สารบญ

หนา กระบวนการผลตโซเดยมคลอไรด 1 กระบวนการผลตป ย 13 กระบวนการผลตน าตาล 27 กระบวนการผลตเยอกระดาษและกระดาษ 39 กระบวนการผลตน ามนเพอการบรโภค 61 กระบวนการผลตสารสและสทา 77

1

บทท 1 กระบวนการผลตโซเดยมคลอไรด

1. บทน า

โซเดยมคลอไรดมชอทเรยกทวไปวาเกลอแกงหรอเกลอโตะหรอฮาไลต มสตรทางเคมเปน NaCl เปนสารประกอบทประกอบดวยธาต Na และ Cl ลกษณะเปนผลกสขาว รสเคม รปผลกเปนแบบทรงลกบาศก จดหลอมเหลว 801 องศาเซลเซยส และละลายน าไดด มนษยไดมการใชเกลอจากธรรมชาตมาตงแตสมยดกด าบรรพ โดยมหลกฐานทางโบราณคดทแสดงวามนษยรจกแหลงเกลอสนเธาว โดยการสงเกตจดดนโปงทสตวชอบเลยเอาความเคม ตอมามนษยรจกท าเกลอแกงมาตงแตสมยนโอลทค (Neolithic) หรอสมยตงถนฐานท าเกษตรกรรมอยกบทเมอประมาณ 10,000 ปกอนครสตศกราช ในอดตเกลอเปนสงทมคามาก เพราะเกลอเปนสงหายากในสงคมมนษย เนองจากแหลงผลตเกลอมนอยและปรมาณการผลตไมมากนก เกลอจงกลายเปนสงของทผคนน าไปแลกเปลยนเอาสนคาอยางอน จนอาจกลาวไดวาเกลอเปนสนคาชนแรกทมนษยมการซอขายแลกเปลยนกน นอกจากนยงมการใชเกลอเปนสอกลางการแลกเปลยน เชน การใชกอนเกลอเปนเงนตราสอกลางแลกเปลยนของชาวทเบตโบราณ หรอการใชเกลอเปนคาตอบแทนทหารในสมยโรมน ซงตอมาไดกลายเปนรากศพทภาษาองกฤษ “Salary” ทแปลวา เงนเดอน ซงมาจากค าภาษาละตนวา “Salarium” อนมความหมายถงการแลกเปลยนโดยใชเกลอเปนสอกลาง การทเกลอมบทบาทอยางมากในอดต เมองส าคญหลายๆ เมองทผลตเกลอหรอเปนศนยกลางการคาเกลอจงมกมชอขนตนหรอลงทายดวยค ากรกโบราณทมความหมายวา เกลอ คอ “Hal” หรอ “Sal” เชน Halle, Hallein, Reichenhall, Salies, La Salle และ Salcott นอกจากนนชอเมองทลงทายดวยค าวา wich ซงเปนภาษาแองโกลแซกซน แปลวา “ถนทมเกลอ” เชน Norwich, Middlewich, Droitwich, Greenwich และ Sandwich ลวนเปนเมองทมแหลงท าเกลอมากอน

เกลอแกงไดเขามามบทบาทส าคญในชวตประจ าวนของมนษยมาชานาน โดยเฉพาะดานการถนอมอาหาร ซงมนษยรจกการน าเกลอแกงมาใสในอาหารหลายประเภทเพอถนอมอาหารใหสามารถรบประทานไดแมจะเกบไวนานนบป และยงเปนสวนส าคญทท าใหเกดอตสาหกรรมอาหารแหง อาหารหมกดอง เนอสตวเคม และเครองปรงรสเคมตามแตวฒนธรรมและวตถดบของแตละทองถน เชน การดองเคมปลาคอด (Cod) ในแถบทะเลนวฟาวดแลนดทางยโรปตอนเหนอ และการท าเครองปรงรสของคนในเอเซยตะวนออกเฉยงใตและ เอเชยตะวนออก เครองปรงรสทรจกกนด คอ น าปลา ซอว นอกจากนยงมเครองปรงรสตามทองถน เชน ปลารา กะป น าบด น าป เปนตน นอกจากนเกลอแกงยงเขามามบทบาทตอวถชวต วฒนธรรม และความเชอของมนษย เชน พระเยซเปรยบสาวกของพระองคเปน “เกลอของโลก” หรอ “The salt of the earth” อนมนยวาคนเหลานแมจะนอยแตจ าเปนมากส าหรบการประกาศศาสนา ชาวญปนมความเชอวาเกลอเปนสงบรสทธ จงน าเกลอไปขบไลสงอปมงคลโดยการโรยเกลอลงไปในทตางๆ เชน นกกฬาซโมจะโรยเกลอลงบนสนามแขงเพอขบไลสงไมเปนมงคลกอนการแขงขน ฝรงมความเชอวาหากใครท าเกลอหกบนโตะ

2

อาหารถอวาเปนโชครายตองแกเคลดโดยโรยเกลอทไหลซายของผนน ส าหรบคนไทยกมความเชอเกยวกบเกลอมากมายจนเกดส านวนและสภาษตตางๆ ในภาษาไทยทเกยวของกบเกลอ เชน ใกลเกลอกนดาง กดกอนเกลอกน อยาเอาพมเสนแลกกบเกลอ และจงรกษาความดดจเกลอรกษาความเคม เปนตน

2. ประเภทของโซเดยมคลอไรด

การแบงประเภทของโซเดยมคลอไรดหรอเกลอแกงสามารถแบงไดหลายแบบ ไดแก การแบงประเภทตามแหลงทมาหรอวธการผลตจะแบงเกลอแกงเปนสองประเภท คอ

- เกลอสมทร (Sea salt) เปนเกลอแกงทผลตไดจากน าทะเล เหมาะส าหรบใชบรโภค เพราะมไอโอดนอยโดยรางกายตองการไอโอดนประมาณ 75 มลลกรมตอป เมอไดรบไอโอดนรางกายจะน าไปเกบไวในตอมไทรอยด ซงท าหนาทควบคมสมอง ประสาท และเนอเยอตางๆ ถาขาดจะท าใหเปนโรคคอพอก หรอถาขาดไอโอดนตงแตยงเดก รางกายจะแคระแกรน สตปญญาต า หหนวก เปนใบ ตาเหล และอมพาต

- เกลอสนเธาวหรอเกลอหน เปนเกลอแกงทผลตไดจากเกลอหน ซงพบใตเปลอกโลกในชนหนทรายหรอในผวดนหรอน าใตดน เปนเกลอทเหมาะกบการใชในโรงงานอตสาหกรรม เพราะมความชนและมปรมาณ Ca2+ และ Mg2+ ต า

หากแบงประเภทของเกลอแกงตามการใชงานแลว จะสามารถแบงเกลอออกเปนสองประเภท คอ

- เกลอบรโภค (Table salt) เปนเกลอทใชประกอบอาหาร มความบรสทธมากกวารอยละ 99.9 มความชนไมเกนรอยละ 0.15 โดยน าหนก และหากเปนเกลอบรโภคทผลตจากเกลอสนเธาวจะมการเตมสารไอโอดน โดยความเขมขนของไอโอดนเทากบ 50 พพเอมตามมาตรฐานสากล ซงสามารถปองกนโรคคอพอกและปญญาออนไดดวย

- เกลออตสาหกรรม (Industrial salt) เกลอประเภทนจะมความบรสทธรอยละ 99.9 และมความชนไมเกนรอยละ 2.5 โดยน าหนก น าไปใชเปนวตถดบในการผลตโซเดยมไฮดรอกไซดหรอโซดาไฟ และคลอรน ซงเปนวตถดบหลกในการผลตผลตภณฑตางๆ มากมาย เชน อาหารหมกดอง เยอกระดาษ ผงซกฟอก สงทอ ปโตรเลยม น ามนปรงอาหาร ยา และกระจก เปนตน นอกจากนยงมการน าไปใชในกระบวนการชบเคลอบโลหะ กระบวนการท าน าสะอาด การลบรอยคราบตางๆ และอนๆ อกมากมาย

นอกจากนหากแบงประเภทตามลกษณะภายนอกของเกลอแกง กจะสามารถแบงไดเปนสองประเภทเชนกน ไดแก

- เกลอเมด เปนเกลอทผลตจากเกลอสมทรและเกลอสนเธาวทผลตดวยวธตาก นยมใชในอตสาหกรรมอาหาร เชน การหมกดองผลไม และไอศกรม เปนตน

- เกลอปน เปนเกลอทผลตจากการน าเกลอเมดมาแปรรปและเกลอสนเธาวทผลตดวยวธตม นยมใชบรโภคในครวเรอน

3

3. ประโยชนของโซเดยมคลอไรด โซเดยมคลอไรดหรอเกลอแกงถอวาเปนหนงในความจ าเปนขนพนฐานของชวตทกชวต ทก

ครวเรอนมการใชเกลอในชวตประจ าวนอยางกวางขวางไมวาจะเปนการปรงแตงอาหาร การถนอมอาหาร หรอแมแตการฆาเชอโรค นอกจากนเกลอแกงยงเปนวตถดบทส าคญในอตสาหกรรมตางๆ เชน อตสาหกรรมเคม อตสาหกรรมป ย อตสาหกรรมกระดาษ และอตสาหกรรมอาหาร เปนตน การใชประโยชนของเกลอแกงสามารถสรปไดคราวๆ ดงน

- ใชเพอการบรโภคในครวเรอน เชน การปรงรสอาหาร การถนอมอาหาร และการรกษาโรค เปนตน

- ใชเพอการผลตในภาคอตสาหกรรม โดยสารละลายโซเดยมคลอไรดจะถกแยกดวยกระแสไฟฟาเพอผลตสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดหรอโซดาไฟ กาซไฮโดรเจน และกาซคลอรน ดงสมการ

2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2

ซงผลผลตทไดจากกระบวนการแยกสารละลายเกลอแกงดวยกระแสไฟฟาน สามารถน าไปใชประโยชนในอตสาหกรรมตางๆ ดงน

- โซเดยมไฮดรอกไซด ใชเปนสารตงตนในอตสาหกรรมเคม เชน การท าสบ การท ากระดาษ การผลตโซเดยมไฮโดรเจนคารบอเนต (NaHCO3) หรอโซดาท าขนม การผลตโซเดยมคารบอเนต (NaCO3) หรอโซดาแอช ใชในการปรบสภาพความเปนกรดดางในอตสาหกรรม หรอใชในการเตรยมอะลมเนยมใหบรสทธ เปนตน

- กาซไฮโดรเจน ใชเปนสารตงตนในการเตรยมกรดเกลอ แอมโมเนย และใชในปฏกรยาไฮโดรจเนชนในการผลตน ามนพช เปนตน

- กาซคลอรน ใชฆาเชอโรคในกระบวนการท าน าประปา ใชเปนสารตงตนในอตสาหกรรมพลาสตก ยาฆาแมลง และตวท าละลาย เชน คารบอนเตตระคลอไรด

4

รป 1.1 การใชโซเดยมคลอไรดเพอการผลตในภาคอตสาหกรรม

4. กระบวนการผลตโซเดยมคลอไรด

ปจจบนโซเดยมคลอไรดหรอเกลอแกงถกผลตโดยการระเหยของน าทะเลหรอน าเคม (Brine) จากแหลงอนๆ เชน บอน าเคม ทะเลสาบน าเคม (Salt lake) และการท าเหมองเกลอทเรยกวา รอกซอลต (Rock salt) หรอฮาไลต

4.1 การผลตเกลอสมทร

น าทะเลหรอน ามหาสมทรซงประกอบดวยสารละลายของเกลอตางๆ เปนวตถดบส าคญส าหรบการผลตเกลอสมทร โดยสวนประกอบทส าคญของน าทะเลมดงน

5

ตาราง 1.1 สวนประกอบส าคญของน าทะเล ชอเกลอ สตรเคม น าหนกกรม/1000 กรมของน า

โซเดยมคลอไรด )เกลอแกง( NaCl 23 แมกนเซยมคลอไรด MgCl2 5 โซเดยมซลเฟต Na2 SO4 4

แคลเซยมคลอไรด CaCl2 1 โปแตชเซยมคลอไรด KCl 0.7

สารประกอบอนๆ อกเลกนอย รวม 34.5

ประเทศในภมภาคเอเชยอาคเนยสวนใหญมกท านาเกลอปละ 2 ครง คอ ฤดใบไมผลและฤด

ใบไมรวง ในประเทศไทยมอากาศแหงแลงตดตอกนประมาณครงป ดงนนการท านาเกลอจงเรมท าตงแต เดอนพฤศจกายนถงเดอนพฤษภาคม ซงหากปใดฝนตกชกในระยะดงกลาวการท านาเกลอกจะไมไดผลดเทาทควร ส าหรบประเทศไทยเกลอสมทรท ากนมากในจงหวดทอยใกลทะเล เชน สมทรสาคร เพชรบร ฉะเชงเทรา และชลบร เปนตน ส าหรบขนตอนการผลตเกลอสมทรสามารถแบงเปน 2 ขนตอนใหญๆ คอ การเตรยมพนทนาและการท านาเกลอ - การเตรยมพนทนา

ในขนตอนนจะตองปรบพนดนใหเรยบ แนน แบงทนาเปนแปลงๆ ละประมาณ 1 ไร ยกขอบใหสงเหมอนคนนา และท ารองระบายน าระหวางแปลง พนทนาเกลอแบงออกเปน 3 ตอน คอ นาตาก นาเชอ และนาปลง โดยพนทนาทง 3 ตอนนจะมความสงลดหลนกนลงมาเพอความสะดวกในการระบายน าและขงน าทะเล - การท านาเกลอ

น าทะเลจะถกระบายเขามาเกบไวในวงขงน าเพอใหโคลนตมและเศษผงตางๆ ตกตะกอน จากนนจงระบายน าทะเลจากวงขงน าเขาสนาตาก โดยใหระดบน าสงกวาพนนาประมาณ 5 เซนตเมตร แลวปลอยใหกระแสลมและแสงแดดท าใหน าระเหยไปจนน าทะเลมความถวงจ าเพาะประมาณ 1.08 จงระบายน าเขาสนาเชอ แลวปลอยใหน าระเหยและน าทะเลจะมความเขมขนสงขนเรอยๆ ทนาเชอนจะเกดการตกผลกของ CaSO4 ซงเปนผลตภณฑพลอยไดทสามารถน าไปขายได เมอน าในนาเชอระเหยตอไปจนกระทงน าทะเลมความถวงจ าเพาะประมาณ 1.20 จงระบายน าเขาสนาปลง ทนาปลงเมอมการระเหยของน าจนน าทะเลมความเขมขนสงพอ NaCl จะเรมตกผลกและเพมปรมาณมากขนเรอยๆ ขณะเดยวกนน าทะเลทเหลอจะมความเขมขนของ Mg2+, Cl- และ SO4

2- เพมขน ซงอาจท าใหเกดการตกผลกของ MgCl2 และ MgSO4 ปะปนกบเกลอแกง สงผลใหเกลอแกงทไดมคณภาพต าและมความชนสง เนองจากผลกของ MgCl2 และ MgSO4 สามารถดดความชนไดด การปองกนการตกผลกของ MgCl2 และ MgSO4 สามารถท าไดโดยการระบายน าจากนาเชอเพมเขาไปในนาปลงอยเสมอ หรอการเตมปนขาวลงในนาเชอ เพอท าใหน าทะเลมสมบตเปนเบส (pH 7.4-

6

7.5) และท าให Mg2+ อออนตกผลกในรปของ Mg(OH)2 แลวทงไวจนน าทะเลใสจงคอยระบายน านเขาสนาปลง โดยปกตชาวนาเกลอมกปลอยให NaCl ตกผลกประมาณ 9-10 วน แลวจงท าการขดเกลอออกในขณะทยงมน าทะเลทวมเกลออย เพอลางดนทตดกบเกลอออก หลงจากนนจงคราดเกลอแกงมารวมกนเปนกองๆ แลวจงปลอยน าทะเลออกจากนาปลง ตากเกลอแกงทงไวประมาณ 1-2 วน แลวจงน าเกลอแกงไปเกบไวในฉางหรอจ าหนายตอไป เกลอสมทรทผลตไดจะมปรมาณไอโอดนสงกวาเกลอสนเธาว

4.2 การผลตเกลอสนเธาว

เกลอสนเธาวผลตไดจากแรเกลอ (Rock salt) ซงมกพบอยในภาคตะวนออกเฉยงเหนอ เชน จงหวดชยภม มหาสารคราม ยโสธร อบลราชธาน และอดรธาน เนองจากสภาพทางธรณวทยาในพนทหลายๆจงหวดเหลานมชนเกลอหนและโพแทชอยหลายชน ซงจะละลายปนอยในชนน าใตดนในรปของสารละลายเกลอและเกดการแพรกระจายเปนทศทางการไหลของน าใตดน และบางสวนกถกพาขนมาสะสมอยบนผวดน กระบวนการผลตเกลอสนเธาวจงมวธการทแตกตางกนตามลกษณะของการเกดเกลอตามธรรมชาต ดงน

1. เกลอจากผวดน ท าไดโดยขดคราบเกลอตามผวดนมาละลายน า กรองเศษดนหรอตะกอนออก แลวน าน าเกลอทไดไปเคยวใหแหงหรอน าไปตากแดดเพอระเหยน าออกจนเกลอตกผลกออกมา

2. เกลอจากน าเกลอบาดาล น าเกลอบาดาลจะอยลกจากพนดนหลายระดบ อาจเปนระดบตน 5-10 เมตรหรอระดบลก 30 เมตรกได การผลตเกลอจากน าเกลอบาดาลนท าไดโดยขดหรอเจาะลงไปใตดนและสบน าเกลอขนมา แลวน าไปตมหรอตากกจะไดเกลอตกผลกออกมา

3. เกลอจากเกลอหน เกลอหนคอทรพยากรแรตามธรรมชาตชนดหนงทเกดจากการตกตะกอนของน าทะเล เกลอหนทพบในประเทศไทยแบงตามสวนประกอบทางเคมออกเปน 2 ประเภทคอ สวนทเปนเกลอสนเธาว เรยกวาแร เฮไลต (Halite) มองคประกอบทางเคมคอ โซเดยมคลอไรด (NaCl) และสวนทเปนเกลอโปแตช ซงมสวนประกอบของธาตโปแตสเซยมอยดวย มหลายชนดดวยกน เชน แรซลไวท (Sylvite : KCl) แรคารนลไลท (Carnallite : KCl.MgCl2.6H2O) แรเคนไนท (Kainite : MgSO4.KCl.3H2O) และแรแลงบไนท (Langbenite : K2SO4.2MgSO4) เปนตน เกลอโปแตชมประโยชนในการใชเปนวตถดบในการผลตป ยเคม แหลงเกลอหนทส าคญของประเทศไทยมกพบในแถบภาคตะวนออกเฉยงเหนอ โดยลกษณะธรณวทยาของภาคตะวนออกเฉยงเหนอถกรองรบดวยชนเกลอหนทมปรมาณถง 18 ลานลานเมตรกตน แหลงเกลอหนเหลานอยใตผวดนประมาณ 30-1,000 เมตร แบงได 2 แองใหญ คอ แองเหนอ (สกลนคร) คลมพนทจงหวดอดรธาน หนองคาย สกลนคร และนครพนม เปนเนอทประมาณ 17,000 ตารางกโลเมตร และแองใต (โคราช) คลมพนทจงหวดขอนแกน มหาสารคาม กาฬสนธ รอยเอด ยโสธร อบลราชธาน นครราชสมา ชยภม สรนทร และบรรมย เปนเนอทประมาณ 33,000 ตารางกโลเมตร การผลตเกลอจากเกลอหนเปนการผลตทตองอาศยเทคโนโลย โดยการสบอดน าจดลงไปละลายชนเกลอหนใตดน จากนน

7

น าเกลอเขมขนทไดจะถกสบขนมาเขากระบวนการท าใหน าเกลอบรสทธและน าไปตกผลกเกลอตอไป

รป 1.2 แหลงแรเกลอหนในภาคตะวนออกเฉยงเหนอ

รป 1.3 ลกษณะชนเกลอหนหรอโดมเกลอใตดน [www.geocaching.com]

8

4.3 กระบวนการผลตเกลอสนเธาวจากเกลอหน กระบวนการผลตเกลอจากเกลอหนโดยทวไปใชกระบวนการทางวทยาศาสตร คอ ใชการ

ละลาย การกรอง การระเหย และการตกผลก หรอการละลายและการตกผลก ทงนขนอยกบสภาพของเกลอทเกดขนในแหลงนนๆ กระบวนการผลตเกลอจากเกลอหนแสดงดงรป 1.4

รป 1.4 กระบวนการผลตเกลอจากเกลอหน [www.myfirstbrain.com]

กระบวนการผลตเกลอสนเธาวจากเกลอหนทมการผลตในประเทศไทยม 3 วธดงน

4.3.1 การผลตโดยการสบน าเกลอทละลายอยเหนอชนบนสดของชนเกลอหน เปนการใชเทคโนโลยแบบชาวบานโดยการใชแรงดนลมอดลงไปตามทอ เพอดนน าเกลอท

ละลายอยเหนอชนเกลอหนหรอชนโดมเกลอขนมา แลวจงน าน าเกลอทไดไปตากในนาเกลอ หรอน าไปตมใหเกลอตกตะกอน วธการนเปนวธการทท ากนมานานหลายสบป การผลตเกลอลกษณะนปจจบนเรมสงผลกระทบทส าคญ คอ ปญหาการเกดหลมยบ ปญหาการรวหายของแหลงน าในอางเกบน าขนาดใหญเขาไปในโพรงเกลอ และปญหาการปนเปอนพนดนและแหลงน าจากของเสยทเกดจากการผลตเกลอ

9

4.3.2 การท าเหมองละลาย (Solution mining for salt) และการใชเครองระเหย (Evaporator)

รป 1.5 กระบวนการผลตแบบการท าเหมองละลายและการใชเครองระเหย

ขนตอนการผลตเกลอสนเธาวดวยวธนแสดงดงรป 1.5 โดยมขนตอนการผลตอย 4 ขนตอน

หลกคอ การท าเหมองละลาย การท าน าเกลอใหบรสทธ การเคยวเกลอ และการล าเลยงและจดเกบ โดยมรายละเอยดในแตละขนตอนดงน

- การท าเหมองละลาย (Solution Mining) เปนการผลตน าเกลอดวยการอดน าจดลงไปเพอละลายเกลอหน (Leaching) ใตดน น าเกลอ

ทเกดจากการละลายจะถกแรงดนท าใหไหลยอนกลบทางชองวางระหวางทอชนนอกและทอชนในขนมาถงปากบอ

รป 1.6 การท าเหมองละลาย

10

การท าเหมองละลายนน จ าเปนอยางยงทตองมการออกแบบโพรงเกลอกอน โดยจะอาศยขอมลทางดานธรณวทยา คณสมบตของชนดน ชนหน ชนเกลอ และคณสมบตทางเคมของเกลอทสะสมอย ข นตอนการออกแบบโพรงเกลอแสดงดงรป 1.7 และหลงการสนสดการใชบอเกลอคอ เมอน าเกลอขนมาจากการละลายชนเกลอจนมขนาดโพรงใหญตามทไดค านวณและตรวจสอบแลว บอเกลอจะถกปดโดยขงน าเกลอทมความเขมขนอมตวไวเตมบอ เพอใหมแรงตานของน าหนกดนทอยบนโพรงไมใหเกดการพงทลายหรอเกดหลมยบ ในตางประเทศมการใชโพรงเกลอใตดนในการเกบน ามน กาซปโตรเลยม หรอเกบกากของเสยทไมละลายน า รวมทงกากนวเคลยร

รป 1.7 การออกแบบโพรงเกลอ

- การท าน าเกลอใหบรสทธ (Brine Purification)

น าเกลอจะถกเกบไวในถงพกขนาดใหญ แลวจงล าเลยงไปยงถงปฏกรณเคม (Reactor) ซงมการเตมสารละลายNaOH และ Na2CO3 เพอก าจดอออน Mg2+ และ Ca2+ ดงสมการ Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 Ca2+ + CO3

2- CaCO3 ผลกของ Mg(OH)2 และ CaCO3 จะกลายเปนตะกอน (Sludge) ตกอยกนถง เมอสบตะกอนกนถงออกไปกจะเหลอน าเกลอบรสทธ (Purified brine) ซงจะสงตอไปยงถงพกน าเกลอบรสทธ แลวสงเขาสระบบเคยวเกลอตอไป

11

- การเคยวเกลอ (Evaporation) ในขนตอนนน าเกลอจะไดรบความรอนเพอระเหยน าออก ความเขมขนของน าเกลอจะ

สงขนจนเกลอ NaCl สามารถตกผลกได เมอตกผลกไปนานๆ น าเกลอจะมปรมาณ NaCl ในสารละลายจะลดลงแตยงคงม NaSO4 และ Na2CO3 ละลายอย สารละลายนเรยกวา น าขม เมอน าน าขมมาก าจดอออนตางๆ ออก โดยการเตม CaCl2 จะท าใหไดผลกของ CaSO4 และ CaCO3 ดงสมการ

Ca2+ + SO42- CaSO4

Ca2+ + CO32- CaCO3

และเมอกรองแยกตะกอน CaSO4 และ CaCO3 ออกจะสามารถน าสารละลายไปตกผลก NaCl ไดอก ระบบเคยวเกลอประกอบดวยระบบยอยหลายสวน ไดแก ระบบแลกเปลยนความรอน ระบบหมอเคยว ระบบลางและระบบอดไอน า และระบบเหวยงแยก ดงแสดงในรป 1.8

รป 1.8 ระบบเคยวเกลอ [www.goodearthmechanics.com]

ระบบแลกเปลยนความรอน (Steam chest) ประกอบดวยทอเลกๆ จ านวนมากอย

ภายในทอใหญ (Shell and tube) น าเกลอบรสทธจะถกป มสงเขามาในทอจากดานลางเพอรบความรอนจากไอน าซงอยรอบๆ ทอเลกๆ นน น าเกลอทออกจากสวนบนของทอจะเดอดและไหลเขาไปยงหมอเคยว

ระบบหมอเคยว (Evaporator) น าเกลอในหมอเคยวจะเดอดอยางรนแรง น าระเหยเปนไอน าและถกดดขนไปทสวนยอดของหมอเคยว ผลกเกลอจะไหลลงสวนลางของหมอ

12

เคยวไปยงสวนทเกบเกลอ (Salt lag) น าเกลอสวนหนงจะไหลอออกดานขางตามทอทตอกบป มหมนเวยน (Circulation pump) ในขณะท าการเคยวเกลอจะมการเตมน าเกลอเขาททอนใหหมนเวยนขนไปรบความรอนจากไอน าทเครองแลกเปลยนความรอนเพอตกผลกใหม

ระบบลางและระบบอดไอน า (Vapor scrubber and Turbo compressor) ไอน าทสวนยอดของหมอเคยวถกดดไปยงเครองลางไอน า เพอท าความสะอาดไอน าจากนนจะถกสงผานไปยงเครองอดไอน าเพออดไอน าใหรอนขน แลวจงสงไปใหความรอนกบน าเกลอในเครองแลกเปลยนความรอน ไอน าเมอถายเทความรอนออกไปจะควบแนนเปนน ากลนไหลออกจากเครองแลกเปลยนความรอน และน าไปละลายเกลอหนใตดนกลายเปนน าเกลอกลบขนมาใชใหมหมนเวยนไปเรอยๆ

ระบบเหวยงแยก (Centrifuge) น าเกลอและเมดเกลอทอยในสวนลางของหมอเคยวจะไหลมายงเครองเหวยงแยก โดยภายในเครองนจะมตะแกรงดกเกลอตดอย เมอเครองท างานจะเหวยงแยกน าเกลอและเมดเกลอออกไปดานขาง สวนน าเกลอจะผานตะแกรงและถกสงตอไปยงถงน าเกลอเพอน ากลบไปใชใหม ในขณะทเมดเกลอจะตดอยบนตะแกรงไดเปนผลผลตเปนเกลอบรสทธสงถง 99.99% โดยมความชนประมาณรอยละ 2-2.5 โดยน าหนก

- การล าเลยงและจดเกบ (Belt Conveyor/Warehouse) เกลอทไดหลงจากผานระบบเหวยงแยก (Centrifuge) สวนหนงจะถกล าเลยงดวยสายพาน

ไปเกบไวในโรงเกบเพอจ าหนายตอไป อกสวนหนงจะผานสายพานล าเลยงทมเครองชงน าหนกเพอปรบอตราการฉดสารละลายโปแตสเซยมไอโอเดต (KIO3 Solution) ลงบนเกลอกอนน าไปอบแหงเพอผลตเปนเกลอส าหรบบรโภคในครวเรอน 4.3.3 การท าเหมองใตดน (Rock salt) การผลตเกลอสนเธาวดวยวธนเปนการขดอโมงคในแนวนอนลงไปในชนเกลอหน แลวท าการขดเจาะและระเบดเพอน าเกลอขนมาจากชนแรเกลอหนโดยตรง แลวจงน ามาแยกเปนเกลอแกงกบเกลอโปแตช ส าหรบน าขมทเปนของเสยจากกระบวนการผลต จะถกน ากลบไปถมไวในอโมงคเชนเดมได การผลตเกลอแบบนตองท าเปนเหมองขนาดใหญ มก าลงผลตมาก และเปนการผลตเกลอเพออตสาหกรรมโดยตรง

13

บทท 2 กระบวนการผลตป ย

1. บทน า

การเพาะปลกเปนอาชพมมาตงแตสมยโบราณและเปนอาชพหลกทสบทอดกนมาจนกระทงทกวนน ในสมยกอนเกษตรกรไดมการเรยนรจากประสบการณวาการใสมลสตวหรอซากพชซากสตวลงไปในดนจะท าใหตนไมทปลกเจรญงอกงาม ดวยความกาวหนาทางวทยาศาสตรท าใหมนษยทราบวาเหตทเปนเชนนน เพราะมลสตวหรอซากพชและซากสตวใหธาตอาหารแกพชและนอกจากนนยงท าใหดนโปรง รวนซย ท าใหอมน าและอาหารไวไดดจงท าใหพชเจรญงอกงาม ตอมาภายหลงมนษยไดเรยกวสดทไดจากสงมชวต เชน มลสตว หรอซากพชและซากสตว วาป ยอนทรย แตเนองจากป ยอนทรยมธาตอาหารพชอยนอย จงตองใชป ยในปรมาณมาก ท าใหไมสะดวกในการใชงาน จงไดมการคดคนวสดชนดใหม ซงมธาตอาหารพชอยมากและสามารถใชในปรมาณเลกนอยมาแทน วสดชนดนเรยกวา ป ยเคมหรอป ยวทยาศาสตร ซงเปนทรจกกนดในปจจบน

ป ย (Fertilizer) คอ วสดทมธาตอาหารพชเปนองคประกอบหรอสงมชวตทกอใหเกดธาตอาหารพช เมอใสลงไปในดนแลวจะปลดปลอยหรอสงเคราะหธาตอาหารทจ าเปนใหแกพช ธาตอาหารทจ าเปนตอการเจรญเตบโตของพชนนม 16 ธาต ไดแก ออกซเจน ไฮโตรเจน คารบอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรส โปตสเซยม ก ามะถน แคลเซยม แมกนเซยม เหลก สงกะส แมงกานส ทองแดง โบรอน โมลบดนม และคลอรน พชไดรบออกซเจน ไฮโดรเจน และคารบอนจากน าและอากาศทงทอยเหนอดนและใตดน สวนธาตอาหารทเหลออก 13 ธาตนนพชจะไดรบจากแรธาตตางๆ ทเปนสวนประกอบของดน ธาตอาหารของพชสามารถแบงออกเปน 3 กลม ไดแก

- ธาตอาหารหลกหรอธาตป ย ม 3 ธาต คอ ไนโตรเจน ฟอสฟอรส และโปรตสเซยม ธาตอาหารในกลมนพชตองการในปรมาณมาก และดนมกจะมไมเพยงพอตอความตองการของพช จงตองเพมเตมใหแกพชโดยการใชป ย

- ธาตอาหารรอง ม 3 ธาต คอ ก ามะถน แคลเซยม และแมกนเซยม ธาตอาหารในกลมพชน พชตองการในปรมาณมากเชนกน แตในดนสวนใหญมกจะมอยเพยงพอตอความตองการของพช

- ธาตอาหารเสรม ม 7 ธาต คอ เหลก สงกะส แมงกานส ทองแดง โบรอน โมลบดนม และคลอรน ธาตอาหารในกลมพชนพชตองการในปรมาณนอย และมกจะมอยในดนเพยงพอตอความตองการของพชแลว

14

2. ประเภทของป ย ประเภทของป ยโดยทวไป แบงออกเปน 2 ชนดคอ

2.1 ป ยอนทรย เปนป ยทไดจากการน าซากสงมชวตใสลงในดนเพอเพมเตมอนทรยวตถใหแกดน ซงเปน

การบ ารงทงทางเคมและทางกายภาพ การบ ารงทางเคม คอ ซากสงมชวตจะคอยๆ สลายตวและปลอยธาตอาหารออกมาใหพชสามารถน าไปใชได สวนการบ ารงทางกายภาพนนจะชวยท าใหดนรวนซยและท าใหพชสามารถดดซบน าไดดข น แตป ยอนทรยมขอเสย คอ มปรมาณธาตอาหารต า โดยปรมาณและสดสวนไมแนนอน จงท าใหตองใชป ยปรมาณมากจงจะใหธาตอาหารทเพยงพอตอความตองการของพช ป ยอนทรยทเกษตรกรใชมหลายชนด ไดแก ป ยหมก ป ยคอก และป ยพชสด เปนตน

2.2 ป ยอนนทรยหรอป ยเคม

เปนป ยทไดจากการสงเคราะหโดยผานกระบวนการทางเคม ประกอบดวยธาตอาหารทส าคญหรอธาตป ย 3 ชนดคอ ธาตไนโตรเจน (N) ธาตฟอสฟอรส (P) และธาตโปแตสเซยม (K) หรอทเรยกวา ป ย N-P-K แมวาป ยเคมจะมธาตอาหารพชในปรมาณทมากกวาป ยอนทรย แตป ยเคมกไมสามารถทดแทนป ยอนทรยไดทงหมด เพราะป ยเคมไมมคณสมบตในการปรบปรงโครงสรางของดนใหโปรงและรวนซยได นอกจากนนป ยเคมสวนใหญมกจะไมมธาตอาหารรองและธาตอาหารเสรมครบทกธาตเหมอนป ยอนทรย การจ าแนกประเภทของป ยเคมสามารถท าไดหลายแบบ เชน หากจ าแนกตามชนดของธาตป ยจะสามารถแบงป ยเคมออกเปน 3 ชนด ไดแก

- ป ยไนโตรเจน (Nitrogen fertilizer) ไดแก ป ยเคมทใหธาตไนโตรเจนในรปของสารประกอบชนดตางๆ เปนส าคญ เชน แอมโมเนยมซลเฟต แคลเซยมไนเตรต แอมโมเนยมไนเตรต และยเรย ประโยชนของป ยไนโตรเจน คอ ชวยเรงการเจรญเตบโตทางล าตน ชวยใหพชเจรญเตบโตไดด มล าตนและใบแขงแรง สามารถสรางโปรตนไดอยางเพยงพอ

- ป ยฟอสเฟตหรอป ยฟอสฟอรส (Phosphate fertilizer) เปนป ยเคมทใหธาตฟอสฟอรสในรปสารประกอบฟอสเฟต (PO4

3-) ประโยชนของป ยฟอสเฟต คอ ชวยในการแบงเซลล ชวยเรงกระบวนการเปลยนแปงเปนน าตาล ชวยใหรากเจรญเตบโตแขงแรง ชวยในการดดซมธาตไนโตรเจนและไขมน ชวยเรงการผลตผล และเรงใหผลสกเรวขน

- ป ยโพแทสหรอป ยโพแทสเซยม (Potass fertilizer) ป ยเคมทมธาตโพแทสเซยมเปนองคประกอบ เชน โพแทสเซยมคลอไรด (KCl) โพแทสเซยมซลเฟต (K2SO4) โพแทสเซยมไนเตรต (KNO3) และโพแทสเซยมแมกนเซยมซลเฟต (K2SO4.2MgSO4) ป ยชนดนนยมบอกความเขมขนเปนคารอยละโดยมวลของ K2O ประโยชนของป ยโพแทส คอ ชวยในการหายใจของพช ชวยในการผลตน าตาล แปง และเซลลโลส ชวยปรบสมดลน าในตนพช และชวยบ ารงพชประเภทหว เชน เผอก มน เปนตน

15

หรอหากจ าแนกตามจ านวนธาตอาหารหลกทมอยในป ย จะสามารถแบงป ยเคมออกเปน 2 ชนด คอ - ป ยเดยวหรอแมป ย (Single or straight fertilizer) คอ ป ยทมธาตป ยอยเพยงธาตเดยว

เชน ยเรย มไนโตรเจนเพยงธาตเดยว หรอโพแทสเซยมคลอไรด มโพแทสเซยมอยเพยงธาตเดยว เปนตน

- ป ยผสม (Mixed fertilizer) คอ ป ยผสมหมายถงป ยทไดมาจากการน าเอาแมป ยธาตอาหารหลกชนดตางๆมาผสมกนเพอใหไดสตรตามทเราตองการ เชน ป ยสตร 16-20-20 มธาตไนโตรเจนและธาตฟอสฟอรสเพยง 2 ธาต สวนป ยสตร 15-15-15 จะมธาตอาหารหลกครบทง 3 ธาต คอ ธาตไนโตรเจน ธาตฟอสฟอรส และธาตโพแทสเซยม เปนตน การผลตป ยผสมมวธการผลต 2 ลกษณะ คอ

การผลตในลกษณะเชงผสม เปนวธการผลตทใชอยในโรงงานสวนใหญ ซงอาจเปนแบบผสมเปนเนอเดยว โดยการน าแมป ยและสวนผสมตางๆ มาบดใหเขากนแลวอดเปนเมด ท าใหในแตละเมดจะมธาตอาหารตรงตามสตรทตองการ สวนอกแบบหนงคอการผสมแบบไมเปนเนอเดยว (Bulk blending) เปนการน าแมป ยและสวนผสมตางๆ มาคลกเคลาใหเขากนหรอน าแมป ยทมขนาดเมดใกลเคยงกนมาผสมกนเพอใหไดสตรตามตองการ อาจมการบดใหละเอยดจนเขากนด การผสมโดยวธนท าใหป ยแตละเมดอาจมธาตอาหารแตกตางกน

การผลตในลกษณะเชงประกอบ (Compound or complex fertilizer) เปนการน าวตถดบทใชในการผลตแมป ยมาผสมและท าปฏกรยากน ท าใหเกดเปนสารประกอบตางๆ เพอใหไดป ยตามสตรทตองการ

การผลตในลกษณะเชงผสม เปนวธทใชอยในโรงงานสวนใหญในประเทศไทย ซงอาจเปนแบบผสมเปนเนอเดยวโดยการน าแมป ยและสวนผสมตางๆ มาบดใหเขากนแลวอดเปนเมด ในแตละเมดจะมธาตอาหารตรงตามสตรทตองการ สวนอกแบบหนงคอการน าแมป ยทมขนาดเลกใกลเคยงกนมาผสมกนเพอใหไดสตรตามความตองการ และอาจมการบดใหละเอยดจนเขากนด ท าใหป ยแตละเมดอาจมธาตอาหารแตกตางกน ป ยประเภทนเกบไวนาน ไมจบกนเปนกอนแขง ท าใหสะดวกแกการใชงาน

การผลตในลกษณะเชงประกอบ เปนการน าวตถดบทใชในการผลตแมป ยมาผสมและใหท าปฏกรยากน เกดเปนสารประกอบตางๆ เพอใหไดป ยตามสตรทตองการ 3. อตสาหกรรมป ยเคม

อตสาหกรรมป ยเคมจดไดวาเปนอตสาหกรรมทมความส าคญตอประเทศไทยเนองจากประเทศไทยเปนประเทศเกษตรกรรม อตสาหกรรมป ยเคมมบทบาทตอการเพมผลผลตภาคเกษตรกรรมเปนอยางมาก ในขณะทประเทศไทยกลบไมสามารถผลตป ยเคมไดเพยงพอกบความตองการ เนองจากไมสามารถผลตแมป ยใชเองไดเนองจากตนทนการผลตสง จงตองพงพาการน าเขาจากตางประเทศ โดยแมป ยทน าเขา ไดแก แมป ยทใหธาตอาหารไนโตรเจนซงไทยน าเขาจากประเทศซาอดอาระเบยและสหรฐอเมรกา แมป ยฟอสฟอรส และแมป ยโปแตสเซยมซคงประเทศ

16

ไทยน าเขาจากแคนาดาและเยอรมน ส าหรบการสงออกพบวาประเทศไทยมการสงออกป ยเคมไปยงประเทศเพอนบานปรมาณเลกนอย ไดแก ประเทศลาว กมพชา และอนโดนเซย เปนตน โดยสงออกในลกษณะของป ยผสม ท าใหการน าเขาป ยเคมบางสวนเปนการน าเขาเพอสงออกอกตอหนง ส าหรบประวตการผลตป ยเคมในประเทศไทยมดงน

- พ.ศ. 2450 พระบาทสมเดจพระจลจอมเกลาเจาอยหว (รชกาลท 5) ไดเสดจประพาสยโรปในขณะเยอนประเทศนอรเวย ไดชมโรงงานผลตป ยวทยาศาสตร โดยใชพลงงานจากไฟฟาพลงงานน า เพอใชในการปรบปรงดน

- พ.ศ. 2469 บรษทพาราวนเซอร ไดมการสงป ยวทยาศาสตรหรอป ยเคม (ป ยแอมโมเนยมซลเฟต) เขามาจ าหนายในประเทศไทย

- พ.ศ. 2500 บรษทยบอนซอย เรมท าการผลตป ยเชงผสมส าหรบขาว โดยน าเอาแมป ยซเปอรฟอสเฟตชนดธรรมดาและแมป ยแอมโมเนยมซลเฟต มาผสมคลกเคลากนแบบงายๆ

- พ.ศ. 2501 บรษทยบอนซอย ไดเรมตงโรงงานผลตป ยผสมชนดเมด (Granular) และปดกจการในป พ.ศ. 2506 เนองจากประสบภาวะขาดทน

- พ.ศ. 2502 เทศบาลกรงเทพฯ ไดจดตงโรงงานป ยกรงเทพขน โดยผลตป ยอนทรย ซงใชวตถดบจากขยะมลฝอยทรวบรวมขนในแตละวน มปรมาณผลตประมาณวนละ 50–2,500 ตนตอป ตอมาไดท าการหยดด าเนนการในป พ.ศ. 2521

- พ.ศ. 2506 รฐบาลไดจดตงโรงงานผลตป ยเคมขนชอวา บรษท ป ยเคม จ ากด ตงอยทอ าเภอแมเมาะ จงหวดล าปาง โดยใชถานหนลกไนตเปนวตถดบในการผลต เรมผลตป ยเคมเปนครงแรกในเดอนตลาคม พ.ศ. 2509 โดยมก าลงผลตป ยแอมโมเนยมซลเฟต ประมาณ 60,000 ตนตอป และป ยยเรยประมาณ 30,000 ตนตอป ตอมาในป พ.ศ. 2522 รฐบาลไดตดสนใจยกเลกการผลตหรอปดโรงงานเนองจากมปญหาและอปสรรคมากมายเกยวกบคณภาพของถานหนลกไนต อปกรณผลตเสอมสภาพมาก เทคนคและกรรมวธการผลตลาสมย ท าใหตนทนการผลตสงขน

- พ.ศ. 2516 ไดมการตงบรษท ไทยเซนทรลเคม จ ากด ผลตป ยเคมผสมชนดเมดทใหญทสดในประเทศไทย โดยมผถอหน ดงน บรษท ป ยเคม จ ากด (กระทรวงการคลง) 49 เปอรเซนต บรษทศรกรงวฒนา จ ากด 11 เปอรเซนต บรษทเซนทรลกลาสของญปน 20 เปอรเซนต และบรษทนโชอวายของญปน 20 เปอรเซนต โรงงานตงอยทอ าเภอพระประแดง จงหวดสมทรปราการ

- เมอวนท 11 พฤศจกายน 2525 คณะรฐมนตรซงม ฯพณฯ พลเอกเปรม ตณสลานนท เปนนายกรฐมนตร ไดมมตอนมตใหกอตงบรษท ป ยแหงชาต จ ากด (มหาชน) โดยมวตถประสงคเพอสรางความแขงแกรงใหภาคเกษตรกรรมไทยและลดการพงพาการน าเขาป ยเคมจากตางประเทศ โดยมก าลงการผลตในปพ.ศ. 2542 ประมาณ 600,000 ตน และในป พ.ศ. 2543 ผลตไดประมาณ 800,000 ตน ตอมาไดเปลยนชอเปน บรษท ป ยเอนเอฟซ จ ากด(มหาชน) ตงแตวนท 20 กรกฎาคม 2547 เปนตนมา แตยงด าเนนธรกจผลตป ยเคม ขายสภาคเกษตรกรรมในประเทศเปนหลกอยเชนเดม

17

4. ความรทวไปเกยวกบป ยเคม 4.1 สตรป ยหรอเกรดป ย (Fertilizer formula or Fertilizer grade)

ปจจบน ป ยเคมทขายในทองตลาดมมากมายหลายชนด หลายตราทงป ยเชงเดยว เชงผสม และเชงประกอบ อยในรปของผลก เมด เกรด ผง และน า เพอเปนประโยชนแกผขายและผซอ นกวชาการเรองดนและป ยจงไดก าหนดสตรป ยขนมา เพอใหเปนไปตามพระราชบญญตป ย พ.ศ. 2518 โดยก าหนดใหบนกระสอบหรอภาชนะบรรจป ยเคมะตองมตวเลขแสดงเกรดป ยใหชดเจน ประกอบดวยตวเลข 3 ชด แตละชดมเครองหมายแยกตวเลขไว เชน 46-0-0, 16-20-0 หรอ 15-15-15 เปนตน ตวเลขเหลานจะแสดงปรมาณของธาตอาหารหลกทมอยในป ยนนๆ โดยตวเลขทอยหนาสดแสดงปรมาณธาตอาหารพชไนโตรเจน (N) ตวเลขกลางแสดงปรมาณกรดฟอสฟอรกหรอฟอสเฟตทเปนประโยชน (available P2O5) และตวเลขตวหลงแสดงปรมาณโพแทสทละลายน า (water soluble K2O) ตามล าดบ ตวเลขทง 3 จ านวนนเรยกวา "สตรป ย" มหนวยเปนรอยละโดยน าหนก ดงนนคณคาของป ยจะมากหรอนอยขนอยกบปรมาณเนอธาตอาหารทมในป ยนน และป ยทมสตรเหมอนกนกควรจะมคณคาเหมอนๆ กน ไมวาจะเปนคนละชอหรอคนละตรากตาม

4.2 อตราสวนป ยหรอเรโชป ย (Fertilizer ratio)

หมายถง สดสวนอยางต าซงเปนเลขลงตวนอยระหวางปรมาณของธาตไนโตรเจนทงหมด (N) กรดฟอสฟอรกทเปนประโยชน และโพแทสทละลายน าได เชน สตรป ย 30-30-30, 17-17-17, และ 15-15-15 จะมอตราสวนป ยเทากนคอ 1:1:1 เปนตน ดงนนป ยทมอตราสวนป ยเหมอนกนจงสามารถใชแทนกนได แตปรมาณการใชจะแตกตางกนไปขนอยกบปรมาณเนอธาตในป ยนน นอกจากนป ยทมอตราสวนป ยเหมอนกนจะสามารถน ามาเปรยบเทยบราคากนไดวาป ยสตรใดถกหรอแพงกวากน เชน ป ยสตร 15-15-15 ซงมอตราสวนป ย 1:1:1 ราคาตนละ 6,300 บาท และป ยสตร 14-14-14 ซงมอตราสวนป ย 1:1:1 เชนเดยวกน แตราคาตนละ 6,100 บาท สามารถเทยบราคาไดวาควรจะเลอกซอป ยสตรใด 4.3 การดดความชน

ป ยเคมโดยทวไปสามารถทจะดดความชนได ท าใหป ยชนหรอบางทละลายและจบตวกนเปนของแขง อยางไรกตามป ยแตละชนดจะชนไดยากงายตางกน และสภาพอากาศรอนชนกมสวนชวยใหป ยชนงายยงขน นอกจากน การเอาป ยตางชนดกนมาผสมกนจะยงท าใหป ยชนไดงายมากขนเชนกน ดงนนการเกบป ยไมควรเกบในทอบ รอนชน และถาเปดถงใชแลวควรปดใหมดชด 4.4 ความเคม

ป ยเคมโดยทวไปเปนเกลอ ดงนนจงมความเคม ซงถาใสใหกบพชครงละมากๆ และใสใกลรากอาจจะกอใหเกดอนตรายตอพชได ป ยแตละชนดมความเคมมากนอยตางกน ซงสามารถสงเกต

18

ไดงายๆ คอ ป ยทละลายน าด ละลายน างาย และละลายน าไดทงหมด โดยปกตจะมความเคมมากกวาป ยทละลายชาหรอละลายไดไมหมด

4.5 ความเปนกรด – ดาง

ป ยเคมบางชนดเมอใชตดตอกนเปนเวลานานๆ มผลตกคางท าใหดนเปนกรดหรอเปนดาง โดยป ยไนโตรเจนมกใหผลตกคางเปนกรด สวนป ยทมแคลเซยมหรอโซเดยมมากๆ มกใหผลตกคางเปนดาง 5. กระบวนการผลตป ยเคม 5.1 การผลตป ยไนโตรเจน

ป ยไนโตรเจนทอยในรปอนทรยไนโตรเจนทไดมาจากการสงเคราะห ไดแก ป ยยเรย (46 เปอรเซนตไนโตรเจน) ป ยแอมโมเนยมซลเฟต (21 เปอรเซนตไนโตรเจน) ป ยแอมโมเนยมคลอไรด (25 เปอรเซนตไนโตรเจน) ยเรยฟอรม (29 เปอรเซนตไนโตรเจน) และป ยออกซามดส (32 เปอรเซนตไนโตรเจน) เปนตน ตวอยางกระบวนการผลตป ยไนโตรเจน ไดแก - กระบวนการตรงไนโตรเจนในอากาศโดยใชไฟฟา (Electric arc process)

การเปลยนไนโตรเจนในอากาศเปนสารประกอบนนทรยโดยกระบวนการ Electric arc process คดคนขนโดยนกวทยาศาสตรชาวสวเดนชอ Cavendish โดยเลยนแบบการเปลยนกาซไนโตรเจนในอากาศเปน NO3- ในธรรมชาตทเกดขนขณะเกดฟาแลบหรอฟาผา ดงสมการ

N2 + O2 2NO 2NO + O2 2NO2 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO

HNO3 ทไดจากระบวนการนน าไปท าปฏกรยาตอไปกบดางเพอเปลยนใหอยในรปเกลอไนเตรต เชน 2HNO3 + Na2CO3 2NaNO3 + H2O + CO2 2HNO3 + CaCO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2

กระบวนการนมประสทธภาพต า โดยเพยงรอยละ 2 ของ N2 เทานนทเกดปฏกรยา และตนทนในการผลตขนอยกบราคาพลงงานไฟฟา - กระบวนการสงเคราะหผานแอมโมเนย (Ammonia-synthesis process)

การผลตป ยไนโตรเจนดวยกระบวนการนเรมตนจากการเตรยมกาซแอมโมเนย ซงเตรยมไดโดยการน าเอากาซไนโตรเจน (N2) มาท าปฏกรยากบกาซไฮโดรเจน (H2) โดยควบคมความดนใหอยระหวาง 150-350 บรรยากาศ อณหภมประมาณ 300-500 องศาเซลเซยส โดยใช FeO เปนตวเรงปฏกรยา ดงสมการ

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

19

เมอน ากาซ NH3 ทผลตไดมาท าปฏกรยากบสารเคมอนๆ กจะไดป ยไนโตรเจนไดหลากหลายชนด เชน

ป ยยเรย (Urea) มสตรทางเคม คอ CO(NH2)2 เปนแมป ยทมธาตไนโตรเจนสงสด ซงไดรบความนยมใชกนมากในปจจบน เนองจากมราคาตอหนวยของธาตไนโตรเจนต าเมอเทยบกบป ยไนโตรเจนชนดอน คณสมบตทส าคญของป ยยเรย คอ เปนของแขง มความถวงจ าเพาะเทากบ 1.335 ดดความชนไดงาย ละลายน าไดด ป ยยเรยสามารถน าไปใชเปนป ยทางใบได เนองจากป ยยเรยสามารถดดซมเขาไปในทางใบพชได ป ยยเรยสามารถเตรยมไดจากการน าแอมโมเนยมาท าปฏกรยากบกาซคารบอนไดออกไซดทอณหภมประมาณ 185-190 องศาเซลเซยส และความดน 140-250 บรรยากาศ จะไดแอมโมเนยมคารบาเมต (NH2CO2NH4) เกดขน ตอจากนนแอมโมเนยมคารบาเมตจะสลายตวยเรย (NH2CONH2) กบน า ดงสมการ

2NH3 (g) + CO2 (g) NH2CO2NH4 (aq) NH2CO2NH4 (aq) NH2CONH2 (aq) + H2O (l)

ตวอยางกระบวนการผลตป ยยเรยดวยกระบวนการ Ammonia stripping process แสดงดงรป 2.1

รป 2.1 การผลตป ยยเรยดวยกระบวนการ Ammonia stripping process

ป ยแอมโมเนยมซลเฟต (Ammonium sulphate) มสตรเคม คอ (NH4)2SO4 มขอดคอ

เปนป ยทไมชนแฉะงาย ไมจบตวกนเปนกอนเรว เกลดป ยมความแขงสง มความคงตวทางเคมสง สวนขอเสยเปนป ยทมปรมาณไนโตรเจนต า (21 เปอรเซนตไนโตรเจน) มสวนประกอบของก ามะถน ท าใหดนเปนกรดสงเมอใชไปนาน ใชไดดกบดนทเปนดาง การผลตป ยแอมโมเนยมซลเฟตท าไดโดย

20

น ากาซแอมโมเนย (NH3) มาท าปฏกรยากบกรดก ามะถน (H2SO4) แลวท าการตกผลกเปนเกลอแอมโมเนยมซลเฟต ดงสมการ

2NH3 (g) + H2SO4 (aq) (NH4)2SO4 (s) นอกจากนการเตรยมป ยแอมโมเนยมซลเฟตอาจเตรยมไดจากปฏกรยาเคมระหวาง

แอมโมเนยม คารบอเนต (NH4)2CO3 กบยปซม (CaSO4) ดงน (NH4)2CO3 + CaSO4 (NH4)2SO4 (s) + CaCO3

ป ยแอมโมเนยมไนเตรต (Ammonium nitrate) มสตรทางเคม คอ NH4NO3 มไนโตรเจนประมาณ 34 เปอรเซนต ละลายน าไดดดดความชนไดงายมาก ยากตอการใชและการเกบรกษา เมอใสลงไปในดนจะใหปฏกรยาเปนกรด ใชเปนป ยเดยวและแมป ยในป ยผสมได ป ยแอมโมเนยมไนเตรตสามารถน าไปใชท าระเบดได การผสมป ยชนดนกบกรดก ามะถนกอาจท าใหระเบดได การผลตป ยแอมโมเนยมไนเตรตท าไดโดยน ากาซแอมโมเนยมาท าปฏกรยากบกรดไนตรก (HNO3) แลวท าการตกผลกเปนเกลอแอมโมเนยมไนเตรต ดงสมการ

NH3 (g) + HNO3 (aq) NH4NO3 (s) ตวอยางกระบวนการผลตป ยยเรยดวยกระบวนการ Stengel process แสดงดงรป 2.2

รป 2.2 การผลตป ยแอมโมเนยมไนเตรตดวยกระบวนการ Stengel process

การตกผลกเกลอแอมโมเนยมไนเตรตจะท าใหไดป ยในลกษณะเปนเมด โดยการท าเมดป ย

นสามารถท าได 2 แบบ โดยแบบแรกแอมโมเนยมไนเตรตทมลกษณะเหลวขน (Slurry) จะถกพนเปนฝอยเขาสหอเยน (Cooling chamber) พรอมๆ กบการปอนอากาศไหลสวนทางกน จะไดเมดป ยแอมโมเนยมไนเตรตสงเขาสเครองหลอเยน คดขนาดดวยตะแกรงรอน และบรรจถง สวนอกแบบ

21

แอมโมเนยมไนเตรตสเลอรถกท าใหเยนบนสายพานแลวถกล าเลยงเขาเครองบด จากนนน าไปคดขนาดดวยตะแกรงรอน และบรรจถง

5.2 การผลตป ยฟอสเฟต

ป ยฟอสเฟตเปนป ยเคมทใหธาตฟอสฟอรสในรปสารประกอบฟอสเฟต ซงชวยเสรมการเจรญเตบโต และความแขงแรงของพชทงสวนราก ล าตน และใบ ตลอดจนการออกดอกออกผล ป ยฟอสเฟตทใชในปจจบนมอยหลากหลายรปแบบ เชน - หนฟอสเฟต (Phosphate rock) เปนหนทมแคลเซยมฟอสเฟต (Ca3(PO4)2) เปนองคประกอบหลก บางครงอาจพบในรปของฟลอออะไทต (Fluorapatite) สตรทางเคมคอ Ca10F2(PO4)6 หรอไฮโดรซอะพาไทต (Hydroxy apatite) สตรทางเคมคอ Ca10(PO4)6(OH)2 มสไมแนนอนขนอยกบแหลงก าเนดตามธรรมชาต หนฟอสเฟตในประเทศไทยมฟอสเฟต (P2O5) เปนองคประกอบประมาณ 40 เปอรเซนต และมฟอสเฟตทเปนประโยชนตอพชประมาณ 19 เปอรเซนต เมอน ามาใชเปนป ยจะบดหนฟอสเฟตใหละเอยดจนรอนผานตะแกรงขนาด 100 เมชได หนฟอสเฟตบดจะปลดปลอยฟอสเฟตทเปนประโยชนตอพชออกมาไดเลกนอยและชามาก พชจงน าฟอสฟอรสไปใชประโยชนไดนอยมาก ท าใหตองใชหนฟอสเฟตในปรมาณมากซงไมคมคา จงนยมน าหนฟอสเฟตมาใชเปนวตถดบในการผลตป ยฟอสเฟตอนๆ อกหลายชนด

- ออรดนารซเปอรฟอสเฟต (Ordinary superphosphate or Normal superphosphate)

สตรทางเคม คอ Ca(H2PO4)2H2O มฟอสเฟตประมาณ 20 เปอรเซนต มแคลเซยมประมาณ 20 เปอรเซนต และมก ามะถนประมาณ 12 เปอรเซนต มคณสมบตเปนกรด (pH ประมาณ 3) มลกษณะเปนผลกสเทาหรอสน าตาลละลายน าไดประมาณ 85 เปอรเซนต

- ซเปอรฟอสเฟตเขมขน (Concentrated superphosphate)

นยมเรยกกนโดยทวไปวาทรปเปลซเปอรฟอสเฟต (Triple superphosphate) หรอทรเบลซเปอรฟอสเฟต (Treble superphosphate) ฟอสเฟตในป ยชนดนสวนใหญจะอยในรปของ Ca(H2PO4)2H2O มปรมาณฟอสเฟตประมาณ 45 เปอรเซนต แคลเซยมประมาณ 12-16 เปอรเซนต และก ามะถนประมาณ 1-2 เปอรเซนต มสขาว เทา หรอน าตาล ละลายน าไดด

- กรดฟอสฟอรก (Phosphoric acid)

สตรทางเคม คอ H3PO4 เปนกรดไมมส มฟอสเฟตประมาณ 28-30 เปอรเซนต หรอ 50-60 เปอรเซนตขนกบการผลต การใชงานใชโดยการฉดพนลงสดนหรอใชรวมกบการใหน าในดนทเปนดางหรอดนปน

22

- กรดซเปอรฟอสฟอรก (Superphosphoric acid) องคประกอบสวนใหญคอ กรดออรโธฟอสฟอรก (Orthophosphoric acid, H3PO3) กรดไพ

โรฟอสฟอรก (Pyrophosphoric acid, H4P2O7) และกรดไตรโพลฟอสฟอรก (Tripolyphosphoric acid, H5P3O10) มฟอสเฟตอยประมาณ 70-76 เปอรเซนต ใชในการผลตป ยเกลดหรอป ยน า

การผลตป ยฟอสเฟตในปจจบนใชหนฟอสเฟตเปนวตถดบ แหลงหนฟอสเฟตในประเทศ

ไทยมหลายจงหวด เชน จงหวด รอยเอด กาญจนบร ล าพน เพชรบรณ และราชบร หนฟอสเฟตจากแหลงหนดงกลาวมฟอสฟอรสคดเปนปรมาณของ P2O5 อยถงรอยละ 20-40 การน าหนฟอสเฟตมาใชผลตป ยฟอสเฟตสามารถท าไดโดยการน าหนฟอสเฟตมาท าปฏกรยากบสารเคมหรอกรดตางๆ เชน กรดไนตรก กรดไฮโดรคลอรก กรดฟอสฟอรค และกรดซลฟวรก เปนตน ตวอยางกระบวนการผลตป ยฟอสเฟต ไดแก การน าหนฟอสเฟตมาผสมกบทรายและโซดาแอช แลวเผาทอณหภม 1000-1200 องศาเซลเซยส ประมาณ 2 ชวโมง จะเกดการเปลยนแปลง ดงน 2(CaF2.3Ca3(PO4)2) + 5SiO2 + 6Na2CO3 12CaNaPO4 + 4Ca2SiO4 + SiF4+6C2

จากนนน าสารผสมทไดจากการเผาเทลงในน าเพอท าใหเยนลงทนท จะไดสารทมลกษณะพรน เปราะและบดใหละเอยดไดงาย สามารถใชเปนป ยฟอสเฟตทใหปรมาณ P2O5 ไดถงรอยละ 27.5 จงเปนวธหนงทน าหนฟอสเฟตมาใชอยางคมคา นอกจากนหากน าหนฟอสเฟตทบดแลวมาท าปฏกรยากบกรดซลฟวรกทมความเขมขน 4-5 mol/dm3 ท าใหไดป ยฟอสเฟตทมคณภาพสงขน ปฏกรยาจะเกดขนอยางรวดเรว ไดป ยฟอสเฟตประเภทกรดฟอสฟอรก (H3PO4) ดงสมการ CaF2.3Ca3(PO4)2 + 10H2SO4 6H3PO4 + 10CaSO4 + 2HF ซงกรดฟอสฟอรกทเกดขนสามารถน าไปผลตป ยฟอสเฟตประเภทมอนอแคลเซยมฟอสเฟตตอไดอก โดยใหกรดฟอสฟอรกท าปฏกรยากบหนฟอสเฟต ซงปฏกรยาในขนนเกดขนอยางชาๆ ตองเกบหรอบมไวประมาณ 1 เดอน เพอใหปฏกรยาเกดขนอยางสมบรณ ดงสมการ CaF2.3Ca3(PO4)2 + 14H3PO4 10Ca(H2PO4)2 + 2HF

จากปฏกรยาการผลตป ยฟอสเฟตพบวาจะมสาร CaF2 ในสวนประกอบของหนฟอสเฟต ซงเมอท าปฏกรยากบกรดจะได HF ซงระเหยกลายเปนไอไดงาย และเปนพษสง จงตองก าจดโดยการผานกาซ HF ลงในน า ท าใหไดสารละลายทมสภาพเปนกรด จากนนจงท าใหเปนกลางโดยท าปฏกรยากบโซดาแอชหรอหนปน เกดปฏกรยาดงน

2HF + Na2CO3 2NaF + H2O + CO2 2HF + CaCO3 CaF2 + H2O + CO2

23

หรอน ากาซ HF ทเกดขนท าปฏกรยากบทราย (SiO2) ไดเปนกาซ SiF4 ซงสามารถรวมกบ H2O ไดทนทเกดเปน H2SiF6 และเมอน า H2SiF6 มาท าปฏกรยาตอกบ MgO จะไดแมกนเซยมซลโกฟลออไรด (MgSiF6) ซงใชเปนสารก าจดแมลงได ปฏกรยาทเกดขนแสดงไดดงน

6HF + SiO2 H2SiF6 + 2H2O H2SiF6 + MgO MgSiF6 + H2O

5.3 การผลตป ยโพแทส

ป ยโพแทส คอ ป ยเคมทมธาตโพแทสเซยมเปนองคประกอบ ป ยชนดนนยมบอกความเขมขน เปนคารอยละโดยมวลของ K2O ในสมยกอนแหลงของป ยโพแทสไดจากขเถาจากเตาถานหรอจากการเผากงไม ใบไม และเศษเหลอของพช แตในปจจบนการผลตป ยโพแทสจะใชแรโพแทสเปนวตถดบหลก ประเทศไทยมแหลงแรโพแทสเปนจ านวนมากในภาคตะวนออกเฉยงเหนอในรปของแรคารนลไลต (Carnallite, KCl.MgCl2.6H2O) และแรซลวาไนต (Sylvinite, KCl.NaCl) ตวอยางของป ยโพแทสทใชในปจจบน ไดแก

- โพแทสเซยมคลอไรด (Potassium chloride) หรอมวรเอทออฟโพแทช (Muriate of potash) สตรเคม คอ KCI มโพแทสเซยมประมาณ 60 เปอรเซนต มลกษณะคลายเกลอกแกง การใช

ป ยโพแทสเซยมคลอไรดควรพจารณาถงความตองการและความทนทานตอพษของคลอรนของพช พชบางชนดทนทานตอพษของคลอรนไดสง เชน มะเขอเทศ และผกกาดหว แตพชบางชนด เชน ยาสบ ไมทนทานตอพษจากคลอรน การผลตป ยโพแทสเซยมคลอไรดท าไดโดยใชแรซลวาไนตมาบดใหละเอยดแลวละลายในน าทมอณหภมประมาณ 90 องศาเซลเซยส จากนนเตมสารละลายเกลอแกงทอมตวลงไป กรองแยกโคลนและตะกอนออก แลวระเหยน าเพอใหสารละลายมความเขมขนมากขนจนท าให KCl ตกผลก จากนนท าการแยกผลกออกแลวอบใหแหง หรออาจผลตจากน าทะเล โดยการระเหยน าทะเลดวยความรอนจากแสงอาทตยเพอใหมความเขมขนสงขน เกลอ NaCl จะตกผลกแยกออกมากอน น าสารละลายทไดไประเหยน าออกเพอท าใหมความเขมขนมากขนท าให KCl ตกผลกออกมา - โพแทสเซยมซลเฟต (Potassium sulphate)

สตรทางเคม คอ K2SO4 มโพแทสเซยมประมาณ 50 เปอรเซนต มสขาวขน ละลายน าไดนอยกวาโพแทสเซยมคลอไรด เปนป ยทมราคาแพงกวาป ยโพแทสเซยมคลอไรด จงนยมใชรวมกนระหวางป ยโพแทสเซยมคลอไรดและป ยโพแทสเซยมซลเฟต การผลตป ยโพแทสเซยมซลเฟตท าไดโดยการน าแรแลงไปไนต (Langbeinite, K2SO4.2MgSO4) มาบดใหละเอยดแลวละลายในน าทมอณหภมประมาณ 50 องศาเซลเซยสจนเปนสารละลายอมตว แลวเตมสารละลาย KCl ทเขมขนลงไป จะไดผลก K2SO4 ออกมาดงสมการ

24

K2SO4.2MgSO4 + 4KCl 3K2SO4 + 2MgCl2

- โพแทสเซยมไนเตรต (Potassium nitrate) มสตรเคม คอ KNO3 ป ยชนดนใหไนโตรเจนประมาณ 13 เปอรเซนต และใหโพแทสเซยม

ประมาณ 46 เปอรเซนต การผลตป ยโพแทสเซยมไนเตรตท าไดโดยการน า KCl มาท าปฏกรยากบ NaNO3 จะไดป ยโพแทสเซยมไนเตรต ดงสมการ

KCl + NaNO3 KNO3 + NaCl 5.4 การผลตป ยผสม

ป ยผสมไดจากการน าป ยไนโตรเจน ฟอสเฟส และโพแทสมาผสมรวมกนเพอใหไดสดสวนของธาตอาหารพชตามตองการ หรอเปนป ยทไดจากการน าเอาป ยตงแต 2 ชนดขนไปมาผสมกน เมอผสมแลวอาจมธาตอาหารหลกเพยงธาตเดยวกได ป ยผสมแบงออกเปน 2 ชนด ดงน

1. ป ยผสมแบบป นเมด (steam granulation) ผลตโดยน าแมป ยตงแต 2 ชนดขนไปมาผสมกบสารเตมแตง (fertilizer additive) และสารเพมน าหนก (fillers) เพอใหน าหนกครบตามทตองการ จากนนฉดพนไอน า หรอสารละลายตางๆ เชน NH4OH, H2SO4 หรอ H3PO4 เปนตน ลงไปเพอใหสวนผสมชน ปลอยใหปฏกรยาเคมตาง ๆ เกดขนจนสมบรณ แลวจงป นสวนผสมทงหมดใหเปนเมด ป ยผสมชนดนมธาตอาหารพชสม าเสมอทกเมด ใชแมป ยไดหลากหลายชนด และสามารถผลตป ยผสมไดมากสตรกวาป ยผสมชนดคลกเคลา

2. ป ยผสมแบบคลกเคลา (bulk blend) เปนป ยทน าเอาแมป ยทมการป นเมดแลวน ามาผสมคลกเคลากนดวยวธทางกล (mechanical mixing) เพอใหไดสตรตามทเราตองการ ซงงายและสะดวกกวาวธป นเมดมาก แตตองค านงถงขนาดของแมป ยทใชตองมขนาดใกลเคยงกนเพอปองกนความไมสม าเสมอของธาตอาหารในแตละเมด การผลตป ยผสมชนดนมตนทนในการผลตต า แตการผลตป ยผสมแบบนเลอกใชแมป ยไดนอยชนด เนองจากแมป ยจะตองไมเกดปฏกรยาเคมตอกน มขนาดเมดป ยและความหนาแนนใกลเคยงกน เพอไมใหป ยแยกออกจากกนระหวางการขนสง 5.5 การควบคมการปลดปลอยธาตอาหารพช

ป ยเคมสวนใหญมกอยในรปของสารประกอบทสามารถละลายและปลดปลอยธาตอาหารพชได ความสามารถในการละลายของป ยแตละชนดมกแตกตางกน ป ยชนดละลายเรวสามารถละลายน าและปลดปลอยธาตอาหารไดด พชสามารถน าธาตอาหารไปใชไดทนท แตบางครงพชกไมสามารถดดไปใชไดทงหมด ท าใหเกดการสญเสยป ยเคมลงสดน ดงนนในกระบวนการผลตป ยจงมกมการเคลอบป ยดวยสารเคลอบป ยเพอควบคมการปลดปลอยธาตอาหารพชหรอชะลอการปลดปลอยธาตอาหารใหเหมาะสมกบการน าไปใชของพช สารเคลอบป ยมกเปนสารทไมละลายน า ตองรอใหสารเคลอบทหมเมดป ยนนออนตวหรอสลายตวกอน เนอป ยจงสามารถละลายออกมาได กรรมวธการควบคมการปลดปลอยธาตอาหารมหลายประเภท ไดแก

25

1. การเคลอบดวยสารทยอมใหน าผานไดบาง (semipermeable membrane) เชน ขผง ก ามะถน และพอลเอทลน เปนตน เมดป ยทเคลอบดวยสารนเมอสมผสกบน าในดน น าจะคอยๆ ซมผานเปลอกของสารเคลอบเขาไปละลายเนอป ยเปนสารละลายเกลอเขมขน ท าใหภายในเปลอกทหมเมดป ยเกดความดนออสโมซส มผลท าใหเปลอกหมหรอสารเคลอบเกดการแตกราว และเนอป ยคอยๆ ละลายออกสดนอยางตอเนองและเปนระยะเวลานาน

2. การเคลอบดวยสารกนน าแตมรเลกๆ (pin holes) เมดป ยทเคลอบดวยสารนเมอสมผสกบน าในดน น าจะคอยๆ ซมผานเปลอกของสารเคลอบเขาไปละลายเนอป ย และสารละลายป ยจะซมผานรเลกๆ ของสารเคลอบสดน

3. การเคลอบดวยสารกนน าทสามารถยอยสลายดวยจลนทรย สารเคลอบป ยชนดนจะถกสลายดวยจลนทรยในดน ท าใหน าในดนสามารถผานเขาไปละลายเนอป ยได

อตราการละลายหรอการปลดปลอยธาตอาหารของป ยทผานการเคลอบดวยสารเคลอบป ยจะขนกบความหนาของสารเคลอบ วธการเคลอบ และชนดของป ย

26

บทท 3 กระบวนการผลตน าตาล

1. บทน า

ตงแตสมยโบราณมนษยรจกการท าน าตาลจากน าหวานของตนตาล จงเรยกวาสารใหความหวานนนวา "น าตาล" จนปจจบนถงแมวารปแบบของสารใหความหวานจะเปลยนไปทงรปลกษณและวตถดบ แตชอน าตาลกยงคงถกใชอย ส าหรบภาษาองกฤษ ค าวา "ซการ" (sugar) รบผานตอมาจากภาษาฝรงเศส วา "Sucre" ซงกรบตอกนมาเปนทอดๆ ดงน คอ จากภาษาอตาล zucchero > ภาษาอาหรบ sukkar > ภาษาเปอรเซย shakar > ภาษาสนสกฤต "ศรกรา" ซงมความหมายวาน าตาลหรอกอนกรวด (pebble) ในภาษาบาลเรยกวา "สกขรา" (sakkhar) และตรงกบภาษาฮนดวา "สกกร" (sakkar)

น าตาล คอ สารใหความหวานตามธรรมชาตชนดหนง มชอเรยกหลายแบบขนอยกบรปรางลกษณะของน าตาล เชน น าตาลทราย น าตาลกรวด น าตาลกอน น าตาลปบ เปนตน แตโดยทวไปในทางเคมน าตาลมชอทางวทยาศาสตรวา ซโครส หรอแซคคาโรส ไดแซคคาไรด ทมลกษณะเปนผลกของแขงสขาว น าตาลเปนสารเพมความหวานทนยมใชกนอยางแพรหลายทงการบรโภคในครวเรอนและในอตสาหกรรมการผลตอาหาร โดยเฉพาะอยางยงการผลตขนมหวานและเครองดม ในทางการคาน าตาลผลตจากพชหลายชนด เชน ออย (sugar cane) ตาล (sugar palm) มะพราว (coconut palm) เมเปลน าตาล (sugar maple) และหวบท (sugar beet) เปนตน ส าหรบการผลตน าตาลของมนษยมหลกฐานพบวา เมอประมาณ ป ค.ศ.1043 ชาวเปอรเซยเปนผคดคนการปลกออยเพอท าน าตาล หลงจากนน น าตาลจงแพรหลายไปสพนทใกลเคยง เชน ในแถบทะเลเมดเตอรเรเนยน ในชวงระหวางป พ.ศ. 2544-2545 มการผลตน าตาลจากทวโลกประมาณ 134.1 ลานตน ประเทศทผลตน าตาลจากออยสวนใหญเปนประเทศในเขตรอน เชน ออสเตรเลย บราซล และประเทศไทย ในป พ.ศ. 2544-2545 มการผลตน าตาลเพมขนสองเทาในประเทศก าลงพฒนา เมอเทยบกบประเทศทพฒนาแลว ปรมาณน าตาลทผลตมากทสดอยในละตนอเมรกา สหรฐอเมรกา และชาตในกลม แครบเบยน และตะวนออกไกล แหลงน าตาลจากหวบทจะอยในเขตอากาศเยน เชน ตะวนตกเฉยงเหนอและตะวนออกของยโรป ญปนตอนเหนอ และบางพนทในสหรฐอเมรการวมทงรฐแคลฟอรเนยดวย

ส าหรบการผลตน าตาลในประเทศไทยนนจะใชออยเปนวตถดบหลกในการผลต ดงนนในทนจะกลาวถงการผลตน าตาลจากออยเทานน ออยกลายเปนพชเศรษฐกจทส าคญชนดหนงของประเทศไทยมาตงแตสมยโบราณ ไมเพยงแตน ามาผลตเปนน าตาลเทานน แตจากประวตศาสตรพบวาออยมบทบาทหลายอยางในอดตกาล เชน ใชในพธกรรมตางๆ แสดงถงความสมบรณ และความหวานแสดงถงปญญา โดยมกจะน าออยและกลวยเปนของใชประกอบในพธคกน เชน ใชในพธมงคลหรอเทศกาลตางๆ ทงเพอประดบหรอมความหมายในทางทเปนสรมงคล เชน ในขบวนแหขนหมาก เปนตน ใชในงานประตมากรรมและสถาปตยกรรมตงแตสมยทวารวดจนถงสมย

27

รตนโกสนทร โดยน าน าออยผสมกบปนขาวใชสอปนและฉาบผนง ตลอดจนยงปรากฏเปนบทเพลงไทยตางๆ มากมาย นอกจากนนออยยงเปนสวนผสมในต ารบยาแผนโบราณไดอกดวย

2. อตสาหกรรมน าตาลไทย

ประวตศาสตรการผลตน าตาลของประเทศไทยเรมถอก าเนดมาตงแตยคการกอก าเนดเมอครงโบราณกาลและไดสบเนองมาจนถงยคปจจบน อตสาหกรรมน าตาลทรายปรากฏหลกฐานเปนเรองราวมาตงแตสมยสโขทย โดยมแหลงผลตทส าคญอยทเมองสโขทย พษณโลก และก าแพงเพชร กลาวกนวาน าตาลทผลตไดในตอนนนเปนเพยงน าตาลทรายแดง (Muscovado) หรอน าตาลงบพนเมอง ตอมาในป พ.ศ. 1951 และ พ.ศ. 1955 ไดมการสงออกน าตาลทรายแดงไปยงประเทศญปน การผลตน าตาลทรายแดงไดด าเนนกจการดวยดโดยมแหลงผลตใหมทอ าเภอนครชยศร จงหวดนครปฐม และจงหวดชลบร เมอปรมาณการผลตมมากกวาความตองการบรโภค จงมการสงออกไปยงตางประเทศ กอนทแหลงผลตจะยายมายงลมน าทาจน และบรเวณตอนลางของลมน าเจาพระยา โดยมการสงออกอยางมากในสมยรชกาลท 2 และ 3 (พ.ศ. 2352-2375) และเรมเสอมถอยจนตองมการน าเขาน าตาลจากตางประเทศในป พ.ศ. 2436 จนกระทงไดมการพฒนาการผลตน าตาลดวยกรรมวธสมยใหมในยโรป ท าใหราคาน าตาลในตลาดโลกตกต าลง การผลตน าตาลในประเทศไทยจงตองหยดกจการไปบาง เหลอเพยงการผลตเพอการบรโภคภายในประเทศเทานน

ตอมาในป พ.ศ. 2480 รฐบาลไดเลงเหนความส าคญของอตสาหกรรมนจงไดตงโรงงานน าตาลทรายขาวททนสมยเปนแหงแรกชอวา "โรงงานน าตาลไทยล าปาง" ทอ าเภอเกาะคา จงหวดล าปาง ด าเนนการโดยบรษทสโกดาเวอรค ประเทศเชคโกสโลวาเกย เรมเปดด าเนนการหบออยในวนท 18 ธนวาคม พ.ศ. 2480 มก าลงการหบออยในระยะแรกวนละ 500 ตน และในป พ.ศ. 2485 ไดมการสราง "โรงงานน าตาลไทยอตรดตถ" ขนเปนแหงท 2 โดยซอโรงงานมาจากฟลปปนส เรมหบออยตงแตเดอนกมภาพนธพ.ศ. 2485 มก าลงการผลต 500 ตนออยตอวนเชนเดยวกน โรงงานน าตาลทง 2 แหงยงเปดด าเนนการจนถงปจจบน โดยโรงงานน าตาลล าปางมก าลงการผลต 2,938 ตนออยตอวน และ โรงงานน าตาลไทยอตรดตถมก าลงการผลต 1,738 ตนออยตอวน

ในปจจบนรฐบาลไดจดระบบและควบคมการผลตและจ าหนายออยและน าตาลทรายทผลตจากออยของชาวไรออย โดยใหชาวไรออยและโรงงานน าตาลทรายซงเปนผมสวนไดเสยโดยตรงรวมมอกบทางราชการ ตงแตการผลตออยไปจนถงการจดสรรเงนรายไดจากการขายน าตาลทรายทงในและนอกราชอาณาจกรระหวางชาวไรออยและโรงงานน าตาลทราย เพอใหอตสาหกรรมออยและน าตาลทรายเตบโตโดยมเสถยรภาพ และเกดความเปนธรรมแกชาวไรออย โรงงานน าตาลทรายและประชาชนผบรโภค รฐบาลจงไดประกาศใชพระราชบญญตออยและน าตาลทราย พ.ศ. 2527 เมอวนท 8 สงหาคม พ.ศ.2527 เพอใหการซอขายออยตามพระราชบญญตดงกลาวมกฎหมายรองรบหลกเกณฑและวธการในการปฏบตของฝายตางๆ ทเกยวของ ผลจากการประกาศใชพระราชบญญตฉบบดงกลาว ท าใหมการเปลยนแปลงโครงสรางในการบรหารอตสาหกรรมออยและน าตาลทรายใหม ท าใหมระบบการบรหารทชดเจนและเปนระเบยบยงขนนบจากนนมาจนกระทงปจจบน

28

รป 3.1 โครงสรางการบรหารอตสาหกรรมออยและน าตาล

อตสาหกรรมออยและน าตาลทรายนนเปนอตสาหกรรมทสรางสรรคประโยชนตอสงคมและประเทศชาตเปนอยางมาก น ารายไดเขาสประเทศปละประมาณ 30,000 ลานบาท ออยกลายเปนพชเศรษฐกจทส าคญชนดหนงของประเทศไทย มพนทปลกกระจายในจงหวดตางๆ มากกวา 40 จงหวด ประมาณ 6 ลานไร ผลผลตออยตอปประมาณ 45-70 ลานตน ผลตน าตาลได 5-7 ลานตน

29

โดยเปนน าตาลทบรโภคภายในประเทศ 2 ลานตนทเหลอสงออกขายในตางประเทศ มมลคารวมมากกวา 50,000 ลานบาทตอป โรงงานผลตน าตาลในประเทศไทยมทงสน 46 โรงงาน มก าลงการผลตรวมทงสน 623,390 ตนตอวน ตงกระจายอยใน 24 จงหวด ดงน

ภาคเหนอ ม 9 โรงงาน ในเขตจงหวดล าปาง อตรดตถ ก าแพงเพชร พษณโลก เพชรบรณ และนครสวรรค

ภาคกลาง ม 18 โรงงานในเขตจงหวดสงหบร ลพบร สระบร อทยธาน สพรรณบร กาญจนบร ราชบร และประจวบครขนธ

ภาคตะวนออก (ภาคกลาง) ม 5 โรงงาน ในเขตจงหวดชลบรและสระแกว ภาคตะวนออกเฉยงเหนอ ม 14 โรงงาน ในเขตจงหวดนครราชสมา ชยภม ขอนแกน

อดรธาน กาฬสนธ มกดาหาร บรรมย และสรนทร ส าหรบภายในประเทศ นอกจากการบรโภคน าตาลในครวเรอนแลว น าตาลยงมสวนเกยวของกบอตสาหกรรมขนม อตสาหกรรมเครองดมตางๆ ผลพลอยไดจากการผลตน าตาล เชน กากน าตาล สามารถน าไปผลตแอลกอฮอล เหลา ผงชรส ป ย ฯลฯ กากออย สามารถน าไปในการผลตพลงงานไฟฟา ท าเยอกระดาษ ปาตเคลบอรด ท าใหเกดรายได เกดการจางงาน ประมาณกนวาอตสาหกรรมออยและน าตาลทรายสรางเงนทนหมนเวยนในระบบเศรษฐกจไมต ากวา 150,000 ลานบาท

ภายในโรงงานผลตน าตาลมความตองการไอน าและกระแสไฟฟาจ านวนมากในกระบวนการผลตน าตาล ปจจบนมทกโรงงานไดน าเอาชานออยทเหลอจากการผลตมาเปนเชอเพลงในการผลตไฟฟาและไอน าใชในโรงงาน หากกระแสไฟเหลอจากการใชภายในโรงงานแลวสามารถขายตอใหกบการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย ซงเปนการแบงเบาภาระของรฐดานพลงงานไดอกทางหนง โรงงานผลตน าตาลในไทยม 46 โรงงาน และหลายโรงงานไดท าการผลตเอทานอลจากกากน าตาล (molasses) ซงในกระบวนการผลตเอทานอลท าใหเกดน าเสยจ านวนมาก น าเสยเหลานยงสามารถน าไปผลตเปนกาซชวภาพได และเมอน าน าเสยของทงกระบวนการผลตน าตาลและการผลตเอทานอลมารวมกนกจะมศกยภาพในการผลตกาซชวภาพไดสงขน ส าหรบวนท าการผลตน าตาลตอปนน 120 วน โดยตนออย 1 ตนจะท าใหเกดน าเสย 0.11 ลกบาศกเมตร และน าเสย 1 ลกบาศกเมตรสามารถผลตกาซชวภาพได 7 ลกบาศกเมตร

3. ประเภทของน าตาลทราย

หากเราแบงประเภทของน าตาลทรายตามลกษณะการใชงาน จะสามารถแบงได 2 ประเภทคอ

1. น าตาลทรายทใชในกจการอตสาหกรรม (Industrial use sugar) ไดแก น าตาลทรายทน าไปใชในอตสาหกรรมตางๆ มากมายหลายอยาง ไดแก อตสาหกรรมอาหาร เชน ผลตภณฑนมขนหวาน ไอศกรม น าอดลมหรอเครองดมตางๆ ลกกวาด ขนมปงหวาน ผลตภณฑอาหารกระปอง ผลไมกระปอง แยม และใชในเภสชอตสาหกรรม เปนตน ปรมาณการบรโภคในกจการอตสาหกรรมนเปนสวนชวยกอใหเกดความตองการน าตาลทรายมากยงขน

30

2. น าตาลทรายทไมใชในอตสาหกรรม (Non-industrial use sugar) ไดแก น าตาลทรายทใชบรโภคในครวเรอน รานอาหาร และรานคาขนมหวานทวไป

แตหากเราแบงประเภทของน าตาลทรายตามลกษณะการผลต จะสามารถแบงไดเปน 2 ประเภท ดงน

1. น าตาลพนเมองหรอน าตาลไมมเกลด (Non-centrifugal sugar) เปนน าตาลทไมไดท าการแยกกากและผลกน าตาลออกจากกน ลกษณะน าตาลพนเมองจงเปนครมขน เหนยว มสน าตาลออนถงน าตาลเขม อาจน ามาหลอขนรปในพมพตางๆ น าตาลพนเมองมกผลตในครวเรอนทผกพนสอดคลองกบธรรมชาต วตถดบทน ามาท าน าตาลประเภทนจะไดจากพชทองถน เชน มะพราว ตนตาล ตนจาก น าตาลพนเมองยงสามารถแบงออกเปน 2 ประเภท คอ

- น าตาลจากออย เปนน าตาลทไดจากการเคยวน าออย แตไมมการป นแยกกาก ลกษณะทไดจงเปนผงสน าตาลแดงออน มความชนมาก เชน น าตาลทรายแดง (Brown sugar)

- น าตาลจากพชตระกลปาลม ซงไดจากการเคยวน าหวานทเกบรวบรวมจากการปาดงวงหรอกานชดอกของพชตระกลปาลม เชน มะพราว ตาลโตนด และตนจาก โดยน าตาลทไดมลกษณะเปนครมสน าตาลออน มรสหอมหวาน ในบางพนทน าน าตาลไปบรรจในปป จงเรยกวา น าตาลปป หรอบางแหงน าไปเทลงพมพและท าใหเปนกอน เรยกวา น าตาลปก

- น าตาลกรวด มลกษณะเปนกอนเหลยม คลายสารสม มสขาวใส ไดจากการตกผลกน าเชอมหรอการน าน าตาลทรายขาวบรสทธไปผานการะบวนการตกผลกเสยใหมใหกอนผลกใหญขน อาจมการเคลอบผลกน าตาลกรวดดวยสตางๆ บางชนดกมกลนดวย เชน สเขยวของใบเตย สมวงออนจากดอกอญชน สเหลองจากดอกค าฝอย สน าตาลจากน าตาลเคยวไหม หรอใสกลนคาราเมล เปนตน น าตาลกรวดมรสหวานนอยกวาน าตาลชนดอน

2. น าตาลจากโรงงานอตสาหกรรม เรยกวา น าตาลทราย หรอ centrifugal sugar ในประเทศไทยผลตจากออยเปนหลก โดยผลตจากเครองจกรในโรงงานอตสาหกรรม น าตาลทไดเปนน าตาลเกลดมความชนต า แบงออกเปน 4 ชนด คอ

- น าตาลทรายดบหรอน าตาลทรายสร า (Raw sugar) มลกษณะเปนผลกสเหลองเขมคลายสของร าขาว มกากออยเจอปนในปรมาณมาก ไมผานกระบวนการฟอกส

- น าตาลทรายขาว (White sugar) เปนน าตาลทมความบรสทธสง เปนเกลดสขาวใสจนถงเหลองออน ผลตจากน าออยโดยตรง ผานกระบวนการฟอกส มความชนต า เกลดรวนไมตดกน

- น าตาลทรายขาวบรสทธ (Refined sugar) เปนน าตาลทมความบรสทธสงกวาน าตาลทรายขาว มลกษณะเปนเกลดสขาวใส มความชนต ามาก ผลตจากน าตาลทรายดบโดยมกระบวนการผลตทคลายกบการผลตน าตาลทรายขาว

31

4. กระบวนการผลตน าตาลทราย ในทนจะกลาวถงเฉพาะกระบวนการผลตน าตาลทรายจากออยซงเปนอตสาหกรรมหลก

ของประเทศไทยเทานน โดยกระบวนการผลตน าตาลทรายประเภทตางๆ มดงน

4.1 กระบวนการผลตน าตาลทรายดบ หลงจากทชาวไรออยตดออยทไดอายในการตด คอประมาณ 10 เดอนขนไป หรอแลวแต

พนธออยกจะบรรทกสงเขาโรงงานน าตาล ซงปกตจะก าหนดเปดหบออยประมาณปลายเดอนพฤศจกายนหรอเดอนธนวาคมของทกป ส าหรบการผลตน าตาลทรายดบทใชออยเปนวตถดบหลกในการผลตประกอบดวยขนตอนการผลต แสดงดงรป 3.2 และ 3.3

รป 3.2 กระบวนการผลตน าตาลทรายดบ

การเตรยมออย (Cane preparation)

การหบสกดน าออย (Milling)

การท าน าออยใส (Clarification)

การแยกผลกน าตาล (Centrifugation)

การตกผลกน าตาล (Crystallization)

การระเหยน าออย (Evaporation)

การอบแหง (Drying)

การบรรจหบหอ (Packaging)

32

รป 3.3 กระบวนการผลตน าตาลทรายดบจากออย

- การเตรยมออย (Cane preparation)

ขนตอนการเตรยมออยเพอปอนเขาลกหบเปนจดส าคญอนดบแรกของกระบวนการผลตน าตาลทราย ซงจะตองดแลอยางใกลชดเพราะเปนจดทสามารถชวยใหการสกดน าออยหรอน าตาลออกจากออยไดมากทสด โดยการแปรรปออยใหอยในสภาพทชดลกหบสามารถสกดน าออยหรอน าตาลจากออยไดอยางสะดวกราบรนและมประสทธภาพสง ขนตอนการเตรยมออยเรมจากการล าเลยงออยเขาสเครองสบออยซงประกอบดวยชดมดสบ แลวสงตอเขาสเครองฉกออย (Shredder) และเครองตออย (Crusher) เพอท าใหออยอยในรปของเสนใยหรอฝอยละเอยดกอนปอนเขาสชดลกหบ โดยการเตรยมออยปอนชดลกหบนจะมประสทธภาพอยในระดบทด ถาเซลลออยถกท าลายใหแตกไดประมาณรอยละ 80-85

33

- การหบสกดน าออย (Milling) ในขนตอนนออยทผานการสบแลวซงมลกษณะเปนฝอยหรอเปนเสนยาวละเอยดพอควร

ถกล าเลยงเขาสเครองมอสกดน าออย ซงโดยทวไป ไดแก ชดลกหบ ซงตดตงเปนแถวตอเนองกน แถวหนงอาจประกอบดวยชดลกหบ 4-6 ชดแตกตางกนในแตละโรงงาน ลกหบชดหนงๆ ประกอบดวยลกกลง 3 ลก เพอชวยจบยดออยทปอนเขามาและคายออกไป และชวยสกดน าออยระบายลงรางรบน าออย ปจจบนมบางโรงงานใชเครองสกดน าออยแบบใหม เรยกวา ดฟฟวเซอร (Diffuser) แตโรงงานน าตาลทวไปยงคงนยมใชชดลกหบในการหบสกดน าออย ในขณะท าการหบสกดน าออยมกมการพรมน ารอนหรอน าออย (Compound Imbibitions) ใหออยสบเพอชวยละลายน าตาลในออยออกใหหมด ผลตภณฑทไดหลงการหบสกดน าออย คอ กากออย (Bagasse) และน าออยรวม (Mixed Juice) กากออยทออกจากลกหบชดสดทายจะถกล าเลยงโดยสะพานล าเลยงเขาสหมอน า เพอใชเปนเชอเพลงผลตไอน าส าหรบใชในกระบวนการผลตและผลตกระแสไฟฟา โดยมการควบคมคณภาพกากออยทออกจากลกหบชดสดทายไมใหมความชนเกนรอยละ 4 เพอท าใหประสทธภาพการเผาไหมของเตาหมอน าสงขน

- การท าน าออยใส (Clarification)

น าออยรวมจากการหบสกดน าออยจะถกป มผานตะแกรงเพอกรองผงกากออยทแขวนลอยอยออกไป จากนนจงถกสงเขาสถงพกใสและใหความรอนจนน าออยมอณหภมเพมขนเปน 45-65 องศาเซลเซยส แลวจงเตมน าปนขาวเพอปรบระดบความเปนกรดดางของน าออยใหอยในชวง 7.0-7.2 ซงจะท าใหผงกากออยและกากตะกอนตางๆ ในน าออยสามารถตกตะกอนแยกออกจากน าออยได หลงจากทงน าออยใหตกตะกอนแลว น าออยจะถกสงเขาเครองกรองแบบอดความดน (Filter press) เพอแยกน าออยใสและกากตะกอน (Filter cake) ออกจากกน สวนกากตะกอนถกล าเลยงออกนอกเขาสทเกบเพอท าเปนป ยใหแกชาวไรออยตอไป สวนน าออยใสซงมปรมาณน าตาลประมาณรอยละ 15 จะถกสงเขาสข นตอนการระเหยตอไป

- การระเหยน าออย (Evaporation) น าออยทผานการท าใสแลวจะถกน าเขาสชดหมอตม (Multiple effect evaporator) เพอระเหยเอาน าออก จนไดน าออยทมความเขมขนประมาณ 65% อณหภมของหมอระเหยแตละตวจะไมเทากนขนอยกบคาความดนภายในทท าการควบคมไว น าออยใสเมอออกจากหมอตมลกสดทายจะมความเขมขน 60 – 65 บรกส เรยกวา น าเชอมดบ (Syrup)

- การตกผลกน าตาล (Crystallization)

น าเชอมดบทไดจากการระเหยจะถกปอนเขาหมอเคยวระบบสญญากาศ (Vacuum pan) เพอระเหยน าออกจนน าเชอมมความเขมขนสงขนถงจดอมตวยงยวด ท าใหผลกน าตาลเกดการตกผลกขน โดยอาจมการเตมน าตาลเมดละเอยดลงไปในน าเชอมอมตวเพอเปนแกนใหเกดผลกน าตาล

34

หลงการเคยวในหมอเคยวจะประกอบดวยผลกน าตาลและกากน าตาล (Molasses) ซงรวมกนเรยกวา แมสควท (Massecuite)

- การแยกผลกน าตาล (Centrifugaling)

แมสควททไดจากการเคยวจะถกน าไปป นแยกผลกน าตาลออกจากกากน าตาล โดยใชเครองป น (Centrifugals) การแยกเมดน าตาลอาศยการท างานของหมอป นน าตาลซงมหลายแบบหลายชนด โดยทวไปหมอน าตาลมกจะท าดวยเหลกออนหรอเหลกกลาหรอโลหะผสมนเกลหรอเหลกกลาไรสนม มรทขางหมอเปนแถวส าหรบระบายกากน าตาลขณะหมอป นท างาน โดยกากน าตาลจะแยกตวจากแมสควทดวยแรงเหวยงหนศนยกลาง สวนผลกน าตาลจะคางบนตะแกรงหมอป นแลวรวมตวกนไหลออกจากชองระบายผลกน าตาลหลงหมอป น ท าการลางผลกน าตาลดวยน ารอนประมาณ 70 องศาเซลเซยส เพอลางเอากากน าตาลทเคลอบผวอยออกไป จากนนจงสงเขาสระบบเปาดวยลมรอนหรอการอบแหงเพอไลความชน ผลกน าตาลทไดนจะเปนน าตาลทรายดบซงเปนน าตาลทยงไมไดผานการฟอกส น าตาลทรายดบทไดจะถกน าไปจดเกบในทจดเกบเพอจ าหนายหรอท าน าตาลทรายขาว (White sugar) และน าตาลทรายขาวบรสทธหรอน าตาลรไฟน (Refined sugar) ตอไป

4.2 กระบวนการผลตน าตาลทรายขาวและน ำตำลทรำยขำวบรสทธ

น าตาลทรายขาวและน าตาลทรายขาวบรสทธสามารถผลตไดโดยใชน าตาลทรายดบหรอน าเชอมดบเปนวตถดบหลกในการผลต ซงขนตอนการผลตน าตาลทรายขาวและน าตาลทรายขาวบรสทธมดงน 4.2.1 การผลตน าตาลทรายขาวและน าตาลทรายขาวบรสทธจากน าตาลทรายดบ

น าตาลทรายดบถกน าไปละลายน า แลวถกผานเขา 5 ขนตอนการผลต ดงน

รป 3.4 กระบวนการผลตน าตาลทรายขาวจากน าตาลทรายดบ

น าตาลทรายดบ การป นละลาย

(Affinated Centrifugaling) การท าความสะอาดและฟอกส (Clarification and bleaching)

การแยกผลกน าตาล (Centrifugation)

การตกผลกน าตาล (Crystallization)

การอบแหง (Drying)

น าตาลทรายขาว

35

รป 3.5 กระบวนการผลตน าตาลทรายขาวจากน าตาลทรายดบ

- การป นละลาย (Affinated Centrifugaling)

น าน าตาลทรายดบมาผสมกบน ารอนหรอน าเหลองจากการป นละลาย (Green Molasses) เพอละลายกากน าตาลทตดเปนฟลมบางๆ บนผลกน าตาลทรายดบออกมา และท าใหสงสกปรกทเคลอบผวน าตาลอยออนตวหรอละลายออกมา น าตาลทรายดบทผสมกบน ารอนหรอน าเหลองนเรยกวา แมกมา (Magma) และแมกมานจะถกน าไปป นแยกสวนคราบน าเหลองหรอกากน าตาลออก - การท าความสะอาดและฟอกส (Clarification and bleaching)

น าเชอมทไดจากหมอป นละลาย (Affinated syrup) จะถกน าไปละลายอกครงดวยน ารอน (Melting) เพอละลายผลกน าตาลบางสวนทยงละลายไมหมดจากการป น จากนนจะถกสงผานตะแกรงกรองเขาผสมกบปนขาวในหมอฟอก (Carbonator) เพอท าการฟอกจางสดวยกระบวนการคารบอเนชน (Carbonation) โดยใชกาซคารบอนไดออกไซดเปนตวฟอกส จากนนจะผานเขาสการกรองโดยหมอกรองแบบใชแรงดน (Filter press) เพอแยกตะกอนออก และน าเชอมทไดจะผานไปฟอกสเปนครงสดทายดวยกระบวนการแลกเปลยนประจ (Ion exchange resin) หรอการกรองผานตวกรอง เชน ถานกมมนต (Activated carbon) ไดเปนน าเชอมรไฟน (Refine liquor) - การตกผลกน าตาล (Crystallization)

น าเชอมรไฟนทไดจะถกน าเขาหมอเคยวระบบสญญากาศ (Vacuum pan) เพอระเหยน าออกจนน าเชอมถงจดอมตว และผลกน าตาลเกดการตกผลกแยกออกมารวมอยกบกากน าตาล

36

- การแยกผลกน าตาล (Centrifugation) แมสควททไดจากการเคยวจะถกน าไปป นแยกผลกน าตาลออกจากกากน าตาล โดยใชเครอง

ป น (Centrifugals) ผลกน าตาลทไดนจะเปนน าตาลรไฟนและน าตาลทรายขาว

- การอบแหง (Drying) ผลกน าตาลรไฟนและน าตาลทรายขาวทไดจากการป นถกสงเขาเครองอบแหง (Dryer) เพอ

ไลความชนออก แลวบรรจกระสอบเพอจ าหนายตอไป

4.2.2 การผลตน าตาลทรายขาวและน าตาลทรายขาวบรสทธจากน าเชอมดบ น าเชอมดบทไดจากขนตอนการระเหยน าออยในการผลตน าตาลทรายดบจะถกน าไปผาน

ขนตอนตางๆ ดงน

รป 3.6 กระบวนการผลตน าตาลทรายขาวจากน าเชอมดบ

ส าหรบการฟอกสน าเชอมดบนนจะใชกระบวนการ Sulphitation Process ท าไดโดยการผานกาซซลเฟอรไดออกไซด (SO2) เขาไปในน าเชอมดบ พรอมๆ กบการเตมปนขาว และการท าใหน าเชอมดบรอนขนถง 100-105 องศาเซลเซยส ซงจะท าใหเกดตะกอนแคลเซยมซลไฟต (CaSO3) ทสามารถดดซบสารทเปนส (Coloring matter) และสงสกปรกซงไมใชน าตาลออกไป กากตะกอนถกแยกดวยเครองกรองสญญากาศ ซงกากตะกอนทไดอาจน าไปใชประโยชนตอไป เชน น าไปเปนป ยอนทรยในไรออย

โรงงานน าตาลโดยทวไปมขนตอนกระบวนการผลตน าตาลทราบดบ น าตาลทรายขาวและน าตาลรไฟนทคลายคลงกน แตแตกตางกนทชนดของเครองจกร จ านวนของเครองจกร และเทคโนโลยของเครองจกร ซงท าใหไดความสามารถในการผลต (Productivity) ระยะเวลา พลงงาน และทรพยากรทแตกตางกน ดงนนในขนตอนกระบวนการผลต โรงงานหลายโรงงานไดพยายามศกษาถงตนทนของคาการผลต ตนทนคาขนสงและตนทนคาบรหารการจดการ และรวมถงการเพมประสทธภาพในการผลตในแตละขนตอน

น าเชอมดบ การฟอกส

(Bleaching)

การแยกผลกน าตาล (Centrifugation)

การตกผลกน าตาล (Crystallization)

การอบแหง (Drying)

น าตาลทรายขาว

37

5. ผลตผลพลอยไดจากออยและน าตาลทราย โดยเฉลยในการหบออย 1 ตนและการผลตน าตาลทรายจะไดผลผลตตางๆ ดงน

ตาราง 3.1 ผลผลตจากการผลตน าตาลทราย ผลผลต น าหนก (กโลกรม)

น าตาล 105-110 น า 500-510 กากออย (ความชนรอยละ 50-52) 270-290 กากตะกอนหมอกรอง (ความชนรอยละ 70-72) 28-40 กากน าตาล 50-60

น าตาลทไดจากกระบวนการผลตถอวาเปนผลตภณฑหลกของอตสาหกรรมออยและน าตาล

สวนทเหลอเรยกวา ผลตผลพลอยได (By products) สามารถน าไปใชภายในโรงงานน าตาลหรอน าไปใชเปนวตถดบในการผลตผลตภณฑอนๆ ไดอก เชน

- น าจากออย ซงมประมาณรอยละ 50 ของน าหนกออย สวนใหญน าไปใชในขนตอนตางๆ ของ กระบวนการผลตน าตาล

- กากออย (Bagasse) ประกอบดวยเสนใย (Fibre) ประมาณรอยละ 45 โดยทวไปจะใชเปน เชอเพลงในการผลตไอน าทน าไปใชผลตไฟฟาและกระบวนการผลตน าตาล ปจจบนมการน าไปใชเปนวตถดบส าหรบผลตอาหารสตว เยอกระดาษ ปารตเกลบอรด (Particle board)

- กากตะกอนหมอกรอง (Filter mud) ประกอบดวยน า ไขมน (Wax) สารประกอบโปรตน สวน ใหญมกใชเปนป ยใสในไรออยหรอน าไปท าเปนป ยหมกหรอน าไปตากแหง และน าไปเปนอาหารสตวได

- กากน าตาล (Molasses) เปนผลตผลพลอยไดทส าคญและมการซอขายกนในระหวางประเทศปละ 35-42 ลานตน โดยมราคาประมาณเมตรกตนละ 1,000-2,500 บาท ทงนอาจเนองมาจาก กากน าตาลสามารถน าไปเปนวตถดบในการผลตผลตภณฑอนๆ ไดอกมากมาย เชน เอทานอล (Ethanol) ผงชรส (Monosodium glutamate) ยสตทเปนอาหารสตวและอาหารมนษย เปนตน

38

บทท 4 กระบวนการผลตเยอกระดาษและกระดาษ

1. บทน า มนษยมความตองการจะบนทกเรองราวตางๆ ในชวตประจ าวน รวมถงความทรงจ าและ

จนตนาการของตนมาตงแตสมยโบราณ แตในยคสมยนนมนษยยงไมมความรเพยงพอในการผลตวสดทใชในการจดบนทก มนษยในสมยดกด าบรรพจงใชวธจดบนทกโดยการวาดภาพตางๆ ลงบนวสดตามธรรมชาต เชน การวาดภาพบนผนงถ า แผนโลหะ หน ใบลาน เปลอกไม ผาไหม คนจนโบราณนยมแกะสลกกระดกสตวหรอสงของ คนกรกในอดตมกจะเขยนความรและความคดลงบนหนงสตว และชนเผามายาใชวธวาดภาพบนเปลอกไม เปนตน ตอมามนษยสามารถผลตกระดาษขนมา เพอใชส าหรบการจดบนทก โดยประวตศาสตรบนทกไววามการใชกระดาษครงแรกๆ โดยชาวอยปตและชาวจนตงแตสมยโบราณ แตกระดาษในยคแรกๆ ลวนผลตขนเพอการจดบนทกเทานน จงกลาวไดวาระบบการเขยน คอแรงผลกดนใหเกดการผลตกระดาษขน ปจจบนกระดาษไมไดมประโยชนในการใชจดบนทกตวหนงสอหรอขอความเทานน แตยงใชประโยชนอนๆ ไดมากมาย เชน กระดาษช าระ กระดาษหอของขวญ กระดาษลกฟกส าหรบท ากลอง เปนตน

กระดาษของชาวอยปตโบราณนนผลตจากตนปาปรส (Papyrus) ซงเปนพชลมลกชนดหนง จงเรยกวากระดาษปาปรส และค าวา Paper หรอกระดาษกมาจากชอของตน Papyrus นนเอง จากหลกฐานทางประวตศาสตรพบวามการใชกระดาษปาปรสจารกบทสวดและค าสาบานบรรจไวในพระมดของอยปต นกประวตศาสตรเชอวามการใชกระดาษทท าจากปาปรสมาตงแตปฐมราชวงศของอยปต (ราว 3,000 ปกอนครสตกาล) แตเทคโนโลยการท าแผนกระดาษจากตนปาปรสนไมไดรบการเผยแพรในวงกวาง เพราะชาวอยปตสงวนวธการท าไว การผลตกระดาษจรงๆ เรมขนในประเทศจนตงแตราวป ค.ศ. 105 โดยชาวจนชอ Tsai Lun ใชผาขร วและดายทใชทอแหมาผลตเปนกระดาษ ซงกระดาษทเขาประดษฐขนนมจดมงหมายจะใชเปนวสดส าหรบเขยนแทนผาไหม เพราะผาไหมมราคาแพง จงนบไดวา Tsai Lun เปนผคนพบวธการผลตกระดาษเปนคนแรกของโลก และวธการของ Tsai Lun กเปนพนฐานในการผลตกระดาษจวบจนทกวนน แตถงแมเทคโนโลยการท ากระดาษจะเกดขนทประเทศจนกตาม เทคโนโลยการท ากระดาษของจนกมไดแพรหลายสชาตอนเลย เพราะสงคมจนโบราณปด เมอจนเจรญขน ไดท ามาคาขายกบประเทศใกลเคยงมากขน คนเกาหลจงไดรจกกระดาษเปนครงแรกเมอ Macro Polo ไปเยอนจนในครสตศตวรรษท 12 และไดเหนประเพณการเผากระดาษในงานศพ เมออาณาจกรมองโกลแผขยาย เทคโนโลยการท ากระดาษของจน กไดแพรกระจายไปทวโลก

ปจจบนกระดาษมความส าคญทางเศรษฐกจพอๆ กบน ามนและเหลกกลา ในแตละปโลกผลตกระดาษไดประมาณ 300 ลานตน อตสาหกรรมกระดาษในสหรฐอเมรกา ท าเงนเขาประเทศปละ 6 ลานลานบาท กระดาษทซอขายนสวนใหญปรากฎในรปของหนงสอพมพ 24,000 ลานฉบบ ดงนนเมอคดโดยเฉลยคนอเมรกนหนงคนใชกระดาษปละ 330 กโลกรม สวนในประเทศญปนกระดาษกมความส าคญเชนกน คนญปนถอวาการท ากระดาษเปนศลปกรรมรปแบบหนงของชาต เดกญปนชอบ

39

เลนวาวทท าดวยกระดาษ เกอชาใชรมทท าจากกระดาษ มานบงตาทใชในบานของคนญปนกมกจะท าดวยกระดาษและศลปะการพบกระดาษเปนรปสตว (Origami) ของญปนเปนทรจกกนทวโลก

สวนประวตการใชกระดาษในประเทศไทยนนไมปรากฏหลกฐานชดเจน แตวสดทม ลกษณะคลายกระดาษนน ประเทศไทยมกระดาษทเรยกวา สมดไทย ซงผลตจากเยอไมทบละเอยด ตมจนเปอย ใสแปงเพอใหเนอกระดาษเหนยว แลวน าไปกรองในกระบะเลกๆ ทงไวจนแหง แลวลอกออกมาเปนแผน พบทบไปมาจนตลอดความยาว จงไดเปนเลมสมด เรยกวา สมดไทยขาว หากตองการ สมดไทยด า กจะผสมผงถานในขนตอนการผลต ทางภาคเหนอของไทยมการผลตกระดาษดวยวธการคลายคลงกน เรยกวา กระดาษสา และเมอน ามาท าเปนสมดใชเขยน จะเรยกวา ป บสา สวนค าวา “กระดาษ” ในภาษาไทยนน ไมปรากฏทมาอยางแนชด มผสนนษฐานวานาจะทบศพทมาจากภาษาโปรตเกสวา Kratus แตความจรงแลว ค าวากระดาษในภาษาโปรตเกส ใชวา Papel สวนทใกลเคยงภาษาไทยมากทสดนนนาจะเปนค าศพทในภาษามลาย คอ Kertas หมายถงกระดาษเชนกน โรงงานผลตกระดาษแหงแรกของประเทศไทยกอตงเมอ ป พ.ศ. 2460 เปนการผลตกระดาษดวยมอ ผลตไดปละ 2.8 ตน จนถงป พ.ศ. 2466 ไดมการกอตงโรงงานผลตกระดาษสามเสน โดยผลตกระดาษจากเยอกระดาษทใชแลว สามารถผลตไดวนละ 1 ตน ตอมาในป พ.ศ. 2474 ไดมการสรางโรงงานผลตกระดาษทจงหวดกาญจนบร โดยผลตกระดาษจากเยอไมไผ สามารถผลตไดวนละ 10 ตน และโรงงานผลตกระดาษของทางราชการคอ โรงงานกระดาษบางประอน ไดสรางขนในป พ.ศ. 2505 โดยผลตกระดาษจากเยอทผลตจากฟางขาวและหญาขจรจบ ตอมาไดมการกอตงโรงงานทผลตเยอจากปอกระเจาหรอปอแกว (Kenaf) เปนแหงแรกของโลก คอ บรษท ฟนคซ พลพแอนดเปเปอร จ ากด (มหาชน) ทจงหวดขอนแกน แตในปจจบนโรงงานแหงนไดเลกผลตเยอจากปอกระเจาแลว แตหนมาผลตเยอจากไมไผและไมยคาลปตสเปนหลก 2. ลกษณะของกระดาษ กระดาษเกดจากการเรยงตวของเสนใยเซลลโลสอยางไมเปนระเบยบ มความหนาตางๆ กนตามวตถประสงคการใชงาน สมบตของกระดาษจะขนกบความชนสมพทธของอากาศโดยตรง เชน เมอความชนสมพทธของอากาศสงขน ความชนของกระดาษจะสงขน ซงการเปลยนแปลงของความชนในกระดาษ จะสงผลโดยตรงตอสมบตของกระดาษโดยเฉพาะความแขงแรง นอกจากนทศทางการจดเรยงตวของเสนใยกมผลตอสมบตเชงกลของกระดาษเชนกน โดยทศทางการเรยงตวของเสนใยตามทศทางของเครองจกรผลตกระดาษ สามารถแบงไดดงน

- แนวขนานเครอง (Machine direction, MD) หรอแนวเกรน (Grain direction) คอเสนใยเรยงตวในทศทางทขนานกบเครองจกรผลตกระดาษ

- แนวขวางเครอง (Cross direction, CD) หรอแนวขวางเกรน (Cross grain direction) คอทศทางทต งฉากกบ MD

- แนว Z (Z-direction) คอทศทางทต งฉากกบแนว MD และ CD ซกคอทศทางของความหนาของกระดาษ

40

เสนใยจะเรยงตวตามแนวขนานเครองมากกวาแนวขวางเครอง ท าใหสมบตเชงกลของกระดาษทงสองแนวแตกตางกน

3. สมบตของกระดาษทแปรตามทศทางของเสนใย - ความตานทานแรงดง (Tensile strength) หมายถง ความสามารถในการรบแรงดงสงสดทกระดาษจะทนไดกอนทจะขาดออกจากกน โดยออกแรงดงในแนวระนาบของกระดาษ ซงคาความตานทางแรงดงในแนวขนานเครองจะมคามากกวาแนวขวางเครอง - ความตานทานแรงฉกขาด (Tear strength) หมายถง ความสามารถของกระดาษทจะตานทานแรงกระท า ซงจะท าใหชนทดสอบขาดออกจากกนจากรอยฉกน า ซงคาความตานทานแรงฉกขาดในแนวขนานเครองจะต ากวาแนวขวางเครอง - ความทนตอการพบขาด (Folding endurance) หมายถง จ านวนครงในการพบไปพบมาของชนทดสอบ จนกระทงชนทดสอบขาดออกจากกนภายใตแรงดงทก าหนด ซงคาความทนตอการพบขาดในแนวขนานเครองจะสงกวาแนวขวางเครอง - ความทรงรป (Stiffness) หมายถง ความสามารถของกระดาษทจะตานทานแรงทกระท าใหกระดาษโคงงอดวยน าหนก ซงคาความทรงรปในแนวขนานเครองจะสงกวาแนวขวางเครอง - การยดและการหดตว กระดาษเปนวสดทสามารถดดความชนไดดและรวดเรว เมอไดรบความชนเสนใยจะมการขยายตวออกทางดานขางประมาณ 4-5 เทา ซงถากระดาษทงแผนไดรบความชนเทากน กจะมการขยายตวอยางสม าเสมอทวทงแผน แตถาไดรบไมเทากน อตราการขยายตวของแตละสวนกจะไมเทากน ท าใหเกดการโคงงอได 4. ประเภทของกระดาษ

กระดาษถกแบงเปนประเภทตางๆ ไดมากมายหลายประเภท เชน การแบงประเภทของกระดาษตามน าหนกมาตรฐาน สามารถแบงไดเปนกระดาษออนและกระดาษแขง หรอแบงตามการเคลอบผว กจะแบงเปนกระดาษเคลอบผวและกระดาษไมเคลอบผว เปนตน แตถาแบงประเภทของกระดาษตามวตถประสงคการใชงาน จะสามารถจ าแนกไดดงน

1. กระดาษหนงสอพมพ (Newsprint) เปนกระดาษทท าจากเยอเชงกล ไมมการเตมสารกนซม น าหนกมาตรฐานต า (โดยทวไป

กระดาษจะมน าหนกมาตรฐาน 250 g/m2) ความทบแสงสง ดดซมหมกไดด ท าใหสามารถพมพขอความไดชดเจน มความเหนยว ไมฉกขาดในระหวางการเขาแทนพมพ แตกระดาษประเภทนมอายการใชงานสนและเปลยนสงาย ใชส าหรบพมพหนงสอพมพหรอวารสารราคาถกทวไป หรอใบปลวโฆษณา กระดาษหนงสอพมพจะมคณภาพตางกนตามคณภาพของเยอ และวธการผลต บางชนดมสคล ามาก บางชนดมสคอนขางขาวและมความเรยบตางกน

41

2. กระดาษพมพเขยน (Printing & Writing) เปนกระดาษทผลตจากเยอเคมเปนสวนใหญ มความเรยบสง สมบตพนผวเหมาะกบการ

น าไปพมพและเขยน กระดาษพมพเขยนสามารถแบงออกเปนกระดาษเคลอบ (Coated paper) กระดาษไมเคลอบ (Uncoated paper) และกระดาษส (Color paper) ตวอยางกระดาษประเภทน ไดแก กระดาษปอนด กระดาษอารต กระดาษโปสเตอร กระดาษวาดเขยน กระดาษถายเอกสาร กระดาษวาดเขยน เปนตน

3. กระดาษคราฟท (Kraft paper) เปนกระดาษทผลตขนเพอท าเปนบรรจภณฑ มความเหนยว ตานทานแรงดงและการฉก

ขาดไดด และมน าหนกเบา ซงสามารถแบงออกเปน กระดาษคราฟทผวกลอง (Kraft liner board) กระดาษลกฟก (Corrugating medium) แกนกระดาษ (Core Paper) และกระดาษเหนยว (Wrapping Kraft) ซงใชในการผลตถงกระดาษตางๆ เชน ถงบรรจปนซเมนต ถงบรรจอาหารสตว ถงกระดาษ (Shopping bag) หรอซองจดหมาย

4. กระดาษแขง (Board) กระดาษแขงจะมความทรงรปสง ความตานทานแรงดนทะลสง สมบตการพมพดพอสมควร

ใชท าบรรจภณฑ กลอง โปสเตอร ปกแฟม ฯลฯ มกผลตจากเครองจกรแบบตะแกรงกลม (Cylinder mould) ตวอยางกระดาษแขง เชน กระดาษแขงสเทา และกระดาษแขงสขาว

5. กระดาษอนามย (Sanitary paper) กระดาษชนดนเปนกระดาษทผลตขนมา เพอใชส าหรบดดซบของเหลวมคณสมบตในดาน

ตางๆ คอ มความตานทานน าต า น าหนกมาตรฐานต า ความสามารถในการดดซบของเหลวสง และมความออนนม ไดแก กระดาษเชดหนา (Facial tissues) กระดาษเชดปาก (Table napkins) และกระดาษช าระ (Toilet tissues)

6. กระดาษชนดอนๆ (Special paper) เชน กระดาษกรอง (Filter) กระดาษสา กระดาษไหวเจา (Joss paper)

5. สภาวะอตสาหกรรมเยอกระดาษและกระดาษของประเทศไทย

ตามสถตของกรมโรงงานอตสาหกรรม ปจจบนประเทศไทยมโรงงานในอตสาหกรรมเยอกระดาษ กระดาษ และวสดเกยวกบกระดาษ อยจ านวน 807 โรงงาน เงนลงทนประมาณ 55,000 ลานบาท เกยวของกบบคลากรจ านวน 36,000 คน แหลงทต งของโรงงานสวนใหญจะกระจายตวอยตามพนทในภาคกลาง เนองจากใกลกบแหลงตลาดและลดตนทนในการขนสง

42

ตาราง 4.1 รายละเอยดประเภทโรงงานในอตสาหกรรมเยอและกระดาษของไทย

ประเภทโรงงาน จ านวน

(โรงงาน) เงนทน

(ลานบาท) แรงงาน (คน)

1. โรงงานผลตเยอกระดาษหรอกระดาษ (การท าเยอจากไมหรอวสดอนๆ และการท ากระดาษ กระดาษแขง หรอกระดาษทใชในการกอสรางชนดทท าจากเสนใยหรอแผนกระดาษไฟเบอร (Fiberboard)

93 39,703.51 15,540

2. โรงงานผลตภาชนะบรรจจากกระดาษทกชนดหรอแผนกระดาษไฟเบอร (Fiberboard)

560 13,268.12 16,728

3. โรงงานประกอบกจการเกยวกบเยอกระดาษหรอกระดาษแขงอยางใดอยางหนง หรอหลายอยางโดยการฉาบ ขดมน หรอทากาวกระดาษ หรอกระดาษแขง หรอการอดกระดาษ หรอกระดาษแขงหลายชนดวยกน

153 3,694.75 3,922

รวม 807 56,667.38 36,191 ทมา : กรมโรงงานอตสาหกรรม ลกษณะเฉพาะตวของอตสาหกรรมกระดาษ

1. เปนอตสาหกรรมทลงทนสง ตองการน าและพลงงานสง เงนลงทนส าหรบอตสาหกรรมกระดาษนนจะอยในระดบพนลานบาท หรอบางครงอาจสงถงระดบหมนลานบาท

2. อตสาหกรรมกระดาษเปนอตสาหกรรมทตองการน าสง โดยการผลตกระดาษในสมยกอนตองใชน าอยางนอย 80 ลกบาศกเมตรตอตนกระดาษ แตในปจจบนมการพฒนาเทคโนโลยการผลต ระบบหมนเวยนน า การน าน ากลบมาใชใหม ท าใหความตองการน าลดลงมาก โรงงานทม ระบบการผลตททนสมยในปจจบนจะใชน านอยกวา 15 ลกบาศกเมตรตอตนกระดาษ

3. อตสาหกรรมกระดาษมความตองการพลงงานสงมาก ทงพลงงานไฟฟาและพลงงานความรอน

6. กระบวนการผลตเยอกระดาษและกระดาษ

กระดาษเปนแผนวสดซงไดจากการน าเยอหรอเศษกระดาษมาท าใหกระจายตวและแขวนลอยอยในน า จากนนจะผานการท าความสะอาด คดแยกสงเจอปนออก การบดเสนใยใหมคณสมบตเหมาะสม การเตมสารเคม แลวน าไปท าใหเปนแผน โดยการแผน าเยอลงบนตะแกรงในเครองจกรผลตกระดาษ โดยใหน าระบายออกทางดานลางของตะแกรง แลวอบใหแหงดวยความรอน จนไดกระดาษแผนออกมา

43

รป 4.1 กระบวนการผลตกระดาษ

6.1 วตถดบ

วตถดบทใชในการผลตกระดาษมหลายชนด ไดแก เสนใยสน เสนใยยาว และสารเคม ซงวสดทใชผสมเหลานสามารถแบงไดเปน 2 สวนใหญๆ คอ

6.1.1 วตถดบทเปนเสนใย (Fibrous material) เปนสวนทเปนองคประกอบหลกของกระดาษ ในกระดาษโดยทวไปจะมสวนเสนใยผสมอย

ในปรมาณรอยละ 70-95 ของน าหนกกระดาษ ซงปรมาณของเสนใยจะมมากหรอนอยขนอยกบชนดของกระดาษทตองการผลต สวนของเสนใยนจะไดจากพชชนดตางๆ เชน ไมเนอออน ไมเนอแขง และพชลมลก สวนเสนใยนโดยทวไปจะเรยกวา เยอ ซงเยอทใชในการท ากระดาษสวนมากจะเปนเยอผสมของเยอใยยาวและเยอใยสน ซงสดสวนการใชเยอทงสองชนดจะขนอยกบประเภทของผลตภณฑกระดาษทจะผลต เชน การผลตกระดาษพมพเขยนจะใชเสนใยสนประมาณรอยละ 70 และเยอใยยาวรอยละ 30 เปนตน

- เยอใยยาว (Long fiber) ไดจากไมเนอออน (Softwood) ซงเปนไมทข นบรเวณทสง อากาศเยน โตชา ใบมลกษณะ

แคบเรยวยาว (Needle) เสนใยมลกษณะหยาบ มความแขงแรงสง มความยาวประมาณ 3-5 มลลเมตร กวางประมาณ 20-40 ไมครอน ไมในกลมนไดแก สน (Pine) และ สปรซ (Spruce) เปนตน โรงงานผลตกระดาษในประเทศไทยไมมการผลตเนอเยอใยยาว จงตองน าเขาจากตางประเทศ เยอใยยาวจะท าใหมความสามารถในการยดเกยวกนสง ท าใหกระดาษมความแขงแรงดขน ทนตอแรงดง แรงฉดขาด ท าใหการเดนเครองดขน แตถาใสเปนสวนผสมในเนอกระดาษมาก จะเกดท าให Formation ของกระดาษไมด เกด Flocculation กลาวคอเปนกระจกของเสนใยเยอทจบตวเปนกลมกอน ซงจะเกดเมอการกระจายตวของเยอไมด เมอมองทะลแผนกระดาษผานแสง จะเหนเหมอนกอนเมฆเปนหยอมๆ ในเนอกระดาษเปนจ านวนมากและท าใหผวกระดาษไมเรยบ

44

- เยอใยสน (Short fiber) ไดจากไมเนอแขง (Hardwood) ซงเปนไมทข นในบรเวณเขตรอน โตเรว ใบมลกษณะกวาง

(Leaf) เสนใยมลกษณะเลก ละเอยด ความแขงแรงต า มความยาวประมาณ 1-1.5 มลลเมตร กวางประมาณ 10-20 ไมครอน ไมในกลมนไดแก ยคาลปตส (Eucalyptus) กระถนเทพา (Acacia) เบรช (Birch) และแอสเพน (Aspen) เปนตน ในประเทศไทยไมมแหลงวตถดบประเภทไมเนอออน เนองจากภมประเทศไมอ านวย แตส าหรบไมเนอแขงมการปลกสวนปา ยคาลปตสกนมากในบรเวณภาคตะวนออกและทางตอนใตของภาคตะวนออกเฉยงเหนอเพอใชเปนวตถดบในการผลตเยอกระดาษ ซงเสนใยของยคาลปตสนนไดรบการยอมรบวาเหมาะสมทสดในการน ามาผลตเปนกระดาษพมพเขยน คณสมบตเดนของเยอใยสน คอ ชวยใหเนอกระดาษแนนสม าเสมอ เรยบ และมความทบแสงด เนองจากเยอใยสนมขนาดเลก สามารถแทรกตวตามรองชองวางของเยอใยยาวได แตมขอเสย คอ ไมสรางความแขงแรงใหกบกระดาษ ท าใหกระดาษขาดงาย 6.1.2 วตถดบทไมใชเสนใย (Non-fibrous materials)

เปนสารเตมแตงทใชในกระบวนการผลตกระดาษ โดยเตมผสมลงไปในสวนเสนใยเพอปรบปรงสมบตกระดาษใหไดตามวตถประสงคการใชงาน แบงออกเปนสารเตมแตงหลกและสารเตมแตงเสรม 6.1.2.1 สารเตมแตงหลก (Functional additives) เปนสารเคมทเตมลงไปเพอใหกระดาษมสมบตเฉพาะอยางตามตองการ ดงน

- สารตานการซมน า (Sizing agent) สารเตมแตงชนดนเปนสารเคมทใสลงไปเพอเพมสมบตดานการตานทานการซมน าของ

กระดาษ ท าใหกระดาษเปยกน าไดยากขน ดดซบน านอยลง เนองจากกระดาษท าจากเสนใยเซลลโลสซงมความสามารถในการดดซบน าไดสง กระดาษทไมไดใสสารตานการซมน าจงเปยกน าและดดซบน าไดงาย เชน กระดาษช าระและกระดาษซบ (Blotting paper) การเตมสารตานการซมน าลงไปจะชวยลดพนทผวของการดงดดระหวางเสนใยและโมเลกลของน า ท าใหลดอตราการซมน าเขาสเนอกระดาษ เมอกระดาษโดนน าจะไมเปยกหรอซบน าในทนททนใด การเตมสารตานการซมน าแบงเปน 3 ระดบ โดยมชอเรยกกระดาษทเตมสารตานการซมน าแตละระดบ ดงน

กระดาษทไมใสสารตานการซมน าเลย (Water-leaf) เชน กระดาษช าระ กระดาษทใสสารตานการซมน าเลกนอย มระดบการซมน าปานกลาง (Slack-

sized)เชน กระดาษพมพและเขยน กระดาษทใสสารตานการซมน าในปรมาณสงมาก มระดบตานการซมน าสง (Hard

sized) เชน กระดาษท าถวย กระดาษท ากลองนม สารตานการซมน าทใชในการท ากระดาษ ไดแก สารสมและชนสน (Alum/Rosin size)

ไขผง (Wax) ยางมะตอย (Asphalt) อลคลคทนไดเมอร (Alkyl ketene dimmer, AKD) อลคนลชกชนกแอนไฮดรายด (Alkenyl succinic anhudride, ASA) เปนตน

45

- ตวเตม (Filler) สารเตมแตงชนดนเปนสารอนนทรย มลกษณะเปนผงแรสขาว ใสลงไปเพอเพมสมบตดาน

ทศนะศาสตรและปรบปรงสมบตดานการพมพของกระดาษ นอกจากนยงใสลงไปเพอเปนการลดตนทนในการผลตกระดาษอกดวย เพราะตวเตมสวนมากจะมราคาถกเมอเทยบกบเสนใย ผงแรทใชเปนตวเตมลงในกระดาษจะตองมขนาดเลกละเอยด ตวเตมทดควรมขนาดประมาณ 1-10 ไมครอน ผงแรทมขนาดเลกนเมอเตมลงไปจะชวยเพมเนอกระดาษและอดตามชองวางตางๆ ท าใหกระดาษมเนอแนนมากขน มคาการกระเจงแสง (Light scattering) มากขน ท าใหกระดาษมคาความขาวสวางเพมขน การรบหมกพมพดขน และเนองจากมขนาดเลกกวาเสนใยมาก เมอใสลงไปจะท าใหกระดาษมผวเรยบขน ตวเตมทใชกนทวไป ไดแก ดนขาว (Kaolin clay) ไททาเนยมไดออกไซด (Titanium dioxide, TiO2) และแคลเซยมคารบอเนต (Calcium carbonate, CaCO3) - สารเพมความแขงแรงเมอแหง (Dry strength agent)

สารเตมแตงชนดนเปนสารเคมทเตมลงไปเพอเพมสมบตดานความเหนยวของกระดาษ โดยเฉพาะความตานทานแรงดง และความตานทานแรงดนทะล ชวยท าใหกระดาษมความแขงแรงสงขน นอกจากนยงชวยเพมแรงพนธะระหวางเสนใย ท าใหเสนใยยดกนไดดขน ชวยลดการหลดลอกของเสนใยทผวกระดาษ และเพมพนธะแรงยดเหนยวระหวางชนกระดาษแขง ซงเปนสมบตทส าคญมาก เพราะถาแรงยดเหนยวระหวางชนต าจะท าใหเกดการแยกชนของกระดาษแขงในระหวางการพมพได การเตมสารเพมความแขงแรงนสามารถท าไดโดยการเตมลงไปผสมกบน าเยอโดยตรง หรออาจพนลงไประหวางขนของกระดาษกได สารเพมความแขงแรงเมอแหงทใชทวไปมทงทเปนแปงธรรมชาต เชน แปงมนส าปะหลง หรออาจเปนแปงปรงแตง (Modified starch) ซงถกปรบใหเปนประจบวก กม และพอลอะครลาไมด (Polyacrylamide) แปงเปนสารเพมความเหนยวทรจกกนดและมใชมานานแลว แตในปจจบนนยมใชแปงประจบวกและพอลอะครลาไมดมากกวา เนองจากสารเหลานมประจบวก จงสามารถจบกนไดดกบเสนใยซงมประจลบ ท าใหเพมพนธะระหวางเสนใยในกระดาษ สงผลใหกระดาษมความแขงแรงเพมขน นอกจากนการเตมแปงยงชวยปรบปรงใหผวกระดาษมความเรยบ (Smoothness) เพมขน มความมนวาว (Glossness) เพมขนเลกนอย เพมความแขงแรงของผวหนากระดาษ (Surface strength) เพมความคงตวของกระดาษ (stiffness) ลดฝนละอองบนผวกระดาษ (dusting) และมความตานทานการซมน าเพมขน

- สารเพมความแขงแรงเมอเปยก (Wet strength agent) เปนสารทเตมลงไปเพอชวยใหกระดาษทเปยกน ามความแขงแรงไมนอยกวารอยละ 15

ของความแขงแรงเดม กระดาษทวไปจะใชงานในขณะทแหงจงไมเตมสารน ยกเวนกระดาษบางชนดทตองเปยกน าในขณะใชงานหรอมโอกาสเปยกน างาย เชน กระดาษท าธนบตร แสตมป กระดาษท าแผนท กระดาษเชดหนา เปนตน สารเพมความแขงแรงเมอเปยกทใชทวไปมกเปนสารจ าพวก พอลเมอร ไดแก ยเรย-ฟอรมาลดไฮด (Urea-Formaldehyde) เมลามน ฟอรมาลดไฮด (Melamine formaldehyde) พอลเอไมด (Polyamide) และพอลเอมน (Polyamine)

46

- สยอม (Dyes) สารเตมแตงชนดนเปนสารเคมทใสลงไปในน าเยอทใชในการท ากระดาษ โดยม

วตถประสงคหลกคอ เพอรกษาโทนสของกระดาษใหคงทและชดเชยกบสของลกนนซงมสเหลอง โดยปกตถากระดาษสมผสกบความรอนหรอแสงอาทตย ลกนนทหลงเหลออยในเนอกระดาษจะสงสของตวเองออกมา ท าใหกระดาษมสเหลอง ในการผลตกระดาษสขาวจะมการเตมสน าเงนลงไปเพอใหกระดาษดขาวขนและเตมสแดงเพอใหกระดาษสะทอนแสงสม าเสมอขน นอกจากนสยอมยงใชในการแตงส เชน กระดาษเหนยวมการเตมสน าตาลลงไปหรอกระดาษโปสเตอรมการเตมสตางๆ ลงไป เพอใหมสสรรตางๆ กน

- สารฟอกนวล (Optical brightening agent, OBA) สารฟอกนวลหรอสารเพมความขาวสวางนเปนสารสยอมประเภทเรองแสง (Fluorescent

dye) สารชนดนมสมบตพเศษคอ สามารถดดกลนรงสอลตราไวโอเลต (Ultraviolet, UV) ซงเปนรงสทสายตามองไมเหน แลวปลอยออกมาในชวงทสายตาสามารถมองเหนได ซงมกจะเปนชวงความยาวคลนสน าเงน ซงจะชวยใหกระดาษมความขาวสวาง (Brightness) เพมมากขน สารฟอกนวลมกใชคกบสยอม โดยจะใชสารฟอกนวลใหนอยทสด เนองจากมราคาแพง

6.1.2.2 สารเตมแตงเสรม (Chemical processing Aids) สารเคมกลมนจะชวยใหการท างานของเครองจกรดขน สภาพคลองของการผลตดขน และยงชวยใหเครองจกรสะอาดขนอกดวย สารเคมในกลมน ไดแก

- สารเพมการตกคาง (Retention aid) เปนสารเคมทชวยใหเยอและสารตวเตมจบตวกนและคงอยในเนอกระดาษใหมากทสด

ในชวงการระบายน าบนตะแกรงลวดเดนแผน ซงสารเคมประเภทนจะท าหนาทคลายกาวชวยยดเหนยวทงเยอและอนภาคเลกๆ ของสารตวเตมเขาดวยกน ตวอยางสารเพมการตกคาง ไดแก Cationic polymer และ Anionic clay

- สารตานทานการเกดฟอง (Defoamer) เปนสารเคมทชวยลดและปองกนการเกดฟองในกระดาษ ท าใหเนอกระดาษมความ

สม าเสมอมากขน สารตานการเกดฟองจะท าใหเนอเยอมแรงตงผงลดลง ฟองอากาศแยกตวออกมาไดงายขน การใชสารตานทานการเกดฟองมากเกนไปอาจท าใหเกดผลเสยบางประการ เชน กระดาษมความแขงแรงลดลงหรอความตานทานการซมน าลดลง เปนตน

- สารควบคมจลชวะ (Microbiological control agent หรอ Biocide) เปนสารทชวยควบคมการเจรญเตบโตของจลชวะจ าพวกเชอราหรอแบคทเรยในระบบ เพอ

ปองกนการเกดเมอกจลนทรย (Slime) ซงเปนสาเหตทท าใหกระดาษสกปรก และท าใหกระดาษขาดในระหวางการผลตไดงาย - สารเพมการระบายน า (Drainage aid) เปนสารทชวยใหการระบายน าในระหวางการผลตเกดไดงายขน เรวขน

47

- สารชวยการกระจายตว (Formation aid) เปนสารทชวยใหเสนใยกระจายสม าเสมอขน ลดการจบตวเปนกลมกอนของเสนใย 6.2 กระบวนการผลต การผลตกระดาษเรมจากการน าเสนใยมากระจายใหแขวนลอยอยในน า แลวน าไปท าใหเปนแผน แยกน าออกจนแหง จนไดเปนแผนกระดาษออกมา ถงแมกระบวนการผลตกระดาษแตละชนดจะมรายละเอยดแตกตางกนบาง แตกมข นตอนหลกทคลายคลงกน ดงน

การเตรยมเยอและการเตรยมน าเยอ (Pulp and Stock preparation) ขนตอนนเปนการเตรยมเยอกระดาษและสารเคม แลวน ามาผสมกนตามอตราสวนตางๆ ของการผลตกระดาษแตละชนด

การผลตกระดาษหรอการเดนแผน (Paper making) เปนขนตอนทตอจากการเตรยมเยอ โดยน าเยอกระดาษทเตรยมไวเขาเครองเดนแผน (Paper machine) เพอผลตออกมาเปนกระดาษแผน

การตกแตงผลตภณฑหรอการท าเปนผลตภณฑส าเรจรป (Finishing) ปกตกระดาษทออกจากเครองเดนแผนจะเปนมวนกระดาษใหญ จงตองผานกระบวนการตกแตงผลตภณฑ เพอท าการตดใหไดตามขนาดทตองการใชงาน จากนนจงท าการบรรจหบหอหรอมวน

48

รป 4.2 กรรมวธการผลตกระดาษพมพเขยน

49

6.2.1 การเตรยมเยอ (Pulp preparation) วตถประสงคของการเตรยมเยอ คอ เพอตองการแยกเสนใยออกมาจากองคประกอบอน

ของไม วตถดบในกระบวนการผลตเยอกระดาษมหลายชนด ซงสามารถแบงเปนประเภทหลกๆ คอ วตถดบประเภทไม (Wood) และวตถดบทไมใชไม (Non–wood) ส าหรบวตถดบทนยมใชผลตเยอกระดาษในประเทศไทยทเปนประเภทไม คอ ยคาลปตส สวนวตถดบประเภททไมใชไม คอ ไมไผ ชานออย ปอแกว ฟางขาว เยอกระดาษทผลตไดภายในประเทศสวนใหญเปนเยอใยสนถงเยอใยปานกลาง ยกเวนเฉพาะเยอกระดาษสาทผลตจากตนปอสาเทานนทจดเปนเยอใยยาว ในดานปรมาณการใชวตถดบแตละชนดพบวา มการใชยคาลปตสมากทสด คอประมาณรอยละ 65 ของปรมาณวตถดบทงหมด รองลงมาคอไมไผรอยละ 28 ชานออยรอยละ 5 ฟางขาวรอยละ 0.75 และปอสา รอยละ 0.05 การผลตเยอในการท ากระดาษจะประกอบดวยขนตอนทส าคญ 2 ขนตอนคอ กรรมวธการผลตเยอ (pulping process) และการฟอกเยอ (bleaching) - กรรมวธการผลตเยอ (Pulping process)

เยอหรอเสนใยทใชในการผลตกระดาษสามารถแบงเปน 2 ประเภท คอ 1. เยอบรสทธ (Virgin pulp or Primary fiber) หมายถง การน าไมหรอผลตภณฑจาก

ธรรมชาตมาผานกระบวนการตางๆ เพอแยกเสนใยออกมา การผลตเยอบรสทธแบงได 3 ชนดตามกรรมวธในการผลต คอ

1.1 เยอเชงกล (Mechanical pulping or Groundwood pulp or Lignocellulosic materials) เปนเยอทไดมาจากกระบวนการผลตดวยวธเชงกล คอการใชพลงงานกลหรอพลงงาน

ความรอนในการแยกเสนใยออกมา ซงเยอทไดจากกระบวนการนจะไมไดก าจดลกนน (Lignin) ออก จงท าใหเยอเชงกลมสมบตเดนคอ มความทบแสง (Opacity) สง มสมบตการพมพทด กระดาษทผลตจากเยอเชงกลจะมเนอหยาบ เมอโดนแสงจะเปลยนสงาย เนองจากการเกดปฏกรยากบแสงของลกนน เปนเยอทมราคาถก ใชท าหนงสอพมพ เยอชนในกระดาษแขง กระบวนการผลตเยอเชงกลทส าคญ คอ

- แบบ Groundwood pulping (GW) ซงท าการบดยอยไมดวยแรงทางกล - แบบ Thermo-mechanical pulping (TMP) สวนของไมจะถกท าใหออนนมดวยไอน า

กอนทจะถกปอนเขาเครองบดเยอ - แบบ Chemi-Thermo mechanical pulping (CTMP) เปนการผลตเยอโดยใชทงแรง

ทางกล ความรอนและสารเคม

50

รป 4.3 การผลตเยอเชงกลแบบ Groundwood pulp (GW)

รป 4.4 การผลตเยอเชงกลแบบ Thermo-mechanical pulp (TMP)

1.2 เยอเคม (Chemical pulping)

เปนเยอทไดจากกระบวนการผลตเยอดวยสารเคม ซงสารเคมทใชจะท าหนาทในการก าจดลกนนออกจากเนอไม เพอแยกเสนใยเซลลโลสออกมา เยอเคมจะมปรมาณลกนนเหลออยประมาณรอยละ 3-5 มสมบตเดน คอ มความแขงแรงสง high strength, high cost, flexible fiber and stable brightness after bleaching กระบวนการผลตเยอเคมทส าคญคอ

- Sulfite pulping process กระบวนการนท าไดโดยน าชนไมสบ (Wood chip) มาตมภายในหมอยอย (Digester) ทม

สารเคมประเภท Bisulfite เชน Mg(HSO3) เยอกระดาษทไดจากกระบวนการผลตนมกเรยกวา เยอกรด (Acid pulp)

51

- Sulfate pulping process หรอ Alkali pulping process หรอ Kraft process กระบวนการนท าไดโดยน าชนไมสบ (Wood chip) มาตมภายในหมอหมอยอย (Digester)

ทมโซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) เยอกระดาษทไดจากกระบวนการผลตนมกเรยกวา เยอดางหรอคราฟท (Basic pulp or Kraft) ซงเยอทไดมความแขงแรงสงกวาเยอทผลตจากกระบวนการ Sulfite

รป 4.5 กระบวนการผลตเยอเคม (Chemical pulping process)

2. เยอจากกระดาษทใชแลว (Recycled fiber or Recovery fiber or Secondary fiber)

ไดจากการน ากระดาษทผานการผลตเปนกระดาษแผนแลวหรอผานการใชงานแลวมาผานกระบวนการผลตใหม โดยจะตองมการแยกสงปลอมปนทไมใชกระดาษและตองผานการก าจดหมกพมพ (Deinking) ออกกอน จงจะน าไปเขากระบวนการผลตกระดาษใหมได ซงเยอกระดาษทผลตจากกระดาษทใชแลวนจะมความแขงแรงต ากวาเยอบรสทธ

รป 4.6 กระบวนการผลตเยอกระดาษจากกระดาษทใชแลว

52

เยอกระดาษทไดจากกระบวนการผลตมกมสเขมเนองจากมลกนนปะปนอย จงมกท าการฟอกสเยอ (Bleaching) กอนน าไปผลตเปนกระดาษแผน ซงการฟอกสเยอนสามารถท าไดโดยการแยกลกนนออกจากเยอ (Lignin-removing bleaching) หรอการท าใหสของลกนนจางลง (lignin-preserving bleaching) สารฟอกสทใชในอตสาหกรรมการผลตเยอกระดาษมหลายชนด เชน กาซออกซเจน โอโซน กาซคลอรน คลอรนไดออกไซด และสารประกอบเพอรออกไซด เปนตน การฟอกสเยอกระดาษจะสงผลใหความขาวสวางของกระดาษดขน และชวยลดปญหาเรองการเปลยนสของกระดาษเมอถกแสงแดดหรอเมอเกบไวเปนเวลานานๆ

รป 4.7 เยอกระดาษกอนและหลงการฟอกสดวยกาซออกซเจน

- การเตรยมน าเยอ (Stock preparation)

วตถประสงคหลกของการเตรยมน าเยอ คอ เพอพฒนาศกยภาพของเสนใย และเพอปรบปรงสมบตของกระดาษใหตรงตามวตถประสงคในการใชงาน กระบวนการเตรยมน าเยอประกอบดวยขนตอนตางๆ ดงตอไปน

รป 4.8 กระบวนการเตรยมน าเยอ (Stock preparation)

การตเยอ

(Pulping)

การท าความสะอาดเยอ

(Cleaning)

การบดเยอ

(Refining)

การผสม

(Proportioning)

การกรองและการท า

ความสะอาดเยอ

(Screening)

การปอนเขาส

เครองจกรผลตกระดาษ

(Stock approach)

เยอ

53

- การตเยอ (Pulping) โดยการน าเยอ ซงอยในรปของเยอแผนแหง มความชนอยระหวางรอยละ 5-50 มาตรวมกบน าในถงตเยอ (Pulper) ท าใหเยอกระจายตวในน าจนมความชนถงรอยละ 90 - การท าความสะอาดเยอ (Cleaning) เปนขนตอนในการก าจดสงสกปรกทเปนของหนก เชน เศษหน กรวด ทราย ลวด ออกจากเยอกอนทจะเขาสกระบวนการบดเยอ เนองจากสงสกปรกเหลานจะไปท าให Refiner มอายการใชงานสนลง เครองท าความสะอาดเยอมหลายประเภท เชน centrifugal cleaner ซงหลกการท างานของเครองแบบนคอ อาศยแรงเหวยงหนศนยกลางจากการหมนของเครอง ท าใหเสนใยและน าทม น าหนกเบากวาลอยตวขนมา ในขณะทสงสกปรกทมน าหนกมากกวาจะตกลงดานลาง สวนเครองท าความสะอาดเยออกชนดหนงคอ ตะแกรงคดขนาด (Screen) ซงมทงตะแกรงคดขนาดแบบหยาบและตะแกรงคดขนาดแบบละเอยด หลกการท างานของเครองแบบนคอ การแยกสงสกปรกทมขนาดใหญหรอแขงกระดางออกจากน าเยอ โดยน าเยอจะถกป มเขาไปในตะแกรงคดขนาด ซงจะมใบพดดนใหน าเยอลอดรของตะแกรงออกมาพรอมทงท าความสะอาดรตะแกรงไปดวย - การบดเยอ (Refining) เปนกระบวนการบดเยอ เพอใหเยอแตกตวออกมาเปนเสนใยยอยๆ จนมสมบตเหมาะสมกบการผลตกระดาษ โดยใชเครองบดทเรยกวา Refiner ซงใชหลกของความเสยดทานของเสนใยกบผวของ Refiner plate บดใหเสนใยแตกแขนงออกเปนฝอยๆ ซงเสนใยทผานการบดแลวจะมขนาดเลกลง ออนนม มพนทผวเพมขน เสนใยอมน าไดดข นและเกดพนธะระหวางกนไดงายขน

รป 4.9 เครองบดเยอ (Refiner)

54

- การผสม (Proportioning) เปนขนตอนทจะน าเยอใยยาวและเยอใยสนมาผสมกน โดยม Control valve ควบคมอตราการไหลและสดสวนผสม และในบางโรงงานอาจมการน ากระดาษทเหลอจากกระบวนการผลต (Recycled paper) เชน ขอบกระดาษ กระดาษทไมไดมาตรฐาน (Rejected paper) เปนตน นอกจากนยงมการเตมสารเคมบางตวในขนตอนน เยอทผานขนตอนนจะมความขนประมาณรอยละ 3-3.5 มสมบตพรอมทจะน าไปท าเปนแผน - การกรองและการท าความสะอาดเยอ (Screening) ขนตอนนเปนการท าความสะอาดสวนผสมของเยอ ซงเปนขนตอนสดทายกอนเขาเครองผลตกระดาษแผน อปกรณทใชกรองและท าความสะอาดเยอจะม 2 แบบ คอ Centrifugal cleaner และ Machine screen เมอน าเยอผานการท าความสะอาดแลวจะถกปอนเขา Head box ของเครองจกรผลตกระดาษตอไป ซงความเขมขนของน าเยอในขนตอนนจะมคาประมาณรอยละ 0.5-0.6 6.2.2 การผลตกระดาษ (Paper making) เครองจกรผลตกระดาษ (Paper machine) มอยหลายประเภท แตเครองจกรผลตกระดาษทกประเภทจะมสวนประกอบหลกเหมอนกน ดงน

สวนท าแผน (Forming section) น าเยอจะถกท าใหกระจายแผเปนแผนบนตะแกรงลวดเดนแผน (Wire) และน าจะถกแยกออก โดยไหลลอดผานตะแกรงลวดเดนแผน จนกระทงแผนกระดาษมความชนประมาณรอยละ 80 ซงในสวนท าแผนนจะประกอบดวยอปกรณทส าคญ คอ Head box ตะแกรงลวดเดนแผน และระบบน าหมนเวยน

สวนกดรดน า (Press section) แผนกระดาษจะถกบบรดน าออกจนกระทงมความชนประมาณรอยละ 50 ในสวนกดรดน านจะประกอบดวย ชดกดรด และระบบน าหมนเวยน

สวบอบแหง (Dryer section) กระดาษจะถกอบใหแหงดวยลกอบหนงลกหรอหลายลก จนกระทงมความชนสมดลกบความชนในบรรยากาศ ซงมคาประมาณรอยละ 5-10 นอกจากสวนประกอบหลกทงสามสวนนแลว เครองจกรผลตกระดาษอาจมสวนอนๆ เพมเตมดวย เชน เครองจกรผลตกระดาษพมพเขยนจะมเครองฉาบแปง (Size press) และสวนรดเรยบ (Calender) เครองจกรผลตถงบรรจซเมนต จะมหนวยท ากระดาษยน (Clupak unit) เปนตน - ประเภทของเครองจกรผลตกระดาษ

การแบงประเภทของเครองจกรผลตกระดาษ สามารถแบงไดหลายแบบตามลกษณะการออกแบบของสวนประกอบหลก หากแบงตามการออกแบบสวนท าแผน จะสามารถแบงออกเปน 4 ประเภทดงน

55

1. เครองจกรแบบโฟรดรเนยร (Fourdrinier) สวนท าแผนของเครองจกรประเภทนจะประกอบดวยแผนตะแกรงลวดเดนแผนวางอยในแนวราบ เมอน าเยอถกปลอยลงดานบนของตะแกรงลวดเดนแผน น าจะถกระบายออกดานลางดวยอปกรณระบายน าตางๆ ในขณะทเสนใยและสารเตมแตงตางๆ จะคางอยดานบน มกใชในการผลตกระดาษเหนยว เครองจกรประเภทนชวยใหเนอกระดาษมความสม าเสมอดและเกดรเขมนอย

รป 4.10 เครองจกรผลตกระดาษแบบโฟรดรเนยร (Fourdrinier)

2. เครองจกรแบบตะแกรงลวดเดนแผนค (Twin-wire)

สวนท าแผนของเครองจกรประเภทนจะประกอบดวยตะแกรงลวดเดนแผน 2 ผนประกบกนในแนวดง น าเยอจะถกปอนเขาชองหางระหวางตะแกรงลวดเดนแผนทงสองผน และน าถกระบายออกทงสองดานของตะแกรงลวดเดนแผน เครองจกรประเภทนมกใชในการผลตกระดาษหนงสอพมพและกระดาษทชช

รป 4.11 เครองจกรผลตกระดาษแบบตะแกรงลวดเดนแผนค (Twin-wire)

3. เครองจกรแบบไฮบรด (Hybrid machine) ชวงแรกของการระบายน าออกในสวนท าแผนของเครองจกรประเภทนจะเปนแบบโฟรดรเนยร หลงจากนนจะมการระบายน าทางดานบนของกระดาษดวย มกใชในการผลตกระดาษพมพเขยน

56

4. เครองจกรแบบตะแกรงกลม (Cylinder mold machine) สวนท าแผนของเครองจกรประเภทนจะเปนตะแกรงลวดเดนแผนทรงกระบอก ใชในการผลตกระดาษแขง ทมน าหนกมาตรฐานสง นอกจากนยงสามารถแบงประเภทของเครองจกผลตกระดาษตามการออกแบบสวนอบแหง ไดดงน 1. เครองจกรแบบลกอบแหงหลายลก (Multicylinder machine) สวนอบแหงของเครองจกรประเภทนจะประกอบดวยลกอบแหง (Cylinder) เรยงกนหลายลก (40-100 ลก) โดยเสนผานศนยกลางของลกอบแหงแตละลกประมาณ 1.5-1.8 เมตร 2. เครองจกรแบบแยงก (Yankee machine) สวนอบแหงของเครองจกรประเภทนจะมลกอบแหงเพยงลกเดยว โดยมเสนผานศนยกลางประมาณ 4-7 เมตร 3. เครองจกรแบบผสม สวนอบแหงจะประกอบดวยชดของลกอบแหงหลายลก ประมาณ 1-2 ชดและลกอบแยงกอก 1 ลก - กระบวนการผลตกระดาษ หลงจากผสมน าเยอเรยบรอยแลว น าเยอจะถกสงเขาสเครองจกรผลตกระดาษ เพอท าให เปนแผนกระดาษทยาวตอเนองเรยกวา กระดาษมวน น าเยอจะถกปอนเขาสเครองจกรผลตกระดาษทางถงจายเยอ (Headbox) ซงเปนอปกรณชนแรกของเครองจกรผลตกระดาษ ท าหนาทจายน าเยอเขาสตะแกรงลวดเดนแผน ท าลายกลมเสนใย (Flocculated fiber) ในน าเยอ และปลอยน าเยอลงบนตะแกรงลวดเดนแผนอยางสม าเสมอตลอดความกวางของเครองจกร เฮดบอกซทใชกนทวไปมอย 2 ชนด คอ ชนดเบาะอากาศ (Air cushion headbox) และชนดไฮดรอลก (Hydralic headbox)

รป 4.12 เฮดบอกซ (Headbox)

หลงจากผานถงจายเยอหรอเฮดบอกซแลว น าเยอจะตองผานสวนตางๆ ของเครองจกรผลตกระดาษ เพอแปรรปเปนกระดาษแผน ดงน

57

รป 4.13 สวนประกอบของเครองจกรผลตกระดาษ

1. สวนตะแกรงลวดเดนแผน (Wire section หรอ Forming section) ท าหนาทส าคญสองประการ คอ การกอตวเปนแผนกระดาษดวยกระบวนการกรองและการ

แยกน าออก (Dewatering) แผนเปยกทออกจากสวนนจะมน าอยถงรอยละ 80 สวนตะแกรงลวดเดนแผนนเปนอปกรณทส าคญมากตอความสม าเสมอของเสนใยในเนอกระดาษ ล าน าเยอจากเฮดบอกซจะตกกระทบตะแกรงลวดเดนแผนทฟอรมมงบอรด ความเรวของล าน าเยอจะสงหรอต ากวาความเรวของตะแกรงลวดเดนแผนเลกนอย เพอใหไดความแขงแรงและความสม าเสมอของเสนใยในเนอกระดาษ ความแตกตางของความเรวล าน าเยอและตะแกรงลวดเดนแผนรวมกบต าแหนงทน าเยอตกบนฟอรมมงบอรด เปนปจจยส าคญทมผลตอคณภาพของกระดาษอยางมาก (บางครงเรยกอตราสวนของความเรวน าเยอตอความเรวของตะแกรงลวดเดนแผนวา Efflux ratio) เมอน าเยอผานมาบนตะแกรง น าบางสวนของน าเยอรวมทงเสนใยและสารเตมแตงทมขนาดเลกกวาขนาดของชองตะแกรงจะไหลผานตะแกรงออกไปโดยอาศยแรงดงดดของโลกและแรงดดจากอปกรณเสรมอนๆ ทตดตงอยใตตะแกรง น าทหายไปมผลท าใหเสนใยเซลลโลสอยใกลชดกนและเกยวประสานกนไดมากขน จนเกดลกษณะเปนแผนกระดาษ แผนกระดาษทไดมผวหนาสองดานทมสมบตหลายประการแตกตางกน ทงนการเรยกดานของกระดาษใชการสมผสและไมสมผสตะแกรงเปนเกณฑ โดยดานของแผนกระดาษทสมผสตะแกรงเรยกวา “ดานตะแกรง” (Wire side, WS) สวนดานของแผนกระดาษทอยตรงขามดานตะแกรงเรยกวา “ดานสกหลาด” (Felt side, FS) ซงเปนดานทสมผสกบผนสกหลาดทท าหนาทในการสงผานสายของแผนกระดาษ (Paper wed) บนเครองผลตกระดาษ ปรมาณน าทอยในแผนกระดาษหลงการแยกน าออกแลวมอยประมาณ 80-85 เปอรเซนตโดยน าหนก

2. สวนกดรดน า (Pressing section) สายของแผนกระดาษทเกดขนหลงจากการแยกน าแลว จะเคลอนทเขาไประหวางลกกลง

กดรดน า (Press rolls) ในขนตอนนมวตถประสงคเพอขจดน าออกจากแผนกระดาษใหไดมากทสดกอนทจะสงตอไปยงหนวยท าแหง ปรมาณน าทยงมอยในแผนกระดาษเปยกหลงผานการกดรดน าแลวเหลออยประมาณ 60-70 เปอรเซนตโดยน าหนก ในสวนกดรดน าน จะมการจดเรยงของชดลกกลงกดรดน าหลายรปแบบ ขนอยกบชนดของกระดาษทผลต ส าหรบกระดาษพมพเขยนซงตองการใหผวสองดานของกระดาษเรยบเทาๆ กน ผวทงสองดานของกระดาษตองถกกดดวยผว

58

ลกกลงกดรดน าทเรยบโดยไมมผาสกหลาด แตการกดรดน าโดยไมมผาสกหลาดรองรบ จะท าใหน าระบายออกจากกระดาษไดยาก การระบายน าไมมประสทธภาพ ดงนนจงมกมผาสกหลาดหนงหรอสองผนเสมอ ในชดของลกกลงกดรดน าทงหมด จะมอยลกกลงหนงลกทเปนแบบลกกลงกดรดน า สญญากาศ หรอลกกดรดน าทมผวเปนรหรอชอง เพอใหน าระบายออกจากกระดาษไดมากขน นอกจากการกดรดน าออกแลว ลกกลงกดรดน ายงมหนาทคลายกบลกกลงแดนด (Dandy roll) กลาวคอ ชวยกดอดใหเสนใยเซลลโลสมาอยใกลกนและเกดพนธะเคมตอกนไดมากยงขน ท าใหแผนกระดาษมความแขงแรงเพมขน รวมทงชวยเพมความเรยบใหกบผวกระดาษดวย

3. สวนอบแหงกระดาษ (Drying section) การท าแหงกระดาษท าโดยอาศยความรอนจากไอน าอมตวความดนต าทถกจายเขาไปขาง

ในลกอบแหง ท าใหผวลกอบแหงรอนขน แลวกลนตวเปนคอนเดนเสท (Condensate) คอนเดนเสทจะฟอรมตวเปนฟลมอยทผวดานในของลกอบแหง ฟลมนตองไมหนาจนเกนไปเพราะจะท าใหการถายเทความรอนระหวางไอน าและผวลกอบไมด การระบายคอนเดนเสทออกจากลกอบแหงเปนปจจยส าคญทสงผลตอประสทธภาพในการอบแหงกระดาษและรวมถงคาใชจายดวย ซงความรอนนจะท าใหปรมาณน าทมอยในแผนกระดาษเหลออยประมาณ 2-8 เปอรเซนตโดยน าหนก ซงในหนวยท าแหงนอาจมการเคลอบสารละลายของสารเพมความแขงแรงผวใหแกกระดาษ การเคลอบสารเพมความแขงแรงผวบนกระดาษเกดขนเมอสายของแผนกระดาษเคลอนทผานเขาไปในหนวยเคลอบสารเพมความแขงแรงผว ซงอยกอนสวนท าแหงสวนสดทายของหนวยท าแหง เมอสารเพมความแขงแรงผวไดรบการเคลอบบนกระดาษแลว สายของกระดาษกจะเคลอนทเขาสสวนท าแหงสวนสดทาย เพอท าใหสารเพมความแขงแรงผวบนกระดาษเกดการแหงตวกอนทสายของแผนกระดาษจะเคลอนเขาสข นตอนตอไป

4. สวนฉาบผวกระดาษ (Size-press section) กระดาษทผานสวนอบแหงชดแรกจะถกฉาบผว (Surface sizing) ดวยน าแปงทตมสก โดย

น าแปงจะฉาบอยทผวกระดาษทงสองดาน ท าใหผวกระดาษแขงแรงขนและท าใหกระดาษมความตานทานน าเพมขนดวย เพราะน าแปงจะไปอดรหรอชองวางทผวกระดาษ ถดจากเครองฉาบผวจะเปนสวนใหความรอนแบบลมรอน (Air foil) และสวนอบแหงชดหลงเพอใหกระดาษแหง อาจมการเตมสารเตมบางอยางลงในน าแปงดวย เชน สารฟอกนวล เปนตน

5. สวนรดผวกระดาษ (Calendering section) เปนอปกรณทอยถดจากสวนอบแหงชดหลง ประกอบดวยลกรดทรงกระบอกซงท าจาก

โลหะวางซอนกน ผวของลกรดจะแขงและเรยบมาก กระดาษจะถกดงผานไประหวางลกรด ท าใหกระดาษบางลง เรยบขน และมความหนาสม าเสมอขนดวย ลกรดเรยบลกลางสดเรยกวา King roll จะมขนาดใหญและม Crown เพอใหความดนสม าเสมอตลอดหนากวางของกระดาษ การรดผวกระดาษนเปนขนตอนสดทายกอนทสายของแผนกระดาษจะเขามวน (Peeling) แลวน าออกจากเครองผลตกระดาษเพอน าไปตดเปนมวนขนาดเลกหรอเปนแผนเพอจ าหนายตอไป

59

6.2.3 การตกแตงผลตภณฑ นอกจากขนตอนตางๆ ทไดกลาวมาแลวในขางตน ยงมอกสองขนตอนทกระดาษอาจตอง

ผานการปรบปรงคณภาพของผวกระดาษกอนออกจ าหนาย ไดแก 1. การเคลอบผวกระดาษ (Coating) การเคลอบผวกระดาษเปนขนตอนส าหรบเคลอบผวกระดาษดวยตวเตม โดยมสารยดตว

เตมใหตดบนผวกระดาษได การเคลอบผวเพอชวยใหกระดาษมผวหนาทเรยบขนท าใหสภาพพมพของกระดาษดขน กระดาษทผานการเคลอบผวมชอเรยกวา “กระดาษเคลอบผว” (Coated paper) ซงการเคลอบผวอาจเปนแบบ “เคลอบดานเดยว” หรอ “เคลอบสองดาน” ของกระดาษ และอาจ “เคลอบดาน” หรอ “เคลอบมน” กได ทงนการเคลอบดานหรอเคลอบมนขนอยกบองคประกอบของสารเคลอบผวทใช ความมนวาวของกระดาษทน ามาเคลอบผวและวธการทใชในการเคลอบผวเปนส าคญ ทงนอปกรณในการเคลอบผวกระดาษอาจเปนสวนหนงของเครองจกรผลตกระดาษหรอแยกออกมาตางหากกได

2. การขดผวกระดาษ (Supercalendering) กระดาษทผานการรดผวและ/หรอผานการเคลอบผวมาแลวเปนกระดาษทมความเรยบและ

ความมนวาวในระดบหนง อยางไรกตามเพอเพมความมนวาวของกระดาษใหมมากยงขน กระดาษจะผานการขดผวโดยใชอปกรณทเรยกวา “ซเปอรคารแลนเดอร” (Supercalender) ซงเปนอปกรณทตอแยกออกจากเครองจกรผลตกระดาษ อปกรณดงกลาวประกอบดวยลกกลงขดผวจ านวนมาก มลกษณะเปนกระบอกเรยงซอนกนในแนวตง โดยมลกกลงทท าจากเหลกกลาขดมนเรยงสลบกบลกกลงทหมดวยกระดาษหรอฝาย เมอสายของแผนกระดาษผานเขาไประหวางลกกลงแรงกดอดระหวางลกกลงทกระดาษไดรบมผลใหเสนใยเซลลโลสอดตวกนไดมากขน และท าใหกระดาษมผวทเรยบมากขน สงผลท าใหความมนวาวของกระดาษเพมขนตามจ านวนครงทกระดาษไดรบการขดผว

60

บทท 5

กระบวนการผลตน ามนเพอการบรโภค

1. บทน า

น ามนและไขมนส าหรบบรโภคไดมาจากการสกดจากพชและสตว นยมใชในการบรโภคหรอใชเตรยมอาหาร เพอเพมรสชาต และแปรรปอาหารใหนารบประทานยงขน สวนใหญจะมลกษณะเหลวในสภาพอณหภมหอง น ามนทงของพชและสตวเปนสารประกอบเชงอนทรยทเกดจากการรวมตวของกรดคารบอกซลก (Carboxylic acid) หรอกรดไขมนหลายโมเลกล โดยมกลเซอรอลหรอกลเซอรน (Glycerol or Glycerine) เปนตวเชอม กรดไขมนแตละชนดมสตรโครงสรางของตวเองโดยเฉพาะ มนษยรจกการน าน ามนและไขมนมาใชส าหรบปรงอาหารมาเปนเวลาชานานแลว โดยในสมยแรกๆ จะเปนการใชน ามนทผลตไดจากไขมนสตว โดยน าไขมนสตวมาท าใหละลายดวยความรอนจนไดเปนน ามน เชน น ามนหม น ามนไก น ามนวว จากนนจงมไดมการสกดน ามนจากพชน ามนตางๆ เพอใชทดแทนหรอผสมกบน ามนสตวใหมปรมาณมากขนเพยงพอตอความตองการ จากการคนพบวามพชหลายชนดทสามารถน ามาสกดน ามนไดประกอบกบวทยาการในการเพาะปลก การสกด และการแปรรปไดกาวหนาตามล าดบ จงไดมการน าน ามนพชไปแปรรปเพอใชประโยชนในดานอนๆ นอกเหนอจากการบรโภคอกมากมายหลากหลายชนด เชน ท าสและน ามนผสมส เครองส าอาง ยารกษาโรค สบ ผงซกฟอก เสนใยสงเคราะห หนงเทยม แผนพลาสตก น ามนเชอเพลง และน ามนหลอลน อาจกลาวไดวาน ามนพชไดเขามามบทบาทส าคญในการด ารงชวตของมนษยในปจจบนเปนอยางมาก ส าหรบการบรโภคปจจบนผบรโภคนยมใชน ามนพชปรงอาหารประเภททอดหรอผดเปนจ านวนมากขน เพราะสามารถหาซอไดงายและสะดวกในการใช อกทงยงมประโยชนตอรางกาย คอ เปนสารใหพลงงานและความรอนแกรางกายไดมากกวาสารอาหารชนดอน และชวยในการละลายไวตามนทจ าเปนตอรางกายบางชนด ไดแก ไวตามนเอ ด อ และเค รวมทงชวยลดระดบไขมนในเลอดอนเปนสาเหตหนงทท าใหเสนเลอดอดตนได

2. สวนประกอบของน ามน น ามนส าหรบประกอบอาหารทงทไดจากพชและสตวลวนประกอบดวยกรดไขมน 2 ประเภท

คอ กรดไขมนอมตวและกรดไขมนไมอมตว กรดไขมนทมในน ามน ไดแก กรดคาโปรอก กรดไมรสตก กรดปาลมมตก กรดสเตยรก กรดไลโนลอก กรดไลโนลนก กรดอราชดก เปนตน

- กรดไขมนอมตว (Saturated fatty acid-SAFA) เปนกรดไขมนทรางกายไมควรรบมากเกนไป เพราะจะเพมระดบคอเลสเตอรอลในเลอด ท าใหเกดการอดตนในเสนเลอดได จงควรจ ากดปรมาณทใชไมใหเกนวนละ 10 เปอรเซนตของพลงงานหรอ 1 ชอนโตะ วธสงเกตน ามนทมกรดไขมนอมตวสงคอจะแขงตวหรอเปนไขเมออณหภมเยนลง เหมาะส าหรบใชทอดอาหาร เพราะน ามนชนดนจะทนตอความรอน ความชนและออกซเจน ไมเหมนหน ท าใหอาหารกรอบนาน เชน น ามนปาลม น ามนมะพราว เปนตน

61

- กรดไขมนชนดไมอมตว (Unsaturated fatty acid) มพนธะคระหวางคารบอน 1 แหง หรอ 2 แหง แบงเปน 2 ประเภท คอ

กรดไขมนไมอมตวเชงเดยว (Mono-unsaturated fatty acid-MUFA) มคณสมบตชวยลดระดบคอเลสเตอรอลและไตรกลเซอไรดในเลอดได นอกจากนยงชวยใหเลอดไมขนหนด และเพมระดบคอเลสเตอรอลชนดดไดดวย จงมประโยชนตอสขภาพหวใจและหลอดเลอด น ามนทมกรดไขมนชนดนเหมาะส าหรบอาหารทอดทตองใชน ามนมากและปรงนาน เชน น ามนปาลม น ามนเมลดฝาย เปนตน

กรดไขมนไมอมตวเชงซอน (Poly-unsaturated fatty acid-PUFA) เปนกรดไขมนทรางกายสรางเองไมได ตองไดรบจากอาหารเทานน เหมาะส าหรบท าอาหารประเภทผดหรอทอดแบบเรวๆ ทใชน ามนนอย เชน น ามนถวเหลอง น ามนเมลดดอกทานตะวน น ามนขาวโพด เปนตน ตาราง 5.1 ชนดและปรมาณของกรดไขมนในน ามนพช 10 ชนด (กรม/100 กรม)

ชนดของน ามน กรดไขมนอมตว กรดไขมนไมอมตว

ปาลมตก สเตยรก ทงหมด โอเลอก ไลโนเลอก ไลโนเลนก ทงหมด น ามนขาวโพด 10.9 1.8 12.7 24.2 58.0 0.7 82.9 น ามนเมลดฝาย 22.7 2.3 25.9 17.0 51.5 0.2 69.7 น ามนมะกอก 11.0 2.2 13.5 72.5 7.9 0.6 82.1 น ามนปาลม 43.5 4.3 49.3 36.6 9.1 0.2 46.3 น ามนถวลสง 9.5 2.2 16.9 44.8 32.0 - 78.2 น ามนดอกค าฝอย (ชนดมกรดไลโนเลอกมาก)

6.2 2.2 9.1 11.7 74.1 0.4 86.6

น ามนดอกค าฝอย (ชนดมกรดโอเลอกมาก)

4.8 1.3 6.1 75.3 14.2 - 89.5

น ามนงา 8.9 4.8 14.2 39.3 41.3 0.3 81.4 น ามนถวเหลอง 10.3 3.8 14.4 22.8 51.0 6.8 81.2 น ามนดอกทานตะวน 5.9 4.5 10.3 19.5 65.7 - 85.2

www.dss.go.th กรดไลโนลอกและไลโนลนกเปนกรดไขมนทจ าเปนตอรางกาย (Essential fatty acid) ซง

เปนกรดไขมนทไมสามารถสรางขนในรางกายได จงตองไดรบจากอาหาร สวนกรดอราชโดนกนนกจดวาเปนกรดไขมนทจ าเปน แตรางกายมนษยสามารถสรางกรดอราชโดนกไดจากกรดไลโนลอก โดยทกรดไลโนลอกมมากในน ามนขาวโพด น ามนเมลดฝาย น ามนถวลสง และน ามนถวเหลอง กรดไขมนทจ าเปนตอรางกายมความส าคญในการสรางพรอสตาแกลนดนส ซงเปนสารทมบทบาทมากตอระบบตางๆ ภายในรางกาย เชน การขบน ายอยทเปนกรด การหดตวและคลายตวของกลามเนอเรยบ การควบคมอณหภมของรางกาย การรวมตวของแผนเลอด นอกจากนไขมนและน ามนยงเปนอาหารทใหพลงงานสงมากโดยทไขมน 1 กรม ใหพลงงานถง 9 แคลอร ซงในผใหญควรไดรบพลงงานจากไขมนและน ามนรอยละ 20-25 ของปรมาณแคลอรทงหมด และในวยรนควรไดรบรอยละ 30-35 ของปรมาณแคลอรทงหมดทรางกายควรไดรบในแตละวน อยางไรกตามกรดไขมนชนดอมตว

62

และไมอมตวทงเชงเดยวและเชงซอนลวนสงผลใหเกดภาวะไขมนในเลอดสงและเปนปจจยเสยงตอการเกดโรคหวใจ ซงคณะอนกรรมการสาขาโภชนศาสตรในคณะกรรมการโภชนาการแหงชาตแนะน าใหผใหญปกตรบประทานไขมนหรอน ามนวนละ 2 ½ - 3 ชอนโตะ หรอโดยเฉลยรบประทานประมาณ 1 ชอนโตะตอมอ

3. น ามนพช (Vegetable oil)

น ามนพช คอ ผลตภณฑน ามนทสกดไดจากพชทมไขมนสง เชน มะพราว ปาลม เมลดฝาย ถวลสง ถวเหลอง ร าขาว เปนตน โดยทวไปน ามนพชเปนสารประกอบไตรกลเซอไรดมความหนดสง สวนใหญมคารบอนเปนองคประกอบในกรดไขมนระหวาง 12-18 ตว และมปรมาณไขมนอยในโครงสรางถงรอยละ 94-96 ของน าหนกโมเลกลของไตรกลเซอไรด น ามนพชทผลตจากพชแตละชนดจะใหสมบตทแตกตางกน ทงนเนองจากความแตกตางของชนดและปรมาณกรดไขมนในโครงสรางโมเลกลนนเอง น ามนพชส าหรบบรโภคทจ าหนายในทองตลาดปจจบนมมากมายหลายชนด เชน น ามนถวเหลอง น ามนปาลม น ามนเมลดดอกทานตะวน น ามนขาวโพด น ามนดอกค าฝอย น ามนมะกอก เปนตน

พชน ามนซงใชเปนวตถดบในอตสาหกรรมการผลตน ามนส าหรบบรโภคมหลายชนด ทงพชยนตนและพชลมลกซงแบงออกไดดงน

1. น ามนจากสวนผลของพชยนตน ไดแก น ามนมะกอก (Olive oil) และน ามนปาลม (Palm oil)

2. น ามนจากสวนเมลดของพชยนตน ไดแก น ามนเมลดในปาลม (Palm kernel oil) น ามนมะพราว (Coconut oil) และน ามนเมลดนน (Kapok seed oil)

3. น ามนจากสวนเมลดของพชลมลก ไดแก น ามนเมลดฝาย (Cottonseed oil) น ามนถวเหลอง (Soybean oil) น ามนงา (Sesame oil) น ามนถวลสง (Peanut oil) น ามนเมลดดอกทานตะวน (Sunflower seed oil) น ามนเมลดดอกค าฝอย (Safflower seed oil) น ามนร า (Rice bran oil)

- น ามนถวเหลอง (Soybean oil)

เปนน ามนพชทผานกระบวนการสกดน ามนดบจากเมลดถวเหลอง แลวเขาสกระบวนการกลนดวยระบบไอน าแรงดนสง เพอใหไดน ามนบรสทธออกมา น ามนถวเหลองจดเปนน ามนทคณภาพด เนองจากมปรมาณกรดไขมนไมอมตวสงกวาน ามนพชทผลตไดจากเมลดพชหลายๆ ชนด ท าใหสามารถชวยลดคอเรสเตอรอลไมดได ยงกวานนในเมลดถวเหลองยงมโปรตนสง นยมใชในการปรงอาหาร ท าน ามนสลด และเนยเทยม น ามนถวเหลองทดตองดใสสะอาด คว าแลวตองไมมตะกอน ทดสอบไดโดยเอาไปแชทงไวในตเยนชองธรรมดา 4-5 ชวโมง น ามนถวเหลองทดตองไมเปนไขและไมขน

63

- น ามนปาลม (Palm oil) สกดจากปาลมน ามนซงเปนพชน ามนทใหปรมาณน ามนสงถง 0.6-0.8 ตน/ไร/ป เมอ

เปรยบเทยบกบพชน ามนชนดอน น ามนปาลมดบจะถกน ามาผานกระบวนการการแยกกรดไขมนอมตวออกบางสวน น ามนทไดจงมปรมาณกรดไขมนไมอมตวทมประโยชนคอนขางสง โดยประกอบดวยกรดไขมนอมตวรอยละ 48 และกรดไขมนไมอมตวรอยละ 38 น ามนปาลมสามารถน าไปใชไดทงในอตสาหกรรมผลตภณฑอาหารและในการประกอบอาหาร เนองจากสามารถความรอนไดสง ไมท าใหเกดสารกอมะเรง และมราคาต ากวาน ามนพชชนดอน น ามนปาลมเหมาะกบการทอดอาหารส าเรจรป ปรงอาหาร และผลตมาการน

- น ามนมะกอก (Olive oil)

เปนน ามนพชทอดมไปดวยกรดไขมนไมอมตว วตามนเอ เบตา-แคโรทน และสารตานอนมลอสระทใหผลดตอรางกายหลายประการ เชน ชวยปองกนการเกดของหลอดเลอดแดงแขงตว ชวยใหการหมนเวยนของโลหตดขน อกทงยงปองกนโรคความดนโลหตสง หวใจลมเหลว หวใจวาย ไตวาย เสนเลอดในสมองแตก นอกจากนยงชวยใหระบบการท างานของสวนตางๆ ในรางกายดขน ทงกระเพาะอาหาร ตบออน ล าไส ตบ และถงน าด สวนวตามนเอและสารตานอนมลอสระทมอยในน ามนมะกอกจะชวยใหผวหนงมความยดหยน ปองกนโรคผวหนง และลดรวรอยเหยวยน ส าหรบผสงอายทมกจะมปญหาเกยวกบกระดก หากรบประทานน ามนมะกอกเปนประจ าจะชวยเสรมสรางกระดก ปองกนโรคกระดกพรน และชวยใหรางกายดดซมแรธาต และแคลเซยมไดดยงขน นอกจากนน ามนมะกอกยงมกรดไขมนทชวยตอตานการกอตวของตงเนอหรอมะเรงในอวยวะตางๆ ไดอกดวย แตน ามนมะกอกจะมราคาทคอนขางสงกวาน ามนพชทวๆ ไป - น ามนงา (Sesame oil)

เปนน ามนพชทนยมน ามาใชในการปรงอาหาร โดยเฉพาะชาวจน ญปน และเกาหลจะใชน ามนงาเปนสวนผสมของอาหาร น ามนงาบรสทธจะมรสฝาดรอนแตไมมกลนเหมนหน เนองจากมสารเซซามอล (Sesamol) ซงเปนสารกนหนเปนองคประกอบอย ในทางการแพทยไดใชสารชนดนไปเปนสวนประกอบของยาเพอลดความดนโลหต ชะลอความแก และลดการแพรกระจายของเซลมะเรง นอกจากสารเซซามอลแลวน ามนงายงมกรดไขมนไมอมตวสงเมอเทยบกบน ามนชนดอนๆ ซงจะชวยปองกนไมใหหลอดเลอดแขงตวอนเปนเหตของโรคหวใจขาดเลอด นอกจากนยงมกรดไขมนไลโนเลอกทจ าเปนตอการเจรญเตบโต ชวยควบคมและลดคอเลสเตอรอลในเลอด ปองกนการเปนโรคหวใจ โรคทเกยวกบหลอดเลอดบางชนด ทงยงใหความชมชนแกผวหนงอกดวย - น ามนเมลดดอกทานตะวน (Sunflower oil)

ในเมลดดอกทานตะวนนนอดมไปดวยน ามนและวตามนอ น ามนทไดจากเมลดทานตะวนจะมกรดไลโนเลอกสงถงรอยละ 44-75 ซงมความจ าเปนตอรางกาย สามารถปองกนการแขงตวของ

64

เลอดในหลอดเลอด ปองกนโรคฆลอดเลอดหวใจ สวนวตามนอจะท าหนาทเปนสารตานอนมลอสระ คอยดกจบและท าลายของเสยทจะมาท าลายเซลลตางๆ ชวยใหผวพรรณเตงตง ลดไขมนในเสนเลอด ปองกนการเกดมะเรง บ ารงสายตา ปองกนการเปนหมน การแทง และปองกนเนอเยอปอดถกท าลายจากมลภาวะทางอากาศ นอกจากนยงมกรดไขมน CLA (Conjugated Acid) หรอกรดไขมนทรางกายไมสามารถผลตเองได ซงมประโยชนในการเรงการเผาผลาญไขมนทสะสมตามสวนตางๆ ของรางกาย โดยเพมโฮโมนทชวยกระตนการท างานของเอนไซมทขวยในการเผาผลาญไขมนสะสมมาใชเปนพลงงานอยางเตมท พรอมทงลดปรมาณการเกดไขมนสะสมทจะเกดใหมดวย - น ามนร าขาว (Rice Bran oil)

เปนน ามนพชทมกรดไขมนไมอมตวเชงเดยวสงถงรอยละ 44 ของปรมาณกรดไขมนทงหทด ซงจะชวยลดคอเลสเตอรอลทไมดและเพมคอเลสเตอรอลทด และดวยปรมาณกรดไขมนทสมดลนเอง องคการอนามยโลก สมาคมโรคหวใจแหงสหรฐอเมรกา และองคการอาหารและเกษตรแหสหประชาชาตจงแนะน าวาน ามนร าขาวเปนน ามนทเหมาะตอการบรโภค นอกจากกรดไขมนแลวน ามนร าขาวยงมวตามนและสารอาหารทส าคญตอรางกายอกหลายชนด ทงวตามนอ โอรซานอล โทโคไตรอนอล ซงเปนสารตานอนมลอสระ และชวยลดคอเลสเตอรอลในรางกายอกดวย - น ามนดอกค าฝอย (Safflower oil)

น ามนดอกค าฝอยประกอบดวยเบตา-แคโทรน กรดไขมนชนดไมอมตวหลายชนดในปรมาณสง เชน กรดไลโนเลอก กรดไลโนลก และกรดโอเลอก เปนตน ท าใหชวยลดปรมาณคอเลสเตอรอลในเลอดได ทงนเนองจากกรดไลโนเลอกท าปฏกรยากบคอเลสเตอรอลในเลอด แลวกลายเปนคอเลสเตอรอลไลโนเลเอท (Linoleate Choloesterol) และยงท าใหฤทธของเอนไซมทใชในการสงเคราะหกรดไขมนลดลงอกดวย - น ามนถวลสง (Peanut oil)

เปนน ามนทปรมาณกรดโอเลอกและไลโนเลอกสงถงรอยละ 50-55 ของกรดไขมนทงหมด มกมกลนถว (Nutty flavor) จงท าใหไมเปนทนยมน ามาใชในการประกอบอาหารไทย แตมกใชในการปรงอาหารจน อาหารอนเดย น ามนถวลสงมราคาคอนขางสง เนองจากตองน าเขาจากประเทศผผลตโดยตรง

65

4. อตสาหกรรมน ามนพชของประเทศไทย แตเดมน ามนหมมบทบาทเดนในตลาดน ามนบรโภคมาตลอด เนองจากในสมยกอนคนไทยนยมบรโภคน ามนหมทเปยผลพลอยไดจากการผลตเนอหม ซงเปนอาหารหลกประเภทเนอทนยมบรโภคกนมาก ท าใหการบรโภคน ามนพชไมเปนทนยมมากนก อตสาหกรรมการผลตน ามนพชในสมยนนจงเปนการผลตในโรงงานขนาดเลกหรอเปนอตสาหกรรมในครวเรอน มก าลงการผลตไมมากนก ลกษณะการผลตเปนแบบดงเดมทสกดน ามนพชโดยการหบผล เนอ หรอเมลดของพชน ามนใหไดน ามนดบออกมา และน าไปใชในการปรงอาหารเปนสวนใหญ แตหลงจากทรฐบาลไดมการสงเสรมใหมการผลตน ามนพชภายในประเทศเพอทดแทนการน าเขาตงแตป พ.ศ. 2505 เปนตนมา โรงงานผลตน ามนพชขนาดกลางและขนาดใหญจงเปดกจการเพมมากขน รวมทงโรงงานกลนน ามนพชบรสทธขนาดใหญดวย ผลผลตน ามนพชทไดจะเนนไปทางอตสาหกรรมมากขน แตเดมน ามนพชหลกทมการผลตในประเทศไทยคอน ามนมะพราว แตการผลตน ามนมะพราวมกมก าลงการผลตทไมแนนอน เนองจากคนไทยยงนยมบรโภคมะพราวในรปแบบอนๆ อกดวย เชน การท ากะทหรอการบรโภคผลสด ท าใหการผลตน ามนมะพราวตองแขงขนกนหาวตถดบ ตอมาน ามนพชอก 3 ชนดเรมเขามามบทบาทส าคญตอตลาดน ามนพชเพอการบรโภคของไทย ไดแก น ามนถวเหลอง น ามนร าขาว และน ามนปาลม ตลาดน ามนพชเพอการบรโภคเรมมการขยายตวอยางรวดเรวมาตงแตป พ.ศ. 2520 เมอมผประกอบการผลตน ามนพชบรโภครายใหญเรมท าการผลตในประเทศไทย นอกจากนยงมการเปดตลาดผบรโภคโดยวธการบรรจน ามนพชในขวดพลาสตกใสขนาดพอดใช รวมถงการโฆษณาทท าใหผบรโภครสกวาน ามนพชมความสะอาดและมคณภาพกวาน ามนหม ส าหรบน ามนพชทใชส าหรบการอตสาหกรรมเปนสวนทมลกษณะตลาดทแยกออกไปจากน ามนพชบรโภค การใชน ามนพชเพอการอตสาหกรรมโดยสวนใหญมกใชเปนวตถดบของการผลตสนคาในอตสาหกรรมตางๆ อาทน ามนปาลมใชเปนวตถดบในการผลตสบและสารซกฟก น ามนถวเหลองใชในอตสาหกรรมอาหาร ไดแก ปลากระปอง บะหมส าเรจรป ขนมทอดกรอบ ขนมหวาน และอาหารสตว เปนตน

66

5. กระบวนการผลตน ามนเพอการบรโภค กระบวนการผลตน ามนพชจากสวนตางๆ ของพชน ามนแบงออกเปน 2 ขนตอน คอ การ

สกดน ามนและการท าน ามนพชใหบรสทธ

6. การสกดน ามน 6.1.1 การเตรยมเมลดพชกอนการสกด

เมลดพชหลายชนดอาจตองมการเตรยมกอนการสกด โดยขนตอนการเตรยมเมลดพชแสดงดงรป 5.1

รป 5.1 แผนผงขนตอนการเตรยมเมลดพชกอนการสกดน ามน

เมลดพชจะผานการท าความสะอาด (Screening and cleaning) เพอแยกเอาสงปลอมปน

และสวนทไมใหน ามนออกกอน โดยการใชตะแกรงรอนแยกสงทใหญและเลกกวาเมลดพชออกไป ส าหรบอตสาหกรรมขนาดใหญเมอท าความสะอาดเมลดพชแลวจะท าการอบแหงเมลดพชแลวสงเขาไปเกบในไซโลทมการควบคมอณหภมและความชนใหเหมาะสม เพอลดความเสยงในการขาดแคลนวตถดบหรอเพอใหการผลตมตอเนอง จากนนน าเมลดพชไปปอกเปลอก (Dehulling) และถกน าไปบดหรอท าใหแตกเปนชน (Breaking) เพอใหสามารถสกดเอาน ามนออกมาไดงายขน เพราะการบดท าใหผนงของเมลดพชแตกออกและน ามนสามารถไหลออกมาไดดขน ส าหรบการสกดน ามนดวยการบบนน ควรบดเมลดพชใหละเอยดมากๆ เพราะจะไดปรมาณผลผลตมากตามไปดวย แตส าหรบการสกดน ามนดวยตวท าละลาย ไมควรบดเมลดพชใหละเอยดเกนไป เพราะจะท าใหเกดการอดตนทางเดนของสารละลายในเครองสกด ท าใหสารละลายไหลไมสะดวก ดงนนจงควรบดเมลดพชใหละเอยดพอประมาณหรออดเปนแผนบาง (Flaking) หลงการบดใหละเอยดแลวเมลดพชจะถกน าไปนงใหรอน (Cooking) เพอท าลายโปรตนทผนงเซลลและลดความหนดของน ามน เพอท าใหน ามนไหลออกมาไดงายขน จากนนเมลดพชกจะถกสงตอไปยงหนวยสกดน ามนตอไป

ท าความสะอาด (Cleaning)

อบแหงและเกบ (Drying & Storage)

ปอกเปลอก (Dehulling)

เมลดพชดบ

บดหรอท าใหแตก (Breaking)

ท าใหเปนแผนบาง (Flaking)

นง (Cooking)

เมลดพช สงไปยงหนวยสกดน ามน

67

6.1.2 การสกดน ามน กรรมวธทนยมใชในการสกดน ามนออกจากพชน ามนไดแก การบบและการสกดดวยตวท าละลาย - การบบหรอใชแรงอด (Pressing or mechanical expression) เปนการบบน ามนออกจากเมลดพชโดยใชแรงกลทมความดนสง การสกดน ามนจากเมลดพชดวยวธบบนสามารถท าได 2 แบบคอ การบบเยนและการบบรอน

การบบเยน (Cold pressing) เปนการสกดน ามนพชดวยวธทมการควบคมอณภม ท าใหสารในน ามนไมถกท าลายเหมอนในกระบวนการใชความรอน นยมใชกบพชทมปรมาณน ามนสง เชน ถวลสง ถวเหลอง งา มะกอก มะพราว แรงกดทใหแกเนอเยอของเมลดพชจะท าใหผนงเซลลแตก ท าใหสามารถบบเอาน ามนแยกออกมาได น ามนทไดสามารถน าไปใชไดเลยโดยไมจ าเปนตองผานกระบวนการท าน ามนใหบรสทธ น ามนทไดจากการบบเยนจะมคณภาพด ทเรยกวา extra virgin oil มส กลน รส ตามธรรมชาตเพราะน ามนไมมการเปลยนแปลงทางเคม แตการบบเยนนมกมประสทธภาพต า เนองจากยงมปรมาณน ามนเหลออยในกากอกมาก

การบบรอน (Hot pressing) มประสทธภาพดกวาการบบเยน โดยกากทเหลอจากการบบรอนจะมน ามนเหลอตดอยในกากเพยงรอยละ 2-4

เครองสกดทนยมใชส าหรบการบบน ามนพช ไดแก เครองไฮโดรลก (Hydraulic press) เปนเครองทเหมาะส าหรบพชน ามนทมเปลอกนมไมแขงเกนไป เชน ถวเหลอง ร าขาว ถวลสง เปนตน น ามนทไดจะมคณภาพด แตจะไดน ามนปรมาณนอย คอ ประมาณ 20-30% เทานน และเครองสกดอกประเภท คอ เครองสกรเพรส (Screw press) ซงเหมาะส าหรบพชน ามนเปลอกแขงหรอพชน ามนทไมสามารถบบไดโดยใชเครองไฮโดรลก เชน เมลดงา เมลดทานตะวน เปนตน น ามนจะถกบบออกมาโดยแรงบดไประหวางสกรในแนวนอน จนไดน ามนออกมา น ามนประเภทนจดเปนน ามนคณภาพด เพราะไมผานความรอนเลย แตจะมความรอนเกดขนจากแรงเสยดสระหวางการบด ปรมาณน ามนทสกดไดมากกวาการสกดดวยเครองไฮโดรลก คอ ประมาณ 30-40% เมอไดน ามนจะตองน าไปกรองดวยกระดาษกรอง น ามนจะยงคงมส กลน และรสตามธรรมชาต

- การสกดดวยตวท าละลาย (Solvent extraction) การสกดดวยตวท าละลายเปนวธทนยมใชกนมากโดยใชสกดน ามนจากเมลดพชทมปรมาณน ามนต าหรอสกดจากกากทเหลอจากการบบ การสกดดวยตวท าละลายนอาศยหลกการสกดของแขงดวยของเหลว (Solid-liquid extraction) โดยตวท าละลายทใชในการสกดตองไมเปนอนตรายตอรางกายทนยมใชกน ไดแก เฮกเซน ไตรคลอโรเอทลน คารบอนไดซลไฟด และเอธลอเทอร หลงการสกดจะไดผลตภณฑสองสวน คอ มสเซลลา (Miscella) และกาก สวนของมสเซลลาซงเปนน ามนพชดบปนตวท าละลายจะถกสงไปใหความรอนดวยเครองระเหย (Evaporator) เพอ

68

ระเหยตวท าละลายและน าออกจากน ามนพชดบ ตวท าละลายถกสงตอไปยงหอกลนแยก (Striping Column) เพอแยกตวท าละลายกลบไปใชใหมอก สวนน ามนพชดบจะถกสงตอไปยงหนวยท าน ามนพชใหบรสทธตอไป ส าหรบสวนกากซงมสารละลายปนอยจะถกสงไปใหความรอนดวยเครอง Desolventizer และ Toaster เพอระเหยตวท าละลายออก แลวน าตวท าละลายกลบไปใชใหม ส าหรบกากจะสงไปนงใหสก ไลความชน อบใหแหง และปนเพอขายโรงงานอาหารสตวตอไป เครองมอทใชส าหรบการสกดดวยตวท าละลายมอยหลายแบบ เชน

เครองสกดแบบหองหมน (Rotocel extractor)

รป 5.2 เครองสกดแบบหองหมน (Rotocel extractor)

เปนเครองมอการสกดน ามนทกระท าในขณะทช นของเมลดพชมการเคลอนท เครองสกด

แบบหองหมนแสดงดงรป 5.2 ประกอบดวยถงกลม 2 ชนวางตวแนวราบ มผนงแบงออกเปนหองๆ เรยกวา เซลล ถงชนบนจะชาๆ ดวยมอเตอร เปนสวนทใชส าหรบบรรจเมลดพช ซงดานลางของถงชนบนนเปนรปรเพอใหตวท าละลายไหลผานได โดยแตละเซลลของถงชนบนจะมทฉดพนตวท าละลายทมน ามนปนอยเลกนอยหรอฮาลฟมสเซลลา (Half miscella) ลงสเมลดพชทบรรจในเซลล ตวท าละลายหรอมสเซลลาจะไหลชะเมลดพชลงสถงชนลาง การท างานของเครองสกดแบบหองหมนนจะเปนการสกดแบบไหลสวนทางกนของเมลดพชและตวท าละลาย (Counter-current) ซงเปนการสกดทใหประสทธภาพการสกดสง การท างานเรมจากเซลลทวางของถงชนบนเคลอนทไปยงจดปอนเมลดพชเพอรบเมลดพชเขามา สวนตวท าละลายใหมจะถกพนลงบนเมลดพชทผานการสกดมาแลวทเซลลสดทายกอนจดระบายออก ตวท าละลายจะไหลสงสถงชนลางและจะถกป มจากดานลางของถงสกดขนไปพนลงบนเมลดพชในเซลลกอนหนาไปเรอยๆ ดงนนเมลดพชใหมทยงไมผานการสกดจะถกชะดวยมสเซลลาทไดสกดน ามนจนมปรมาณน ามนเตมทแลวเรยกวา ฟลมสเซลลา (Full miscella) โดยฟลมสเซลลานจะถกสงตอไปยงหนวยการท าใหบรสทธตอไป ส าหรบกากของแขงทผานการสกดแลวในถงชนบนจะถกระบายออกทต าแหนงแรกแลวบรรจเมลดพชใหมอก เครองสกดแบบหองหมนปกตมขนาดเสนผานศนยกลางประมาณ 3.4-11.3 เมตร สงประมาณ 6.4- 7.3 เมตร บรรจของแขงสงประมาณ 1.8-3.0 เมตร สามารถสกดเมลดถวเหลองไดมากถงสามลานกโลกรมตอ

69

วน จ านวนเซลลสามารถเปลยนแปลงได และเวลาทของแขงถกสกดกสามารถเปลยนแปลงตามอตราการหมนของถงได

เครองสกดแบบตะกราหรอแบบบอลลแมน (Basket extractor or Bollman extractor)

รป 5.3 เครองสกดแบบบอลลแมน (Bollman extractor) (Treybal, 1981, p. 742) เปนเครองมอสกดทกระท าในขณะทชนของแขงมการเคลอนทหรอเรยกวาเครองการชะ

ละลายชนเคลอนท (moving bed leaching equipment) เครองสกดบอลลแมนแสดงดงรป 5.3 ประกอบดวยถงสงทกนถงเจาะรไวสองรส าหรบสบถายสารละลายฮาลฟมสเซลลา (Half miscella) และฟลมสเซลลา (Full miscella) ออก ภายในถงมตะกราโลหะจ านวนมาก ท าหนาทบรรจของแขงทตองการชะละลาย ซงตะกราสามารถเคลอนทเปนวงในแนวดงไดดวยระบบโซทเชอมตอกบมอเตอร ทกนตะกราถกเจาะเปนรพรนท าใหตวท าละลายสามารถซมผานชนของแขงลงมาจากตะกราหนงสอกตะกราหนงได การท างานของเครองสกดบอลลแมนเรมจากการบรรจเมลดพชทเตรยมไวเพอสกดลงในตะกราทางบรเวณถงดานบนขวาของเครองสกด ในขณะทตะกราเคลอนทลงจะมการฉดพนฮาลฟมสเซลลาลงบนตะกรา เพอสกดชะละลายน ามนจากเมลดพชทอยภายในตะกราและซมผานของแขงจากตะกราบนลงสตะกราลาง ฮาลฟมสเซลลาจะมความเขมขนของน ามนเพมขนเรอยๆ แลวตกลงสบอทอยดานลางขวาของเครองสกดกลายเปนฟลมสเซลลา ซงถกสบออกเพอน าไปท าให

70

บรสทธตอไป ส าหรบเมลดพชทบรรจในตะกราจะเคลอนทข นทางดานซายของเครองสกด และมการฉดตวท าละลายบรสทธลงในตะกราบรเวณดานบนซายของเครองสกด เพอชะละลายน ามนทเหลออยอกเลกนอยในเมลดพชออกจนหมดไดเปนฮาลฟมสเซลลาตกลงสบอทอยดานลางซายของเครองสกด ซงฮาลฟมสเซลลานจะถกสบกลบขนไปใชในการชะละลายใหมบรเวณดานบนขวามอของเครอง ส าหรบเมลดพชทผานการสกดแลวจะถกระบายออกทางสายพานเมอตะกราเคลอนทไปถงต าแหนงบนสดของเครองสกด การท างานของเครองสกดแบบบอลลแมนนมทงการสกดแบบไหลทางเดยวกนของเมลดพชและตวท าละลาย (Co-current) ซงเกดบรเวณดานขวาของเครองสกด และแบบไหลสวนทางกนของเมลดพชและตวท าละลาย (Counter-current) ซงเกดบรเวณดานซายของเครองสกด ขนาดของเครองสกดบอลลแมนสงประมาณ 14 เมตร ตะกราแตละใบบรรจของแขงสงประมาณ 0.5 เมตร ตะกราหมนชามากประมาณหนงรอบตอชวโมง เวลาทของแขงถกชะละลายจงใชเวลานาน 60 นาท ตะกราแตละใบบรรจของแขงขนาดเลกหนกประมาณ 350 กโลกรม

เครองสกดทใชหลกการเชนเดยวกบเครองสกดบอลลแมน ดงแสดงในรป 5.4 เปนเครองสกดทวางตวในแนวนอนแบบตอเนอง

รป 5.4 เครองสกดแบบบอลลแมนแบบวางแนวนอน

71

เครองสกดแบบสายพาน (Moving belt extractor)

รป 5.5 เครองสกดแบบสายพาน (Seader & Henley., 2006, p. 628)

การท างานของเครองสกดแบบสายพานเรมตนจากเมลดพชถกปอนเขาสฮอปเปอร

(Hopper) ลงสสายพานทมรพรนและเคลอนทชาๆ อยางตอเนอง โดยความสงของเมลดพชทวางกองบนสายพานถกควบคมโดยชดแผนปรบ (Damper) ใหสงตามความตองการ ความเรวของสายพานถกควบคมโดยระบบควบคมอตโนมตใหเหมาะสมกบความสงของเมลดพชทวางกองอยบนสายพาน ส าหรบตวท าละลายบรสทธจะถกพนลงบนเมลดพชดวยอปกรณฉดพนตวท าละลายตรงบรเวณทายสายพาน ตวท าละลายจะเกดการชะละลายน ามนในเมลดพชและไหลผานกองเมลดพชตกลงดานลางของสายพานเปนฮาลฟมสเซลลา ซงจะมป มสบฮาลฟมสเซลลานขนไปพนบนกองเมลดพชในต าแหนงกอนหนาไปเรอยๆ เกดการสกดแบบไหลสวนทางกนของเมลดพชและตวท าละลาย โดยปกตความสงของกองเมลดพชบนสายพานประมาณ 0.8-2.6 เมตร หนงหนวยสายพานยาวประมาณ 7-37 เมตร สายพานกวางประมาณ 0.5-9.5 เมตร เครองสกดแบบสายพานแสดงดงรป 5.5

72

7. การท าน ามนพชใหบรสทธและการปรบปรงคณภาพน ามนพช เนองจากน ามนพชทสกดไดยงไมบรสทธหรอสะอาดพอทจะน าไปบรโภคได จงตองน าไป

ผานกระบวนการท าใหบรสทธตางๆ อก ดงแสดงในรป 5.6

รป 5.6 กระบวนการท าน ามนพชใหบรสทธและการแปรรปน ามนพช 7.1 การท าน ามนพชใหบรสทธ - การก าจดยางเหนยว (Degumming)

เปนขนตอนการแยกสารประกอบฟอสฟาไทดหรอ สารประกอบเชงซอนของไขมนและโปรตนซงมลกษณะเปนยางเหนยวออกจากน ามนพช โดยท าปฏกรยากบกรดฟอสฟอรกความเขมขน 0.05% เกดเปนตะกอนแยกออกไป หรอน าน ามนพชมาผสมกบน าอน 58-59 องศาเซลเซยส ยางเหนยวจะแยกออกมาในชนของน า จากนนจงน าไปเขาเครองเหวยงเพอแยกยางเหนยวออก

- การลางดวยดาง (Alkaline refining)

เปนการก าจดกรดไขมนอสระซงมกปนอยในน ามนพชใหเปนกลางโดยท าปฏกรยากบโซดาไฟ (NaOH) ทอณหภม 75 องศาเซลเซยส ไดสบเกดขนแลวน าไปแยกสบออกจากน ามนพชดวยเครองเหวยงแยก เพอสงเปนวตถดบในการผลตสบ ส าหรบน ามนพชจะถกลางดวยน าเพอละลายสบออกอกครง แลวท าการเหวยงแยกเอาน าสบเจอจางทงไป

- การฟอกจางส (Bleaching)

เปนกระบวนการแยกรงควตถ (Pigments) เชน คลอโรฟล และแคโรทน ออกจากน ามนพช โดยการดดซบดวยตวดดซบ เชน แรเบนโทไนทหรอถานกมมนต เปนตน จากนนน าไปท าใหแหงใน

การก าจดยางเหนยว (Degumming)

การลางดวยดาง (Alkali Refining)

การฟอกจางส (Bleaching)

น ามนพชดบ

การก าจดกลน (Deodurization)

การก าจดไข (Winterization)

การปรบปรงคณภาพ (Modification)

ไขมนแขง เพอบรโภค

น ามนพช เพอบรโภค

73

เครองท าแหงสญญากาศ (Vacuum dryer) แลวกรองแยกตวดดซบและสงสกปรกออกดวยเครองกรองแบบอด (Filter press) - การก าจดกลน (Deodurization)

เปนการก าจดสารระเหยทกอใหเกดกลนทไมพงประสงคออกจากน ามนพช โดยการพนไอน ารอนจด (Superheated steam) ผานไปยงน ามนพชในสภาวะสญญากาศ ทความดน 138-800 Pa อณหภม 210-275 องศาเซลเซยส

รป 5.7 กระบวนการก าจดกลนในน ามนพช - การก าจดไข (Winterization)

เปนกระบวนการตกผลกไขมนทมจดหลอมเหลวสงและมปรมาณนอยออกจากน ามน เพอปองกนการขนของน ามนพชหรอการเกดผลกไขมนเมอเกบทอณหภมต า ท าใหน ามนพชมความใส น ามนพชทผานกระบวนการก าจดไปแลวจะสามารถเกบในทอณหภมต าไดโดยไมเกดไข การก าจดไขออกจากน ามนพชท าไดโดยการลดอณหภมน ามนพชลง เพอใหไขมนเกดการตกผลก จากนนจงแยกผลกไขมนออกดวยการกรองแบบอด น ามนพชทมไตรกลเซอไรดทมจดหลอมเหลวสงเปนองคประกอบ เชน น ามนปาลม หรอน ามนร าขาวทมแวกซเปนองคประกอบจะผานกระบวนการก าจดไขเสมอ แตส าหรบน ามนถวเหลองทเปนน ามนทมกรดไขมนไมอมตวเปนองคประกอบสง มจดหลอมเหลวต า (-8 ถง -18 oC) จะมความคงตวไมเปนไขเมอเกบในตเยน ท าใหน ามนถงเหลองไมจ าเปนตองผานกระบวนการก าจดไข

74

รป 5.8 การก าจดไขในน ามนพช

น ามนพชทผานกระบวนการท าใหบรสทธแลวจะบรรจลงในภาชนะภายใตบรรยากาศของไนโตรเจนเพอปองกนการเกดปฏกรยาออกซเดชนของน ามน 7.2 การปรบปรงคณภาพน ามนพช

เปนกระบวนการการปรบปรงน ามนพชมคณภาพดขน มความเหมาะสมในการน าไปใชประโยชน หรอดดแปรเพอใหมคณสมบตทมประโยชนหลากหลายเพมขน ตวอยางกระบวนการแปรรปน ามนพช ไดแก

- การเตมไฮโดรเจน (Hydrogenation)

เปนการท าใหน ามนพชทอยในสภาพของเหลวเปลยนเปนไขมนทมสภาพแขงขนหรอเปนของกงเหลว ท าไดโดยการผานไฮโดรเจนลงในน ามนพชทมนเกลฟอรเมท Ni(HCOO)2 เปนตวเรงปฏกรยา ทอณหภม 190 องศาเซลเซยส เปนเวลา 1 ชวโมง เพอใหไฮโดรเจนเขาไปท าปฏกรยาทพนธะคของกรดไขมนไมอมตวในน ามนพช ท าใหไดผลตภณฑทมกรดไขมนอมตวเพมขน น ามนทไดมความคงตวตอการเหมนหนและท าใหน ามนมสออน ปจจบนนยมใชกระบวนการแบบตอเนองภายใตความดน 50-250 ปอนดตอตารางนว อณหภม 120-150 องศาเซลเซยส เปนเวลา 1-5 นาท การเตมไฮโดรเจนในน ามนพชพบในอตสาหกรรมการผลตเนยเทยมและเนยขาว

- การอนเทอรเอสเทอรฟายน (Interesterification)

เปนปฏกรยาของไขมนและน ามนหรอสารทประกอบดวย fatty acid esters กบกรดไขมน แอลกอฮอลหรอเอสเทอรอนทมการแลกเปลยนกรดไขมน ท าใหเกดเอสเทอรชนดใหม ผลจากการอนเทอรเอสเทอรฟายนท าใหคณสมบตของน ามนเปลยนแปลงไป แตเปลยนแปลงมากนอยเทาไหรจะขนกบองคประกอบและการจดเรยงตวของกรดไขมน และสภาวะทเหมาะสม น ามนทผานการอน

75

เทอร เอสเทอรฟายนจะมจดหลอมเหลวเปลยนแปลงไป โดยมคาเพมสงขนและมปรมาณของแขงเพมขน ปฏกรยานจะเกดไดตองมการใหความรอนกบน ามนมากกวา 250 องศาเซลเซยส ซงท าไดยาก จงตองใชตวเรงปฏกรยา เชน sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium metal หรอ sodium-potassium alloy เปนตน โดยใชประมาณ 0.01-0.1% และสามารถหยดปฏกรยาไดดวยน า วธการนใชส าหรบการดดแปรใหไดไขมนและน ามนทจะน าไปใชเฉพาะอยาง หรอเปนการปรบสมบตของน ามนใหเหมาะสมมากขน

76

บทท 6 กระบวนการผลตสารสและสทา 1. บทน า

มนษยเรมมการใชสตงแตสมยกอนประวตศาสตร มทงการเขยนสลงบนผนงถ า ผนงหน พนผวเครองป นดนเผา และทอนๆ การเขยนสบนผนงถ า (Rock painting) เรมท าตงแตสมยกอนประวตศาสตรในทวปยโรปโดยคนกอนประวตศาสตรในสมยหนเกาตอนปลาย (ประมาณ 25,000-30,000 ป) ภาพเขยนสทมชอเสยงในยคนพบทฝร งเศสและประเทศสเปน ซงในยคนนยงมการคนพบสารสไมมากนก โดยสารสเหลานสวนใหญไดมาจากดนและแรตางๆ เชน ดนแดงและดนเหลอง (Red and yellow ochre) แรเฮมาไทต (Hematite) แมงกานสออกไซด (Manganese oxide) และถาน (Charcoal) เปนตน นอกจากนยงมการคนพบภาพเขยนสบนผนงในประเทศอยปตทเขยนดวยส 6 ส ไดแก ขาว ด า ฟา แดง เหลอง และเขยว ซงถงแมวาภาพเขยนนไดถกเขยนขนมาตงแตประมาณ 2,000 ปมาแลว แตพบวาสของภาพเขยนยงคงความสมบรณ ทงนเนองจากชาวอยปตไดผสมสารสกบสารหนดบางชนดกอนน าไปเขยนบนผนง ส าหรบในประเทศไทย กรมศลปากรไดส ารวจพบภาพเขยนสสมยกอนประวตศาสตรบนผนงถ าและเพงหนในทตาง ซงมอายอยระหวาง 1,500-4,000 ป เปนสมยหนใหมและยคโลหะ โดยไดคนพบตงแตป พ.ศ. 2465 ในครงแรกพบบนผนงถ าในอาวพงงา และตอมากไดคนพบอกหลายแหงทวไป เชน จงหวดกาญจนบร อทยธาน เปนตน

2. อตสาหกรรมสของประเทศไทย

อตสาหกรรมการผลตสของไทยเตบโตจากการผลตเพอทดแทนการน าเขาจากตางประเทศ โดยภาครฐบาลไดใหการสนบสนนมาโดยตลอด ท าใหอตสาหกรรมมการพฒนาและเตบโตขนอยางตอเนอง ในปจจบนมผประกอบการรวมทงสนมากกวา 200 ราย ผผลตสวนใหญประมาณรอยละ 90 เปนกจการขนาดเลกทลงทนโดยคนไทย สวนผประกอบการรายใหญมเพยง 6 ราย ไดแก บรษท ทโอเอเพนท (ประเทศไทย) จ ากด บรษท อซน เพนท จ ากด(มหาชน) ซงเปนบรษททผผลตเปนคนไทยทงหมด สวนบรษท นปปอนเพนต (ประเทศไทย) จ ากด บรษท สไทยกนไซเพนท จ ากด บรษท ไอซไอ (ประเทศไทย) จ ากด และบรษท โจตนไทย จ ากด เปนผผลตทรวมทนกบบรษทผผลตสคณภาพดจากตางประเทศ เชน องกฤษ นอรเวย เนเธอรแลนด ไตหวน ฮองกง และญปน โดยไดรบการถายทอดดานเทคโนโลยและเทคนคการผลตจากบรษทแม ทงนอตสาหกรรมสของไทยสามารถจ าแนกตามลกษณะการใชงานไดเปน 2 ประเภท ไดแก สทาอาคาร (Decorative paint) ซงแบงออกเปนสน าพลาสตก (Emulsion paint) สน ามน (Enamel paint) สทาไม (Wood coating) ทนเนอร และสอนๆ และสอตสาหกรรม (Industrial paint) เชน สพนรถยนต (Automotive refinished paint) สพนรถจกรยานยนต (Motorcycle coating) สเคลอบบรรจภณฑ (Packaging coating) สเคลอบพลาสตก (Plastic Coating) สเคลอบเหลกแผนขนรป (Coil Coating) และสเคลอบงาน

77

เฟอรนเจอร โดยก าลงการผลตของผประกอบการรายใหญมสดสวนสงถงรอยละ 90–95 ของก าลงการผลตทงหมด

ตาราง 6.1 รายชอผประกอบการรายใหญในอตสาหกรรมสในประเทศไทย

บรษท ประเภทส ตรา 1. บ. ทโอเอ เพนท (ประเทศไทย) จ ากด 2. บ. นปปอนเพนต (ประเทศไทย) จ ากด 3. บ. สไทยกนไซเพนท จ ากด 4. บ. ไอซไอ (ประเทศไทย) จ ากด 5. บ. โจตนไทย จ ากด 6. บ. อซน เพนท จ ากด (มหาชน) 7. บ. เบเยอร จ ากด 8. บ. แอดวานซเพนท แอนด เคมเคล

(ประเทศไทย) จ ากด (มหาชน)

สน าพลาสตก สน ามน สอตสาหกรรม สน าพลาสตก สน ามน สฝน สอตสาหกรรม สน าพลาสตก สน ามน สอตสาหกรรม สน าพลาสตก สน ามน สฝน สอตสาหกรรม สน าพลาสตก สน ามน สฝน สอตสาหกรรม สอตสาหกรรม สน าพลาสตก สน ามน สอตสาหกรรม สน าพลาสตก สน ามน สอตสาหกรรม

TOA Nippon

Thai Kansai

ICI

Jotun

Eason, Royal Guard

Beger Dutch Boy

อตสาหกรรมสเปนอตสาหกรรมทมความเกยวเนองกบอตสาหกรรมอนๆ เชน อตสาหกรรม

ยานยนต อตสาหกรรมบรรจภณฑ อตสาหกรรมการตอเรอ อตสาหกรรมเครองใชไฟฟา และอตสาหกรรมสงพมพ เปนตน ในชวงระยะเวลาหลายปทผานมา อตสาหกรรมสภายในประเทศขยายตวอยางตอเนอง เฉพาะอยางยงสอตสาหกรรมซงเตบโตตามการขยายตวของอตสาหกรรมเกยวเนอง สงผลใหความตองการใชสภายในประเทศเพมขนอยางรวดเรว อกทงผประกอบการในอตสาหกรรมสและผลตภณฑทเกยวของ มการยกระดบมาตรฐานการผลตดวยการน าเทคโนโลยททนสมยจากตางประเทศมาใช จากการพฒนาปรบปรงคณภาพของผลตภณฑอยางตอเนอง จนสามารถผลตเพอตอบสนองความตองการบรโภคภายในประเทศทมสดสวนสงถงประมาณรอยละ 70 ของการผลตทงหมดแลว สวนทเหลอสงออกไปจ าหนายในตลาดตางประเทศ โดยตลาดสงออกทส าคญ ไดแก ฟลปปนส มสวนแบงตลาดสงสด 11.9% ของมลคาการสงออกทงหมด รองลงมาคอ มาเลเซย 10% อนโดนเซย 8.8% และตลาดอนๆ อก 69.3% การสงออกสสามารถน ารายไดเขาประเทศเฉลยปละ 2,970 ลานบาทในชวง 2–3 ปทผานมา อยางไรกตามปรมาณการใชสตอหวของคนไทยยงอยในระดบต ามากหากเทยบกบตางประเทศ โดยมอตราการใชอยท 5 กโลกรม/คน/ป เทยบกบประเทศพฒนามการบรโภคสถง 20–40 กโลกรม/คน/ป ดงนนจะเหนวาโอกาสในการขยายตวของอตสาหกรรมสของไทยยงมไดอกมาก

78

ปจจบนอตสาหกรรมสของไทยยงเผชญกบปญหาตางๆ ซงเปนอปสรรคตอการขยายตว ไดแก การชะลอตวลงของภาคอสงหารมทรพยและธรกจกอสรางตามภาวะเศรษฐกจในประเทศทชะลอตวลง ท าใหความตองการใชสชะลอลงตามก าลงซอของผบรโภคทลดลงดวย เฉพาะอยางยงตลาดสทาอาคาร การปรบตวสงขนของตนทนการผลตจากการสงขนของราคาวตถดบทใชในการผลต ซงบางสวนยงตองการน าเขาจากตางประเทศ เชน ผงส เรซน ตวท าละลาย สารเตมแตง และเคมภณฑอนๆ ประกอบกบคาจางแรงงานของไทยทสงกวาของประเทศคแขง และราคาน ามนทยงเคลอนไหวอยในระดบสง สงผลใหตนทนการผลตของผประกอบการสงขน ภาวะการแขงขนรนแรง จากการแขงขนในการท าตลาดของอตสาหกรรมสไทยทคอนขางรนแรง ท าใหในแตละปผผลตตองเสยคาใชจายในการสงเสรมการขายเปนจ านวนมาก จงท าใหความสามารถในการท าก าไรของอตสาหกรรมนมไมมากนก นอกจากน การเปดเสรทางการคาในตลาดส เฉพาะอยางยงสอตสาหกรรม อาจท าใหมการน าเขาสอตสาหกรรมส าเรจรปจากตางประเทศทมราคาต ากวาเขามาจ าหนายภายในประเทศ มากขน เชน สอตสาหกรรมจากสาธารณรฐประชาชนจน ไดแก หมกพมพ เปนตน ดานอตราแลกเปลยนเงนตราตางประเทศ จากการทอตสาหกรรมสบางสวนเปนการผลตเพอการสงออก หากเงนบาทเมอเทยบกบเงนดอลลารสหรฐฯ ยงคงมทศทางแขงคาขนเชนในปจจบน อาจท าใหมลคาการสงออกในรปเงนบาทขยายตวในอตราทชะลอลง

รป 6.1 สวนแบงตลาดอตสาหกรรมสจ าแนกตามประเภท

ทมา : จากการรวบรวมของฝายวจย บมจ.ธนาคารนครหลวงไทย

79

3. สารส (Pigment)

สารสมลกษณะเปนผงละเอยด โดยอาจเปนสารอนทรยหรอสารอนนทรยกได เปนสารใหสทท าใหเรามองเหนสงตางๆ รอบตวเรามส สารสทใชในปจจบนมทงสารสทไดจากธรรมชาต เชน จากสวนตางๆ ของพช สตว หรอแรธาต ซงอาจเปนอนทรยสารหรออนนทรยสารกได และสารสทไดจากการสงเคราะหทางเคม ซงเกดขนครงแรกในประเทศองกฤษ สารสทสงเคราะหขนครงแรก คอ สารสมวง ซงน ามาใชเปนสยอมผา สารสทสามารถน าไปใชงานไดด ตองมสมบตดงตอไปน

- ท าใหเกดส - เปลยนหรอปกปดสเดมของผวหนา - ปรบปรงสมบตการยดตดกบผวหนาของฟลม - ปรบปรงความแขงแรงของฟลม - ปรบปรงความทนทานตอการใชงานและสภาพอากาศของฟลม - ลดความเงาของฟลม - ปรบปรงสมบตการไหลและการเคลอบของสทา

3.1 ประเภทของสารส

ประเภทของสารสซงจ าแนกตามแหลงก าเนดและสวนประกอบสามารถแบงไดเปน 2 ประเภท ไดแก 3.1.1 สารสอนนทรย (Inorganic pigment)

สารสอนนทรยมกไดมาจากสารประกอบของแร ซงมกเปนสารประกอบออกไซดหรอซลไฟดของโลหะตางๆ สารสประเภทนมขอด คอ สามารถทนแสงสวางและเคมภณฑตางๆ ไดด แตมขอเสย คอ แขง บดยาก นอกจากนยงใหก าลงการผสมต า ท าใหตองใชปรมาณมากเพอใหสเขม สามารถแบงออกเปน 4 ชนด คอ

- Earth pigments เปนสารสธรรมชาตทไดจากการน าหนตางๆ มาบด ลาง และท าใหแหง เชน ดนเหลอง (Ochres) ดนเผาสน าตาล (Sienna) และ Green earth เปนตน

- Mineral pigments เปนสารสทไดจากแรธาตตางๆ เชน โดโลไมต (Dolomite) และแคลเซยมคารบอเนต เปนตน

- สารสอนนทรยสงเคราะห (Synthetic inorganic pigments) เชน ไทเทเนยมไดออกไซด (Titanium dioxide) ซงคออกไซด (Zinc oxide) และอลตรามารน (Ultramarine) เปนตน

- สารสโลหะ (Metallic pigments) เปนสารสทไดจากการบดโลหะใหเปนผงละเอยด เชน ผงอะลมเนยม ผงบรอนซ และผงสงกะส เปนตน

80

3.1.2 สารสอนทรย (Organic pigment) สารสอนทรยมขอดเหนอสารสอนนทรย คอ อนภาคเลก ไมแขง บดงาย สเขม มสมบตทาง

วทยากระแส และสมบตการพมพทด แตมขอเสย คอ มความสามารถในการปดบงผวหนาต ากวาและมการดดกลนน ามนสง สามารถแบงออกเปน 3 ชนด คอ

- Pigment dyestuffs เปนสารประกอบอนทรยทมสและมละลายในตวท าละลายตางๆ สารสชนดนไมมหมฟงกชนทสามารถเกดเกลอได ไดแก สารประกอบเอโซ (Azo compound) เชน โทลดนเรด (Toluidene red) และพาราเรด (Para reds) เปนตน

- สารสโทนเนอร (Toner pigments) เปนสารสทสามารถละลายน าได สามารถผลตโดยการตกตะกอนสารละลายสดวยเกลอโลหะหรอตกตะกอนดวยกรด

- สารสเลก (Lake pigments) เปนสารสทเตรยมไดจากสยอมทละลายน าได โดยท าใหตกตะกอนบนตวยดทเปนสารรอนนทรย

ตาราง 6.2 ความแตกตางระหวางสารสอนนทรยและสารสอนทรย

รายละเอยด สารสอนนทรย สารสอนทรย

แหลงก าเนด แร การกลนน ามน

ลกษณะส ดาน สวาง

ก าลงส/ก าลงยอม ต า สง

ความทบ ทบแสง โปรงใส

ความคงทนตอแสง ดมาก ต า-สง

การละลาย ไมละลายในตวท าละลาย ละลายไดเลกนอย

ระดบของความปลอดภย อาจไมปลอดภย ปลอดภย

เสถยรภาพทางเคม ไมคอยด ด

ราคา ปานกลาง คอนขางแพง

3.2 การผลตสารส

วธการผลตสารสมหลายวธ ไดแก - การบดและการนอนกน (Grinding and setting) นยมใชส าหรบการผลตสารสประเภท

Earth pigments และ Mineral pigments - การตกตะกอน (Precipitation) ใชส าหรบการผลตสารสตางๆ เชน ลโทโพน (Lithopone)

โครมเยลโลว (Chrome yellow) พรสเซยนบล (Prussian blue) และสารสอนทรยสวนใหญ

81

- การเผา (Calcination) โดยการเผาสารทอณหภมสง ใชส าหรบการผลตสตางๆ เชน ไทเทเนยมไดออกไซด อลตรามารน ลโทโพน และโครเมยมออกไซดกรน เปนตน

- การระเหย (Evaporation) ตวอยางสารสทผลตโดยวธน เชน แอนทโมนออกไซดและซงค ออกไซด เปนตน

- การกดกรอนโลหะ (Corrosion of metals) โดยการน าโลหะมากดกรอนดวยกรด ซงท าใหไดผงสตางๆ เชน ผงตะกวขาว (White lead) เปนตน

4. สทา (Paint)

สทามอทธพลตอสงมชวตโดยเฉพาะมนษยเปนอยางยง เชน จตรกรใชสเปนสอแสดงออกถงจนตนาการในรปแบบตางๆ หรอนกอตสาหกรรมใชเคลอบปองกนพนผววสดโครงสรางใหมความคงทนมากขน เปนตน สทาจดเปนสารเคลอบผว (Surface coating) ชนดหนง ซงมวตถประสงคหลกอย 2 ประการ คอ

- เพอปองกนพนผววสดจากมลภาวะตางๆ สทาหรอสารเคลอบผวชวยใหผวหนาของวสดทถกเคลอบมความทนทานตออากาศ น า แสงแดด และสารเคมตางๆ ไดดขน นอกจากนยงชวยใหผวหนาของวสดมความแขงแรงขน ทนทานตอการขดสไดดข น และท าใหอายการใชงานของวสดยาวนานขน

- เพอตกแตงพนผววสดใหสวยงาม ความสวยงามของพนผววสดหลงการเคลอบผวอาจมาจากส ความเงา ลวดลายตกแตง หรอความสวาง หรอจากทงหมดรวมกน นอกจากนการใชงานสทาอาจมเพอวตถประสงคอนๆ เชน

- เพอสขลกษณะและความสะอาด การทาสทผานการเลอกใชอยางด ถกตองตามลกษณะการใชสอยของพนทในสวนตาง ๆ แลว จะชวยท าใหผวหนาของพนผวเมอมการใชงานจะท าความสะอาดไดงายไมดดซมน าและสารละลายตางๆ ได เชน ครว ควรใชสทท าความสะอาดงาย เชน สน ามนหรอสอะครลกอยางด หองปฎบตการทางวทยาศาสตรควรใชสทมความทนทานตอสารเคม และหองน าควรใชสททนตอน าและความชนไดด ท าความสะอาดงาย เปนตน

- เพอปรบความเขมของแสง บรรดาเฉดสตางๆ นอกจากจะมผลตออารมณความรสก เชน ท าใหดโลงกวาง ดหนกแนน หรอดเราใจแลวกยงมสวนชวยในการปรบ ความเขม จาง ของแสงจากแสงแดดและแสงไฟฟา เฉดของสมสวนชวยเพมหรอลดความเขมของแสงในอาคารได เชน ในหองอานหนงสอทตองการแสงสวางมาก ๆ กควรใชเฉดสสวาง เชน สขาว ในขณะทหองชมภาพยนตร ควรจะเลอกใชเฉดสทมด ไมรบกวนการชมภาพยนตร เปนตน ในหองทแสงไมพอ กสามารถ ใชเฉดสสวางเขามาชวยท าใหแสงภายในหองดขนไดสวนหนง

- เพอใชเปนสญลกษณเครองหมาย บางครงกมการใชสสอความหมาย เปนเครองหมายสญลกษณในรปกราฟฟก สบางชนดจะมการสอความหมายเปนแบบมาตรฐานสากลได เชน ปายจราจร สญลกษณระวงอนตรายตางๆ เปนตน

82

4.1 องคประกอบของสทา สทาสวนใหญประกอบดวยสวนประกอบส าคญ 4 สวน ไดแก

- สารส (Pigment) สารสมลกษณะเปนผงละเอยด อาจเปนสารอนทรยหรออนนทรยกได เปนสารใหสและมความสามารถในการปดบงพนผว ท าใหเกดสสรรสวยงามและเพมความแขงใหกบชนส กอนการใชงานสารสเหลานจะแขวนลอยอยในสทา และจะตดอยภายใตชนฟลมของพอลเมอรภายหลงจากทสแหง ตวอยางสารสทมกเตมในสทาทวไปคอ ไทเทเนยมไดออกไซด (TiO2) ซงเปนสารสขนาด 0.22 ไมครอนทท าใหสทามสขาวละทบแสง ส าหรบสารเคลอบผวบางชนดทไมมสารสเปนสวนประกอบ เชน วานชหรอสเคลอบเงา ท าใหไมเกดสสรรสวยงามภายหลงจากการใชงาน จงท าหนาทปองกนพนผวและงายตอการท าความสะอาดเทานน - สารยดหรอสงน าส (Binder)

ท าหนาทเปนโครงสรางหลกใหแกสทา ชวยยดประสานอนภาคของสารประกอบในสทาไวดวยกน ท าใหเกดเปนฟลมทมสมบตแขง เหนยว ใส และเปนมนวาวเคลอบตดแนนกบพนผวทถกเคลอบ ท าใหพนผววสดมความสวยงามและทนตอสภาพแวดลอม สารยดในสทามกเปนสารประเภท เรซน ซงมทงเรซนธรรมชาตและเรซนสงเคราะห เราอาจแบงสารยดเกาะแบงเปน 2 กลม ไดแก กลมละลายในน ามน (Solvent base) เชน Alkyd Resin, Acrylic resin, Epoxy resin, Polyurethane resin, Amino resin, Silicone resin เปนตน และกลมทละลายอยในน า (Water base) เชน Acrylic emulsion, Styrene-Acrylic emulsion, Polyurethane dispersion, Silicone modified emulsion เปนตน

- ตวท าละลาย (Solvent)

เปนสารเคมทท าหนาทปรบความหนดของสทาใหเหมาะตอการผลต หรอท าใหใชงานไดงาย ตวท าละลายสามารถระเหยออกไดภายหลงจากการทา ท าใหสทาแหงตดแนนกบพนผว ตวท าละลาย สามารถแบงออกเปน 2 ชนด คอ น าและตวท าละลายอนทรย แตชนดหลงมกกอใหเกดความระคายเคองตอระบบหายใจของผใช และตดไฟไดงาย ในการเกบรกษาและใชงานจะตองหางจากเปลวไฟ ดงนนในปจจบนนสทมน าเปนตวท าละลายจะปลอดภยและเปนทนยมมากกวา - สารเตมแตง (Additives)

เปนสารทชวยท าใหองคประกอบทง 3 ทกลาวมาขางตนท างานรวมกนไดอยางมประสทธภาพเกดเปนผวเคลอบทเรยบสม าเสมอและดสวยงาม สารเตมแตงบางตวท าหนาทปองกนการจบตวเปนกอนของเมดสและตวเชอมประสาน ปองกนไมใหสแขงตวเมอถกเกบหรอใชในทเยนจด และยงอาจเปนสารปองกนเชอรา สารตานทานแสงยว หรอเปนสารทเตมลงไปเพอใชแทนสวนประกอบอนทมราคาแพง ท าใหสมราคาถกลง เปนตน

83

ตาราง 6.3 ตวอยางสวนประกอบส าหรบการผลตสอะครลกอมลชนสขาวส าหรบทาภายนอกอาคาร

สวนประกอบ รอยละ น า สารลดแรงตงผวชนดนอนอออนก สารกนการเกดฟอง สารละลายแอมโมเนยมพอลอะครเลต ไททาเนยมไดออกไซดชนดรไทล ทลก แคลเซยมคารบอเนต พรอพลนไกลคอล น ามนสน สารถนอม อะครลกอมลชน แอมโมเนย

5.2 1.1 0.2 9.6 20.5 8.4 9.2 2.1 0.3 0.2 43.0 0.2

4.2 หลกการท างานของสทา

เมอเราท าการทาสทาลงบนพนผววสด สทาจะเปลยนสภาพจากของเหลวไปเปนฟลมยดตดแนนกบพนผว เรยกการเปลยนสภาพของสทานวา กระบวนการเกดฟลม (Film formation) ซงสามารถแบงออกเปน 3 ขนตอน ไดแก

- การเคลอบผว (Application) เปนการน าสทาไปเคลอบผวหนาหรอท าใหผวหนาของวสดเกดชนฟลมของเหลวบางๆ ขน การเคลอบผวหนาวสดอาจท าไดโดยการใชแปรงทา ลกกลง การพน หรอการจม เปนตน

- การตดแนน (Fixation) เปนการท าใหฟลมของเหลวทเคลอบบนพนผววสดตดแนน ไมหลดลอกออก และไมเกดเปนชนของฟลมทไมตองการ การเกดฟลมของสทาทมตวท าละลายอนทรยเปนสวนประกอบจะเกดโดยการระเหยของตวท าละลาย สวนการเกดฟลมของสทาระบบลาเทกซจะเกดโดยการระเหยของน า

- การบม (Curing) เปนการท าใหฟลมของเหลวทผานขนตอนการตดแนนแลวเปลยนสภาพเปนฟลมแหงทมความทนทานดขน โดยทวไปการบมของสทาจะเกดขนรวมกบการท าใหสทาแหง ซงสามารถท าได 2 วธ คอ

วธทางฟสกส (Physical drying) การบมโดยวธนเกดจากการระเหยของตวท าละลาย ดวยความรอนหรอแสง ท าใหสทากลายเปนฟลมยดตดกบผวหนาวสดดวยพนธะทตยภม (Secondary bond) อยางออนๆ ดงนนฟลมทเกดขนจงยงคงสามารถละลายไดในตวท าละลายนนๆ

84

วธทางเคม (Chemical drying) ฟลมทไดจากการบมโดยวธนจะยดตดกบผวหนาวสดดวยพนธะปฐมภม (Primary bond) จากการเกดปฏกรยาเคม ดงนนฟลมทไดจะมความแขงแรงและทนตอตวท าละลาย วธทางเคมนท าไดโดย - การเกดปฏกรยาออกซเดชน โดยการเกดปฏกรยากบออกซเจนในอากาศ ท า

ใหขนาดอณของสใหญขนจนรวมตวเปนฟลมแหงแขงตามตองการ - การเกดปฏกรยาเคม สทาประเภทนสวนใหญจะบรรจในภาชนะแยกกน กอน

ใชจงตองผสมกนตามอตราสวนทผผลตแนะน า ซง เมอผสมแลวจะเกดปฏกรยาเคมไดเปนฟลมแหงแขง ดงนนเมอผสมแลวจงตองใชใหหมดภายในระยะเวลาทก าหนดไว หากปฏกรยาเคมเกดทอณหภมหองจะเรยกสทาชนดนวา สบมเยน แตหากการเกดปฏกรยาตองใชอณหภมสง จะเรยกสทาชนดนวา สอบ (Stoving or baking coating)

รป 6.2 กลไกการท างานของสทา

4.3 กระบวนการผลตสทา

กระบวนการผลตสทาในเชงอตสาหกรรมจะมลกษณะทไมซบซอน ซงกระบวนการผลตสในโรงงานขนาดเลกทมก าลงการผลตไมมากมกจะเปนกระบวนการทไมตอเน องและการเตมสวนผสมไมไดเปนแบบอตโนมตตองใชแรงงานเปนผเตมสวนผสมตางๆ ดวยตวเอง โดยมระบบการผสมเปนระบบเปด แตส าหรบโรงงานทมขนาดใหญและมก าลงการผลตสงระบบการผลตสมกจะเปนระบบตอเนองเปนระบบปด และการเตมสวนผสมตางๆ จะท าโดยเครองจกร กระบวนการผลตสทามขนตอนการผลตโดยสรป ดงน

85

1. การผสม (Premixing) คอ กระบวนการน าสวนผสมตางๆ ทใชในการผลตสมาผสมรวมกนดวยเครองผสมทม

ลกษณะเปนใบกวน ซงใบกวนนจะกวนผสมสวนผสมตางๆ ของสทอยในถงผสมใหเปนเนอเดยวกนและพรอมทจะน าไปใชงาน กระบวนการผสมจะเรมตนดวยสวนผสมทเปนของเหลว จากนนกจะเตมสวนผสมทมสถานะเปนของแขงลงไปผสมเรอยๆ โดยล าดบการเตมสวนผสมกมความส าคญเนองจากจะท าใหการผสมเปนไดรวดเรวและใชเวลานอยลง นอกจากนการเตมสวนผสมผดล าดบอาจจะท าใหสวนผสมท าปฏกรยากนในลกษณะทเปนอนตราย โดยอาจจะท าใหเกดไอระเหยของสารไวไฟในปรมาณทมากหรอท าใหเกดกาซทเปนอนตรายตอสขภาพขนได 2. การบด (Grinding)

เปนขนตอนทท าใหอนภาคของผงสมขนาดเลกลงตามตองการ ซงท าใหผงสเกดการเปยกและกระจายตวในสวนประกอบทเปนของเหลวไดดขน นอกจากนยงท าใหเนอสมความละเอยดมากขน เครองบดทใชในอตสาหกรรมการผลตสมหลายประเภท เชน เครองบดแบบ Triple roll mill เครองบดแบบ Ball mill เครองบดแบบ Sand mill เครองบดแบบ Bead mill และเครองบดแบบ High speed disperser เปนตน 3. การปรบความหนด (Adjustment of consistency)

เปนขนตอนการปรบความขนเหลวของสทาเพอใหเหมาะตอการใชงาน โดยการปรบความหนดสามารถท าไดโดยการเตมสารยด ตวท าละลาย หรอสารเตมแตงลงไป 4. การปรบส (Shading หรอ Tinting)

เปนขนตอนการเทยบสของผลตภณฑใหตรงตามมาตรฐาน การปรบสจะท าในเครองผสม (Make-up tank หรอ Mixer)

5. การควบคมคณภาพ (Quality control)

เปนขนตอนการตรวจสอบและควบคมคณภาพของสทาใหมสมบตตางๆ ตามตองการ เชน ความหนด ความถวงจ าเพาะ และระยะเวลาการแหง เปนตน

6. การบรรจ (Packing)

หลงจากทไดสทาทมคณสมบตตามทตองการแลว กจะน าสทาไปผานการกรองแลวจงน าไปแบงบรรจในภาชนะขนาดเลก เชน ถงหรอแกลลอนบรรจส เพอน าไปจดจ าหนายตอไป กระบวนการบรรจจะท าการถายเทสจากภาชนะบรรจทมขนาดใหญไปสภาชนะขนาดเลก โดยในโรงงานผลตสขนาดใหญและมก าลงการผลตสง การบรรจสกจะมเครองจกรทมการท างานแบบ

86

อตโนมต แตโรงงานขนาดเลกจะเปนการแบงบรรจสโดยใชเจาหนาทเปนผควบคม ทงนสวนใหญจะใชวาลวในการปลอยสจากภาชนะบรรจขนาดใหญลงไปในภาชนะบรรจทตองการ

87

รป 6.3 แผนผงกระบวนการผลตสทา