วันอังคารที่ 7 กรกฎาคม พ.ศ. 2558

น้ำปราศจากแร่ธาตุมากจากไหน? (Demineralized Water)

By P'Jeerawat



น้ำ DMW คือ น้ำที่ผ่านขบวนการขจัดอิออนของสารละลายทั้งหมด ทำให้ได้น้ำบริสุทธิ์ที่ปราศจากเกลือแร่ ไม่มีสารใดๆหลงเหลืออยู่ในน้ำอีก มีเพียงแต่โมเลกุลของน้ำบริสุทฺธิ์ล้วนๆ หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า น้ำ ดีมีน (Demineral  Water) ไม่เหมาะสำหรับการดื่ม แต่มีประโยชน์อย่างมากในการทำยา เภสัชกรรม เครื่องสำอาง อุตสาหกรรมเครื่องมืออิเล็กโทรนิกส์ กระบวนการผลิตอาหาร กิจการเสริมความงาม ฯลฯ
x
การผลิตน้ำ DMW คือการกรองอิออนออกจากน้ำ โดยใช้เรซิน (Resin) เป็นตัวกรอง จึงต้องทำความเข้าใจกับเรซิ่น ที่ใช้ในขบวนการกรองแบบนี้ เรซิ่นที่ใช้กันอยู่มี 3 ชนิดได้แก่

แคทอิออนเรซิ่น (Cation Resin) เป็นเรซิ่นที่มีอิออนบวก (ประจุ+) เกาะอยู่บนพื้นผิวของเม็ด เรซิ่น เช่น H+ ใช้ดักจับ อิออน + ของสารละลายที่อยู่ในน้ำ

แอนอิออนเรซิ่น (Anion Resin) เป็นเรซิ่นที่มีอิออนลบ (ประจุ-) เกาะอยู่บนพื้นผิวของเม็ดเรซิ่น เช่น OH- ใช้ดักจับ อิออน – ของสารละลายที่อยู่ในน้ำ

มิกซ์เบดเรซิ่น (Mixed Bed Resin) เป็น แคทอิออนเรซิ่น ผสมกับ แอนอิออนเรซิ่น ใช้ดักจับทั้ง อิออน + และ – ที่หลงเหลือจากการกรองผ่านขบวนการกรองประจุ+ และ – ในขั้นต้น


การทำงานของเรซิ่น

  รูปที่1 เป็นรูปตัวอย่าแสดง แคทอิออนเรซิ่น และ แอนอิออนเรซิ่น ที่มีประจุ หรือ อิออน เกาะติดอยู่ที่เม็ดของเรซิ่น แคทอิออนเรซิ่นจะมีประจุ + ,แอนอิออนเรซิ่นจะมีประจุ – ประจุที่เกาะติดอยู่นี้จะเกาะติดอยู่แบบหลวมๆ พร้อมที่จะถูกแทนที่ด้วยประจุที่แข็งแรงกว่า



 รูปที่ 2 ปล่อยน้ำให้เข้าในระบบการกรอง ในน้ำประกอบด้วยสารละลายหลายชนิด ในที่นี้ยกตัวอย่าง เพียง 6 ตัวตามรูป สารละลายในน้ำจะแตกตัวเป็น อิออน ที่มีประจุ – และ + รวมกันอยู่



 รูปที่ 3 เมื่อน้ำเข้ากระทบเม็ดแคทอิออนเรซิ่น ซึ่งมีประจุ H+ เกาะอยู่ จะถูกอิออนของสารละลายในน้ำที่มีประจุเดียวกัน(+)ออกแรงผลักอิออน H+



 รูปที่ 4 อิออน + ของสารละลายในน้ำที่มีความแข็งแรงกว่าจะเข้าแทนที่ อิออน H+ ผลัก H+ ให้ตกหล่นอยู่ในน้ำ ดังนั้นน้ำที่ผ่านการกรองด้วย แคทอิออนเรซิ่น จะเหลือเพียงอิออน – ของสารละลายในน้ำ กับอิออน H+



รูปที่ 5 น้ำจะไหลผ่านขั้นตอนการกรองด้วยแอนอิออนเรซิ่น เมื่อน้ำเข้ากระทบเม็ดแอนอิออนเรซิ่น ซึ่งมีประจุ OH-เกาะอยู่ จะถูกอิออนของสารละลายในน้ำที่มีประจุเดียวกัน(-)ออกแรงผลักอิออน OH-



รูปที่ 6 อิออน - ของสารละลายในน้ำที่มีความแข็งแรงกว่าจะเข้าแทนที่ อิออน OH- ผลัก OH- ให้ตกหล่นอยู่ในน้ำ ดังนั้นน้ำที่ผ่านการกรองด้วย แอนอิออนเรซิ่น จะไม่เหลืออิออนใดๆของสารละลายในน้ำ จะเหลือเพียง H+ และ OH- ในน้ำเท่านั้น ต่อไปต้องทำความเข้าใจว่าน้ำบริสุทธิ์ที่เขียนเป็นสูตรทางเคมีว่า H2O คือน้ำประกอบด้วย H (Hydrogen) 2 ตัว และ O (Oxygen) 1 ตัว



จากรูปที่ 7 เมื่อน้ำผ่านการกรองด้วย Cation Resin และ Anion Resin แล้วจะเหลือแต่น้ำบริสุทธิ์รวมกับอิออน H+ และ OH- ที่มีประจุแตกต่างกันในน้ำ ประจุที่แตกต่างกันจะออกแรงดูดกันเพื่อทำให้เกิดความสมดุล ดังนั้น H+ กับ OH- จึงเข้ารวมกัน เกิดเป็นโมเลกุลนองน้ำบริสุทธิ์ น้ำที่ได้จากการผ่านการกรองนี้ จึงเป็นน้ำบริสุทธิ์แท้จริง ไม่มีเกลือแร่หรืออิออนใดๆหลงเหลืออยู่เลย

การทดสอบคุณภาพของน้ำปราศจากไอออนสามารถทำได้โดยการวัดค่าความต้านทานหรือค่าความจุไฟฟ้าเพราะน้ำปราศจากไอออนที่บริสุทธิ์จะมีค่าการนำไฟฟ้า (Electrical Conductivity) ประมาณ 0.056 microseimens และค่าความต้านทานไฟฟ้า ประมาณ 18.2 megohm/cm


รูปแบบต่างๆของการผลิตน้ำ DMW



 รูปที่ 8 เป็นรูปพื้นฐานการกรอง อิออน เพื้อผลิตน้ำ DMW



รูปที่ 9 การกรองอิออน จากขั้นตอนที่ 1 ผ่านขั้นตอนที่ 2 อาจมีอิออน ประจุ - + หลงเหลืออยู่ อาจเพิ่มเติมขั้นตอนที่ 3 คือใช้ Mixed Bed Resin ซึ่งเป็นเรซิ่นที่มีส่วนผสมของ Cation Resin และ Anion Resin อยู่ด้วยกัน เพื่อดักจับ อิออน + และ – ที่หลุดรอดมาจากขั้นตอนก่อนหน้า



 รูปที่ 9-1 ในบางกรณีจะพบการกรอง อิออน โดยผ่านขั้นตอนเดียวคือใช้ Mixed Bed Resin ก็ได้ แต่ต้องเลือกประเภท Resin ที่มีประสิทธิภาพดี และราคาค่อนข้างแพง



รูปที่ 10 อย่างไรก็ตามการกรองทั้งหมดที่ผ่านมา แม้นจะกรองอิออนได้หมดสิ้นแต่ไม่อาจกรองจุลินทรีย์ แบคทีเรียต่างๆที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำได้ และจุลินทรีย์เหล่านี้มีความสามารถในการเกาะยึดติดอยู่บนเม็ดเรซิ่น ทำให้เกิดการสะสมทำลายเรซิ่นให้เสื่อมคุณภาพได้อย่างรวดเร็ว จึงนำมาใช้ร่วมกับการกรองในแบบอื่นๆ เช่นตัวอย่าง รูปที่ 10 ให้ผ่านระบบการเตรียมน้ำ (Water Pretreatment) โดยใช้กรอง PP 5 ไมครอนกรองตะกอนในชั้นแรก แล้วจึงผ่านกรองเซรามิดเพื่อสกัดกั้นจุลินทรีย์แบคทีเรีย แล้วกรองผ่านคาร์บอน เพื่อดูดซับสารพิษ คลอรีน กลิ่น สี ออกจากน้ำ ก่อนผ่านเข้าสู่ขบวนการ DMW



รูปที่ 11 เป็นระบบกรองที่เรียกกันทั่วไปว่า RO/DMW เป็นขบวนการผลิตที่ให้คุณภาพน้ำ DMW ที่ดีมากระบบหนึ่ง จากการเตรียมน้ำด้วยระบบ RO จึงได้น้ำที่เกือบจะบริสุทธิ์ 100% มีสารละลายหลงเหลืออยู่น้อยมาก และไม่มีจุลินทรีย์ใดๆหลงเหลืออยู่ เมื่อผ่านเข้าระบบกรอง DMW ทำให้เรซิ่นดักจับ อิออนประจุต่างๆได้ง่าย เรซิ่นมีอายุการใช้งานได้ยาวนาน

29 ความคิดเห็น:

  1. ความคิดเห็นนี้ถูกผู้เขียนลบ

    ตอบลบ
  2. เป็นการทบทวนไปในตัว หลังจากลืมหมดแล้ว ขอบคุณครับ แต่สงสัยจะจำได้คร่าวๆๆไม่นานคงลืม ต้องดูบ่อยๆทบทวนบ่อยๆมั้ง

    ตอบลบ
  3. มีประโยชน์มากครับ ได้ทบทวนความรู้เพราะลืมหมดเเล้ว

    ตอบลบ
  4. คนทางฝุ่น12 กรกฎาคม 2558 23:12

    อ่านแล้วทำให้คิดถึงที่SPXเลย ต้องไปค่อยดูว่า กรองเครื่องตันไหม น้ำโอเคหรือเปล่า ใครจะเป็นคนทำความสะอาด ลุ้นดี555 แต่ที่นี่ ไม่ต้องลุ้น มาเต็มๆเลย มีคนส่งมาให้

    ตอบลบ
  5. -SPX Plant เป็นตัวอย่างที่ดีซึ่งมีทั้ง ที่เป็น Rasin เเละ เป็นเเบบ Membrane เเต่หลักการคร่าวๆก็จะคล้ายกัน plant เราต้องการน้ำที่บริสุทธิ์เเละจำเป็นต้องผ่านการกรองด้วยระบบนี้ครับ

    ตอบลบ
  6. ขอขอบคุณพี่อี้ดที่นำข้อมูลดีๆมานำเสนอให้น้องๆได้อ่านกัน.......เพราะเป็นการดี....ที่ได้ทบทวนความรู้ที่มีมาเนิ่นนาน
    ที่SPX Plant มีครบทุกขั้นตอนเลยย ต้องเก็บตัวอย่างมาเช็คค่ากันเป็นประจำ

    ตอบลบ
  7. จำได้ว่าที่ SPX มีระบบ EDI ด้วยเเต่จำการทำงานไม่ได้เเล้วว่าทำงานยังไง (คำว่า EDI ย่อมาจาก Electro De-Ionization เป็นขบวนการที่ผลิตน้ำบริสุทธิ์ด้วยการใช้ระบบ DI(De-Ionization)ร่วมกับระบบไฟฟ้า โดยสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องไม่จำเป็นต้องล้างคืนรูป สารกรองด้วย กรด-ด่าง อีกต่อไป)

    ตอบลบ
  8. ขอบคุณสำหรับข้อมูลครับ เป็นความรู้ที่ดีมากๆครับ สามารถรู้ถึงองค์ประกอบที่ถูกแยกออกมาจากน้ำ และองค์ประกอบต่างๆ

    ตอบลบ
  9. โอ๊ด กะ บี22 กรกฎาคม 2558 09:56

    เคยแต่ใช้อย่างเดียว.........โอ้โห้หลายขั้นตอนจริงๆ

    ตอบลบ
  10. น้ำ DMW สามารถดื่มได้ครับแต่ไม่นิยมดื่มเพราะไม่มีประโยชน์ต่อร่างกาย

    ตอบลบ
  11. พออ่านแล้วคิดถึงแพลนเก่า (SPX) เลยครับที่ทำน้ำ DWM ผ่านกระบวนการหลายๆอย่างกว่าจะเป็น DMW ให้เราได้ใช้กัน ๐-__-๐

    ตอบลบ
  12. เมื่อเรารู้ว่ามันมีขั้นตอนหลายอย่างเราก็ควรใช้น้ำอย่างประหยัด

    ตอบลบ
  13. อาร์ท_พชร26 กรกฎาคม 2558 18:41

    ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีๆนะครับ น้ำที่เหมาะกับแพล้นเราต้องน้ำสะอาดแบบนี้แหละครับ

    ตอบลบ
  14. ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีๆนะครับ ต้นทุนการผลิตของน้ำ DMW สูงเราต้องช่วยกันประหยัดนะครับเช่นเวลาล้างพื้นเราควรใช้น้ำ Eb11 มากกว่าครับเพราะต้นทุนการผลิตต่ำกว่า

    ตอบลบ
  15. ผมเคยเอาไปใส่หม้อน้ำรถ...ผลออกมาหม้อน้ำรั่วไว..ผมคิดว่าน้ำบริสุทธิ์คงไม่มีผลกับเหล็ก

    ตอบลบ
  16. น้ำมีน้อยใช้สอยประหยัดนะครับ รัฐบาลกำลังรณรงค์อยู่

    ตอบลบ
  17. มิตรเฮดเดอร์ไฮเปอร์เรดซิ่ง31 กรกฎาคม 2558 02:04

    ควรเลือกใช้น้ำให้ถูกกับ ความจำเป็นที่ใช้ หากเกี่ยวกับ H2O2 ให้ใช้ DMW หากใช้ล้างพื้นทำความสะอาดต่าง ให้ใช้ EB11 นะครับ ขบวนการผลิต กับต้นทุนมันต่างกัน

    ตอบลบ
  18. อ่านแล้วได้ความรู้เพิ่มขึ้นและจะนำความรู้ที่ได้จากการข้อความ ไปสอนรุ่นน้องต่อไป

    ตอบลบ
  19. หลังจากอ่านบทความนี้ทำให้เข้าใจวัฎจักรของน้ำดีมีนเพิ่มขึ้นครับต่อไปจะใช้น้ำดีมีนทำอะไรใน Plant ต้องคิดให้ดีๆครับผม

    ตอบลบ
  20. rasin เมื่อใช้ไปสักระยะความสามารถของการจับประจุจะลดลงทำให่ค่า conduct เพิ่มขึ้นดังนั้นต้องมีการ regenerate โดยใช้ NaOH และ H2SO4 เป็นตัวล้าง โดยล้างแยกกัน แต่จำไม่ได้แล้วว่า NaOH ไปล้าง bed ไหน H2SO4 ไปล้าง bed ไหนใครจำได้ช่วยบอกทีครับ

    ตอบลบ
  21. ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีๆคับ

    ตอบลบ
  22. กว่าจะมาเป็น DMW นี่ผ่านกระบวนการมากมายหลายอย่าง ขอบคุณสำหรับข้อมูลดี ๆ นะครับ

    ตอบลบ
  23. ฝ้าย นะครับ20 สิงหาคม 2558 08:16

    มีการตรวจสอบสเป็คหรือค่าต่างๆของ DMW บางมั้ยครับเพราะว่าทุกวันนี้ที่เราใช้น้ำกันไม่ว่าจะมา Dilute หรือ นำมาผลิต H2O2 เราจะทราบแค่ค่า Con เท่านั้น

    ตอบลบ
  24. ประกิจ แห่งมหานครบ้านฉาง10 กันยายน 2558 18:12

    ขอบคุณบทความดีๆด้วยครับ ทำให้ได้รู้ว่าน้ำดีมินที่เราใช้นี่มันมีที่มาจากอะไรมีกระบวนการทำเช่นไร ครับ

    ตอบลบ
  25. ขอบคุณข้อมูล ที่นำเผยแพร่ครับ

    ตอบลบ
  26. น้ำ DMW มีประโยนช์ต่อวงการอุตสาหกรรมเป็นอย่างมากและต้องใช้เทคโนโยยี่ในการผลิตทำให้มีราคาสูงต่อหน่วยดังนั้นควรใช้ให้ถูกวิธีและคุ้มค้าที่สุดครับ

    ตอบลบ
  27. ขอบคุณสำหรับความรู้ที่นำมาให้อ่านครับ

    ตอบลบ
  28. ขอบคุณที่ให้ความรู้ถึงวิธีการที่มาของน้ำที่เราใช้ในขบวนการผลิตของเรา ซึ่งมีความจำเป็นมากๆ กลับการผลิตของเราครับ

    ตอบลบ
  29. DMW Water มันก็คือเอาสารมนทินในน้ำออกนั้นเเหล่ะง่ายๆนะตามทฤษฏี เเต่วิธีการก็มีหลายเเบบ

    ตอบลบ