตว์นั้นมาใช้ประโยชน์เป็นอาหารให้เต็มที่ ส่วนไหนที่คนไม่ค่อยกิน (เช่นเครื่องในหรืออวัยวะต่าง ๆ) ก็นำไปผลิตเป็นอาหารสัตว์ หรือไม่ก็นำมาแปรรูปให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพในการเก็บและคนรับประทานได้ และหนึ่งในนั้นก็คือหนังหมูที่คนไทยนำมาทำเป็นแคปหมู (Pork rinds) โดยในต่างประเทศนั้นจะนำเอาหนังหมูที่ผ่านการแยกเอาไขมันออกไปทำผลิตภัณฑ์อื่นแล้ว (หนังหมูตรงนี้ภาษาอังกฤษแบบอังกฤษเรียกว่า scratchings หรือ cracklings (US) ในแบบอเมริกัน) มาทำการบดให้เป็นชิ้นเล็ก ๆ

  

ในเดือนมิถุนายนปีค.ศ. ๑๙๗๙ (พ.ศ. ๒๕๒๒ หรือเมื่อ ๕๑ ปีที่แล้ว) เกิดการระเบิดที่เครื่องจักรผลิตบด cracklings ของโรงงานแห่งหนึ่งในประเทศอังกฤษ ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิต ๒ รายและบาดเจ็บ ๑ ราย (รูปที่ ๑)

รูปที่ ๑ ข่าวการระเบิดที่โรงงานทำหมูป่นเพื่อนำไปผลิตเป็นแคปหมู ทำให้มีผู้เสียชีวิต ๒ รายและบาดเจ็บ ๑ ราย

ของแข็งที่มีความเปราะ เราสามารถป่นเป็นผงหรือบดให้ละเอียดได้ง่าย ส่วนของแข็งที่มีความเหนียวนั้นมันทำให้เป็นผงหรือชิ้นเล็ก ๆ ไม่ได้เพราะมันจะยืดตัวออกจากกัน เราทำได้เพียงแค่การตัดหรือสับให้เป็นชิ้นเล็กลง แต่เราก็สามารถแก้ปัญหาได้ด้วยการทำให้มันเย็นจัด แล้วจึงค่อยจัดการป่นให้มันแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ในขณะที่มันเย็นจัดอยู่นั้น การทำให้ชิ้นงานพลาสติกกลายเป็นผงเล็ก ๆ ก่อนทำการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือบางชนิด (เช่นพวกในกลุ่ม thermal analysis) ก็ใช้วิธีการนี้คือ ใช้ไนโตรเจนเหลวเทลงไปบนชิ้นพลาสติก แล้วก็ทำการบดในขณะที่มันเย็นจัดนั้น การจะบดให้เนื้อสัตว์แตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่ละเอียดก็ทำได้ด้วยวิธีการเดียวกัน

  

การทำความเย็นในอุตสาหกรรมอาหาร มีทั้งการใช้เครื่องทำความเย็น หรือไม่ก็น้ำแข็งแห้งหรือไนโตรเจนเหลว ตรงนี้ขึ้นอยู่กับระดับความเย็นที่ต้องการ ถ้าไม่ต้องการระดับความเย็นที่ต่ำมากก็สามารถใช้เครื่องทำความเย็นได้ เพราะจะใช้ขั้นอตอนทำความเย็นเพียงขั้นตอนเดียว แต่ถ้าต้องการระดับความเย็นที่ต่ำมาก ระบบทำความเย็นจะเริ่มซับซ้อนขึ้น เพราะมันต้องมีระบบทำความเย็นเพื่อการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นที่อุณหภูมิต่ำเพิ่มเข้ามาอีก 

  

ดังนั้นในกรณีของโรงงานที่ไม่ได้มีความต้องการการทำความเย็นที่ระดับต่ำในปริมาณมาก ก็สามารถใช้น้ำแข็งแห้ง (หรือ dry ice ซึ่งก็คือแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เย็นจนเป็นของแข็ง จะมีอุณหภูมิประมาณ -78ºC) หรือไนโตรเจนเหลว (liquid nitrogen ที่มีอุณหภูมิประมาณ -196ºC) น้ำแข็งแห้งมันเป็นของแข็ง ใช้รักษาความเย็นในห้องเก็บผลิตภัณฑ์ได้ (เช่นในรถไอติมที่ตระเวณขายตามชุมชนต่าง ๆ) แต่ถ้าต้องการทำให้ผลิตภัณฑ์นั้นเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว การใช้ไนโตรเจนเหลวจะดีกว่าเพราะมันสามารถราดลงไปบนผลิตภัณฑ์นั้นได้เลย

ไนโตรเจนเป็นแก๊สที่ไม่ติดไฟและไม่ช่วยให้ไฟติด ไนโตรเจนเหลวก็ไม่ติดไฟและไม่ช่วยให้ไฟติด แต่มันสามารถทำให้วัสดุที่ปรกติยากจะติดไฟนั้นติดไฟได้ง่ายขึ้นหรือระเบิดได้ง่ายขึ้น ด้วยการที่มันไปควบแน่นออกซิเจนจากอากาศ

รูปที่ ๒ เหตุการณ์โรงงานทำหมูป่นระเบิด จาก ICI Safety Newsletter ฉบับเดือนมีนาคม ๑๙๘๑ (พ.ศ. ๒๕๒๔) ซึ่งน่าจะเป็นเหตุการณ์เดียวกันกับที่เป็นข่าว

อุณหภูมิจุดควบแน่นเป็นของเหลวของแก๊สออกซิเจนนั้นอยู่ที่ประมาณ -183ºC ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว ดังนั้นบริเวณรอบ ๆ พื้นผิวที่เย็นจัดอันเป็นผลจากไนโตรเจนเหลว เช่นท่อลำเลียงไนโตรเจนเหลวที่ไม่ได้มีการหุ้มฉนวน บริเวณรอบ ๆ ผิวนอกท่อจะเกิดการควบแน่นของแก๊สออกซิเจนจากอากาศ ทำให้บริเวณนั้นมีความเข้มข้นออกซิเจนสูงกว่าปรกติมาก ดังนั้นถ้าบริเวณด้านนอกท่อนั้นมีเชื้อเพลิงอยู่ เชื้อเพลิงดังกล่าวก็จะติดไฟหรือระเบิดได้ง่ายขึ้น แม้ว่ามันจะมีอุณหภูมิที่ต่ำก็ตาม หรือในกรณีของการใช้ไนโตรเจนเหลวเพื่อทำให้วัตถุนั้นเย็นจัดจนมีอุณหภูมิต่ำพอทำให้ออกซิเจนควบแน่นจากอากาศได้ บริเวณรอบ ๆ วัตถุนั้นก็มีโอกาสที่จะมีความเข้มข้นออกซิเจนสูง วัตถุที่ในสภาพปรกติมันไม่ได้มีอันตรายใด ๆ เลยจากเพลิงไหม้หรือการระเบิด ก็จะกลายเป็นเชื้อเพลิงไวไฟหรือวัตถุระเบิดได้ด้วยการมีออกซิเจนความเข้มข้นสูงล้อมรอบอยู่

 

จริงอยู่ที่ว่าเมื่อเราราดไนโตรเจนเหลวลงไปบนวัตถุนั้น การระเหยของไนโตรเจนก็จะไล่อากาศออกไปนอกบริเวณนั้น ถ้าบริเวณรอบ ๆ นั้นยังมีแก๊สไนโตรเจนที่เกิดจากการระเหยของไนโตรเจนเหลวคงค้างอยู่ มันก็ไม่เป็นไร แต่ถ้าหากแก๊สไนโตรเจนนั้นระบายออกไปแล้วอากาศเข้ามาแทนที่ โดยที่ตัววัตถุนั้นยังคงมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดของออกซิเจน อันตรายก็จะเกิดขึ้นได้ อย่างเช่นในกรณีที่ยกมาเล่าให้ฟังนี้ ที่ความเข้มข้นของออกซิเจนนั้นเพิ่มจาก 21% เป็น 70%

โดยทั่วไปเมื่อใดก็ตามที่ต้องทำงานกับแก๊สออกซิเจนความเข้มข้นสูงตั้งแต่ 23.5% ขึ้นไป ต้องถือว่ามีอันตรายเทียบเท่ากับการทำงานกับออกซิเจนบริสุทธิ์แล้ว หรือความเข้มข้นออกซิเจนจะต่ำเพียง 5% แต่ถ้าความดันสูงตั้งแต่ 30 bar ขึ้นไป ก็ต้องระวังเหมือนกัน (http://www.airproducts.com/~/media/Files/PDF/company/safetygram-33.pdf)

  

เรื่องนี้บางคนอาจสงสัยว่ามันจัดเป็นกรณีของ dust explosion หรือไม่ แต่จะว่าไปมันก็มีความแตกต่างกันอยู่ ในกรณีของ dust explosion นั้นจะเป็นกรณีของอนุภาคขนาดเล็ก (ที่ติดไฟได้ เช่นแป้งมัน แป้งข้าวต่าง ๆ เส้นใยฝ้าย ผงโลหะบางชนิด) เกิดการฟุ้งกระจายในอากาศที่มีออกซิเจนเข้มข้น 21% แต่ในกรณีของออกซิเจนความเข้มข้นสูงนี้ มันไม่จำเป็นที่เชื้อเพลิงนั้นต้องเป็นผง จะเป็นคนหรือเสื้อผ้าก็ยังได้ (ดูตัวอย่างได้ใน Memoir ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๖๘๐ วันจันทร์ที่ ๗ ตุลาคม ๒๕๕๖ เรื่อง "ข้อควรระวังเมื่อใช้ออกซิเจนความเข้มข้นสูง (การทำวิทยานิพนธ์ภาคปฏิบัติ ตอนที่ ๕๓)")

รูปที่ ๓ ข่าวจากวารสาร New Scientist ฉบับเดือนสิงหาคมปีพ.ศ. ๒๕๒๖ ที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์เดียวกัน

เรื่องการที่ไนโตรเจนเหลวทำให้ออกซิเจนในอากาศควบแน่นได้นั้น บางทีก็ส่งผลกระทบต่อการวิเคราะห์บางอย่างได้ เช่นการวัดพื้นที่ผิววัสดุมีรูพรุนด้วยเทคนิค BET ที่วัดความสามารถในการดูดซับแก๊สไนโตรเจนของตัวอย่างที่อุณหภูมิจุดเดือดของไนโตรเจนเหลว ถ้าไนโตรเจนเหลวนั้นมีออกซิเจนปนเปื้อน (อันเป็นผลจากการควบแน่นของออกซิเจนในอากาศ) ในระหว่างการวิเคราะห์ จะทำให้อุณหภูมิจุดเดือดของไนโตรเจนเหลวนั้นเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ ส่งผลให้ผลการวิเคราะห์นั้นผิดเพี้ยนไปได้ ดังจะเห็นได้จากเส้น desoption นั้นต่ำกว่าเส้น adsorption (ดูเรื่องนี้เพิ่มเติมได้ใน Memoir ปีที่ ๙ ฉบับที่ ๑๒๑๘ วันศุกร์ที่ ๑๒ สิงหาคม ๒๕๕๙ เรื่อง "เมื่อเส้น Desorption isotherm ต่ำกว่าเส้น Adsorption isotherm")