การแยกและกรองของเหลวในอุตสาหกรรม

การกรอง (Filtration) เป็นกระบวนการเพื่อแยก (Separate) วัสดุแขวนลอย ซึ่งเป็นของแข็ง (Solid) ออกจากของเหลว (Liquid) หรือแก๊ซ (Gas) โดยตัวกรองจะยอมให้ของเหลวหรือแก๊ซใหลผ่าน แต่ไม่ยอมให้ของแข็งผ่าน เครื่องกรองที่มี เป็นเครื่องกรองทางเมคแคนิค (Mechanical) เครื่องกรองทางชีวภาพ (Biological) และเครื่องกรองทางกายภาพ (Physic)

ตัวกรองมี 2 ประเภท คือ
1. ชนิดกรองที่ผิว (Surface filter) ซึ่งใช้การกรองหรือดักของแข็งหรือวัสดุแปลกปลอมที่ผิวของใส้กรอง
2. ชนิดกรองแนวลึก (Depth filter) คือการกรองที่ของแข็งหรือของแปลกปลอมจะถูกกรองและฝังตัวที่เนื้อวัสดุ (Bed material) ของใส้กรอง

ของไหล (Fluid flow หรือ Feed) ที่มีสารแขวนลอย (Sediment) ใหลผ่านเครื่องกรอง (Strainer หรือ Filter) ซึ่งมีใส้กรอง (Filter element) จะคัดกรองสารขวนลอย (Sediment) ออก สารที่ยอมให้ผ่านไปได้เรียกว่า Filtrate

 Stainer ใช้แผ่นกรองหยาบๆ (Coarse) เพื่อเอาสารแขวนลอย (Sediment) สิ่งเจือปน (Contaminate) ในของเหลวและแก๊ซ ก้อนโตขนาดมองเห็นด้วยตา เกิน 40 ไมครอน (Micron)

 Filter ใช้แผ่นกรองอย่างละเอียด (Fine) ในของเหลวและแก๊ซ ก้อนขนาดเล็ก มองด้วยตาไม่เห็น ขนาดเล็กกว่า 40 ไมครอน.

บางที่ต้องใช้ Strainer และ Filter ร่วมกัน เพื่อป้องกันการอุดตัน ไหลไม่สดวกในระบบท่อ (Flow restriction) ความดันในระบบท่อตก (Pressure drop) และเกิดการใช้พลังงาน (Energy) สูงขึ้น การเลือกขนาดของ Strainer และ Filter ต้องทำอย่างถูกต้องเพื่อป้องกันการสูญกำลังการผลิต (Loss of production) และพลังงาน และเพื่อป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ปลายทาง (Downstream equipment)

Separator คือเครื่อแยกสารคนละชนิด ออกจากกันโดยวิธีทางกล ไฟฟ้า หรือเคมี
ทั้งหมดคือขบวนการแยกสารคนละชนิดออกจากกัน (Separation) และการแยกสารแขวนลอย (Sediment, Particle) ออกจากของใหลหลัก (Main stream) ในระบบส่ง (Fluid transportation) หรือในกระบวนการผลิต (Production process) ซึ่งการแยกสารที่ไม่ต้องการออก จะทำให้การขนส่ง หรือการผลิตทำได้อย่างต่อเนื่อง
การกรองขึ้นกับคุณภาพของฟิลเตรท (Filtrate หรือ Output) ที่ต้องการ คือคุณภาพของของไหลที่ต้องการในการไช้งาน คุณภาพที่ต้องการของกระบวนการผลิต

คุณภาพของการกรองที่เครื่องกรองทำได้ (Efficiency of filter) จะวัดที่ขนาดความโตของสารแวนลอยที่หลุดออกไปป็นขนาด หน่วยวัดเป็นไมครอน (Micron) และปริมาณจำนวนสารแขวนลอยที่หลุดออกมา (Count)

การกรองมักจะทำเป็นหลายขั้นตอน (Filter step) ในกระบวนการผลิต เพื่อให้ฟิลเตอร์ทำงานกับสารแขวนลอยแต่ละขนาด (Particle size range) อย่างมีคุณภาพ เช่น
1. กรองหยาบ
2. กรองละเอียด
ซึ่งจะใช้ชนิด และคุณภาพฟิลเตอร์ไม่เหมือนกัน

Effective in removing impurities, contaminants, and solids from liquids. Improves the quality of the liquid. Increases the efficiency and lifespan of downstream processes.

การเลือกชนิดของ Filter และ Filter (Types of strainers and filters)
Several types of strainers and filters can work in a hydraulic system. The most common characteristics to consider when making a choice include:

• ypes of fluids
• Operating pressures
• Operating temperatures
• Maximum fluid flow
• Pressure loss through filter
• Filtration efficiency requirements
• Type and volume of the contaminants (estimation)

Inlet strainer. This strainer is most commonly found in the hydraulic reservoir, and its sole purpose is to keep insects, nuts, bolts, and other particles at least 150 microns or larger out of the pump.

Low-pressure/inlet filters. These spin-on filters are most often used between the reservoir and the pump. They are designed to protect the pump from smaller particles that are in the fluid.

High-pressure filters. The purpose of this cartridge-style filter is to clean the fluid as it moves downstream of the pump, protecting the expensive parts of the system and helping avoid catastrophic machinery failure.

Reservoir breather filters. These filters remove contamination from the air entering the hydraulic reservoir. Other notable characteristics include bag filtration, cartridge filtration, pipe strainers, and simplex and duplex filtration systems.

ปัจจัยในการพิจารณา (Factors to Consider when Choosing a Strainer or Filter)
When choosing whether to utilize a filter or a strainer, consider the following essential points:

• The type of liquid or gas
• Size and shape of particulates to be removed
• Whether the system can be shut down for cleaning and maintenance
• Flow rate and pressure
• Pipeline size and configuration

การกรองแบ่งตามชนิดของการใช้งาน
1. การกรองในระบบท่อ
2. การกรองในกระบวนการผลิต
3. การกรองในตัวอุปกรณ์
4. การกรองในลำราง หรือ Open channel

วิธีการกรอง
1.1 การกรองโดยวิธีที่เคยใช้กันมา (Conventional process) เช่นกรองด้วยทราย ถ่าน เป็นต้น
1.2 การกรองทางกล (Mechanical process) เช่น Strainer, filter, cyclone separator,..etc
1.3 กระบวนการกรองทางเคมี (Chemical process)
1.4 กระบวนกรองทางไฟฟ้า (Electrical process)
1.5 กระบวนการกรองโดยใช้ไฟฟ้าและเคมี (Electrochemical process)
1.6 การกรองโดยใช้เมมเบรน (Membrane filter process)
1.7 การกรองโดยใช้เทคโนโลยี่ต่างๆผสมกัน

การกรองตามการใช้งานประเภทต่างๆ

• กรองน้ำ
• กรองน้ำเสีย
• กรองน้ำมัน
• กรองระบบไฮดรอลิก
• กรองสารเคมี
• กรองในกระบวนการผลิต
• กรองอากาศ

ตัวอย่างระบบทำน้ำสอาด (Water treatment plant) 
ระบบการทำน้ำสอาดเพื่อให้ใช้ในบ้าน (Treated water) ใช้ดื่มได้ (Potable water)  และกระบวนการทำน้ำบริสุทธิ์ (Demineralized water) มีขั้นตอนค่อนข้างซับซ้อน ใช้กระบวนการกรอง การแยกสารหลายรูปแบบ

ในกระบวนการผลิตอื่นๆ ก็มีการประยุกติ์ใช้การกรองหลายๆรูปแบบ ขึ้นกับความเหมาะสมกับการใช้งาน และการประหยัดพลังงาน
1. ขบวนการกรอง (Filtration process)
1.1 Stainer 
 

Strainer แบบต่างๆ

การกรองหยาบ (Coarse filter) โดยกรองผ่านตะแกลงเหล็ก (Wire mesh หรือ Screen) หรือเหล็กเจาะเป็นรู (Perforate plate หรือ Perforate Screen หรือ Sieving) วัดเป็นจำนวนช่องเปิดต่อตารางนิ้ว (Mesh) หรือบางทีก็ใช้การกรองโดย กรวด ทรายหยาย ทรายละเอียด ผงถ่านบางทีก็ใช้แผ่นผ้ากรอง โพลีเอสเตอร์ หยาบและละเอียดต่างๆกัน

ตัวอย่างแผ่นตะแกรงของ Strainer

การวัดขนาดของใส้กรอง 
วัดเป็นช่องเปิดต่อตารางนิ้ว (Mesh) เป็นไมครอน ขนาดรูเปิดเล็ก จะกรองได้ละเอียดขึ้น

สมรรถนะของ Strainer, Filter,..
ความดันคร่อม (Differtial pressure) กับอัตราการไหล (Flow rate)

1.2 Filter
สมรรถนะของ Filter ชนิดต่างๆ

Filter ที่มีหลายๆชั้น

การกรองจะมีทางทำได้สมบูรณ์ หรือกรองได้ทั้งหมด 100% จะมีบางส่วนที่หลุดออกไปเข้าระบบได้ ประสิทธิภาพขอการกรองขึ้นกับการเลือกวิธีการกรอง คุณภาพของเครื่องกรอง วัสดุกรอง (Filter media) ความรู้และความชำนาญ (Knowledge and skills) ของผู้ผลิต

บางกระบวนการผลิตต้องการประสิทธิภาพของการกรองสูงมาก ยอมให้ของแข็งผ่านไปได้น้อยมาก ต้องใช้ระบบกรองที่ซับซ้อน หลายชั้น หลายขั้นตอน ผู้ผลิตจะต้องมีทักษะและประสบการณ์สูงมาก

การกรองทำเพื่อ

• ขจัดวัสดุแปลกปลอม ปนเปื้อน ขนาดใหญ่ ทำให้กระบวนการผลิตชงัก เดินเครื่องต่อ่เนื่องไม่ได้
• ลดการหยุดกระบวนการผลิตเพราะการอุดตัน
• เพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต
• ประหยัดพลังงาน
• ค่าบำรุงรักษาต่ำ ลดเวลาในการบำรุงรักษา

Suspension คือสารแขวนลอยที่จะกรองออก
Membrane หรือ Filter media หรือ Medium คือแผ่นกรอง หรือไส้กรอง

ชนิดของการกรอง มี 2 แบบ คือ
1. Surface filtration
2. Depth filtration

Surface filtration เป็นการกรองที่จะเก็บสารแขวนลอยที่ผิวกรอง ซึ่งจะทำให้การอุดตันเร็ว อายุใช้งานสั้น

Depth filter มีแผ่นกรองเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นจะมีความหนาแน่นไม่เท่ากัน จึงดักจับสารแขวนลอย (Sediment) ยอมให้แทรกเข้ามาในเนื้อแผ่นกรองแต่ละชั้นจึงไม่เท่ากัน

Depth filter เหมาะที่จะใช้กับงานที่สารแขวนลอยมีหลายๆขนาด (Variety of particle size) แผ่นกรองจะขจัดสารแขวนลอยใหญ่ๆที่ผิวแผ่นกรองก่อน เม็ดเล็กจะแทรกเข้ามาลึกในเนื้อแผ่นกรอง ใช้งานใด้นานกว่า Surface filtration

เครื่องกรองชนิดอื่นๆ เรียกชื่อขึ้นกับกระบวนการผลิต เช่น

• เครื่องกรองของร้อน ((Hot filtration)
• เครื่องกรองของเย็น ( Cold filtration)
• เครื่องกรองหลายๆชั้น (Multi-layer)
• เครื่องกรองสุญญากาศ (Vacuum filtration)

ว้สดุทำแผ่นกรอง (Filter media)

การประกอบใช้งานของใส้กรอง (Cartridge) กับเครื่องกรอง (Filter assembly)
ชนิดของเตรื่องกรองอุตสาหกรรม
1. Bag filtration system
2. Cartridge filtration system
3. Strainer filtration system
4. Separator filtration system ใช้แรงเหวี่ยงสารแขวนลอย แยกออกไป
5. Coolant filtration system

ชนิดของเครื่องกรอง (Type of filter)

• เครื่องกรองชนิดล้างในที่ (CIP – Clean in place: Manual, Semi - automatic, fully automatic type)
• เครื่องกรองชนิดแบบถุงกรอง ( Bag filter)
  • แบบถุงเย็บ อาจจะเย็บต่อ หรือเชื่อมต่อ (Sewed or welded bag)

• แบบคาร์ทริดจ์ หรือแบบประกอบสำเร็จรูป พร้อมประกอบเข้าใช้งาน

• แบบจีบ (Pleated cartridges)

• แบบโลววินด์

• แบบสปันบอนด์ (Spun bonded cartridges)

• แบบไฮโฟลว์ หรือมีการไหลสูง

ยังมีคาร์ทริดจ์แบบพิเศษ เรียกชื่อต่างๆกันตามวัดุที่ผลิต และการใช้งาน เช่น

• Activated carbon filter cartridges
• Ceramic fiber cartridges
• Reversed osmosis membrane cartridges
• Alkali filter cartridges
• Ultraviolet cartridges

เครื่องกรองแบบต่างๆ ทำจากวัสดุ รูปร่างและการใช้งานต่างๆกัน

คาร์ทริดจ์แบบใช้ผ้าหรือพลาสติกไฟเบอร์

คาร์ทริดจ์ที่ใช้เส้นใยโลหะ ใช้กับงานหนักและอุณภูมิสูง
 มีฟิลเตอร์ที่ทำเพื่อใช้งานพิเศษ เช่น

1. Rotary drum filter

2. Filter press

3. Side stream filter คือการแบ่งของใหลบางส่วนออกมากรอง แทนที่จะกรองทั้งหมด
4. Etc.

แฟคเตอร์ในการเลือกใช้ฟิลเตอร์

1. ปริมาณการใหลของกระบวนการผลิตที่จะผ่านการกรอง
2. การทำงานของฟิลเตอร์
3. ธรรมชาติและลักษณะการใหล
4. ธรรมชาติของของแข็ง สารแขวนลอยที่จะกรองออก
5. สารแขวนลอยที่จะกรองออกไป ที่จะทิ้ง ทิ้งที่ใหน
6. ความจำเป็นของประสิทธิภาพที่ต้องการของฟิลเตอร์ ตามความต้องการของกระบวนการผลิต
7. อาจจะกรองหลายขั้นตอน หลายชั้น โดยเอาของหยาบออกไปที่ละชั้นของการกรอง

 

Strainer แบบอัตโนมัติ

Cartridge filter คือ ที่ทำสำเร็จรูป เพื่อให้ง่ายต่อการถอดเปลี่ยน

Membrane filter คือการใช้เทคโนโลยีของเมมเบรนในการกรอง

การทำงานของเมมเบรนฟิลเตอร์

การเลือก Filter

2. กระบวนการแยก (Separators)

2.1 2 Phase separators

2.2 3 Phase separators

2.3 API separators

2.4 Cyclone separators คือการใช้แรงเหวี่ยงในการแยกสารมากกว่า 2 สิ่ง

เทคนิคการกรองอากาศในอุตสาหกรรมซีเมนต์

2.5 Centrifuge separator or decanter ใช้เทคนิคการเหวี่ยงออกเพื่อแยกสารออกจากกัน

 

 

3. Coalescer คือการให้รวมกลุ่ม เป็นก้อน แล้วแยกออก

4. Demister คือการกรองละออกออกจากการไหล

5. Skimmer คือการปาดเอาชั้นบนออก เช่นน้ำกับน้ำมันซึ่งแยกชั้นกัน

บริษัทไอคิวเอสเป็นตัวแทนจำหน่ายและบริการของอุปกรณ์ และระบบ Strainer, Filter, Separator, Coalescer, Demister,…etc. ของ IEPG มีชื่อเสียงจากประเทศเกาหลีใต้ มีใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมของประเทศไทย และในบริษัทชั้นนำทั่วโลก มีสินค้าให้เลือกหลายชนิด หลายขนาด (Wide range) ครอบคลุมการใช้งาน (Application) ตามความเหมาะสมกับการใช้งานของอุตสาหกรรมเกือบทุกชนิด

บริษัทไอคิวเอส มีวิศวกรที่มีความชำนาญในการเลือกชนิด (Type) ขนาด ของ Strainer, Filter, Separator,…etc ให้เหมาะสมกับงานนั้นๆ โดยได้รับการสนับสนุนด้านเทคนิคจากบริษัทผู้ผลิต สามารถให้คำปรึกษาแก่ลูกค้าได้ตลอดเวลา

นอกจากนี้บริษัทไอคิวเอส ยังรับผิดชอบในบริการหลังการขาย เพื่อให้ลูกค้าสบายใจในการเลือกใช้
สนใจติดต่อ ขอคำปรึกษา ติดต่อ บ. อินทีเกรทเต็ด ควอลิตี้ เซอร์วิสเซส จำกัด