การกระจายตัวในวิศวกรรมกระบวนการ

การกระจายตัว (Dispersion) คือการทำให้เกิดของผสมแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันจากสารอย่างน้อยสองชนิดที่แทบไม่ละลายเข้าหากันหรือไม่ทำปฏิกิริยาเคมีต่อกัน โดยสารชนิดหนึ่งซึ่งเรียกว่าเฟสกระจาย (Disperse Phase) จะถูกกระจายให้ละเอียดที่สุดในสารอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าตัวกลางการกระจายหรือเฟสต่อเนื่อง (Continuous Phase)

สิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการกระจายตัว

ที่ผิวสัมผัสระหว่างสองเฟสจะเกิดแรงตึงระหว่างผิว (Interfacial Tension) ซึ่งพยายามลดพื้นที่ผิวสัมผัสให้เล็กที่สุด และขัดขวางการเกิด ดิสเพอร์ชัน (Dispersion) การกระจายตัวจะเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัสของแต่ละเฟสเพื่อสร้างสมดุล กล่าวคือ เป็นการลดขนาดหยดของเหลวและอนุภาคของแข็งอย่างรุนแรงและฉับพลัน จากนั้นอิมัลซิไฟเออร์และสารเพิ่มความคงตัวจะทำให้ดิสเพอร์ชันคงตัวได้นาน

อิมัลชันและสารแขวนลอย

ในอุตสาหกรรม การกระจายตัวส่วนใหญ่ใช้เพื่อผลิตอิมัลชันหรือสารแขวนลอย ซึ่งทั้งสองแบบมีเฟสต่อเนื่องเป็นของเหลว

ตัวอย่างการใช้งานทั่วไป ได้แก่:

ปัจจัยสำคัญในการกระจายตัว

การกระจายตัวควรทำได้ง่ายและมีประสิทธิภาพ โดยไม่กระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เพราะคงไม่มีใครอยากซื้อครีมที่แยกชั้นกลับเป็นเฟสต่าง ๆ หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง

• ปรับวัตถุดิบ อุณหภูมิ ความดัน และความไวต่อแรงเฉือนให้สอดคล้องกันอย่างแม่นยำ
• การกระจายตัวแบบแบตช์ (Batch) หรือแบบอินไลน์ (Inline) ในการทำงานต่อเนื่อง
• กระบวนการ Hot-Cold: เครื่องจะกระจายเฟสน้ำที่เย็นกว่าเข้าไปในเฟสน้ำมันที่ร้อน ทำให้อุณหภูมิลดลงและช่วงการทำความเย็นสั้นลง
• ออกแบบเครื่องกระจายตัวและระบบขับเคลื่อนให้เหมาะสมตั้งแต่ต้น
• วางแผนการป้อนเฟสต่าง ๆ อย่างรอบคอบ

กระบวนการที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (Homogenization) และการทำอิมัลชัน นอกจากนี้ เรายินดีให้คำปรึกษาเกี่ยวกับ เครื่องผสมโฮโมจีไนเซอร์และระบบกระบวนการผลิตมือสอง

ชั่งและจ่ายวัตถุดิบเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยผลิตภัณฑ์ใหม่ของเรา: สถานีจ่ายวัตถุดิบอัตโนมัติ (Dosing Station).

กระบวนการอื่น ๆ

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการกระจายตัว

การกระจายตัวหมายถึงอะไร?

การกระจายตัวคือการกระจายสารชนิดหนึ่ง (เฟสกระจาย) ให้ละเอียดที่สุดในสารอีกชนิดหนึ่ง (เฟสต่อเนื่อง) ซึ่งไม่ละลายหรือแทบไม่ละลายเข้าหากันและไม่ทำปฏิกิริยาเคมีต่อกัน ผลที่ได้คือของผสมแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น อิมัลชันหรือสารแขวนลอย

ทำอย่างไรให้ดิสเพอร์ชันเสถียร?

ด้วยการลดขนาดหยดหรืออนุภาคอย่างเข้มข้นให้มีขนาดสม่ำเสมอที่สุด และใช้อิมัลซิไฟเออร์และสารเพิ่มความคงตัวเพื่อป้องกันการแยกชั้นในระยะยาว

กระบวนการ Hot-Cold คืออะไร?

เฟสน้ำที่เย็นกว่าจะถูกกระจายเข้าไปในเฟสน้ำมันที่ร้อน ทำให้อุณหภูมิลดลงตั้งแต่ระหว่างการกระจายตัว และช่วงการทำความเย็นที่ตามมาสั้นลงอย่างมาก

แบบแบตช์หรืออินไลน์: กระจายตัวด้วยวิธีใด?

ทำได้ทั้งสองแบบ ปัจจัยชี้ขาดคือการออกแบบเครื่องกระจายตัว ระบบขับเคลื่อน และการป้อนเฟสให้สอดคล้องกัน รวมถึงวัตถุดิบ อุณหภูมิ ความดัน และความไวต่อแรงเฉือน