เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุง: ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

หากคุณจะทำการแปรรูปวัสดุที่มีความแข็งหรือเหนียวเป็นพิเศษ ซึ่งอาจทำให้ตะแกรงธรรมดาอุดตัน หรือติดแน่นกับผ้ากรอง คุณจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเฉพาะเพื่อรับมือกับความท้าทายในการแปรรูปประเภทนี้ โดยอุปกรณ์ที่ว่านั้นคือ เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุง (Bag Pulling Centrifuge) ซึ่งคุณอาจพบเห็นได้ในแคตตาล็อกสินค้าภายใต้รหัสซีรีส์ต่าง ๆ เช่น PLD อุปกรณ์ประเภทนี้ถูกออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์หลักประการเดียว คือ การแยกของแข็งออกจากของเหลวอย่างสมบูรณ์แบบในแต่ละรอบการปฏิบัติการ โดยไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นเลย ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมีหรืออุตสาหกรรมยา การที่ยังคงเหลือสารตกค้าง (heel of material) ไว้หลังการแยกอาจก่อให้เกิดปัญหาต่อชุดผลิตภัณฑ์ถัดไป ไม่ว่าจะเป็นปัญหาการปนเปื้อน หรือประสิทธิภาพการกรองที่ลดลง ด้วยเหตุนี้ การเข้าใจข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเลือกรุ่นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการของคุณ ในบทความนี้ เราจะเน้นย้ำข้อมูลจำเพาะที่สำคัญที่สุด

หลักการออกแบบและการกำหนดขนาดของตะกร้า

เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบถุงดึง (Bag Pulling Centrifuge) ถูกออกแบบโดยมีถังหรือตะกร้าเป็นส่วนประกอบหลัก ซึ่งส่วนประกอบนี้จะหมุนด้วยความเร็วสูงเพื่อแยกของเหลวออกจากวัสดุแข็ง หนึ่งในสิ่งแรกที่ลูกค้าพิจารณาคือขนาดของตะกร้า ตัวอย่างเช่น บริษัท HUADA เสนอตะกร้าในขนาดต่าง ๆ ตามปริมาณการผลิตที่แตกต่างกัน บนแผ่นข้อมูลจำเพาะ (Specification Sheet) คุณจะพบเส้นผ่านศูนย์กลางของตะกร้า พร้อมทั้งปริมาตรการทำงาน (Working Volume) ซึ่งโดยสามัญสำนึกแล้ว ตะกร้าที่มีขนาดใหญ่กว่าจะหมายถึงความสามารถในการรับปริมาตรการทำงานที่มากขึ้นในแต่ละรอบการประมวลผล ข้อความนี้เป็นจริง อย่างไรก็ตาม ปริมาตรที่ใหญ่ขึ้นอาจไม่เหมาะสมเสมอไป ขึ้นอยู่กับขนาดของแต่ละชุดการผลิต (Batch Size) หรือพื้นที่ว่างบนพื้นโรงงานที่มีอยู่ ปริมาตรของตะกร้าจะระบุไว้เป็นลิตร และจะกำหนดขีดจำกัดสูงสุดของปริมาตรวัสดุแข็งที่สามารถประมวลผลได้ในแต่ละรอบอย่างแน่นอน สิ่งนี้ย่อมส่งผลกระทบโดยตรงต่ออัตราการผลิต (Throughput) ของคุณ ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญยิ่งที่คุณต้องเลือกให้สอดคล้องกับเป้าหมายการผลิตของคุณ

น้ำหนักบรรทุกสูงสุดและความจุของวัสดุแข็ง

นอกเหนือจากขนาดของตะกร้าแล้ว คุณควรพิจารณาความจุน้ำหนักสูงสุดด้วย ตัวเลขนี้มักระบุไว้เป็นกิโลกรัม ซึ่งบ่งชี้น้ำหนักรวมของวัสดุแข็งที่เครื่องสามารถประมวลผลได้ในแต่ละครั้ง การระบุความจุนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่เพียงแค่ปริภูมิทางกายภาพที่มีอยู่ภายในตะกร้าเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับความแข็งแรงในการออกแบบของเพลา ตลับลูกปืน และมอเตอร์ขับเคลื่อนด้วย การใช้งานเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงเกินขีดจำกัดจะส่งผลเสียต่อเครื่อง ทำให้เกิดปัญหาเชิงกล และอาจทำให้เครื่องเสียหายก่อนถึงอายุการใช้งานตามที่ออกแบบไว้

สำหรับเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบถุงดึง (bag pulling centrifuge) ความจุของของแข็งเป็นข้อมูลจำเพาะที่สำคัญ เนื่องจากจุดประสงค์หลักของเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบถุงดึงคือการปล่อยเค้กของแข็ง (solids cake) ออกมาอย่างสมบูรณ์ ท่านควรพิจารณาว่าเครื่องสามารถรองรับปริมาตรและน้ำหนักของของแข็งที่กระบวนการผลิตของท่านสร้างขึ้นต่อรอบการผลิตหนึ่งรอบได้หรือไม่ หากท่านผลิตผลึกที่มีความหนาแน่นสูงและหนักมาก ตะกร้าขนาด 100 ลิตรมักจะสามารถบรรจุน้ำหนักของแข็งได้มากกว่าหลายเท่าเมื่อเทียบกับกรณีที่ท่านกำลังแปรรูปผงที่เบาและฟู ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องตรวจสอบข้อมูลจำเพาะซึ่งระบุช่วงความหนาแน่นของของแข็ง หรือระบุน้ำหนักเฉลี่ยของเค้กของแข็งที่เครื่องถูกออกแบบมาให้รองรับ

ความเร็วและแรงเหวี่ยง

อีกประเด็นสำคัญหนึ่งคือความเร็วในการหมุนของตะกร้า ซึ่งมักเรียกว่า ความเร็วเชิงการหมุน (rotational speed) และวัดเป็นจำนวนรอบต่อนาที (revolutions per minute) อย่างไรก็ตาม ค่าที่สำคัญที่สุดสำหรับกระบวนการแยกคือ แรงเห centrifugal force ซึ่งมักเรียกกันว่า แรงจี (G-force) แรงนี้เป็นแรงที่ดันของเหลวผ่านผ้ากรอง และดันของแข็งให้ชิดกับผนังของตะกร้า ในกรณีส่วนใหญ่ แผ่นข้อมูลจำเพาะ (spec sheet) จะระบุค่าแรงจีสูงสุดที่เครื่องสามารถสร้างได้

วัสดุที่ต่างกันต้องการแรงหนีศูนย์กลาง (G-force) ที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น ผลึกที่มีพื้นผิวหยาบและระบายน้ำได้ดีอาจแยกตัวได้ดีที่ความเร็วต่ำกว่า ในขณะที่วัสดุที่มีเนื้อละเอียดและเหนียวลื่นจะต้องใช้แรงหนีศูนย์กลางมากกว่าเพื่อให้แห้งสนิท สำหรับเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบถุงดึง (bag pulling centrifuge) ที่มีคุณภาพดี ระบบขับเคลื่อนจะต้องมีส่วนควบคุมความเร็วแบบปรับเปลี่ยนได้ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถปรับแต่งจำนวนรอบต่อนาที (RPM) ให้เหมาะสมที่สุดกับผลิตภัณฑ์ที่กำลังประมวลผลอยู่ โดยทั่วไปแล้ว ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคควรระบุช่วงความเร็วที่สามารถปรับได้ เนื่องจากยิ่งมีช่วงความเร็วกว้างเท่าใด ก็ยิ่งทำให้ผู้ใช้งานสามารถประมวลผลวัสดุที่หลากหลายมากขึ้นด้วยเครื่องเดียวกันได้เท่านั้น

พื้นที่กรองและชนิดของผ้ากรอง

ในฐานะเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบกรอง พื้นที่การกรองถือเป็นหนึ่งในข้อมูลจำเพาะที่สำคัญที่สุด ซึ่งบ่งชี้พื้นที่ผิวรวมของผ้ากรองที่สามารถให้ของเหลวผ่านได้ พื้นที่การกรองที่ใหญ่ขึ้นจะทำให้เวลาในการทำงานของรอบการกรองสั้นลง ส่งผลให้เค้กที่ได้มีความแห้งมากขึ้น เอกสารข้อมูลจำเพาะจะระบุชนิดของผ้ากรองที่เข้ากันได้กับเครื่อง พร้อมทั้งขนาดของผ้ากรองดังกล่าว เพื่อใช้เป็นแนวทางในการสั่งซื้อผ้ากรองสำรองที่ถูกต้อง

ในเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุง ผ้ากรองถูกออกแบบให้สามารถดึงหรือแยกออกจากผนังตะกร้าได้ในระหว่างขั้นตอนการเทวัสดุออก ระบบดังกล่าวเรียกว่า กลไกการดึงถุง เอกสารข้อมูลจำเพาะอาจอธิบายหลักการทำงานของกลไกนี้ ไม่ว่าจะเป็นแบบกลไกหรือแบบไฮดรอลิก รวมถึงผลกระทบต่อพื้นที่การกรองที่สามารถใช้งานได้จริง อย่างเหมาะสมแล้ว คุณควรเลือกการออกแบบที่รักษาพื้นที่ผิวการกรองให้คงไว้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ขณะเดียวกันก็สามารถกำจัดของแข็งออกได้อย่างสมบูรณ์หลังจบแต่ละรอบการทำงาน

กำลังมอเตอร์และระบบขับเคลื่อน

ไม่มีสิ่งใดในข้างต้นเกิดขึ้นได้โดยไม่มีมอเตอร์ มอเตอร์ขับเคลื่อนหลักมีกำลังไฟฟ้าระบุเป็นกิโลวัตต์ ซึ่งบ่งบอกถึงพลังขับเคลื่อนที่เครื่องจักรสามารถใช้หมุนตะกร้าหนักๆ ที่บรรจุของแข็งเปียกอยู่ให้หมุนเร็วขึ้นจนถึงความเร็วที่ต้องการ มอเตอร์ที่มีกำลังสูงกว่าจะสามารถหมุนตะกร้าได้เร็วกว่า และรองรับน้ำหนักได้มากกว่า อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ที่มีกำลังสูงกว่านั้นมีราคาแพงกว่าด้วย ดังนั้น คุณควรเลือกมอเตอร์ที่มีขนาดเหมาะสมกับความต้องการของคุณ ไม่ใช่เพียงเลือกมอเตอร์ที่มีกำลังสูงที่สุดเท่านั้น การตัดสินใจเช่นนี้ถือเป็นการเลือกอย่างมีเหตุผล

นอกจากมอเตอร์หลักแล้ว บางเครื่องแยกแบบถุงดึง (bag pulling centrifuges) ยังมีระบบไฮดรอลิกหรือมอเตอร์แยกต่างหากสำหรับกลไกการดึงถุง ซึ่งถือเป็นส่วนสำคัญหนึ่งของข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค คุณต้องมั่นใจว่าระบบนี้มีพลังงานเพียงพอที่จะแยกผ้าออกได้อย่างเชื่อถือได้และปลดปล่อยเค้ก (cake) ออกมาอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัสดุของคุณถูกอัดแน่นมากเกินไป ข้อมูลจำเพาะอาจรวมถึงความดันไฮดรอลิก หรือทอร์กของระบบปลดปล่อย

วัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง

ข้อกำหนดของส่วนที่สัมผัสกับของเหลวมักจะรวมถึงวัสดุที่ใช้ในการผลิตเครื่องจักร ซึ่งวัสดุเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปฏิบัติงานของเครื่องจักร ส่วนประกอบส่วนใหญ่ที่ใช้ในงานด้านเคมีและเภสัชกรรมผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม แม้ว่าเกรดของเหล็กจะแตกต่างกันไปก็ตาม เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316L เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่นิยมใช้ในงานดังกล่าวเนื่องจากมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดี ส่วนเหล็กกล้าไร้สนิมแบบดูเพล็กซ์เกรดสูงกว่า และโลหะผสมทางเลือกอื่นๆ เช่น ไทเทเนียมและฮาสเทลลอย (Hastelloy) จะถูกนำมาใช้เพื่อรับมือกับการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรงยิ่งขึ้น

วัสดุที่ใช้ในการผลิตตะกร้า ปลอกหุ้ม และส่วนประกอบอื่นๆ ที่กระบวนการไหลผ่านมีปฏิสัมพันธ์ด้วย ควรระบุไว้ในแผ่นข้อมูลจำเพาะ (spec sheet) วัตถุประสงค์หลักของเครื่องจักรนี้คือ สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมเชิงเคมีภายในได้ ในขณะเดียวกันก็ต้องรับประกันว่าพื้นผิวด้านนอกจะไม่เกิดสนิม นอกจากนี้ เครื่องจักรนี้ยังต้องไม่สัมผัสโดยตรงกับผลิตภัณฑ์ของท่าน เพื่อป้องกันการปนเปื้อน อีกทั้ง การมีความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับประเภทของการเคลือบผิวที่ใช้บนพื้นผิวของเครื่องจักร โดยเฉพาะในงานที่ต้องรักษาความสะอาดสูง (sanitary applications) ก็เป็นประโยชน์อย่างยิ่ง พื้นผิวที่ผ่านการขัดเงาและเรียบเนียนจะมีแนวโน้มสะสมแบคทีเรียน้อยกว่า จึงทำความสะอาดได้ง่ายกว่า

ระบบควบคุมและระบบอัตโนมัติ

เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุงรุ่นทันสมัยมีการออกแบบทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนยิ่งกว่าที่ผ่านมา ทั้งนี้ เครื่องดังกล่าวใช้ระบบควบคุมเชิงตรรกะแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) และจำเป็นต้องมีระดับหนึ่งของระบบอัตโนมัติ เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุงควรมีข้อกำหนดด้านวิศวกรรมที่ประกอบด้วยคุณลักษณะบางประการ ได้แก่ หน้าจอสัมผัสเพื่อการใช้งานที่สะดวกและการวินิจฉัยปัญหาโดยช่างเทคนิค, ความสามารถในการบันทึกสูตรการผลิตหลายสูตรสำหรับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน, รวมทั้งระบบอัตโนมัติสำหรับงานต่าง ๆ เช่น การล้างถุงและการดึงถุงออกเพื่อการระบายน้ำ

เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุงแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบช่วยลดต้นทุนแรงงานและทำให้ผลลัพธ์ของแต่ละรอบการผลิตมีความสม่ำเสมอ ระบบควบคุมยังผสานรวมฟีเจอร์ด้านความปลอดภัย เช่น ระบบตรวจสอบการสั่นสะเทือน, เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่แบริ่ง และระบบล็อกเอาต์เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ปฏิบัติงานเข้าถึงเครื่องขณะที่เครื่องกำลังหมุน

ขนาดและข้อกำหนดในการติดตั้ง

สุดท้ายนี้ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องจักรสามารถติดตั้งในโรงงานของคุณได้ ขนาดโดยรวมทั้งความยาว ความกว้าง และความสูง ถือเป็นค่ามิติที่สำคัญยิ่ง คุณจำเป็นต้องพิจารณาไม่เพียงแต่พื้นที่ที่เครื่องจักรใช้ (footprint) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับเปิดประตูและฝาครอบเข้าถึงชิ้นส่วนเพื่อการบำรุงรักษาด้วย นอกจากนี้ น้ำหนักของเครื่องจักรทั้งในสภาพว่างเปล่าและเต็มโหลดก็มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการวางแผนความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้นโรงงาน และฐานรากที่อาจจำเป็น

ข้อกำหนดในการติดตั้งยังรวมถึงสาธารณูปโภคที่จำเป็นด้วย ตัวอย่างเช่น เครื่องจักรนี้ต้องการแหล่งจ่ายไฟฟ้าประเภทใด และมีค่าแรงดันไฟฟ้าและจำนวนเฟสเท่าใด จำเป็นต้องมีแหล่งจ่ายอากาศอัดเพื่อใช้กับวาล์วหรือกลไกดึงถุงหรือไม่ มีความจำเป็นต้องจัดหาน้ำหล่อเย็นสำหรับซีลหรือระบบไฮดรอลิกหรือไม่ การเตรียมข้อมูลเหล่านี้ให้ถูกต้องตั้งแต่ครั้งแรกจะช่วยประหยัดเวลาและหลีกเลี่ยงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต

สรุป

เมื่อพิจารณาเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบดึงถุง (bag pulling centrifuges) คุณควรพิจารณากระบวนการที่จะใช้เครื่องนี้ วัสดุที่ใช้ในการผลิตเครื่อง แรงหนีศูนย์กลาง (G-force) ที่เหมาะสมสำหรับการแยกน้ำออกจากวัสดุ ขนาดของตะกร้าที่เหมาะสมกับปริมาณการผลิตต่อรอบ (batch) รวมทั้งขนาดโดยรวมและวัสดุที่ใช้ในการสร้างตัวเครื่อง ระบบขับเคลื่อน ระบบกรอง และระบบอัตโนมัติ ล้วนเป็นรายละเอียดสำคัญของเครื่องที่คุณจำเป็นต้องพิจารณา หากคุณต้องการให้เครื่องนี้ทำหน้าที่เป็น 'พันธมิตร' ในการผลิตของคุณ ไม่ใช่เพียงแค่ 'อุปกรณ์ชิ้นหนึ่ง' เท่านั้น ด้วยประสบการณ์อันยาวนานของผู้ผลิตอย่างบริษัท Huada และการออกแบบที่หลากหลาย เช่น ซีรีส์ PLD ทำให้บริษัทเหล่านี้อยู่ในตำแหน่งที่พร้อมจะแก้ไขปัญหาดังกล่าว และออกแบบผลิตภัณฑ์ตามที่ระบุข้างต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเข้าใจข้อกำหนดทางเทคนิค (specifications) จะช่วยให้คุณสามารถลดความซับซ้อนของคำถามที่คุณมีได้มาก