อุปกรณ์เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบเดแคนเทอร์: การปรับแต่งประสิทธิภาพ

เมื่อพูดถึงการดำเนินงานเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบเดแคนเตอร์ (decanter centrifuge) ภายในสถานที่ของคุณ คุณสามารถกล่าวได้อย่างแน่นอนว่าเป็นเทคโนโลยีชั้นเยี่ยมชิ้นหนึ่ง อย่างไรก็ตาม เครื่องเดแคนเตอร์มักจะเป็นส่วนสำคัญที่สุดในกระบวนการควบคุมของแข็งของคุณ ไม่ว่าจะอยู่ในสาขาการบำบัดน้ำเสีย การแปรรูปสารเคมี หรือการผลิตอาหารก็ตาม อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ควรชี้ให้ทราบคือ แม้แต่เครื่องจักรที่ดีที่สุดก็อาจสูญเสียโซนการทำงานที่เหมาะสมที่สุดได้ ตัวอย่างเช่น อาจเกิดปรากฏการณ์ที่ของแข็งที่ปล่อยออกมามีความชื้นเพิ่มขึ้น หรือการใช้พลังงานสูงขึ้น หรือกระบวนการโดยรวมมีประสิทธิภาพไม่เพียงพอ อย่างไรก็ตาม มีข่าวดีที่น่าพอใจคือ ในกรณีส่วนใหญ่ การแก้ไขปัญหาดังกล่าวไม่จำเป็นต้องซื้อเครื่องจักรใหม่ แต่อาจเป็นเพียงเรื่องของการปรับเปลี่ยนกระบวนการปฏิบัติการบางประการ และใส่ใจกับรายละเอียดต่าง ๆ อย่างรอบคอบมากขึ้นเท่านั้น ด้วยประสบการณ์กว่าสามทศวรรษในการออกแบบ ผลิต และพัฒนาเครื่องจักรประเภทนี้ ทีมงานบริษัทฮัวต้า (Huada) จึงมีคุณสมบัติพร้อมที่จะให้คำแนะนำเชิงวิชาการเกี่ยวกับวิธีการยกระดับประสิทธิภาพของเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบเดแคนเตอร์ของคุณ ในบทความนี้ เราหวังว่าจะสามารถแสดงแนวทางให้คุณได้ว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ให้บรรลุประสิทธิภาพการดำเนินงานสูงสุดได้อย่างไร

คุณภาพของวัตถุดิบที่ป้อนเข้า: คุณภาพเข้า คุณภาพออก

คุณภาพของวัตถุดิบที่ป้อนเข้ามีผลกระทบมากที่สุดต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องแยกแบบเดแคนเตอร์ (decanter) ของท่าน การป้อนวัตถุดิบที่มีคุณภาพต่ำลงสู่เครื่องแยกแบบเดแคนเตอร์จะส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมลดลง แม้ว่าเครื่องนั้นจะเป็นรุ่นล่าสุดที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงที่สุดก็ตาม ทั้งหมดนี้เริ่มต้นจากสิ่งที่ท่านนำเข้าไปยังเครื่องแยกแบบเดแคนเตอร์

ก่อนอื่น ควรพิจารณาอัตราการป้อนวัตถุดิบ (feed rate) เป็นสำคัญ หากทำให้ปั๊มทำงานหนักเกินไป จะส่งผลให้เครื่องมีเวลาในการทำงานน้อยเกินไป ซึ่งหากไม่มีเวลาเพียงพอสำหรับกระบวนการแยกน้ำออกจากของแข็ง (dewatering of solids) อาจทำให้สูญเสียของแข็งบางส่วนผ่านทางปลายทางของของเหลวได้ ในทางกลับกัน หากป้อนวัตถุดิบเข้าสู่ปั๊มช้าเกินไป ก็จะทำให้ไม่สามารถใช้ศักยภาพของเครื่องมือได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น จึงควรปรับอัตราการป้อนให้อยู่ในระดับที่เครื่องทำงานใกล้ความจุสูงสุดโดยไม่ถูกใช้งานหนักเกินไป

ตรวจสอบความสม่ำเสมอของวัสดุที่ป้อนเข้าเครื่อง หากความหนืดของวัสดุที่ป้อนเข้ามีค่าต่ำเกินไปในช่วงใดก็ตาม เครื่องจะทำให้ท่านรู้สึกหงุดหงิด อย่างไรก็ตาม เครื่องแบบเดแคนเตอร์ (decanter) จะยังคงทำงานได้ตามประสิทธิภาพที่ท่านคาดหวังไว้โดยไม่มีปัญหา แต่เมื่อเกิดกรณีดังกล่าว เครื่องอาจปรับการควบคุมแรงบิด (torque control) ซึ่งส่งผลให้การแยกสารมีประสิทธิภาพต่ำลง ดังนั้น หากเป็นไปได้ โปรดใช้ปั๊มคุณภาพดีเพื่อทำให้วัสดุมีความสม่ำเสมอก่อนป้อนเข้าเครื่อง ปั๊มถือเป็นการอัปเกรดประสิทธิภาพที่มีราคาประหยัดและคุ้มค่ามาก จึงขอแนะนำให้ใช้งานอย่างยิ่ง ทั้งนี้ การรักษาอัตราการไหลและโมเมนตัมของวัสดุที่ป้อนเข้าเครื่องให้คงที่ จะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดียิ่งขึ้น

การปรับความเร็วเชิงอนุพันธ์ (Differential Speed)

โปรดพิจารณาความเร็วเชิงอนุพันธ์ (differential speed) เป็นหัวใจสำคัญของเครื่องแบบเดแคนเตอร์ โดยความเร็วเชิงอนุพันธ์นี้หมายถึง ความต่างของความเร็วรอบระหว่างถังหมุน (bowl) กับสกรูลำเลียง (scroll) ซึ่งจะกำหนดความเร็วในการเคลื่อนผ่านของของแข็งภายในเครื่อง รวมทั้งระดับความแห้งของของแข็งที่ได้ ดังนั้น การให้ความสำคัญกับการตั้งค่าพารามิเตอร์นี้จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่ง

เมื่อความเร็วเชิงอนุพันธ์เพิ่มขึ้น ใบกวาด (scroll) จะหมุนเร็วกว่าถังหมุน (bowl) อย่างมาก ส่งผลให้วัสดุแข็งถูกดันผ่านเครื่องได้รวดเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แม้การเพิ่มความเร็วเชิงอนุพันธ์นี้จะดูน่าดึงดูดเนื่องจากทำให้อัตราการไหลผ่าน (throughput) เพิ่มขึ้น แต่เนื่องจากวัสดุแข็งเคลื่อนที่ผ่านเครื่องเร็วขึ้น จึงจะออกจากเครื่องในสภาพที่มีความชื้นสูงขึ้นอย่างแท้จริง ปรากฏการณ์นี้คล้ายกับการดันบุคคลหนึ่งผ่านประตูทางออกอย่างรวดเร็ว โดยไม่ให้เขาได้มีโอกาสเก็บของใช้ส่วนตัวไว้ด้วย ในทางกลับกัน เมื่อลดความเร็วเชิงอนุพันธ์ วัสดุแข็งจะเคลื่อนที่ผ่านเครื่องช้าลงอย่างมาก ที่จริงแล้ว จนถึงจุดหนึ่ง วัสดุแข็งอาจแห้งขึ้น แต่ก็อาจสะสมมากขึ้นจนทำให้ใบกวาดมีภาระวัสดุเกินขีดจำกัด ส่งผลให้แรงบิด (torque) เพิ่มสูงเกินไปจนอาจทำให้เครื่องหยุดทำงานได้ ดังนั้น เป้าหมายในสถานการณ์นี้คือการหาจุดสมดุลที่เหมาะสมที่สุด (sweet spot) โดยทั่วไปแล้ว เครื่องแยกแบบไซโคลนแบบหมุนเหวี่ยงชนิดเดแคนเตอร์ (decanter centrifuge) ส่วนใหญ่จะมาพร้อมคู่มือการใช้งานสำหรับผู้ใช้ซึ่งระบุคำแนะนำจากผู้ผลิตไว้ ดังนั้น จึงควรเริ่มต้นจากการปฏิบัติตามคำแนะนำเหล่านั้นก่อน จากนั้นจึงปรับค่าอย่างระมัดระวังเป็นช่วงเล็กๆ ตามมา ทั้งนี้ ควรสังเกตค่าแรงบิดและระดับความแห้งของเค้ก (cake) อย่างใกล้ชิดอยู่เสมอ เนื่องจากความแตกต่างระหว่างค่าที่เหมาะสมกับค่าที่ไม่เหมาะสมอาจมีขนาดเล็กมาก แต่ส่งผลกระทบอย่างรุนแรง

การปรับแต่งความเร็วของถ้วยและแรงหนีศูนย์กลาง (G-force)

คุณยังสามารถควบคุมความเร็วของการหมุนของถ้วยได้อีกด้วย แรงหนีศูนย์กลาง (G-force) ซึ่งเป็นแรงแยกที่แท้จริง จะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงความเร็วของการหมุนของถ้วย (RPM) เพียงเล็กน้อย ก็สามารถยกระดับประสิทธิภาพของเครื่องแยกได้อย่างมีนัยสำคัญ

โดยทั่วไปแล้ว แรงหนีศูนย์กลาง (G-force) ที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลให้ของแข็งแห้งมากขึ้นและของเหลวใสขึ้น อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือ ยิ่งใช้เครื่องแยกสารบ่อยเท่าใด ต้นทุนในการดำเนินงานและบำรุงรักษาจะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เช่น การหมุนที่เร็วขึ้นจะทำให้ต้องเปลี่ยนตลับลูกปืนบ่อยขึ้น เป็นต้น นอกจากนี้ ภาระงานอาจสูงเกินไปขึ้นอยู่กับวัสดุที่กำลังแยก ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังแยกวัสดุที่สามารถแยกน้ำออกได้ง่าย คุณสามารถเพิ่มความเร็วได้ในระดับหนึ่งเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการแยก โดยยังคงประหยัดพลังงานไว้ได้ ดังนั้น เป้าหมายที่สำคัญที่สุดคือการรับประกันสมดุลที่เหมาะสมระหว่างแรงหนีศูนย์กลาง (G-force) กับงานการแยกที่ต้องการ สำหรับงานแยกที่ยาก เช่น การแยกตะกอน (sludges) หรือการแยกอนุภาคขนาดเล็ก จะต้องใช้แรงหนีศูนย์กลางสูง ในขณะที่งานแยกแบบหยาบกว่านั้นจะต้องการแรงหนีศูนย์กลางต่ำกว่า ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดในการบรรลุสมดุลดังกล่าวสำหรับอุปกรณ์เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบเดแคนเตอร์ (decanter centrifuge) ของคุณ คือการติดตั้งระบบควบคุมความถี่แปรผัน (variable frequency drive) ซึ่งยังช่วยป้องกันไม่ให้เครื่องประมวลผลทำงานต่ำกว่าศักยภาพสูงสุด (underutilized) อีกด้วย

การตั้งค่าความลึกของบ่อ

การตั้งค่านี้มักถูกมองข้ามบ่อยครั้ง แต่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานอย่างมาก ความลึกของสระ (pond depth) หมายถึงปริมาณของเหลวที่บรรจุอยู่ในชาม การปรับค่าดังกล่าวทำได้โดยการเปลี่ยนขนาดของแผ่นกั้น (weir plates) หรือเขื่อนที่ปลายทางของการปล่อยของเหลว

สระที่ลึกกว่าจะทำให้วัสดุแข็งคงอยู่ในของเหลวนานขึ้นระหว่างการเคลื่อนผ่านไปตามชาม ส่งผลให้วัสดุแข็งมีเวลาตกตะกอนมากขึ้น ซึ่งอาจทำให้ของเหลวที่ได้มีความใสขึ้นอย่างไรก็ตาม วัสดุแข็งยังต้องเดินทางผ่านส่วนของสระเป็นระยะทางที่ไกลขึ้น จึงอาจออกมาในสภาพที่มีความชื้นสูงกว่า ตรงกันข้าม สระที่ตื้นกว่าจะทำให้วัสดุแข็งสัมผัสกับพื้นที่แห้ง (drying beach) เร็วกว่า ส่งผลให้เค้กวัสดุแข็ง (cake) ที่ได้มีความแห้งมากขึ้น แต่ของเหลวอาจขุ่นกว่า เนื่องจากวัสดุแข็งผ่านพื้นที่แห้งในส่วนที่สั้นกว่า หากเป้าหมายของคุณคือการได้ของเหลวที่ใสที่สุด ควรเลือกใช้สระที่ลึกกว่า แต่หากเป้าหมายคือการได้วัสดุแข็งที่แห้งที่สุด โดยไม่ให้ความสำคัญกับคุณภาพของของเหลวเท่าใดนัก ควรเลือกใช้สระที่ตื้นกว่า ทั้งนี้ จำเป็นต้องมีการทดลองและปรับแต่งเพื่อหาค่าที่เหมาะสมที่สุด ดังนั้น โปรดทดลองกับวัสดุของคุณเอง

การตรวจสอบและบำรุงรักษาชิ้นส่วนที่สึกหรอ

ประสิทธิภาพจะลดลงแม้การปรับตั้งจะสมบูรณ์แบบแล้ว หากเครื่องจักรสึกหรอ การสึกหรอของชิ้นส่วนในอุปกรณ์เซ็นตริฟิวจ์แบบเดแคนเตอร์นั้นเป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับแผ่นบุภายในถังหมุน (bowl liners) และใบพัดลำเลียง (scroll flights) ซึ่งหากมีอยู่ ตลอดระยะเวลาการใช้งาน ชิ้นส่วนเหล่านี้จะสึกหรอจากวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เมื่อใบพัดลำเลียงสึกหรอ จะทำให้ประสิทธิภาพในการเคลื่อนย้ายของแข็งลดลง ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์การไหลผันผวน (surging) และการปล่อยเค้กตะกอน (cake discharge) ได้ไม่ดี

สามารถดำเนินการตรวจสอบเครื่องจักรได้ และการตรวจสอบนั้นมีประโยชน์มาก ควรหยุดเครื่องจักรเป็นระยะเพื่อเข้าไปตรวจสอบภายใน โดยเฉพาะการตรวจสอบระยะห่างระหว่างใบพัดลำเลียงกับถังหมุน หากระยะห่างมากเกินไป ก็ถึงเวลาที่ต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนแล้ว ทั้งนี้ ควรสังเกตอาการสึกหรอของแบริ่งลำเลียง (conveyor bearings) และวางแผนการบำรุงรักษาให้สอดคล้องกับช่วงเวลาที่กำหนดไว้สำหรับการหยุดเครื่อง (scheduled downtime) เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวอย่างกะทันหันระหว่างการผลิต สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงส่วนใหญ่ มักจำเป็นต้องมีการตรวจจับอาการสึกหรออย่างสม่ำเสมอในการบำรุงรักษา

การปรับแต่งโพลิเมอร์และสารช่วยตกตะกอน

เมื่อปรับแต่งให้เหมาะสมแล้ว การใช้พอลิเมอร์หรือสารช่วยตกตะกอนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการขจัดน้ำออกได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การใช้พอลิเมอร์หรือสารช่วยตกตะกอนสามารถช่วยแก้ไขปัญหาที่อนุภาคขนาดเล็กยังคงลอยตัวอยู่ในของเหลวที่ไหลออก รวมทั้งแก้ไขปัญหาโคลนที่มีความหนาแน่นสูง

ขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะของคุณ การเติมพอลิเมอร์หรือสารฟลอกคิวแลนต์ในปริมาณที่เหมาะสมที่สุดสามารถช่วยป้องกันการสูญเสียสารเคมีโดยไม่จำเป็น นอกเหนือจากข้อดีที่กล่าวมาแล้วก่อนหน้านี้ ได้แก่ การกำจัดอนุภาคขนาดเล็ก การทำให้ตะกอนเข้มข้นขึ้น และการทำให้ของเหลวที่ผ่านการบำบัดมีความใสขึ้น ในบางสถานการณ์ พอลิเมอร์หรือสารฟลอกคิวแลนต์จำเป็นต้องผสมอย่างทั่วถึงก่อนที่จะนำตะกอนเข้าสู่เครื่องเหวี่ยงเหวียน (centrifuge) ดังนั้นจึงมักแนะนำให้ใช้วิธีการสร้างการไหลแบบปั่นป่วน (turbulence) เพื่อให้บรรลุข้อกำหนดในการผสมดังกล่าว สามารถดำเนินการทดสอบแบบขวด (jar tests) อย่างง่ายเพื่อตรวจสอบและหาความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุดของพอลิเมอร์หรือสารฟลอกคิวแลนต์ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงผลลัพธ์ทั้งในส่วนของของเหลวที่ผ่านการบำบัดและของแข็งที่ตกตะกอน (cake solids) จากเครื่องเหวี่ยงเหวียน จึงขอแนะนำให้เริ่มดำเนินการทดสอบเหล่านี้เพื่อปรับปรุงความเข้มข้นของพอลิเมอร์หรือสารฟลอกคิวแลนต์ในของแข็งที่ตกตะกอนของคุณ

การติดตามผลและการบันทึกข้อมูล

แม้จะเป็นไปได้ที่จะปรับปรุงกระบวนการโดยไม่ต้องวัดค่า แต่ก็มีความเป็นไปได้น้อยมาก ตัวอย่างเช่น หากเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบแยกของคุณมีระบบควบคุมที่สามารถบันทึกข้อมูลได้ คุณควรใช้ระบบนั้นอย่างเต็มที่ ถ้าไม่มี อาจพิจารณาติดตั้งอุปกรณ์บันทึกหรือวัดค่าพื้นฐานเพิ่มเติม เช่น การบันทึกและติดตามค่าการไหลของสารป้อน (feed flow) ความเข้มข้นของของแข็งในสารป้อน (feed solids) แรงบิด (torque) ความเร็วสัมพัทธ์ (differential speed) และกำลังไฟฟ้าที่ใช้งาน (power draw) ล้วนให้ข้อมูลที่มีประโยชน์

ข้อมูลที่เก็บรวบรวมไว้เป็นระยะเวลานาน มักจะแสดงรูปแบบหรือแนวโน้มบางประการออกมา ตัวอย่างเช่น แรงบิดเพิ่มสูงขึ้นทุกครั้งที่พนักงานออกไปรับประทานอาหารกลางวันหรือไม่? หากเป็นเช่นนั้น อาจบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ขององค์ประกอบสารป้อน หรือความชื้นของเค้ก (cake dryness) ลดลงเมื่ออุณหภูมิลดต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้หรือไม่? การรู้ข้อมูลดังกล่าวจะช่วยให้คุณวิเคราะห์หาสาเหตุของปัญหาและปรับปรุงกระบวนการได้อย่างมีประสิทธิภาพ จริงอยู่ที่เครื่องจักรรุ่นใหม่สมัยปัจจุบันมักสามารถเสนอค่าการตั้งค่าที่แนะนำได้ จึงสามารถทำงานได้อย่างชาญฉลาดยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม เราไม่ควรลืมว่าแม้แต่สมุดบันทึก (logbook) ที่ผู้ปฏิบัติงานบันทึกข้อมูลสำคัญไว้ ก็อาจกลายเป็นแหล่งข้อมูลอันทรงคุณค่าสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ

สรุป

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบเดแคนเตอร์ (decanter centrifuge) ไม่ใช่เรื่องเวทมนตร์ แต่เป็นการเข้าใจในรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ และหลักการทำงานภายในของเครื่องจักรนั้นๆ ให้เน้นที่การควบคุมอัตราการป้อนวัสดุให้คงที่ ปรับความเร็วของถังหมุน (bowl speed) และความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างถังกับสกรูขับ (differential speed) ให้เหมาะสมกับลักษณะของวัสดุที่ประมวลผล ปรับความลึกของชั้นของเหลว (pond depth) ตามความแห้งของแข็งที่ได้และความใสของของเหลวที่ต้องการ หากคุณใช้สารเคมีบางชนิด โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเติมสารเคมีในปริมาณที่เหมาะสมอย่างแม่นยำ ท้ายที่สุดและสำคัญที่สุด คือ การบำรุงรักษาเครื่องจักรอย่างสม่ำเสมอ กล่าวโดยตรงแล้ว สิ่งเล็กๆ ที่จัดการได้เหล่านี้คือสิ่งที่คุณสามารถควบคุมได้มากที่สุด เพื่อให้เครื่องเหวี่ยงเหวี่ยงแบบเดแคนเตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง การดำเนินการตามแนวทางเหล่านี้จะช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานของคุณ และทำให้ได้ผลลัพธ์การแยกที่ต้องการในกระบวนการผลิตของคุณ เครื่องจักรเช่น Huada ถูกออกแบบและพัฒนาขึ้นจากประสบการณ์อันยาวนานหลายทศวรรษของวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพในการทำงาน อย่างไรก็ตาม การเพิ่มประสิทธิภาพให้สูงสุดนั้น ขึ้นอยู่กับคุณ