การจำลองทางคณิตศาสตร์ของสภาวะการไหลที่เหมาะสมเพื่อลดการเกิดตะกรันในอุตสาหกรรมนม
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ศึกษาแนวทางในการลดการเกิดตะกรันในช่องทางการไหลของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ซึ่งทำหน้าที่เพิ่มอุณหภูมิแก่น้ำนมดิบเบื้องต้นโดยพิจารณาการก่อตัวของตะกรันจากการเปลี่ยนแปลงของค่าความดันลดที่ได้ทำการทดลองในชุดทดสอบการเกิดตะกรันของน้ำนมขนาด 2 เมตร โดยศึกษาผลของอัตราการไหลที่เพิ่มขึ้นจาก 4,000 ลิตร/ชั่วโมง 9,000 ลิตร/ชั่วโมง และ 12,000 ลิตร/ชั่วโมง (ที่อุณหภูมิน้ำร้อน 80°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง) พบว่าความดันลด (Pressure Drop) มีค่าลดลงและความหนาของชั้นตะกรัน (จากการคำนวณ) มีค่าลดลงจาก1.42 เซนติเมตร ไปเป็น 0.53 เซนติเมตร และ 0.17 เซนติเมตร ตามลำดับ ทั้งนี้อาจเนื่องจากอัตราการไหลที่เพิ่มขึ้นทำให้โปรตีน ß-Lactoglobulin เกาะตัวบนพื้นผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้ยากขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนความร้อนเพิ่มขึ้นเป็นผลให้มีการใช้พลังงานลดน้อยลงและสามารถเพิ่มระยะเวลาในการผลิตมากยิ่งขึ้นนอกจากนี้งานวิจัยนี้ยังได้นำเสนอแบบจำลองในกระบวนการเพื่อเชื่อมโยงระหว่างความหนาของชั้นตะกรัน (จากการคำนวณ) และการลดลงของอัตราการแลกเปลี่ยนความร้อน โมเดลนี้ได้ถูกทดสอบโดยการเปรียบเทียบกับการผลิตจริงในโรงงาน พบว่าสามารถเชื่อมโยงกันได้ดีและสามารถนำมาใช้ประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของการปรับปรุงกระบวนการได้ โดยพบว่าการเพิ่มอัตราการไหลจาก 9,000 ลิตร/ชั่วโมง ไปเป็น 12,000 ลิตร/ชั่วโมง สามารถยืดวงจรการตัดล้างได้จากทุกๆ 8 ชั่วโมงไปเป็นทุกๆ 17 ชั่วโมง ทำให้สามารถประหยัดต้นทุนการผลิตได้เป็นอย่างมาก
Article Details
บทความที่ลงตีพิมพ์เป็นข้อคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้น
ผู้เขียนจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากบทความนั้น
References
[2] H. Burton, “Deposition from whole milk in heat treatment plant: A review and discussion,” Journal of Dairy Research, vol. 35, pp. 317–330, 1968.
[3] G. Bylund, Dairy Processing hand book, Process design considerations, Lund, Sweden, 1995.
[4] P. D. Jong. “Impact and control of fouling in milk processing,” Trends in Food Science & Technology, vol. 8, no. 12, pp. 401–405, December 1997.
[5] L. F. Moody, “Friction factors for pipe flow,” Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, vol. 66, no. 8, pp. 671–684, 1994.
[6] A. M. Hoffmann, P. F. M. Roefs, M. Verheul, J. J. M. van Mil, and K. G. De Kruif, “Aggregation of ß-lactoglobulin studied by in situ light scattering,” Journal of Dairy Research, vol. 63, no. 3, pp. 423–440, August 1996.
[7] J. Vissel and T. J. M. Jeurnink, “Fouling of heat exchanger in the dairy industry,” Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 14, no. 4, pp. 407–424, May 1997.