MO Memoir รวมบทความชุดที่ ๒๕ สินค้าที่ใช้ได้สองทาง (Dual-Use Items : DUI) (ฉบับแก้ไขเพิ่มเติม) MO Memoir : Thursday 28 July 2565

ผ่านไปเกือบ ๓ ปีหลังออก "MO Memoir รวมบทความชุดที่ ๒๕ สินค้าที่ใช้ได้สองทาง (Dual-Used Items : DUI)" ไปเมื่อเดือนธันวาคม ๒๕๖๒ และด้วยมีบทความเพิ่มเติมจำนวนหนึ่ง แต่เห็นว่ายังไม่มากพอที่จะนำมารวมเป็นอีกฉบับหนึ่ง ก็เลยขอนำเอารวมบทความชุดที่ ๒๕ มาเพิ่มเติมเนื้อหา กลายเป็นฉบับแก้ไขเพิ่มเติมฉบับนี้ที่มีบทความเพิ่มเติมเข้ามากว่า ๑๐ บทความ

ดาวน์โหลดไฟล์ pdf คลิกที่นี่

รู้ทันนักวิจัย (๒๕) แยกสารละลายด้วย Decanter MO Memoir : Sunday 17 July 2565

ในระหว่างการสอบหัวข้อวิทยานิพนธ์ในช่วงต้นเดือนที่ผ่านมา นิสิตผู้หนึ่งนำเสนอกระบวนการผลิตสารเคมีตัวหนึ่งจากของเหลือทิ้งทางการเกษตร โครงงานของเขาเกี่ยวข้องกับการใช้โปรแกรม ASPEN ออกแบบกระบวนการ ในระหว่างการนำเสนอนั้นผมก็สะดุดใจกับหน่วยหนึ่งของกระบวนการที่เขานำเสนอ ที่เป็นการแยกน้ำตาล xylose ออกจากสารละลายน้ำตาล xylose เจือจาง ด้วยหน่วยแยกที่แสดงในรูปที่ ๑ ข้างล่าง

รูปที่ ๑ หน่วยแยกน้ำตาล xylose ออกจากสารละลายน้ำตาล xylose เจือจางที่มีการนำเสนอ

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