Agitator Scale Up 'Case-1'

EP-21 : Agitator Scale Up 'Case-1'
'High Speed Disperser Scale Up'

ก่อนจะมาดูงานจริงๆกัน, ผมอยากให้ท่านลืม ทฤษฏีการ Scale Up โดยใช้ Dimensional Analysis และ Similarity ไปก่อนนะครับ เพราะมันใช้ไม่ได้จริงๆสำหรับ Case นี้ แต่ไม่ต้องห่วงครับ Case ต่อไป ผมจะทำให้มันใช้ได้ (บ้าง), ซึ่งเราจะทำการ Scale Up โดยอ้อมกัน มาดูกันครับว่าใช้หลักการอะไรในการ Scale Up - Agitator ชนิด High Speed Disperser ที่ใช้ใบกวนประเภท Saw Disc Impellers ได้บ้าง, สำหรับบทความนี้จะเป็นลักษณะการ ถาม-ตอบ-วิเคราะห์ นะครับ, บางคำถาม/คำตอบ อาจจะดูกวนๆ แต่ไม่มีเจตนานะครับ แค่อยากเอาชีวิตจริงมาแชร์กัน ต้องบอกไว้ก่อนว่า ไม่สวยงามอย่างในกระดาษแน่นอนครับ ต้องขออภัยล่วงหน้า

จากรูปจะเป็นงานในการผลิต Enamel Paint ซึ่งเราจะทำการตัดกระบวนการบดสีออกไปเพราะไม่เกี่ยวกับ Mixing และ จะเอามาเฉพาะกระบวนการ Letdown และ Tinting เท่านั้น โดยที่

รูปบนซ้าย :
เครื่องสำหรับห้องแล็ปใช้ผสมขนาด 1GL / 5GL / 20GL เพื่อปรับสูตร และหรือ ทำสูตรใหม่

รูปซ้ายกลาง :
ใบกวนขนาดต่างๆที่ใช้ในห้องแล็ป ขนาดตั้งแต่ 50mm-120mm

รูปล่างซ้าย :
เครื่อง High Speed Disperser สำหรับ Mobile Tank 1,000-1,200L

รูปที่เหลือทั้งหมด :
เครื่อง High Speed Disperser สำหรับ Fixed Tank 5,000L

ถาม : ทำแล็ปกันยังไง
ตอบ : ก็จับใบใส่เลยครับ อย่าให้ใบใหญ่กว่ากระป๋องเป็นอันพอ เช่น ใบ 80/1GL, ใบ 100/5GL, ใบ 120/5GL เป็นต้นครับ, ใบ Saw Disc พวกนี้ใช้ Z = 6-10 แล้วแต่ว่าจะให้ใครทำซึ่งก็เอาจริงๆคือ กะเอาว่าดูพอดีๆ แต่ตรงนี้ไม่เป็นไรครับ ถือว่าเป็น Model ต้นแบบอย่าไปซีเรียส ดูผลเป็นหลักดีกว่า

ถาม : ความเร็วรอบในแล็ป
ตอบ : ก็ใช้เต็มที่เลยครับ มอเตอร์ 2Pole ที่ 3,000 RPM แล้วก็ปั่นจนกว่าจะได้ผลตามต้องการ, มอเตอร์ก็ 1-3 แรงม้า แล้วแต่ให้ใครผลิต, ที่สำคัญไม่มีการวัดกระแสใช้งานครับ ลุยเลยเต็มที่

ถาม : แล้วขนาด 1,000L ทำกันยังไง
ตอบ : ก็ใช้เครื่องที่มีขนาดมอเตอร์ 20-30 แรงม้า ความเร็วรอบ Max. 1500 RPM, ปั่นไปเลยเพราะเดี๋ยวมันก็จะเข้ากันเองตามสูตรที่แล็ปให้มา

ถาม : ขนาดใหญ่กว่า 1,000L ลิตร ทำกันยังไง
ตอบ : นั่นแหละครับ เริ่มมีปัญหาแล้ว เพราะมันเริ่มไม่ได้, การ Letdown ใช้เวลานานมาก, การแต่งเฉดสีมีปัญหาเพราะขอบๆถังไม่ขยับ

วิเคราะห์-1 :

ปัญหาที่ไม่สามารถ Scale Up-Saw Disc Impeller ได้โดยทฤษฏี ก็มาจาก 3-4 สาเหตุครับ คือ

(1). จำนวน Z ของใบที่ไม่ได้เท่ากัน ใบขนาดเล็กมี Z เฉพาะของมัน และ ใบขนาดใหญ่ขึ้นก็มี Z เฉพาะของมันเช่นกัน
(2). ไม่มีการบันทึก Specific Power ที่ใช้งานทำให้สัดส่วนพลังงานในแล็ปและถังขนาด 1,000L ใช้ Specific Power เกินความเป็นจริง
(3). เราไม่เคยสนใจใน Maximum Shear Rate ที่ระบบได้รับ และ
(4). คือ ผู้ที่ทำแล็ปไม่ยอมปรับเปลี่ยนกระบวนการให้ใกล้เคียงกับ Batch Production

วิเคราะห์-2 :

เราจะมีวิธีแก้ไขเรื่องดังกล่าวอย่างไร เมื่อต้องการ Scale Up งาน Disperser

(1). ต้องคำนวณ Mixing Time และ กำหนดให้ชัดเจน ว่า Batch ขนาดเท่าไหร่มี Mixing Time เท่าไหร่
(2). ต้องบันทึก Specific Power และ นำ Specific Power ไปใช้ในการ Scale Up
(3). ต้องคำนวณ Maximum Shear Rate ในแต่ละ Batch ให้ใกล้เคียงกันที่สุด
(4). ต้องปรับแล็ปให้ใช้ Specific Power และ Maximum Shear Rate ในปริมาณที่เหมาะสมให้ Product เอื้อมถึง
(5). ต้องออกแบบ Agitator ให้จัดการ Dead Zone of Mixing ซึ่งมีแน่นอนใน Batch ขนาด 2,000L ขึ้นไป

มุมมอง 'MISCIBLE'

มุมมองของผมต่อการ Scale Up - Disperser, คือ ใช้ประสบการณ์ 80% ซึ่งต้องผ่านมาเยอะและเห็นมาเยอะจริงๆนะครับถึงจะทำการ Scale Up Disersper ได้แบบไม่เสียหาย, การใช้ Dimensional Analysis และ Similarity จะทำให้งานคุณพัง และ เก็บเงินไม่ได้, ส่วนอีก 20% ผมใช้หลักการ Scale Up ของ Maximum Shear Rate ในระบบครับ พร้อมกับต้องแก้ไข Dead Zone of Mixing ขอบ/ก้น ถังให้ได้, มุมมองด้าน Mechanic ต่อ Disperser นี่ก็สำคัญมากครับ เพราะใบกวน Saw Disc ใช้ Tip Speed สูง, การออกแบบเพลา, การเลือกลูกปืน, การกำหนดระยะ Housing Bearing ฯลฯ พวกนี้สำคัญหมดครับ ไม่ใช่จบกันแค่ใบกวนเท่าไหร่

Cr. สถาพร เลี้ยงศิริกูล
Tel : 091.7400.555
Line : sataporn.miscible
Miscible Technology Co.,Ltd.