มีดลมสำหรับการเป่าแห้ง (Blower Driven Air Knife for Drying)

(1) หลักการทำงานของเทคโนโลยี

ในระบบการทำให้แห้งเดิมในอุตสาหกรรมนั้นมีการใช้ลมอัด (Compressed Air) ที่ผลิตจากเครื่องอัดอากาศ (Air Compressor) มาใช้เป่าชิ้นงานหรือผลิตภัณฑ์เพื่อทำให้แห้ง เป็นที่ทราบว่าในการผลิตลมอัดนั้นต้องใช้พลังงานสูงดังนั้นเพื่อเป็นการประหยัดพลังงานจึงได้มีการออกแบบระบบมีดลม (Air Knife) เพื่อทำหน้าที่ในการเป่าแห้ง (Drying) แทน

หลักการทำงานระบบมีดลม

ระบบมีดลมประกอบด้วยเครื่องเป่าลมแบบหอยโข่งซึ่งสร้างลมที่มีความดันต่ำแต่อัตราการไหลสูงส่งผ่านท่อลมและกล่องรับลมไปยังหัวพ่นลมซึ่งออกแบบเป็นพิเศษ เป็นช่องเปิดเล็กๆตามแนวกล่องรับลมที่พ่นออกมามีความเร็วสูงมาก เหมาะสำหรับใช้ในการเป่าแห้งหรือในการทำความสะอาด

หลักการทำงานของระบบมีดลม

ลมพ่นความเร็วสูงที่ได้จากระบบมีดลมโดยทั่วไป สามารถใช้งานในลักษณะการเป่าแห้งเพื่อไล่ความชื้นหรือฟิล์มบางของเหลวออกจากผิวหน้าของผลิตภัณฑ์ หรือใช้ในการเป่าเศษผงออกจากผิวหน้าผลิตภัณฑ์ต่างๆ ทดแทนการใช้ความร้อนในการทำให้แห้งหรือการใช้อากาศอัดในการเป่าซึ่งใช้พลังงานสูงกว่า

ส่วนประกอบของระบบมีดลม

  1. มีดลม (Air knife)
  2. ตัวยึดมีดลม
  3. ท่อต่อลม (Connecting hose or tube to connect to blower)
  4. พัดลม (Blower)
  5. กรองฝุ่น (Filter to protect blower and product) ขนาด 10 ไมครอน - HEPA
  6. มอเตอร์

ส่วนประกอบของระบบมีดลม

(2) การใช้ทดแทนเทคโนโลยีเดิม

ระบบมีดลมสามารถนำมาใช้ได้ในอุตสาหกรรมทั่วไป สำหรับกระบวนการเป่าแห้ง ไล่ความชื้น ลดอุณหภูมิหรือสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ โดยทดแทนการเป่าโดยใช้อากาศหรือการให้ความร้อนเพื่อทำให้แห้ง ซึ่งใช้พลังงานมากกว่า รูปแบบการติดตั้งของมีดลมจะขึ้นอยู่กับลักษณะและรูปร่างของผลิตภัณฑ์นั้นๆ

(3) ประโยชน์ของระบบมีดลม

ระบบมีดลมเหมาะสำหรับการใช้งานในการเป่าไล่ความชื้น ฟิล์มของเหลวที่เกาะอยู่บนผิววัสดุเช่น แผ่นโลหะ พลาสติก กระป๋อง แก้ว ผ้า หรืออาหาร โดยมีข้อดีในการนำไปใช้งาน ดังนี้

  • ทำงานทันทีที่เดินเครื่องและทำงานได้อย่างรวดเร็ว
  • สามารถประหยัดพลังงาน ได้ 30-50% เมื่อเปรียบเทียบกับการเป่าแห้งด้วยลมอัด
  • ค่าลงทุนและการบำรุงรักษาต่ำ
  • ประหยัดพื้นที่และง่ายต่อการติดตั้ง
  • มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน
  • เพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์จาการลดความชื้นและสิ่งสกปรก
  • ในบางระบบสามารถนำสารเคลือบที่ถูกเป่าไล่ออกไปกลับมาใช้ใหม่ได้
  • สามารถใช้กับรูปร่างซับซ้อนได้

ตัวอย่างของระบบมีดลมที่มีการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร

ตัวอย่างของระบบมีดลมที่มีการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตรถยนต์

ลักษณะของมีดลม (Air knife)
รูปร่างและลักษณะของมีดลมมีหลากหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตของผลิตภัณฑ์ โดยสามารถแสดงไว้ดังนี้

รูปร่างต่างๆ ของมีดลมที่มีการผลิต

(4) ศักยภาพการประหยัดพลังงาน
ศักยภาพการประหยัดพลังงานของมีดลมโดยทั่วไปจะใช้แทนการเป่าลมระบบเดิมโดยใช้ลมอัด สำหรับการเปรียบเทียบผลประหยัดพลังงานระหว่างการใช้ลมอัดกับมีดลมสามารถแสดงได้ดังนี้

กราฟแสดงการเปรียบเทียบการใช้พลังงานระหว่างการเป่าลม

จากรูปเป็นกราฟแสดงการเปรียบเทียบการใช้พลังงานระหว่างการเป่าลมโดยใช้ลมอัดจากเครื่องอัดอากาศ (Compressed Air) และการใช้ระบบมีดลม (Blower driven Air Knife) สำหรับชิ้นงานรูปทรงแบนราบ ซึ่งจะพบว่ายิ่งปริมาณการใช้ลมมากเท่าไร ปริมาณผลประหยัดที่ได้จากระบบมีดลมจะยิ่งมีสูงขึ้น

การใช้พลังงานสำหรับการเป่าลมโดยใช้อากาศอัดโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับความดันและขนาดของรูซึ่งสามารถแสดงได้ตามตารางต่อไปนี้

ปริมาณอากาศที่รั่วที่ความดัน
700 
kPa หรือ 7 bar,100 psig

(ลิตร/วินาที)

เทียบเท่าขนาดรู

(mm)

พลังงานสูญเสีย

(kWh)

0.2

0.4 133

0.8

0.8

532

3.2

1.6 2,128
12.8 3.2

8,512

51.2 6.4

34,080

204.8 12.7

136,192

โดยทั่วไป การผลิตลมอัดที่ความดันประมาณ 7 บาร์และจ่ายให้กับหัว Nozzle เพื่อเป่าแห้งชิ้นงานที่ความดันประมาณ 2-5 บาร์สามารถทดแทนได้ด้วยระบบมีดลมที่ผลิตลมด้วยพัดลม (Blower) ที่ความดันประมาณ 0.3 บาร์และจ่ายผ่านมีดลม (Air Knife) ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้สามารถเป่าแห้งชิ้นงานได้ตามคุณภาพที่ต้องการดังนั้นในการประยุกต์ใช้มีดลมหากทราบปริมาณการใช้ลมอัดและปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ของระบบเดิม แล้วนำมาเปรียบเทียบกับระบบมีดลมที่สามารถใช้ทดแทนในขณะที่ยังคงไว้ซึ่งคุณภาพเหมือนเดิม ก็จะเกิดผลประหยัดพลังงานประมาณ 30-50% เป็นอย่างน้อย

(5) สภาพที่เหมาะสมกับการใช้เทคโนโลยี

โดยทั่วไปสามารถแบ่งประเภทของมีดลมตามความเร็วของลมที่ใช้ได้กว้างๆ ออกเป็น 3 ประเภทคือ

  • ความเร็วลมต่ำ (ความเร็ว 5,000 - 18,000ฟุต/นาที)เหมาะสำหรับ
    • เป่าฝุ่น หรือเม็ดน้ำบนผิวที่เรียบ
    • เป่าป้องกันการเกิดไฟฟ้าสถิตย์ (Static)
    • ควบคุมความหนาในการเคลือบผิว (Coating)
    • กระบวนการผลิตที่เดินอย่างช้าๆ
  • ความเร็วลมปานกลาง (ความเร็ว 16,000 - 32,000ฟุต/นาที)เหมาะสำหรับ
    • ไล่หยดน้ำออกจากขวดหรือกระป๋อง
    • เป่าแห้งของหมึกพิมพ์
    • ควบคุมความหนาในการเคลือบผิว (Coating)
    • ไล่น้ำ 80-95% จากกระบวนการผลิต
  • ความเร็วลมสูง (ความเร็ว 30,000 - 40,000ฟุต/นาที)เหมาะสำหรับ
    • กระบวนการผลิตที่เดินอย่างรวดเร็ว
    • เป่าชิ้นส่วนที่รูปร่างซับซ้อน (Complex shaped parts)
    • เป่าเศษชิ้นส่วนในรู (Clearing holes of debris)

(6) กลุ่มเป้าหมายการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี

กลุ่มของโรงงานอุตสาหกรรมและอาคารที่สามารถประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ ได้แก่

  • โรงงานผลิตอาหารและเครื่องดื่ม
  • โรงงานผลิตชิ้นส่วนโลหะ
  • โรงพิมพ์
  • ฯลฯ

(7) ความคุ้มค่าในการลงทุน

ราคาของระบบมีดลมสำหรับการเป่าแห้งหรือไล่ความชื้น จะขึ้นอยู่กับขนาดที่ติดตั้งของระบบ โดยจากข้อมูลที่อ้างอิงจากDOE ประเทศสหรัฐอเมริกาพบว่า ราคาของระบบจะอยู่ประมาณ 375 บาทต่อ CFM

Case Application

Technology Replaced

Investment

Metal can, metal sheet drying

Gas convection oven

6,000 USD for 600 CFM air blow capacity

Fruit dewatering

Compressed air dry blow

7,500 USD for 600 CFM air blow capacity

และจากข้อมูลจากกรณีศึกษาการติดตั้งในประเทศสหรัฐอเมริกา เทคโนโลยีการใช้มีดลมสำหรับการเป่าแห้งและไล่ความชื้นในอุตสาหกรรมโลหะและอุตสาหกรรมอาหารจะมีระยะเวลาคืนทุนน้อยกว่า 1 ปี สำหรับกรณีที่มีการใช้งานประมาณ 5,000 ชั่วโมงต่อปี

References :
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน. (2557). บทที่ 6 แนวทางการอนุรักษ์พลังงานด้วยการปรับเปลี่ยนด้านเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์โลหะ เครื่องจักร อุปกรณ์. In คู่มือการอนุรักษ์พลังงานจากกรณีตัวอย่างที่ประสบผลสำเร็จ อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์โลหะ เครื่องจักร อุปกรณ์ (pp. 6-15 – 6-19).

ienergyguru.com
0 replies

Leave a Reply

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *

Advertisements