หนังสือฉบับนี้ให้ไว้เพื่อรับรองว่า บริษัท ยูโรเบสท์ เทคโนโลยี จำกัด ได้ขายเครื่องทำผงแห้งแบบฝอย Spray dryer ขนาด30ลิตรต่อชั่วโมง ให้กับทางศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ และได้มีการตรวจรับพัสดุเป็นที่เรียบร้อยแล้ว
พื้นที่ผิวสัมผัสกับการระเหย
พื้นที่ผิว Surface area มีสัมพันธ์ผันตรงกับความสามารถในการระเหย Evaporation
อธิบายให้เห็นภาพเข้าใจง่าย ตัวอย่างปริมาณน้ำที่เท่ากันวางในแก้วที่อุณหภูมิเท่ากัน
เปรียบเทียบกับการเทน้ำลงบนพื้น น้ำในแก้วใช้เวลาหลายวันกว่าจะระเหยหมด แต่หากเทน้ำลงพื้น
น้ำจะระเหยในอากาศภายในไม่กี่ชั่วโมง ยิ่งเทลงเป็นบริเวณกว้างยิ่งระเหยได้เร็ว
ทำไมน้ำถึงระเหยได้เร็วขึ้นเมื่อเทน้ำลงพื้น?
การเทน้ำทำให้พื้นที่หน้าสัมผัสกับอากาศ สัมผัสกับความร้อน ใหญ่มากขึ้น
พื้นที่ที่มากขึ้นจะทำให้โมเลกุลของน้ำได้รับพลังงานได้มากขึ้น
การได้รับพลังงานของโมเลกุลที่มากพอจะทำให้โมเลกุลเอาชนะแรงยึดเหี่ยวจากกัน
เมื่อโมเลกุลน้ำหลุดจากการยึดเหนี่ยวทำให้เปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นแก๊ส
หลักการเพิ่มพื้นผิวสัมผัสเพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพในการระเหย ถูกนำมาสร้างเป็นเครื่องจักรในหลากหลายการใช้งาน
ในเครื่องสเปรย์ดราย Spray dryer ใช้การฉีดพ่นของเหลวให้การเป็นละอองฝอยเล็กๆ เพื่อเพิ่มหน้าสัมผัสกับลมร้อน
ในเครื่องระเหยฟิล์มบาง Falling film evaporator ของเหลวจะไหลผ่านท่อหรือแผ่นโลหะจำนวนมาก ทำให้ของเหลว
ได้รับความร้อนผ่านผิวโลหะเกิดการไหลเป็นฟิล์มบาง ทำให้สามารถระเหยได้มากขึ้นโดยไม่เพิ่มพลังงานความร้อน
หากใช้การให้ความร้อนแบบถังต้ม Boiling tank แบบเดิม ต้องใช้พลังงงานความร้อนสูงกว่าหลายเท่า
พลังงงานความร้อนที่มาก หมายถึงต้นทุนเชื้อเพลิงที่มาก
ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ต้นทุนการผลิตเป็นปัจจัยสำคัญต่อธุรกิจที่จะบอกว่าธุรกิจจะไปต่อได้หรือไม่
การเพิ่มพื้นที่ผิวด้วยการสเปรย์นั้น นอกจากเครื่องสเปรย์ดรายยังมีการนำการสเปรย์มาใช้อีกหลากหลายฟังชั่น
ใช้งานเครื่องสเปรย์ดรายมีมากกว่าการปรับอุณหภูมิ
แน่นอนการตั้งค่าเครื่องสเปรย์ดรายอุณหภูมิเป็นเรื่องแรกที่ต้องคำนึงถึง
หากเลือกอุณหภูมิไม่เหมาะสมอาจทำให้ผงไม่แห้ง หรือทำให้ผงไหม้
ในหลายครั้งที่เกิดเหตุการณืที่ตั้งค่าอุณหภูมิเท่ากัน แต่ป้อนเข้าเครื่องสเปรย์ดรายคนละเครื่อง
แต่กลับไม่ได้ผลลัพธ์จากการสเปรย์ดรายที่เหมือนกัน
ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น?
ต้องเข้าใจก่อนว่าอุณหภูมิที่วัดได้จากตัวเครื่องคืออุณหภูมิของจุดๆหนึ่งในตัวเครื่อง
ไม่ใช่อุณหภูมิความร้อนที่วัตถุดิบได้รับ หรือพูดอีกนัยนึงคือไม่ใช่ปริมาณความร้อนที่วัตถุดิบได้รับ
ส่วนอื่นที่เป็นปัจจัยนอกจากองค์ประกอบทางกายภาพของตัวเครื่อง
ยังมีอีกหลายปัจจัย เช่น หัวฉีดพ่นฝอย ปั๊มป้อนของเหลว ปริมาณการป้อน ปริมาณลมร้อน ความเร็วลม
การฉีดพ่นฝอยละอองที่มีขนาดอนุภาคที่แตกต่างกัน ส่งผลต่อการสเปรย์ดรายที่แตกต่าง
การป้อนของเหลวที่มากเกินไปทำให้ผงไม่แห้ง หรือน้อยเกินอาจไม่ได้เป็นลักษณะผงที่ดี
ปริมาณลมร้อนที่แตกต่างจะทำให้การระเหยแห้งสเปรย์ดรายแตกต่าง แม้ว่าจะเป็นอุณหภูมิที่เท่ากัน
หากสแกนความร้อนภายในตัวเครื่องสเปรย์ดรายเราจะเห็นได้ว่าจุดต่างๆของเครื่องสเปรย์ดรายนั้น
มีอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ไม่ได้มีอุณหภูมิที่เท่ากันเป็นระนาบเดียวกันหมด
เราต้องควบคุมพลังงานความร้อนที่ของเหลวละอองได้รับที่พอเหมาะ
แต่ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันยังไม่มีเซ็นเซอร์ที่ทำให้สามารถควบคุมเครื่องจักรควบคุมส่วนนี้ได้
ดังนั้นนอกจากอุณหภูมิแล้วเราต้องควบคุมปริมาณของลมร้อนให้ได้ค่าที่เหมาะสมด้วย
ความท้าทายในการสร้างเครื่องสเปรย์ดรายขนาดเล็ก
เครื่องสเปรย์ดรายขนาดเล็กในระดับแล็ปทดลอง มีความจำเป็นต่องานวิจัยหลายส่วน
วัตถุดิบบางชนิดเป็นของหายาก หรือมีราคาสูง หรือผลิตได้ยาก
เพราะฉะนั้น การที่จะนำวัตถุดิบมาสเปรย์ดรายจำเป็นต้องใช้เครื่องสเปรย์ดรายขนาดเล็กมาก
หากนำวัตถุดิบป้อนเข้าเครื่องในปริมาณที่ไม่เหมาะสมกับขนาดเครื่องสเปรย์ดราย
จะทำให้ผงแห้งจากการทำให้แห้งด้วยสเปรย์ดรายไม่ได้ผลลัพธ์ที่ดี
การออกแบบเครื่องเครื่องสเปรย์ดรายขนาดเล็กขนาดเล็กนั้นมีความยากอยู่หลายส่วน
อันดับแรก การพ่นฝอยปริมาณน้อยมาก น้อยกว่า1ลิตรต่อชั่วโมง
หัวฉีดแรงดันต้องใช้ปั๊มน้ำแรงดันปั๊มน้ำผ่านหัวฉีด หากวัตถุดิบเหลวน้อยเกินจะไม่สามารถปั๊มออกไปได้
จึงต้องหาวิธีอื่นในการทำให้ของเหลวสามารถพ่นละอองฝอยได้
อันดับที่สอง ขนาดถังอบแห้งที่เล็กทำให้ละอองของเหลวจะถูกพ่นไปติดกับผิวถังด้านใน
หากของเหลวไปเกาะตามขอบถังอบจะทำให้การสเปรย์ไม่ออกมาเป็นผงแห้งที่ดี
อีกทั้งการไปติดอยู่ในขอบถังอบแห้งนานจะทำให้วัตถุดิบสัมผัสกับความร้อนนานเกินไปจนอาจเสียได้
ขณะเดียวกันก็ไม่สามารถทำให้ตัวถังใหญ่เกินไปได้เพราะจะทำให้ความร้อนไม่ทั่วถึง
สเปรย์ดราย Spraydry คืออะไร?
สเปรย์ดราย Spraydry คืออะไร?
สเปรย์ SPRAY คือการพ่นฝอยของเหลว เหมือนกับสเปรย์ของสีกระป๋อง หรือสเปรย์ฉีดผม
การพ่นฝอยของเหลวผ่านรูเล็กๆด้วยแรงดันที่เหมาะสม ทำให้ของเหลวเป็นละอองเล็กๆ
การพ่นฝอยทำให้พื้นที่หน้าสัมผัสของเหลวมากขึ้น และอนุภาคของเหลวมีขนาดที่เล็กลงมหาศาล
ดราย DRY แปลตรงตัวคือแห้ง DRYER คือเครื่องอบแห้ง การอบแห้งประกอบด้วยความร้อนและอากาศ
นำพาของเหลว และความชื้น ออกจากวัตถุดิบของที่นำมาอบแห้ง
เหมือนกับการเป่าผมเปียกๆให้แห้ง
สเปรย์ดราย SPRAYDRY รวมกันเป็นการพ่นของเหลวเป็นละอองฝอยเล็ก และทำให้แห้งด้วยลมร้อน
ทำไมต้องสเปรย์ก่อนทำให้แห้ง?
ของเหลวที่ทำให้แห้งด้วย ตู้อบ หรือ กระทะ จะแห้งเป็นก้อน หรือชิ้น ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและภาชนะที่ใส่ เหมือนผลไม้กวน
การสเปรย์ก่อนการอบแห้งจะทำให้วัตถุดิบที่ได้แปรสภาพเป็นผงแห้งละเอียด
การทำผงแห้งละเอียดเหมาะสำหรับของเหลวที่มีความหนืดต่ำ ไหลตัวได้ง่าย ไม่งั้นจะไม่สามารถพ่นสเปรย์เป็นละอองได้
ของเหลวที่สเปรย์ได้ เช่น นม น้ำขิง น้ำสมุนไพร น้ำกาแฟ น้ำชา น้ำถังเช่า ยาเหลว
การเเปรรูปเป็นผงทำให้ความชื้นต่ำ ทำให้อายุเก็บได้นานขึ้น ทำให้มีความเข้มข้นมากขึ้น ทำให้เพิ่มทางเลือกให้แก่ผู้บริโภค
