sugar-mill-bagasse-pneumatic-oil-free

เขียนโดย Paradorn Wannasung · Master’s in Marketing Communication · AERZEN Rental Thailand

ตามที่ AERZEN ออกแบบระบบลมอัดและ blower มาตั้งแต่ปี 1864 หนึ่งในกลุ่มอุตสาหกรรมที่ AERZEN มีประสบการณ์ลึกที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้คืออุตสาหกรรมน้ำตาล ซึ่งการขนส่งแบกาส (bagasse — กากอ้อยหลังการหีบ) ด้วยระบบ pneumatic conveying เป็นกระบวนการที่ต้องการ blower ที่เชื่อถือได้และมีอากาศสะอาดที่แท้จริง

แบกาสเป็นทั้งของเหลือจากกระบวนการหีบอ้อยและเชื้อเพลิงชีวมวลหลักสำหรับหม้อไอน้ำในโรงงานน้ำตาล การขนส่งแบกาสไปยังจุดต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ — ไม่ว่าจะเป็นห้องเก็บ, หม้อไอน้ำ, หรือ bagasse dryer — ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพพลังงานและความต่อเนื่องของการผลิต

บทความนี้อธิบายหลักการทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้อง ความท้าทายเฉพาะของแบกาส และเหตุผลที่ระบบ oil-free air เป็นตัวเลือกที่เหมาะกับ application นี้

คุณสมบัติของแบกาสที่กำหนดความต้องการระบบลม

แบกาสมีคุณสมบัติที่ท้าทายต่อการออกแบบ pneumatic conveying มากกว่าวัสดุทั่วไป:

1. Moisture content สูง แบกาสสดจากหม้อหีบมี moisture content 45–55% โดยน้ำหนัก (อ้างอิง: Hugot, E., Handbook of Cane Sugar Engineering, 3rd ed., Elsevier 1986) ซึ่งทำให้วัสดุมีน้ำหนักจำเพาะสูงและแนวโน้มที่จะจับตัวกันเป็นก้อน (plugging) ในท่อที่ออกแบบไม่เหมาะสม

2. Fibrous structure แบกาสมีเส้นใยยาวที่สามารถพันกันและอุดท่อได้ โดยเฉพาะที่บริเวณ elbow และ bend ซึ่งแนวทางมาตรฐานคือใช้ bend radius ไม่ต่ำกว่า 6D (6 เท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางท่อ) และหลีกเลี่ยง 90° elbow ที่แหลม

3. Bulk density ที่แปรปรวน Bulk density ของแบกาสอยู่ในช่วง 80–150 kg/m³ ขึ้นกับระดับ moisture และการบดอัด ความแปรปรวนนี้ต้องการให้ระบบลมสามารถปรับ flow ได้เพื่อรักษา air-to-material ratio ที่เหมาะสม

4. ความเสี่ยงจากไฟ แบกาสแห้งเป็นวัสดุที่ติดไฟได้ง่าย และฝุ่นแบกาสในอากาศสามารถก่อให้เกิด dust explosion ได้ตาม EN 13237:2003 (ซึ่งกำหนดนิยามและการจำแนกประเภทของ explosive atmosphere — EN 13237:2003) ระบบไฟฟ้าและเครื่องจักรในพื้นที่นี้ต้องผ่านการรับรอง ATEX

หลักการ Pneumatic Conveying สำหรับแบกาส

ระบบ pneumatic conveying มี 2 โหมดหลัก:

Dense Phase Conveying

• ความเร็วลมต่ำ (3–7 m/s) วัสดุเคลื่อนที่เป็นก้อน
• เหมาะกับวัสดุที่เปราะบางหรือต้องการลด particle degradation
• ไม่เหมาะกับแบกาสสดเนื่องจาก moisture content สูงทำให้เกิด plugging ง่าย

Dilute Phase Conveying

• ความเร็วลมสูง (18–35 m/s) วัสดุแขวนลอยในอากาศ
• เหมาะกับแบกาสเนื่องจากแรงลมพอที่จะป้องกัน plugging
• ต้องการ pressure drop สูงกว่า — ปกติ 0.3–0.8 bar ต่อ 100 เมตรของท่อ (ขึ้นกับ loading ratio และ material property)

สำหรับโรงงานน้ำตาลทั่วไปที่ต้องการขนแบกาสระยะทาง 50–200 เมตร dilute phase เป็นโหมดที่ใช้กันแพร่หลาย

การคำนวณ Air Requirement เบื้องต้น

Air-to-material ratio (AMR) ที่เหมาะสมสำหรับแบกาสอยู่ที่ประมาณ 3–6 kg air ต่อ 1 kg bagasse ขึ้นกับ moisture content และระยะทาง

สมการพื้นฐาน:

Q_air (m³/min) = [Bagasse throughput (kg/h) × AMR] / [60 × ρ_air (kg/m³)]

ที่ standard conditions (1 bar absolute, 20°C): ρ_air ≈ 1.2 kg/m³

ตัวอย่าง: โรงงานต้องการขนแบกาส 30 ตัน/ชั่วโมง (30,000 kg/h) ด้วย AMR = 4

Q_air = 30,000 × 4 / (60 × 1.2) = 120,000 / 72 = 1,667 m³/min
แปลงเป็น m³/h: 1,667 × 60 = 100,000 m³/h

นี่เป็นเพียงการประมาณเบื้องต้น — การออกแบบจริงต้องคำนวณ pressure drop ตาม pipeline layout และ terminal velocity ของวัสดุ ซึ่งต้องใช้ซอฟต์แวร์ simulation หรือประสบการณ์วิศวกร

ทำไมระบบ Oil-Free Air จึงเหมาะกับการขนส่งแบกาส

ในระบบ pneumatic conveying อากาศอัดเป็นตัวพาวัสดุโดยตรง — แบกาสที่ขนส่งสัมผัสกับอากาศนี้ตลอดเส้นทาง หากอากาศมีน้ำมันปนเปื้อน น้ำมันจะเคลือบพื้นผิวแบกาส ซึ่งก่อปัญหา 2 ประการ:

ปัญหาที่ 1: Contamination ของผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง แบกาสบางส่วนถูกใช้เป็น filter aid หรือผ่านกระบวนการที่ต้องการความสะอาด การปนเปื้อนน้ำมันทำให้แบกาสไม่เหมาะกับการใช้งานเหล่านั้น

ปัญหาที่ 2: Combustion efficiency ลดลง น้ำมันจากอากาศอัดที่ตกค้างบนแบกาสเปลี่ยนคุณสมบัติการเผาไหม้ และอาจก่อให้เกิด residue ในหม้อไอน้ำที่สะสมเป็นเวลานาน

มาตรฐาน ISO 8573-1:2010 (https://www.iso.org/standard/46591.html) กำหนดชั้นคุณภาพของอากาศอัดในส่วนของน้ำมัน สำหรับ pneumatic conveying ในกระบวนการที่ผลิตภัณฑ์จะนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในหม้อไอน้ำ Class 2 (≤ 0.1 mg/m³) มักถูกกำหนดเป็น minimum specification เพื่อป้องกัน contamination

ระบบ oil-free blower ของ AERZEN ส่งมอบอากาศที่ไม่มีน้ำมันโดย design ไม่ใช่โดยการกรอง — ซึ่งหมายความว่าไม่มีความเสี่ยงจาก filter bypass หรือ separator failure ที่สามารถเกิดขึ้นได้ในระบบ oil-flooded + multi-stage filtration

การเลือก AERZEN Product สำหรับ Bagasse Conveying

สำหรับ pneumatic conveying ของแบกาสที่ต้องการ flow สูงและ pressure ในช่วง 0.3–1.0 bar gauge:

BVS Series (Roots Blower — Positive Displacement)

• ประเภท: Roots blower, positive displacement
• เหมาะกับ flow range: 100–10,000 m³/h
• Pressure range: สูงสุดถึง 1.0 bar gauge สำหรับ single-stage
• จุดเด่น: โครงสร้างเรียบง่าย ง่ายต่อการ maintenance, oil-free โดย design

BVO Series (Delta Screw Blower)

• ประเภท: Rotary positive displacement (Delta Screw)
• เหมาะกับ flow range สูงขึ้น
• ประสิทธิภาพ isentropic ดีกว่า Roots blower ในช่วง pressure สูง
• เหมาะกับ application ที่ต้องการ energy efficiency สูง

สำหรับโรงงานน้ำตาลขนาดกลาง-ใหญ่ที่ต้องการ flexibility — เช่น ฤดูหีบที่ throughput สูงสุด vs นอกฤดูที่ต้องการบำรุงรักษา — การเช่า rental fleet ช่วยให้ปรับ capacity ได้โดยไม่ต้องลงทุน CAPEX ตลอดปี

ข้อพิจารณาด้าน ATEX และความปลอดภัย

พื้นที่ที่มีฝุ่นแบกาสอยู่ในอากาศถือเป็น dust explosive atmosphere ตาม ATEX Directive 2014/34/EU (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A32014L0034) ซึ่งกำหนดให้อุปกรณ์ที่ใช้ในพื้นที่ Zone 21 หรือ Zone 22 ต้องผ่านการรับรอง ATEX

สำหรับ blower ที่ติดตั้งนอกพื้นที่ hazardous zone (เช่น ในห้อง machine room ที่แยกออกมา) ข้อกำหนด ATEX อาจไม่นำมาใช้กับตัวเครื่อง แต่ระบบ electrical และ motor ต้องผ่านการตรวจสอบตาม site hazardous area classification

AERZEN มีประสบการณ์ส่งมอบ ATEX-rated equipment สำหรับ dust hazardous zone ติดต่อทีม application engineer เพื่อตรวจสอบความเหมาะสมกับ site classification ของคุณ

กรณีศึกษา: โรงงานน้ำตาลภาคอีสาน (Anonymized — TEACHING_SAMPLE)

โรงงานน้ำตาลแห่งหนึ่งในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทย ใช้ระบบ belt conveyor ในการขนแบกาสไปยังหม้อไอน้ำระยะทาง 120 เมตร ปัญหาคือ belt conveyor breakdown สูงในช่วงฤดูหีบที่ทำงาน 24 ชั่วโมง และการบำรุงรักษาทำได้ยากเนื่องจาก dust accumulation

โรงงานทดลองเปลี่ยนเป็น pneumatic conveying โดยใช้ BVS blower ที่เช่าจาก AERZEN (oil-free, Roots type) ขนาด 2,500 m³/h ที่ 0.7 bar gauge ผลที่ได้:

• ลด mechanical breakdown จาก belt conveyor ลงอย่างมีนัยสำคัญในช่วงฤดูหีบ
• ระบบ pneumatic ง่ายต่อการ integrate กับ existing pipe network
• การปนเปื้อนน้ำมันไม่พบในแบกาสที่ขนส่ง ซึ่ง verifiable ด้วยการทดสอบ ISO 8573-1

หมายเหตุ: ข้อมูลนี้เป็น TEACHING_SAMPLE สำหรับประกอบการเรียนรู้ ตัวเลขและรายละเอียดถูก anonymized

FAQ

Q1: ระบบ pneumatic conveying สำหรับแบกาสต้องการ pressure เท่าไร? โดยทั่วไป 0.3–0.8 bar gauge สำหรับระยะทาง 50–150 เมตรในโหมด dilute phase แต่ค่าจริงขึ้นกับ throughput, pipe diameter, จำนวน bend และ moisture content ของแบกาส ควรคำนวณ pressure drop ตาม pipeline layout จริงก่อนเลือก blower

Q2: Blower หรือ compressor เหมาะกับ bagasse conveying? สำหรับ pressure ต่ำกว่า 1 bar gauge Roots blower หรือ screw blower เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพสูงกว่า reciprocating compressor ในช่วง pressure นี้ สำหรับ pressure สูงกว่า 1.5 bar gauge ขึ้นไป screw compressor เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

Q3: ต้องใช้ air dryer ร่วมกับ blower สำหรับ bagasse conveying ไหม? สำหรับ dilute phase conveying ที่ใช้ไอเสียตรงไปยังท่อ อากาศอัดที่ออกจาก blower มี moisture content ตาม ambient conditions โรงงานน้ำตาลในไทยที่มีความชื้นสูงควร evaluate ว่า moisture ในอากาศอัดจะทำให้แบกาสชื้นเกินไปหรือไม่ ซึ่งกระทบ combustion efficiency

Q4: อายุใช้งานของท่อในระบบ pneumatic conveying สำหรับแบกาสเป็นอย่างไร? แบกาสมีความเป็น abrasive ต่ำกว่าวัสดุเช่น sand หรือ cement แต่ที่ความเร็วสูงยังสร้าง wear ได้ บริเวณ bend และ elbow มักสึกเร็วกว่าส่วนตรง การใช้ wear-resistant liner (เช่น basalt ceramic) ในบริเวณเหล่านี้ช่วยยืดอายุท่อได้

Q5: AERZEN rental ครอบคลุม startup commissioning ด้วยไหม? ทีม application engineer ของ AERZEN ให้การสนับสนุน commissioning และ startup ตรวจสอบรายละเอียดของ Subscription Plan ที่ครอบคลุม technical support ตลอดอายุสัญญา

ขอใบเสนอราคาและข้อมูลเชิงเทคนิค

สำหรับโครงการ pneumatic conveying แบกาสหรือการ evaluate ว่า oil-free blower เหมาะกับกระบวนการของคุณหรือไม่ ทีม application engineer ของ AERZEN Rental Thailand พร้อมให้การสนับสนุน

• โทรสายด่วน 24/7: 098-323-2626
• โทรออฟฟิศ: 038-015-488
• อีเมล: thai@aerzenrental.com
• เว็บไซต์: www.aerzenrentalth.com

Rent a solution. Expect performance.

เกี่ยวกับผู้เขียน

เขียนโดย Paradorn Wannasung · Master’s in Marketing Communication · AERZEN Rental Thailand

Paradorn Wannasung ทำงานด้านการตลาดและสื่อสารองค์กรให้กับ AERZEN Rental Thailand เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทด้าน Marketing Communication และมีความเชี่ยวชาญในการนำเสนอเนื้อหาทางวิศวกรรมให้กับกลุ่มวิศวกรกระบวนการและผู้บริหารโรงงานในภาคอุตสาหกรรมไทย

By Paradorn Wannasung · Master’s in Marketing Communication · AERZEN Rental Thailand