การดดซบสยอมแอซดบล 45 และการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกภายใตสนามแมเหลกดวยเสนใยสเตนเลสทดดแปรพนผว
นางสาวณฐพร เอยมสะอาด
วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม ภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม
คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย ปการศกษา 2557
ลขสทธของจฬาลงกรณมหาวทยาลย
ADSORPTION OF ACID BLUE 45 AND SEPARATION OF SUPERPARAMAGNETIC ADSORBENTS UNDER MAGNETIC FIELD BY SURFACE MODIFIED STAINLESS FIBERS
MISS NUTHAPORN EIAMSA-ARD
A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF MASTER OF ENGINEERING PROGRAM IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING
DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING
CHULALONGKORN UNIVERSITY ACADEMIC YEAR 2014
COPYRIGHT OF CHULALONGKORN UNIVERSITY
หวขอวทยานพนธ การดดซบสยอมแอซดบล 45 และการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกภายใตสนามแมเหลกดวยเสนใยสเตนเลสทดดแปรพนผว
โดย นางสาวณฐพร เอยมสะอาด สาขาวชา วศวกรรมสงแวดลอม อาจารยทปรกษาวทยานพนธหลก รองศาสตราจารย ดร.ปฏภาณ ปญญาพลกล
คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย อนมตใหนบวทยานพนธฉบบนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญามหาบณฑต
คณบดคณะวศวกรรมศาสตร
(ศาสตราจารย ดร.บณฑต เอออาภรณ)
คณะกรรมการสอบวทยานพนธ
ประธานกรรมการ
(รองศาสตราจารย ดร. ชวลต รตนธรรมสกล)
อาจารยทปรกษาวทยานพนธหลก
(รองศาสตราจารย ดร.ปฏภาณ ปญญาพลกล)
กรรมการ
(ผชวยศาสตราจารย ดร. ชยพร ภประเสรฐ)
กรรมการ
(รองศาสตราจารย ดร.ตะวน ลมปยากร)
กรรมการภายนอกมหาวทยาลย
(ดร.พนดา ปรารตน)
ง
บทค ดยอ ภาษาไทย
ณฐพร เอยมสะอาด : การดดซบสยอมแอซดบล 45 และการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกภายใตสนามแมเหลกดวยเสนใยสเตนเลสทดดแปรพนผว (ADSORPTION
OF ACID BLUE 45 AND SEPARATION OF SUPERPARAMAGNETICADSORBENTS UNDER
MAGNETIC FIELD BY SURFACE MODIFIED STAINLESS FIBERS) อ.ทปรกษาวทยานพนธหลก: รศ. ดร.ปฏภาณ ปญญาพลกล, 4 หนา.
งานวจยนศกษาการบ าบดสยอมชนด แอซดบล 45 (AB45) ดวยกระบวนการดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกการคดแยกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก โดยแบงการทดลองออกเปน 2
สวน ในสวนแรกศกษากระบวนการดดซบแบบทละเทโดยเปรยบเทยบจลนพลศาสตรและสมดลการดดซบจากตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกทงหมด 6 ชนด ไดแก เฮกซะโกนอลเมโสพอรสซลเกต
(HMS-SP), เฮกซะโกนอลเมโสพอรสซลเกตทน าไปตอตดหมฟงกชนอะมโน (A-HMS-SP), เฮกซะโกนอลเมโสพอรสซลเกตทน าไปตอตดหมฟงกชนเมอรแคปโต (M-HMS-SP), ซลเกต (S-SP), ซลเกตทน าไปตอตดหมฟงกชนอะมโน (A-S-SP) และ ซลเกตทน าไปตอตดหมฟงกชนเมอรแคปโต (M-S-SP) จากการศกษาจลนพลศาสตรการดดซบพบวาตวกลางดดซบทง 6 ชนดเปนไปตามจลนพลศาสตรการดดซบล าดบท 2
เสมอนทงหมด การศกษาสมดลการดดซบของ AB45 ควบคมคา PH 7, ความแรงประจ 0.01 โมล/ลตร พบวาตวกลางดดซบทง 6 ชนดเปนไปตามสมดลการดดซบของฟรนดลชทงหมด ส าหรบการทดลองในสวนท 2
ศกษาการแยกตวกลางดดซบออกจากน าเสยโดยใชตวกรองเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก และใชตวกลางดดซบทมความสามารถในการดดซบสงสดคอ A-HMS-SP ส าหรบการศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกทความเขมขนตวกลางดดซบ 0.5-5 กรมตอลตร ทความสงชนกรอง 1.5-3 เซนตเมตร ความพรน 95.28% - 98.43% และความเรวการไหล 16.43 - 65.73 เซนตเมตรตอนาท จากผลการทดลองพบวาการใสสนามแมเหลกลงไปในเสนใยสเตนเลสสงผลท าใหประสทธภาพการแยกอนภาค A-HMS-SP สงขน
และการเพมขนของความสงและความพรนของชนเสนใยสเตนเลสสงผลใหประสทธภาพการแยกอนภาค A-HMS-SP สงขน สวนการเพมขนของอตราเรวของการไหลและความเขมขนของตวกลางดดซบสงผลใหประสทธภาพการการแยกอนภาค A-HMS-SP ลดลง นอกจากนการปรบแตงความชอบน าของเสนใยสเตนเลสไมสงผลตอประสทธภาพการแยกอนภาค A-HMS-SP และในกรณอนภาคแบบรพรนและอนภาคแบบกลมเกลยงมประสทธภาพการคดแยกไมแตกตางกน
ภาควชา วศวกรรมสงแวดลอม สาขาวชา วศวกรรมสงแวดลอม ปการศกษา 2557
ลายมอชอนสต
ลายมอชอ อ.ทปรกษาหลก
จ
บทค ดยอ ภาษาองกฤษ
# # 5470196621 : MAJOR ENVIRONMENTAL ENGINEERING KEYWORDS: สยอม (DYE) / ตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก (SUPERPARAMAGNETIC
ADSORBENT) / การคดแยก (SEPARATION) / การดดซบ (ADSORPTION) NUTHAPORN EIAMSA-ARD: ADSORPTION OF ACID BLUE 45 AND SEPARATION OF
SUPERPARAMAGNETICADSORBENTS UNDER MAGNETIC FIELD BY SURFACE MODIFIED
STAINLESS FIBERS. ADVISOR: ASST. PROF. PATIPARN PUNYAPALAKUL, PH.D., 4 PP.
THE OBJECTIVE OF THIS RESEARCH IS TO STUDY THE REMOVAL OF ACID BLUE 45 FROM SYNTHETIC
WASTEWATER BY USING SURFACE MODIFIED SUPERPARAMAGNETIC ADSORBENTS. THIS RESEARCH WAS SEPARATED
INTO 2 PARTS. THE FIRST PART IS THE STUDY OF ADSORPTION EFFICIENCY IN BATCH SYSTEM BY COMPARING 6
TYPES OF SUPERPARAMAGNETIC ADSORBENTS; HEXAGONAL MESOPOROUS SILICA (HMS-SP), HEXAGONAL
MESOPOROUS SILICA FUNCTIONALIZED WITH AMINO FUNCTIONAL GROUP (A-HMS-SP), HEXAGONAL
MESOPOROUS SILICA FUNCTIONALIZED WITH MERCAPTO FUNCTIONIAL GROUP (M-HMS-SP), SILICA (S-SP), SILICA
FUNCTIONALIZED WITH AMINO FUNCTIONAL GROUP (A-S-SP) AND SILICA FUNCTIONALIZED WITH MERCAPTO
FUNCTIONAL GROUP (M-S-SP). AB-45 ADSORPTION KINETIC OF ALL ADSORBENTS CAN BE FITTED BY PSEUDO 2ND
ORDER MODEL WITH HIGH CORRELATION. THE STUDY OF ADSORPTION ISOTHERM WAS CONDUCTED BY
CONTROLLING PH AT 7 AND IONIC STRENGTH AT 0.01 M. THE OBTAINED ADSORPTION ISOTHERMS OF ALL
ADSORBENTS ARE COMPATIBLE WITH FREUNDLICH ISOTHERM. THE SECOND PART IS THE STUDY OF ADSORBENT
SEPARATION BY STAINLESS FIBER UNDER MAGNETIC FIELD. THE A-HMS-SP WHICH HAS THE HIGHEST AB-45
ADSORPTION CAPACITY WAS APPLIED IN THIS STUDY. THE EFFECT OF MAGNETIC FIELDS ON STAINLESS FIBER FILTER
COLUMN STUDY WAS OPERATED BY THIS FOLLOWED CONDITION; 1.5-3 CM HEIGHT, 95.28% - 98.43%
POROSITY, CONCENTRATION OF ADSORBENT AT 0.5-5 G/L, VELOCITY AT 16.43 - 65.73 CM/MIN. FROM OBTAINED
RESULTS; APPLYING MAGNETIC FIELD INTO STAINLESS FIBER CAN INCREASE THE A-HMS-SP SEPARATION
EFFICIENCY. INCREASE OF THE HEIGHT AND POROSITY OF STAINLESS FIBER COLUMN CAN INCREASE THE SEPARATION
EFFICIENCY OF A-HMS-SP. HOWEVER, INCREASE OF FLOW VELOCITY AND PARTICLE CONCENTRATION DECREASE
THE SEPARATION EFFICIENCY OF A-HMS-SP. HYDROPHOBICITY MODIFICATION OF STAINLESS FIBER DID NOT
AFFECT THE SEPARATION EFFICIENCY OF A-HMS-SP. MOREOVER, SEPARATION EFFICIENCIES OF POROUS AND
PARTICLE ADSORBENTS WERE NOT DIFFERENT, SIGNIFICANTLY.
DEPARTMENT: ENVIRONMENTAL ENGINEERING FIELD OF STUDY: ENVIRONMENTAL ENGINEERING ACADEMIC YEAR: 2014
STUDENT'S SIGNATURE
ADVISOR'S SIGNATURE
ฉ
กตตกรรมประกาศ
กตตกรรมประกาศ
ขอขอบคณ รองศาสตราจารย ดร.ปฏภาณ ปญญาพลกล อาจารยทปรกษาวทยานพนธ ทกรณาใหความรความเขาใจ และใหค าแนะน าตางๆ ตลอดจนดแลเอาใจใสตรวจสอบอยางละเอยดในทกขนตอนของการท าวทยานพนธฉบบนใหส าเรจลลวงไปดวยด
ขอขอบคณ รองศาสตราจารย ดร. ชวลต รตนธรรมสกล ประธานกรรมการสอบวทยานพนธ ผชวยศาสตราจารย ดร. ชยพร ภประเสรฐ, รองศาสตราจารย ดร.ตะวน ลมปยากร
และ ดร.พนดา ปรารตน ทสละเวลาอนมคาเพอใหค าแนะน า ตชม แกไขงานวจยนใหเปนไปในแนวทางทดทสด
ขอขอบพระคณคณาจารยภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย ทกทาน ทคอยอบรมสงสอน และใหความรในวชาตางๆ รวมถงวธการด าเนนชวตในมหาวทยาลย เปนแนวทางการปฏบตตนเปนอยางด
ขอขอบพระคณอาจารย และเจาหนาทผดแลหองปฏบตการและเครองมอของภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย ทคอยเออเฟออปกรณ และใหค าแนะน าทเปนประโยชนตองานวจยดวยดตลอดมา
ขอขอบพระคณพๆ เ พอนๆ และนองๆทกคน ทคณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย ทงจากปรญญาตรและปรญญาโท รวมถงเพอนจากโรงเรยนสาธตแหงมหาวทยาลยเกษตรศาสตร ศนยวจยและพฒนาการศกษา ทคอยใหค าแนะน า ความชวยเหลอ ทงทางดานวชาการ และก าลงใจความเชอมนอยางสม าเสมอ รวมถงเพอนๆ จากสถาบนเทคโนโลยไทย-ญปน ทเปนก าลงใจ และชวยเหลอเปนอยางด
สดทายน ขอขอบพระคณ คณแม คณปา คณพอ และญาตๆ ทกคน ทใหโอกาสทางการศกษา สนบสนนทงก าลงใจ ก าลงกาย และก าลงทรพยเปนอยางดตลอดมา ขอบคณทเชอมนอยางเขมแขงเสมอมาในตวลกสาว และหลานสาวคนนคะ
สารบญ หนา
บทคดยอภาษาไทย ...................................................................................................................... ง
บทคดยอภาษาองกฤษ ................................................................................................................. จ
กตตกรรมประกาศ....................................................................................................................... ฉ
สารบญ ........................................................................................................................................ ช
สารบญตาราง .............................................................................................................................. 1
ตารางท 2.1 ประเภทสยอม
………………………………………………………………..…………………………………9 .................................... 1
ตารางท 2.2 ความสมพนธระหวางโครงสรางทางเคมของเสนใยบางปะเภทกบประเภทของสยอม..11 ...................................................................................................................................... 1
ตารางท 2.3 คณสมบตของแอซดบล 45
.........................................................................................12 ........................................................ 1
ตารางท 2.4 มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน าบรโภค
………………………………………………………..14 ................................................................................ 1
ตารางท 2.5 การจ าแนกประเภทของแมเหลกตามคณสมบต ..........................................................27 ...................................................................................... 1
ตารางท 2.6 เปรยบเทยบขอดและขอเสยของการปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวตวกลางดดซบ
ดวยวธตอตดหมฟงกชน (POST-SYNTHETIC GRAFTING) และ ควบแนนรวม (CO-CONDENSATION OR DIRECT SYNTHESIZE)……………….………………………………………32 .................... 1
ตารางท 2.7 คณสมบตของ (3-AMINOPROPYL) TRIMETHOXYSILANE
…..............................................33 ............................................................................................... 1
ตารางท 2.8 คณสมบตของ (3-MERCAPTOPROPYL) TRIMETHOXYSILANE
..........................................34 ...................................................................................................... 1
ตารางท 2.9 สรปขอมลทไดจากการศกษางานวจย
………………………………………………………………..46 ........................................................................ 1
ซ
หนา
ตารางท 3.1 โครงสรางของหมฟงกชนหลงการปรบแตงพนผวของตวกลางดดซบ
.....………............54 ...................................................................................................................... 1
ตารางท 3.2 พารามเตอรทใชวเคราะหสมบตทางเคมและทางกายภาพของตวกลางดดซบ
............55 ................................................................................................................................... 1
ตารางท 3.3 สรปตวแปรทใชในการศกษาจลนศาสตรการดดซบสยอมแอซดบล 45
…………………..57 ......................................................................................................................... 1
ตารางท 3.4 สรปตวแปรทใชในการศกษาสมดลการดดซบสยอมแอซดบล 45
…………………………..58 ................................................................................................................ 1
ตารางท 3.5 สรปตวแปรทใชในการศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสและเสนใย
สเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว ………………………………………………………………………61 ............. 1
ตารางท 3.6 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลสตอ
ประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ .…………………………………………………………….63 ............. 1
ตารางท 3.7 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของความสงของชนเสนใยสเตนเลส
……………65 ................................................................................................................................. 1
ตารางท 3.8 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของความพรนของชนเสนใยสเตนเลส
….....….66.................................................................................................................................... 1
ตารางท 3.9 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย
..………………68 ............................................................................................................................ 1
ตารางท 3.10 สรปตวแปรทใชในศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสท ท าการปรบปรงพนผวในระบบ HGMS ….……………………………………………………………69 ............. 2
ตารางท 3.11 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอ
ประสทธภาพการแยกดวย HGMS …………………………………………………………………….71 ............. 2
ตารางท 3.12 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน
และอนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ….…………………………….73 ............. 2
ตารางท 4.1 ผลการวเคราะหปรมาณธาต ดวยเครอง CNS/O ANALYZER
………………………………77 ............................................................................................................ 2
ฌ
หนา
ตารางท 4.2 ผลการวเคราะหพนทผวของตวกลางดดซบ
………………………………………………………..80 ................................................................................ 2
ตารางท 4.3 สมบตทางการภาพและทางเคมของตวกลางดดซบแตละชนด
……………………………….83 ........................................................................................................... 2
ตารางท 4.4 คาตวแปรทางจลนพลศาสตรของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ
….....85 ....................................................................................................................................... 2
ตารางท 4.5 คาตวแปรสมดลการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ
………………………….....88 ............................................................................................................. 2
ตารางท 4.6 มมของหยดน าบนผวสเตนเลสทปรบปรงพนผวแลว และไมไดปรบปรงพนผว
…………92 .................................................................................................................................... 2
สารบญรป ................................................................................................................................... 3
บทท 1 บทน า .............................................................................................................................. 1
1.1 ทมา และความส าคญของปญหา....................................................................................... 1
1.2 วตถประสงคของงานวจย ................................................................................................. 3
1.3 ขอบเขตของงานวจย ........................................................................................................ 3
1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ ............................................................................................... 4
บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ ......................................................................................... 5
2.1 อตสาหกรรมสงทอ ........................................................................................................... 5
2.1.1 กระบวนการปนดาย (SPINNING PROCESS) ............................................................... 5
2.1.2 กระบวนการทอผา (WEAVING PROCESS) ................................................................. 5
2.1.3 กระบวนการยอมส และตกแตงผา (DYEING AND FINISHING PROCESS) ....................... 5
2.2 สยอมทใชในอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอ ......................................................................... 7
2.2.1 การจ าแนกสยอม ................................................................................................... 7
2.2.1.1 การจ าแนกสยอมตามลกษณะทางกายภาพ .............................................. 7
ญ
หนา
2.2.1.2 การจ าแนกสยอมตามสวนประกอบทางเคม .............................................. 7
2.2.1.3 การจ าแนกสยอมตามลกษณะการน าไปใชงาน .......................................... 8
2.2.2 คณลกษณะของสยอม แอซด บล 45 ....................................................................11
2.2.3 ความเปนพษของสยอม แอซด บล 45 ..................................................................12
2.2.4 คาของสยอมทยอมใหปนเปอนไดมากทสดในมาตรฐานน าดม ..............................13
2.3 ทฤษฎการยอมส .............................................................................................................14
2.4 น าทงจากอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอ ...........................................................................15
2.4.1 แหลงทมาของน าเสย ...........................................................................................15
2.4.1.1 น าทใชในกระบวนการ ............................................................................15
2.4.1.2 น าทใชในหมอไอน า ................................................................................15
2.4.1.3 น าหลอเยน .............................................................................................15
2.4.1.4 น าทใชในการลางท าความสะอาดเครองจกรและโรงงาน .........................16
2.4.2 ผลกระทบของน าเสยจากโรงงานฟอกยอมสงทอตอสงแวดลอม ...........................16
2.4.2.1 สารอนทรย .............................................................................................16
2.4.2.2 อณหภม .................................................................................................16
2.4.2.3 ของแขงแขวนลอย ..................................................................................16
2.4.2.4 ของแขงละลายน า ..................................................................................16
2.4.2.5 ส ............................................................................................................17
2.4.2.6 โลหะหนก ...............................................................................................17
2.5 กระบวนการดดซบ (ADSORPTION PROCESS) ...................................................................17
2.5.1 แรงทเกยวของกบกระบวนการดดซบ ...................................................................17
2.5.1.1 แรงทางกายภาพ .....................................................................................17
2.5.1.2 แรงทางเคม ............................................................................................18
ฎ
หนา
2.5.2 กลไกการดดซบและอตราการเคลอนยายโมเลกล (RATE OF MOLECULE
TRANSFER) ...........................................................................................................20
2.5.3 ปจจยทมผลตอกระบวนการดดซบ .......................................................................21
2.5.3.1 อณหภม .................................................................................................21
2.5.3.2 ธรรมชาตของตวท าละลาย .....................................................................21
2.5.3.3 พนทผวของตวกลางดดซบ ......................................................................21
2.5.3.4 โครงสรางรพรนของตวกลางดดซบ .........................................................22
2.5.3.5 ธรรมชาตของตวถกละลาย .....................................................................22
2.5.3.6 คา PH ของสารละลาย ............................................................................22
2.5.3.7 น าหนกและขนาดโมเลกล .......................................................................22
2.5.3.8 ความปนปวน ..........................................................................................22
2.5.3.9 เวลาสมผส ..............................................................................................23
2.5.4 การศกษาความสามารถในการดดซบ (ADSORPTION ISOTHERM) ............................23
2.5.4.1 แลงเมยรไอโซเทอรม (LANGMUIR ISOTHERM)...........................................24
2.5.4.2 ฟรนดลชไอโซเทอรม (FREUNDLISH ISOTHERM) ........................................24
2.5.5 จลนพลศาสตรการดดซบ (ADSORPTION KINETIC) ..................................................25
2.5.5.1 สมดลการดดซบอนดบ 1 เสมอน ............................................................25
2.5.5.2 สมดลการดดซบอนดบ 2 เสมอน ............................................................26
2.6 ตวกลางดดซบ ................................................................................................................26
2.6.1 อนภาคทมคณสมบตแมเหลก ...............................................................................26
2.6.2 เมโสพอรสซลกา (MESOPOROUS SILICA) ...............................................................28
2.6.3 การสงเคราะหตวกลางดดซบ ...............................................................................30
2.6.3.1 การสงเคราะหอนภาคขนาดนาโนทมสมบตแมเหลก ...............................30
ฏ
หนา
2.6.3.2 การเคลอบแมกนไทตดวยเมโสพอรสซลเกต ............................................30
2.6.3.3 การปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวตวกลางดดซบ .....................................30
2.6.4 หมฟงกชน ...........................................................................................................32
2.6.4.1 หมฟงกชนอะมโน ...................................................................................32
2.7.4.2 หมฟงกเมอรแคปโต ................................................................................33
2.6.5 การวเคราะหสมบตทางกายภาพและเคมของตวกลางดดซบ ................................34
2.6.5.2 โครงสรางผลก ........................................................................................34
2.6.5.2 การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว ...........................................................34
2.6.5.3 ลกษณะพนทผว ......................................................................................34
2.7 การแยกดวยแมเหลกแรงสง (HGMS) .............................................................................35
2.7.1 ความเขมสนามแมเหลก (MAGNETIC STRENGTH FIELD) (H) ...................................35
2.7.2 ความหนาแนนของฟลกซแมเหลก (MAGNETIC FLUX DENSITY) (B) ........................35
2.7.3 แรงแมเหลก (MAGNETIC FORCE) ..........................................................................36
2.7.4 แรงดงดดของโลก (GRAVITATIONAL FORCE) ..........................................................37
2.7.5 แรงสศนยกลาง (CENTRIFUGAL FORCE) .................................................................38
2.7.6 แรงตาน (FRICTIONAL FORCE) ...............................................................................38
2.7.7 ความพรนของชนตวกลาง (POROSITY) ..................................................................38
2.7.8 ความเรวในเสนใย ................................................................................................39
2.8 งานวจยทเกยวของ .........................................................................................................39
2.8.1 การดดซบสยอม แอซด บล 45 .............................................................................39
2.8.2 การสงเคราะหตวกลางดดซบ ...............................................................................40
2.8.3 การแยกตวกลางดดซบดวยสนามแมเหลก ...........................................................42
2.8.4 การสงเคราะหเสนใยสเตนเลส .............................................................................43
ฐ
หนา
บทท 3 วธด าเนนงานวจย ..........................................................................................................48
3.1 วสดอปกรณและสารเคม ................................................................................................49
3.1.1 สารเคมทใชในการทดลอง ....................................................................................49
3.1.2 อปกรณทใชในการทดลอง....................................................................................49
3.2 วธการทดลอง .................................................................................................................50
3.2.1 การสงเคราะหตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก ...........................50
3.2.1.1 อนภาคเคลอบซลกาทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก ...........................50
3.2.1.1.1 การสงเคราะหอนภาคแมกนไทต (FE3O4) ...............................50
3.2.1.1.2 การเคลอบ FE3O4 ดวยซลกา เพอใหไดอนภาคซปเปอรพาราแมกเนตก (SCP) ....................................................................51
3.2.1.1.3 การปรบแตงหมฟงกชนทผวหนาตวกลางดดซบดวยวธการ CO-CONDENSATION ......................................................................51
3.2.1.2 อนภาคเคลอบเมโสพอรสซลกาทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก ...........52
3.2.1.2.1 การสงเคราะหอนภาคแมกนไทต (FE3O4) .............................52
3.2.1.2.2 การเคลอบ FE3O4ดวยเมโสพอรสซลกา เพอใหไดอนภาคซปเปอรพาราแมกเนตก (HMSS) ...........................................52
3.2.1.2.3 การปรบแตงหมฟงกชนทผวหนาตวกลางดดซบดวยวธการ CO-CONDENSATION ......................................................................52
3.2.2 การศกษาสมบตทางกายภาพและเคมของตวกลางดดซบ .....................................55
3.2.2.1 การวเคราะหโครงสรางผลก ....................................................................55
3.2.2.2 การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว ...........................................................55
3.2.2.3 การวเคราะหพนทผว ..............................................................................55
3.2.2.4 การศกษาลกษณะพนผวของตวกลางดดซบ และขนาดอนภาค ...............56
3.2.3 การศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท .............................................................56
ฑ
หนา
3.2.3.1 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45 ................................56
3.2.3.2 การวเคราะหสมดลการดดซบแอซดบล 45 .............................................57
3.2.3.3 การวเคราะหหาปรมาณแอซดบล 45 ในสารละลาย ................................58
3.2.4 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใช HIGH GRADIENT MAGNETIC SEPARATE
FILTER ..................................................................................................................58
3.2.4.1 การเตรยมเสนใยสเตนเลส ......................................................................60
3.2.4.1.1 เสนใยสเตเลสทไมท าการปรบปรงพนผว ................................60
3.2.4.1.2 เสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว ..................................60
3.2.4.2 การศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสและเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว .......................................................................................60
3.2.4.3 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสในระบบ HGMS .62
3.2.4.3.1 การศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส ....62
3.2.4.3.2 การศกษาผลกระทบจากความสงของชนเสนใยสเตนเลส ........64
3.2.4.3.3 การศกษาผลกระทบความพรนของชนเสนใยสเตนเลส ...........65
3.2.4.3.4 การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย .............67
3.2.4.3.5 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวในระบบHGMS...............................................68
3.2.4.3.6 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ..............................................................70
3.2.4.3.7 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน และอนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ........71
3.2.4.3.8 การวเคราะหหาปรมาณตวกลางดดซบในสารละลาย .............74
บทท 4 ผลการวจย ....................................................................................................................75
4.1 การศกษาสมบตทางกายภาพและเคมของตวกลางดดซบ ................................................75
ฒ
หนา
4.1.1 การวเคราะหโครงสรางผลก .................................................................................75
4.1.2 การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว ........................................................................77
4.1.3 การวเคราะหพนทผวของตวกลางดดซบ...............................................................77
4.1.4 การศกษาลกษณะพนผวของตวกลางดดซบ และขนาดอนภาค .............................80
4.2 การศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท .......................................................................83
4.2.1 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45 .............................................83
4.2.2 การวเคราะหสมดลการดดซบแอซดบล 45 ...........................................................86
4.3 การศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสและเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว ............................................................................................................................90
4.4 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใช HIGH GRADIENT MAGNETIC SEPARATE FILTER
(HGMS) .........................................................................................................................92
4.4.1 การศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส ..................................92
4.4.2 การศกษาผลกระทบจากความสงของชนเสนใยสเตนเลส ......................................94
4.4.3 การศกษาผลกระทบความพรนของชนเสนใยสเตนเลส .........................................95
4.4.4 การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย ...........................................96
4.4.5 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวในระบบ HGMS ......................................................................................................98
4.4.6 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย
HGMS .................................................................................................................99
4.4.7 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดชนดมรพรน และอนภาคกลมเกลยงซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS .................................................................... 101
4.5 การพจารณารวมระหวางการศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท และการศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใช HIGH GRADIENT MAGNETIC SEPARATE FILTER (HGMS) .......... 102
บทท 5 สรปผลการวจย .......................................................................................................... 104
ณ
หนา
5.1 สรปผลการวจย ........................................................................................................... 104
5.1.1 การศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท .......................................................... 104
5.1.1.1 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45 ............................. 104
5.1.1.2 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45 ............................. 104
5.1.2 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสในระบบ HGMS ........... 104
5.1.2.1 การศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส .................. 104
5.1.2.2 การศกษาผลกระทบจากความสงของชนเสนใยสเตนเลส ..................... 105
5.1.2.3 การศกษาผลกระทบความพรนของชนเสนใยสเตนเลส ......................... 105
5.1.2.4 การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย .......................... 105
5.1.2.5 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวในระบบ HGMS ........................................................................ 105
5.1.2.6 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ......................................................................................... 106
5.1.2.7 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรนและอนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ........................................ 106
5.2 ขอเสนอแนะ ............................................................................................................... 106
รายการอางอง ........................................................................................................................ 107
ภาคผนวก............................................................................................................................... 110
ภาคผนวก ก ........................................................................................................................... 111
ภาคผนวก ข ........................................................................................................................... 113
ภาคผนวก ค ........................................................................................................................... 123
ประวตผเขยนวทยานพนธ ...................................................................................................... 141
สารบญตาราง
ตารางท 2.1 ประเภทสยอม ………………………………………………………………..…………………………………9
ตารางท 2.2 ความสมพนธระหวางโครงสรางทางเคมของเสนใยบางปะเภทกบประเภทของสยอม..11
ตารางท 2.3 คณสมบตของแอซดบล 45 .........................................................................................12
ตารางท 2.4 มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน าบรโภค ………………………………………………………..14
ตารางท 2.5 การจ าแนกประเภทของแมเหลกตามคณสมบต ..........................................................27
ตารางท 2.6 เปรยบเทยบขอดและขอเสยของการปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวตวกลางดดซบ
ดวยวธตอตดหมฟงกชน (POST-SYNTHETIC GRAFTING) และ ควบแนนรวม
(CO-CONDENSATION OR DIRECT SYNTHESIZE)……………….………………………………………32
ตารางท 2.7 คณสมบตของ (3-AMINOPROPYL) TRIMETHOXYSILANE …..............................................33
ตารางท 2.8 คณสมบตของ (3-MERCAPTOPROPYL) TRIMETHOXYSILANE ..........................................34
ตารางท 2.9 สรปขอมลทไดจากการศกษางานวจย ………………………………………………………………..46
ตารางท 3.1 โครงสรางของหมฟงกชนหลงการปรบแตงพนผวของตวกลางดดซบ .....………............54
ตารางท 3.2 พารามเตอรทใชวเคราะหสมบตทางเคมและทางกายภาพของตวกลางดดซบ ............55
ตารางท 3.3 สรปตวแปรทใชในการศกษาจลนศาสตรการดดซบสยอมแอซดบล 45 …………………..57
ตารางท 3.4 สรปตวแปรทใชในการศกษาสมดลการดดซบสยอมแอซดบล 45 …………………………..58
ตารางท 3.5 สรปตวแปรทใชในการศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสและเสนใย
สเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว ………………………………………………………………………61
ตารางท 3.6 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลสตอ
ประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ .…………………………………………………………….63
ตารางท 3.7 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของความสงของชนเสนใยสเตนเลส ……………65
ตารางท 3.8 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของความพรนของชนเสนใยสเตนเลส ….....….66
ตารางท 3.9 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย ..………………68
2
ตารางท 3.10 สรปตวแปรทใชในศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสท
ท าการปรบปรงพนผวในระบบ HGMS ….……………………………………………………………69
ตารางท 3.11 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอ
ประสทธภาพการแยกดวย HGMS …………………………………………………………………….71
ตารางท 3.12 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน
และอนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ….…………………………….73
ตารางท 4.1 ผลการวเคราะหปรมาณธาต ดวยเครอง CNS/O ANALYZER ………………………………77
ตารางท 4.2 ผลการวเคราะหพนทผวของตวกลางดดซบ ………………………………………………………..80
ตารางท 4.3 สมบตทางการภาพและทางเคมของตวกลางดดซบแตละชนด ……………………………….83
ตารางท 4.4 คาตวแปรทางจลนพลศาสตรของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ ….....85
ตารางท 4.5 คาตวแปรสมดลการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ ………………………….....88
ตารางท 4.6 มมของหยดน าบนผวสเตนเลสทปรบปรงพนผวแลว และไมไดปรบปรงพนผว …………92
3
สารบญรป
รปท 2.1 โครงสรางโมเลกลของ สแอซด บล 45 (AB 45) ………………………………………….............….11
รปท 2.2 ความสมพนธระหวางคา MAGNETIZATION (M) กบ คาความเขมของสนามแมเหลก (H)
ของอนภาคซปเปอรพาราแมกเนตก .................................................................................28
รปท 2.3 ลกษณะพนผวของอนภาคเมโสพอรสซลกาขนาดนาโนจากกลองอเลคตรอน
แบบสองกราด ..…....………………………………………………………………..............………………..29
รปท 2.4 โครงสรางโมเลกลของสารปรบแตงหมฟงกชนอะมโนทจะ น ามาใชในการปรบแตง
พนผวของตวกลางดดซบ ไดแก 3-AMINOPROPYLTRIMETHOXY SILANE ......…………………….33
รปท 2.5 โครงสรางโมเลกลของสารปรบแตงหมฟงกชนเมอแคปโตทจะน ามาใชในการปรบ
แตงพนผวของตวกลางดดซบ ไดแก (3-MERCAPTOPROPYL) TRIMETHOXYSILANE ……………34
รปท 3.1 แผนการทดลองศกษาการดดซบสยอมและการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบต
ซปเปอรพาราแมกเนตกภายใตสนามแมเหลกดวยเสนใยสเตนเลสทปรบปรงพนผว …..…48
รปท 3.2 ขนตอนการสงเคราะหตวกลางดดซบอนภาคทมสมบตซเปอรพาราแมกเนตก ……………..50
รปท 3.3 แผนผงแสดงการตดตงชดอปกรณทดลอง โดยลกศรแสดงทศทางการไหลของน าเสย ......59
รปท 3.4 การตดตงชดอปกรณทดลอง………………………………………………………………….............…….59
รปท 3.5 การศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลส และเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรง
พนผว ...………………………………………………………………………………………….............………..61
รปท 3.6 การวดมมสมผสของหยดน า .…………………………………………………………….............…………61
รปท 3.7 การแบงประเภทความชอบน าตามมมสมผสขอบหยดน า …………………………………...........62
รปท 3.8 การศกษาผลกระทบของสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส ……………….............……………63
รปท 3.9 การศกษาผลกระทบของความสงของชนเสนใยสเตนเลส …………………….............….………64
รปท 3.10 การศกษาผลกระทบของความพรนของชนเสนใยสเตนเลส ….………….............……..….…..66
รปท 3.11 การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสยผานเสนใยสเตนเลส .…...............….67
4
รปท 3.12 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลส ทท าการปรบปรงพนผว
ในระบบHGMS …………………………………………………………………………..........................….69
รปท 3.13 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย
HGMS ………………………………………………………………………………………………….................71
รปท 3.14 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน และอนภาคกลมเกลยง
ตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ………………..………………....................................…..73
รปท 4.1 ผล XRD ของตวกลางดดซบชนด HMS-SP ……………………………………….............…….…….76
รปท 4.2 ผล XRD ของตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ………………………………….............…….….…..76
รปท 4.3 ผล XRD ของตวกลางดดซบชนด M-HMS-SP ………………………………….............…..……….76
รปท 4.4 การจ าแนกไอโซเทอมการดดซบกาซทง 6 ชนดตาม IUPAC ……………………................…..78
รปท 4.5 สมดลการดดซบกาซไนโตรเจนของ (A) HMS-SP (B) A-HMS-SP (C) M-HMS-SP........…..79
รปท 4.6 การกระจายขนาดของรพรน (PORE SIZE DISTRIBUTION) (BJH) ของ (A) HMS-SP
(B) A-HMS-SP (C) M-HMS-SP ………………………………………………...............……….………80
รปท 4.7 รปถายตวกลางดดซบชนด S-SP, HMS-SP, A-S-SP และ A-HMS-SP…………..……………..82
รปท 4.8 จลนพลศาสตรการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด HMS-SP, A-HMS-SP,
M-HMS-SP, S-SP, A-S-SP และ M-S-SP …………..…………………………………..………………84
รปท 4.9 ความเขากนไดของสมการจลนพลศาสตรการดดซบอนดบท 1 เสมอน และ
2 เสมอน ของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด A) HMS-SP, B) A-HMS-SP,
C) M-HMS-SP, D) S-SP, E) A-S-SP และ F) M-S-SP ....................................………………..86
รปท 4.10 สมดลการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด HMS-SP, A-HMS-SP, M-HMS-SP,
S-SP, A-S-SP และ M-S-SP ……………………………………………………..........................……..88
รปท 4.11 ความเขากนไดของสมการสมดลการดดซบแลงกเมยร และฟรนดลชของ
การดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด A) HMS-SP, B) A-HMS-SP,
C) M-HMS-SP, D) S-SP, E) A-S-SP และ F) M-S-SP ........................................................89
5
รปท 4.12 รปถายเปรยบเทยบลกษณะผวหนาของสเตนเลส ............................................................90
รปท 4.13 รปถายการวดมมของหยดน าบนผวสเตนเลส ..…………………………………………………………91
รปท 4.14 รปถายการวดมมของหยดน าบนผวสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวแลว ...............……..91
รปท 4.15 ผลการศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกในการแยกตวกลางดดซบออกจากน า
ทความเขมขนตวกลางดดซบ 5 กรมตอลตร …..………………………………........................…..93
รปท 4.16 ผลการศกษาผลกระทบจากความสงของชนกรอง ในการแยกตวกลางดดซบ
ความเขมขน 5 กรมตอลตรออกจากน าทความสงชนกรอง 1.5, 3 และ 5 เซนตเมตร ……..94
รปท 4.17 ผลการศกษาผลกระทบจากความสงของชนกรอง ในการแยกตวกลางดดซบ
ความเขมขน 0.5 กรมตอลตรออกจากน า ทความสงชนกรอง 1.5 และ 3 เซนตเมตร……..95
รปท 4.18 ผลการศกษาผลกระทบจากความพรนของชนกรอง ในการแยกตวกลางดดซบ
ความเขมขน 5 กรมตอลตรออกจากน า ทความพรนชนกรอง 95.28%, 96.85%
และ 98.43% ................................................................................ .....................…………..96
รปท 4.19 ผลการศกษาผลกระทบจากความเรวการไหล ในการแยกตวกลางดดซบ
ความเขมขน 5 กรมตอลตรออกจากน า ทความเรวการไหล 16.43, 32.87
และ 65.73 เซนตเมตรตอนาท .........................................................................................97
รปท 4.20 ผลการศกษาผลกระทบจากชนกรองเสนใยสเตนเลส และชนกรองเสนใย
สเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวแลว ในการแยกตวกลางดดซบความเขมขน
0.5 กรมตอลตรออกจากน า ……...............................................................…......................99
รปท 4.21 ผลการศกษาผลกระทบจากชนกรองเสนใยสเตนเลส ในการแยกตวกลางดดซบ
ความเขมขน 0.5, 1 และ 5 กรมตอลตรออกจากน า ………….........................………………100
รปท 4.22 ผลการศกษาผลกระทบจากชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรนและ
อนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS …………………………………………101
บทท 1 บทน า
1.1 ทมา และความส าคญของปญหา
ปญหาจากมลภาวะน าเสยจากอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอเปนผลกระทบทตามมาจากการขยายตวของสภาวะเศรษฐกจทพฒนาไปอยางรวดเรวยอมเปนสงทไมสามารถจะหลกเลยงได อนเนองมาจากการพยายามเพมความสามารถในการผลต เพอตอบสนองความตองการของตลาด และกระแสแฟชนทมเ พมขนและเปลยนแปลงอยางตอเนอง ไมเวนแมแตอตสาหกรรมสงทอและเครองนงหมในประเทศไทย ในปจจบนอตสาหกรรมฟอกยอม นบเปนอตสาหกรรมขนกลางในอตสาหกรรมสงทอ เปนขนตอนทจะเปลยนวสดสงทอทอยในรปของเสนดาย หรอผาดบ ใหเปนวสดส าเรจรปทสามารถน าไปผลตตอ หรอจ าหนายใหแกผบรโภคตอไป กระบวนการผลตทเกดในอตสาหกรรมสฟอกยอมตองใชสารเคมเปนสวนประกอบทงสน ทง กรด ดาง สารปรบปรงคณภาพ สารฟอกขาว ท าใหตองมการใชน าเปนปรมาณมากเพอใหกระบวนการตางๆ ด าเนนไปอยางเรยบรอยเพอใหไดผลตภณฑทมคณภาพสตลาดตอไป ส าหรบสยอมทใชกนทวไปในโรงงานอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอ มกเปนสารประกอบทมโครงสรางซบซอนท าใหยากตอการบ าบดดวยกระบวนการทางชววทยาทวไป หรอหากยอยสลายไดกจะเกดผลตภณฑในกระบวนการยอยสลายซงมกจะเปนสารประกอบทเปนพษ (PUNYAPALAKUL และ
TAKIZAWA, 2006) ท าใหน าทงจากโรงงานอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอทวไปมสทนารงเกยจตอผทไดพบเหน ซ ายงกอใหเกดปญหาทางมลพษทมากกวาแคมลภาวะทางสายตา และหากมลพษดานสมคาสงเกนไปจะไปขดขวางการเดนทางของแสงอาทตยท าใหพชใตน าไมสามารถสงเคราะหแสงได (สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย, 2544) และเนองจากน าทงจากอตสาหกรรมสงทอเหลานมความเขมขนสคอนขางสงจงจ าเปนทจะตองบ าบดสกอนปลอยออกสธรรมชาต กระบวนการดดซบดวยถานกมมนตเปนทนยมและมกถกเพมเตมเขามาในกระบวนการบ าบดน าเสยจากอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอเพอก าจดสทตกคางซงไมสามารถก าจดไดโดยกระบวนการบ าบดน าเสยโดยทวไป แตเนองจากความสามารถของถานกมมนตทสามารถดดซบมลสารไดหลากหลายมาก ท าใหตองใชปรมาณมากกวาทจะบ าบดสของน าเสยใหผานเกณฑมาตรฐาน และพบวาไมคมคาทจะฟนฟสภาพเพอน ากลบมาใช เนองจากการชะละลายมลสารออกจากถานกมมนตนนท าไดยาก จ าเปนตองน าไปก าจดดวยการเผาทความรอนสง ซงตองใชคาใชจายในการด าเนนการสง ดวยสาเหตของปญหาดงกลาวจงมความสนใจในการหาหนทางและพฒนาตวกลางดดซบทเปนสารอนนทรยทมคณสมบตการคดเลอกมล
2
สารทเปนเปาหมายสง และสามารถท าการฟนสภาพไดงายโดยกระบวนการชะละลาย ซงตวกลางดดซบทมศกยภาพในการพฒนามากทสดไดแกวสดรพรนซลกา เนองจากพนทผวและโครงสรางซลกา
สามารถปรบปรงพนทผวไดงาย, มพนทผวมาก, มความเปนเอกรป และมความเสถยรทางชวภาพมาก
(VOGT และคณะ, 2010) ดวยความสามารถของซลกาทสามารถปรบปรงพนผวไดงาย จงเปนวสดทเหมาะตอการใชกบการตองการดดซบมลสารทมความจ าเพาะเจาะจง ท าใหมแนวโนมในการลดการแยงชงพนทผวของตวกลางดดซบของมลสารทไมใชเปาหมาย สงผลใหสามารถลดปรมาณตวกลางดดซบลงได ชวยแกปญหาของถานกมมนตทสามารถดดซบมลสารไดหลากหลายชนดมากเกนไป และสามารถฟนฟสภาพตวกลางดดซบไดงายอกดวย ถงแมวาการประยกตใชตวกลางดดซบในระบบแบบคอลมน (COLUMN) เปนทนยมมากกวาระบบแบบทละเท (BATCH) เนองจากไมมความจ าเปนตองคดแยกตวกลางดดซบออกจากน าเสย แตอยางไรกตาม การประยกตใชตวกลางดดซบแบบทละเท จะมประสทธภาพการดดซบตอหนวยน าหนกตวกลางดดซบสงกวาแบบคอลมน (COONEY, 1998) แตอยางไรกตามระบบแบบทละเทมขอจ ากดในการคดแยกตวกลางดดซบออกจากน าเสย ซงยงยากและตองการพนทในการสรางระบบคดแยกเฉพาะ
ดงนนในงานวจยนจงมความสนใจศกษาความเปนไปไดในการประยกตใชตวกลางดดซบสงเคราะหทมคณสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกและสามารถปรบปรงหมฟงกชนบนพนผวเพอแกปญหาดานการดดซบแบบคดเลอกและงายตอการแยกออกจากน าเสยโดยอาศยคณสมบตทางแมเหลกหลงจากกระบวนการดดซบเสรจสน โดยงานวจยนจะด าเนนการสงเคราะหอนภาคขนาดนาโนทมคณสมบตแมเหลก (FE3O4) (DENG และคณะ, 2005; QU และคณะ, 2010) และเคลอบทบดวย เมโสพอรสซลเกต (MESOPOROUS
SILICATE) (VOGT และคณะ, 2010) และตอตดหมฟงกชนชนดตางๆ ทมคณสมบตความชอบน าและไมชอบน าแตกตางกน จากนนจงน ามาประยกตใชเปนตวกลางดดซบเพอก าจดสยอม แอซดบล 45 ในน าเสยแบบทละเท และท าการแยกตวกลางดดซบออกจากน าเสยโดยการไหลออกผานคอลลมนตวกลาง สเตนเลสทมพนผวทชอบน าและไมชอบน าภายใตสนามแมเหลก (DITSCH และคณะ, 2003) และสภาวะการเดนระบบแบบตางๆกอนปลอยน าทงออกนอกระบบ
1.2 วตถประสงคของงานวจย
1.2.1 เพอศกษาความสามารถในการก าจดสยอม แอซด บล 45 ในน าเสย ดวยตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก โดยเปรยบเทยบระหวางอนภาคแบบกลมเกลยงและแบบมรพรน 1.2.2 เพอศกษาความสามารถในการก าจดสยอม แอซด บล 45 ในน าเสย ดวยตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก โดยเปรยบเทยบระหวางตวกลางดดซบทไมไดท าการตอตดหมฟงกชน ตวกลางดดซบทท าการตอตดหมฟงกชนดวยหมอะมโน และตวกลางดดซบทท าการตอตดหมฟงกชนดวยหมเมอรแคปโต 1.2.3 เพอศกษาเปรยบเทยบประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมก-เนตกออกจากระบบหลงจากท าการดดซบแลวดวยสนามแมเหลกผานตวกลางเสนใยสเตนเลส
โดยท าการเปรยบเทยบระหวางตวกลางเสนใยสเตนเลสทไมไดท าการปรบผว และตวกลางเสนใย สเตนเลสทท าการปรบพนผวแลว 1.3 ขอบเขตของงานวจย
1.3.1 งานวจยนเปนการทดลองในระดบหองปฏบตการ ท าการทดลอง ณ หองปฏบตการของภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 1.3.2 ท าการทดลองการดดซบแบบทละเท (BATCH REACTOR) 1.3.3 ตวกลางดดซบทท าการศกษาไดแกชนดอนภาคกลมเกลยงและแบบมรพรน ซงถกปรบปรงพนทผวดวยการตอตดหมฟงกชน โดยจะใชแมกนไทต (FE3O4) เปนตวกลางดดซบชนดอนภาคกลมเกลยง และแมกนไทต (FE3O4) เคลอบซลกา ตวกลางดดซบชนดอนภาคแบบมรพรน แลวท าการปรบแตงหมฟงกชนทผวหนาดวยหมฟงกชนอนทรยอะมโน (3-AMINOPROPYLTRIMETHOXY) และเมอรแคปโต (-MERCAPTOTRIMETHOXY) 1.3.4 การศกษาลกษณะของตวกลางดดซบ ไดแก ลกษณะพนผวของตวการดดซบดวยกลองจลทรรศนแบบสแกน (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE, SEM), พนทผว ขนาดรพรน และปรมาตรรพรนดวยเครองวเคราะหปรมาณพนทผว (BET SURFACE AREA ANALYZER), การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว ดวยเครองฟเรยรทรานสฟอรม อนฟาเรดสเปกโตรมเตอร (FOURIER TRANSFORM INFRARED
SPECTROMETER, FTIR) 1.3.5 สารถกดดซบไดแก สแอซด บล 45 (ACID BLUE 45 : AB45) และวดคาสยอมในน าดวยเครองยว-วสเบล สเปกโทรโฟโตมเตอร
4
1.3.6 ตวกลางทใชในการแยกตวกลางดดซบออกจากระบบคอ เสนใยสเตนเลส โดยใชฝอย สเตนเลสส าหรบงานขดลาง ตราสกอตช-ไบรต ของบรษท 3เอม ประเทศไทย และเสนใยสเตนเลสทท าการปรบพนผว ท าการเคลอบเสนใยดวยสารประกอบของซลกาและเฮกซะเมทลไดซลาเจน (HMDS) โดยการเคลอบดวยวธการจม (DIP COAT TECHNIQUE) 1.3.7 ศกษาประสทธภาพในการแยกอนภาคตวกลางดดซบออกจากระบบ ของชนดตวกลางเสนใยสเตนเลสทไมไดท าการปรบพนผว และตวกลางเสนใยสเตนเลสทท าการปรบพนผวแลว ทสภาวะตางๆ คอความสงของชนตวกลาง 1.5 เซนตเมตรและความเรวการไหลเขาของน าเสย 32.87
เซนตเมตรตอนาท ภายใตสนามแมเหลก
1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ
1.4.1 เพอทราบถงความสามารถในการดดซบสยอม แอซด บล 45 ดวยตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกชนดอนภาคแบบกลมเกลยงและแบบมรพรน 1.4.2 เพอทราบถงประสทธภาพของการน าเสนใยสเตนเลสมาใชเปนตวกลางในการคดแยกอนภาคตวกลางดดซบออกจากระบบ ทงเสนใยสเตนเลสแบบไมปรบปรงผวหนา และเสนใย สเตนเลสแบบปรบปรงผวหนา 1.4.3 เพอน าขอมลทไดจากการทดลองมาประยกตใชในการออกแบบระบบบ าบดสยอมออกจากน าเสยจรงดวยกระบวนการดดซบ และแยกตวกลางดดซบออกจากระบบโดยใชเสนใยสเตนเลสเปนตวกลางได
บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ
2.1 อตสาหกรรมสงทอ
อตสาหกรรมสงทอ หมายถง อตสาหกรรมการผลตผลตภณฑดวยวธการถกทอเสนใยตางๆ
ทงเสนใยทไดจากธรรมชาต และเสนใยทเกดจากการสงเคราะหหรอเสนใยประดษฐ อตสาหกรรมสงทอเรมจากการผลตเสนใยแลวน ามาปนเปนเสนดาย กอนจะทอใหเปนผนผา หรอเปนผลตภณฑเสนดายทมคณสมบตตอการน าไปใชตอ ไมวาจะเปนการน าไปพมพ ยอม หรอท าขาว เมอเรยบเรยงแลวจงน ามาตกแตงดวยสารเคมเพอใหไดคณสมบตเปนไปตามทตลาดตองการ
โดยทวไป เสนใยทน ามาเปนวตถดบในอตสาหกรรมสงทอจะแบงออกไดเปนสองประเภทคอ
เสนใยจากธรรมชาต (NATURAL FIBER) ไดแก เสนใยทไดจากพชและสตว เชน ฝาย ปาน ไหม และเสนใยทไดจากการสงเคราะห หรอเสนใยประดษฐ (MAN-MADE FIBER) ไดแก เสนใยทมนษยเปนผผลตขนเอง ไดแก ไนลอน โพลเอสเตอร เรยอน
ในอตสาหกรรมโรงงานฟอกยอมสงทอจะแบงการผลตคราวๆ เปน 3 ขนตอน ไดแก การปนดาย การทอ และการยอมส (มณฑา จนทรเกตเลยด, 2541)
2.1.1 กระบวนการปนดาย (SPINNING PROCESS)
เปนกระบวนการทน าเอาเสนดานสนๆมารวมกนใหเปนเสนดายยาวทขนาดทตองการ แลวท าการบดเกลยวใหเสนใยยดกนแนน 2.1.2 กระบวนการทอผา (WEAVING PROCESS)
เปนกระบวนการทใชดายพง (WEFT) และดายยน (WRAP) มาขดกนใหไดเปนผาทอ ในการสอดดายพงและดายยนนนมอยหลายรปแบบดวยกน แตตามหลกการสอดขดกนขนเบองตน สามารถแบงลายทอได 3 แบบ คอ การทอลายขด การทอลายสอง และการทอลายตวน 2.1.3 กระบวนการยอมส และตกแตงผา (DYEING AND FINISHING PROCESS)
เปนกระบวนการผลตขนสดทายของอตสาหกรรมสงทอกอนจะไดออกมาเปนผลตภณฑสดทาย คอ ผาทอสสนตางๆตามทตองการ โดยส าหรบกระบวนการสดทาย
สามารถแบงยอยไดอก 2 ขนตอนคอ - กระบวนการเตรยมผา (PRETREATMENT) เพอใหการยอมสและการตกแตงผา
สามารถท าไดงายและมประสทธภาพทดยงขนนน ในกรณทใชเสนใยจากธรรมชาตจ าเปน
6
จะตองผานการขจดสงสกปรกทเจอปนมากบเสนใยออกกอน รวมทงตองก าจดแปงทลงดายยนออกดวย แตถาหากเสนใยทเลอกใชเปนเสนใยประดษฐกจะเปนเสนใยทสะอาดอยแลว ท าใหการลางแปงออกจากเสนใยนนท าไดงายขนดวย
- กระบวนการฟอกยอม (DYEING PROCESS) มสองขนตอนทตองจดเตรยมคอ การเตรยมวสดสงทอ และขนตอนการยอม นอกจากนยงมปจจยทจะสงผลตอการยอม ซงมผลตอลกษณะของน าเสยทออกจากโรงงานอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอดงน
1. สยอม (DYE) สยอมผามอยหลายชนด โดยแตละชนดกจะมความสามารถในการยอมตดกบเสนใยแตละประเภทไดไมเหมอนกน 2. สารชวยยอม (ADDITIVES) สารชวยยอมเปนสารเคมทมการเพมลงไปในกระบวนการยอมเพอเพมประสทธภาพในการยอมใหมากขน ท าใหดดตดสงายขน สตดทนทานมากขน เสนใยผาหลงเคลอบมความคงทนมากขน สารชวยยอมทส าคญสามารถแบงออกไดเปน 7 ประเภท คอ
- กรด ใชส าหรบยอมเสนใยจ าพวกโปรตน และใชส าหรบเสนใยไนลอนเมอใชสยอมแอซด
- ดาง ใชส าหรบยอมเสนใยเซลลโลสดวยสยอมอะโซอก แวต และก ามะถน
- เกลอ ใชส าหรบยอมแอซด และใชไดกบการยอมเสนใยเซลลโลสทกชนด
- สารชวยใหสสม าเสมอใชกบสแวต ดสเพอรส และสแอสดบางชนด
- สารพา (CARRIER) ใชเมอยอมเสนใยสงเคราะหบางชนด
- สารละลายอนทรย ใชส าหรบยอมขนสตว และใยสงเคราะหบางชนด
- สารรดวซ ใชรดวซสบางชนด เพอประโยชนในการดดซมเขาเสนใย
2.2 สยอมทใชในอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอ (ธนพร ค าขจร, 2552) สยอมทใชในอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอในแตละโรงงานจะแตกตางกนไปตามวตถประสงค
ของการผลต โดยประเภทของสยอมทเลอกใชจะมอทธพลตอลกษณะน าเสย และการบ าบดน าเสยได
2.2.1 การจ าแนกสยอม
สยอมทน ามาใชในอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอในปจจบน สามารถแบงออกไดเปน 3
ประเภท คอ
2.2.1.1 การจ าแนกสยอมตามลกษณะทางกายภาพ
การจ าแนกสยอมตามลกษณะทางกายภาพสามารถแบงออกไดเปน 2 ชนด คอ สยอม (DYES) แบงเปนสยอมทละลายน าได และพกเมนต (PIGMENT) คอสยอมทไมละลายน าเมอท าการยอมจะตองท าการละลายในตวกลาง หรอแขวนลอยในเรซน คอจะตองท าใหสอยในสภาพทสามารถเคลอนทเขาสเสนใยได เพอใหเกดการตดกบเสนใยได ซงอาจเปนกระบวนการเชงกลหรอเชงเคม แตเมอสยอมอยในสภาพสารละลายแลวกยากทจะจ าแนกไดวาสยอมนนละลายอยในน า หรออยในตวท าละลาย ท าใหยากตอการจ าแนกประเภทวาเปนสยอมหรอสพกเมนต การแบงแยกตามลกษณะทางกายภาพจงท าใหเกดความสบสนไดงาย
2.2.1.2 การจ าแนกสยอมตามสวนประกอบทางเคม
การจ าแนกสยอมตามสวนประกอบทางเคมเปนเรองซบซอน ตองใชความรทางดานเคมขนสง นอกจากนถงแมวาจะเปนสเดยวกนกอาจจะมวธยอมทแตกตางกนได และใชกบเสนใยตางชนดกน เชนสในกลมแอโซ (AZO) ส าหรบบางตวทสามารถยอมไดโดยตรงกจะจดใหเปนสจ าพวกไดเรกท (DIRECT DYE) สวนบางตวทจะตดกบเสนใยไดกตอเมอน ายอมมสภาวะเปนกรด กจะจดใหเปนสจ าพวดแอซด (ACID DYE) และบางตวกตองใชสารบางอยางชวยในการท าใหตดกบเสนใย จงจดเปนสมอรแดนท (MORDANT) ดงนนการจ าแนกสยอมตามสวนประกอบทางเคมจงเปนเรองทยงยากตอการเขาใจและจดจ าโดยเฉพาะกบผทมพนฐานความรทางดานเคมไมเพยงพอ แตส าหรบผมความรนน การจ าแนกตามสวนประกอบทางเคมนบวามประโยชนอยางมาก
สยอมสามารถจ าแนกตามสวนประกอบทางเคมได 11 ประเภท ไดแก 1) AZO COLORANTS 2) PHENYLMETHANE DYES 3) XANTHENE DYES
8
4) INDIGOID DYES 5) POLYCYCLICQUINONE DYES 6) SULFUR FUSION DYES 7) AMINE OXIDATIONS COLORANTS 8) PHTHALOCYANINE COLORANTS 9) ONIUM DYES 10) REACTIVE DYES 11) PIGMENTS
2.2.1.3 การจ าแนกสยอมตามลกษณะการน าไปใชงาน
การจ าแนกสยอมตามลกษณะการน าไปใชงานนบวาเปนวธทไดรบการยอมรบและใชกนอยางแพรหลายในบรรดาผใชและอตสาหกรรมผลตส เนองจากสะดวกแกผน าไปใชมากทสด แมแตสมาคมผยอมและผผลตส (THE SOCIETY OF DYES AND COLORANTS) ตางยอมรบวาเปนวธทเหมาะสมทสด โดยสามารถจ าแนกสยอมตามลกษณะการน าไปใชงานไดดงตารางท 2.1
ตารางท 2. 1 ประเภทสยอม (สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย, 2544)
ประเภทสยอม
สมบตทางกายภาพ
และทางเคม
เสนใยท เหมาะสม
พนธะหรอ กลไกตดส
วธใชทวไป
สยอมแอซด (ACID DYE)
-ประจลบ -ละลายน าไดด -สตดไมแนน
-ไนลอน -ขนสตว
-พนธะไอออนก -แชเสนใยในสารละลายทมพเอช 3-5 -สมมตวาเสนใยมประจบวกตดกบสยอมทมประจลบทอณหภม 50-100 ºซ
สยอมเมทลคอมเพลกซเอซด (METAL
COMPLEX
ACID DYE)
-ประจลบ -ละลายน าไดด -สตดแนน
-ไนลอน -ขนสตว
-พนธะไอออนก -แชเสนใยในสารละลายทมพเอช 5-7 -สมมตวาเสนใยมประจบวกตดกบสยอมทมประจลบทอณหภม 50-100 ºซ
สยอมไดเรกท (DIRECT
DYE)
-ประจลบ -ละลายน าไดด -สตดไมแนน
-ฝาย -วสคอส
-พนธะไอออนก -แชเสนใยในสารละลายดางออน -เตมอเลคโตรไลท โซเดยมคลอไรด โซเดยมซลเฟต
และสยอม ทอณหภม 98ºซ
ตารางท 2.1 ประเภทสยอม (ตอ) (สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย, 2544)
สยอมเบสก (BASIC DYE
OR
CATIONIC
DYE)
-ประจบวก -ละลายน าไดด
-อะครลก -พนธะไอออนก -แชเสนใยในสารละลายทมพเอช 4-6 -เตมกบสยอมแลวเพมอณหภม 100-105 ºซ
สยอมดสเพอรส (DISPERSE
DYE)
-ไมละลายน าหรอละลายน าไดนอยมาก
-กระจายเปนอนภาคคอลลอยด -สตดแนนด
-โพลเอสเทอร
-ไนลอน -อะครลก -เซลลโลส -อะซเทต
-เนองจากเปนคอลลอยด จงเปนการดดตดผวเสนใย
-แชเสนใยในสารละลายทมพเอช 4-5 -เตมกบสยอมแลวเพมอณหภม 130 ºซ
สยอมอะโซอค (ASOIC DYE)
-เปนคอลลอยดหลงเกดปฏกรยา -ไมละลายน า -สตดแนนด
-ฝาย -วสคอส
-เกดการตกผลกขนในเสนใย
-ละลายสยอมในสารละลายดางทมโซเดยมซลเฟอร -สยอมจะแพรกระจายไปสเสนใยดวยอเลคโตรไลท
สยอมแวต (VAT DYE)
-เปนคอลลอยดหลงเกดปฏกรยา -ไมละลายน า -สตดแนนด
-ฝาย -วสคอส
-เกดการตกผลกขนในเสนใย
-ละลายสยอมในสารละลายดางทมโซเดยมซลเฟอร -สยอมจะแพรกระจายไปสเสนใยดวยอเลคโตรไลท
สยอมมอรแดนท หรอโครม (MORDANT
OR
CHROME)
-ประจลบ -ละลายน าไดด -สตดแนน
-ขนสตว -เกดพนธะเชงซอนของเสนใยโครมและสยอม
-แชเสนใยในสารละลายกรด -เตมโซเดยมไดโครเมต เตมสยอม เพมอณหภมถง98 ºซ
11
ตารางท 2. 2 ความสมพนธระหวางโครงสรางทางเคมของเสนใยบางปะเภทกบประเภทของสยอม
(สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย, 2544)
เสนใย โครงสรางทางเคมของเสน
ใย
สยอมทใช
ขนสตว NH2COOH, CONH แอซด เมทลคอมเพลกซ โครม
รแอคทฟ
ไหม NH2COOH, CONH แอซด เมทลคอมเพลกซ เบสก แวต
CUPROMMONIUM RAYON OH, COOH ไดเรกซ แวต ซลเฟอร
วสคอส เรยอน OH, COOH ไดเรกซ แวต ซลเฟอร
ฝาย OH ไดเรกซ แวต ซลเฟอร รแอคทฟ
SECONDARY CELLULOSE
ACETATE
OH, COOH ดสเพอรส
CELLULOSE TRIANCETATE COOH ดสเพอรส
ไนลอน NH2, COOH, CONH แอซด เมทลคอมเพลกซ ไดเรกซ ดส
เพอรส รแอคทฟ
อะครลก COOH, SO2H, OSO3H เบสก ดสเพอรส
โพลเอสเทอร OH, COOH, COO ดสเพอรส
2.2.2 คณลกษณะของสยอม แอซด บล 45 แอซด บล 45 เปนสยอมชนดแอซด ทใหสน าเงน โดยปกตจะอยในรปของผงสน าเงน
หรอสมวงเขม สามารถละลายไดดในน า ละลายไดเลกนอยในเอทานอล ละลายตดกบเสนใยไดด แตไมละลายในอะซโตน, เบนซน และคารบอนเตตระคลอไรด ในอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอจะใชส าหรบยอมสของขนสตว ไหม ผาผสมขนสตว กระดาษ หนง สบ และเปนสผสมในเครองส าอางค เกลอของโลหะหนกสามารถน ามาใชเปนหมกได
รปท 2. 1 โครงสรางโมเลกลของ สแอซด บล 45 (AB 45)
ตารางท 2. 3 คณสมบตของแอซด บล 45 (CORPORATION, 2008)
NAO3S
SO3
NA
NH
NH
OH
OH
O
O
12
ชออน (SYNONYMS) C.I. 63010, 4, 8-DIAMINO-1,
5-DIHYDROXYANTHRAQUINONE-2,
6-DISULFONIC ACID, DISODIUM SALT.
หมายเลข CAS (CAS NO.) 2861-02-1
ลกษณะทางกายภาพ (PHYSICAL STATE) เปนผงสน าเงนหรอมวงเขม
สตรโมเลกล (CHEMICAL FORMULA) CH14H8N2NA2O10S2
น าหนกโมเลกล (MOLECULAR WEIGHT) 474.32
โ ค ร ง ส ร า ง โ ม เ ล ก ล (MOLECULE
STRUCTURE)
แอนทราควโนน
จ ด ห ล อ ม เ ห ล ว (FREEZING/MELTING
POINT)
>300 องศาเซลเซลเซยส
ขนาดโมเลกล (MOLECULAR SIZE) กวาง 0.69 นาโนเมตร X ยาว 1.13 นาโนเมตร
ประจ (CHARGE) ลบ
ความสามารถละลายน า (DISSOLVE
ABILITY)
20-30 กรมตอลตร
PKA 2.0
ความยาวคลนทใชวด 595 นาโนเมตร
2.2.3 ความเปนพษของสยอม แอซด บล 45 (CORPORATION, 2008)
ในดานความเปนพษของสยอม ถงแมวา แอซด บล 45 จะยงไมมการระบแนชดส าหรบการออกฤทธเมอเขาสรางกายทางระบบทางเดนอาหาร และระบบทางเดนหายใจ แตมขอมลเบองตนส าหรบวธปฏบตตว เมอสารเคมเกดการปนเปอนเขาสรางกายดงนคอ
1. หากปนเปอนเขาสดวงตา อาจท าใหเกดการระคายเคอง การรกษาคอ ใหใชน าสะอาดไหลผานตาเปนเวลาอยางนอย 15 นาท โดยสลบกบการกลอกตาไปมา กอนจะท าการปฐมพยาบาลขนตอไป
2. หากมการสมผสผวหนง อาจท าใหเกดการระคายเคองผวหนง การรกษาคอใหใชน าสะอาดปรมาณมากไหลผานผวหนงบรเวณทปนเปอนเปนเวลาอยางนอย 15 นาท หากเสอผาหรอรองเทามการปนเปอนดวย ใหถอดออกจากรางกายไปซกกอนน ากลบมาใช
13
3. หากเขาสระบบทางเดนอาหาร อาจท าใหเกดการระคายเคองทางเดนอาหาร และอาจเปนอนตรายหากมการดมกลนเขาสรางกาย หากหมดสต หามปอนอะไรเขาสทางเดนอาหารโดยเดดขาด หามท าใหอาเจยน หากผถกปนเปอนยงมสต ใหบวนปากดวยน าสะอาด
และดมน าสะอาดหรอนม 2-4 แกว 4. หากหายใจเขาไป อาจท าใหเกดการระคายเคองตอระบบทางเดนหายใจ ส าหรบ
ความเสยหายของรางกายทอาจปนเปอนจากการหายใจยงไมไดระบแนชด การรกษาขนตนคอ ใหรบยายออกจากบรเวณทมอากาศปนเปอนโดยเรวทสด หากผถกปนเปอนไมหายใจใหใสเครองชวยหายใจ หากหายใจล าบาก ใหใสเครองใหออกซเจน กอนจะท าการปฐมพยาบาลขนตอไป
สแอซดบลสามารถก าจดไดดวยวธน าไปละลายหรอผสมกบตวท าละลายทเผาไหมได แลวน าไปเผาในเตาอบทมระบบหองเผาแบบ AFTERBURNER เมอสนสดกระบวนการจะไดกาซคารบอนมอนอออกไซด คารบอนไดออกไซด ไนโตรเจนออกไซด ซลเฟอรออกไซด และโซเดยมออกไซด ซงเปนกาซพษทตองน าไปบ าบดกอนปลอยออกสบรรยากาศโดยการผานเครองสครบเบอร
2.2.4 คาของสยอมทยอมใหปนเปอนไดมากทสดในมาตรฐานน าดม (กระทรวงอตสาหกรรม, 2521) เนองจากในมาตรฐานคณภาพน าทงจากโรงงานอตสาหกรรมและนคมอตสาหกรรม
(กระทรวงอตสาหกรรม, 2521) ไมมขอก าหนดของสยอมในน าทง แตอยางไรกตาม ขอบงคบทมอย ไดแกมาตรฐานน าดมตามประกาศกระทรวงอตสาหกรรม ฉบบท 332 (พ.ศ. 2521) ออกตามความในพระราชบญญตมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม พ.ศ. 2511 เรองก าหนดมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน าบรโภคยอมใหในน ามสปนเปอนไดสงสด 5 ในหนวยแพลตนม-โคบอลท และอนโลมไดสงสด 15 ในหนวยแพลตนม-โคบอลท ดงทไดระบไวในตารางท 2.4
14
ตารางท 2. 4 มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน าบรโภค (กระทรวงอตสาหกรรม, 2521)
คณลกษณะ ดชนคณภาพน า หนวย
มาตรฐาน
เกณฑก าหนด
สงสด
(MAXIMUM
ACCEPTABLE
CONCENTRATION)
เกณฑอนโลมสงสดA
(MAXIMUM
ALLOWABLE
CONCENTRATION)
ทาง
กายภาพ
1.ส (COLOR) แพลตนม-โคบอลท
(PLATINUM-COBALT) 5 15
2.รส (TASTE) - ไมเปนทรงเกยจ ไมเปนทรงเกยจ
3.กลน (ODOR) - ไมเปนทรงเกยจ ไมเปนทรงเกยจ
4.ความขน
(TURBIDITY)
ซลกา สเกล ยนต
(SILICA SCALE UNIT) 5 20
5.ความเปน
กรด-ดาง(PH) - 6.5-8.5 9.2
2.3 ทฤษฎการยอมส
สยอมเปนสารเคมทไดจากการสกดน ามนปโตรเลยมหรอถานหน โดยเมอผานการสกดจะไดสารไฮโดรคารบอนทไมอมตว เชน เบนซน ไทลน แอนทราซน โทลอน แนพทาลน และพาราฟน สารไฮโดรคารบอนทไมอมตวดงกลาวจะถกน าไปผานกระบวนการจนกลายเปนสยอมหลากหลายชนดซงมความเหมาะสมกบเสนใยแตละชนดตางกนไป สยอมทเหมาะสมกบเสนใยนนขนอยกบศกยภาพการรวมตวของสกบเสนใย ทตองมศกยภาพมากกวาน า โดยสภาวะดงกลาวเกดขนไดกตอเมอโมเลกลของสยอมมหม อะตอมซ งถกจดให เรย งตว ในลกษณะท จะท า ให เกดการดด ตด เสนใยได เอง
(SUBSTANTIVELY) กบเสนใยทน ามายอม แลวเกดเปนพนธะ (BOND) ยดกนแนน โดยสามารถแยกอทธพลเชงเคมทท าใหสดดตดเสนใยออกเปน 4 ชนด คอ - พนธะไฮโดนเจน (HYDROGEN BOND) - แรงแวนเดอวาลส (VAN DER WAAL’S FORCE) - แรงไอออน (IONIC FORCE) - พนธะโควาเลนท (COVALENT BOND)
15
การดดตดกนระหวางโมเลกลของสยอมกบโมเลกลของเสนใย จ าตองอาศยก าลงแรงทเหลานไมนอยกวาสองแรงขนไป หรออาจผสมผสานกนทง 4 แรงกเปนได โดยแรงยดตดทางเคมทมความแรงสงสดคอ พนธะโควาเลนส
ส าหรบการดดตดกนระหวางโมเลกลของสยอมกบโมเลกลของเสนใย นอกจากจะมอทธพลเชงเคมทง 4 ชนดแลว ยงมอทธพลดานเรขาคณต กลาวคอรปรางและขนาดของโมเลกลของสยอมมผลตอการยดตดหรอมผลกระทบตอการยอมอยางมาก เชน ถาโมเลกลของสยอมยงเลกและยาวมาก
โมเลกลของสยอมนนกจะสามารถผานชองวางเขาไปในเสนใยไดมากขน ซงท าใหการตดสเกดขนไดดยงขน หรอถาโมเลกลสยอมมลกษณะแบนและมดานกวางมากกวาดานยาวมากๆ จะท าใหสตดทนนานยงขน อาจกลาวไดวาการทโมเลกลของสยอมยดเกาะกบโมเลกลของเสนใยเปนผลเนองมาจากแรงทางเคมและผลทางฟสกสรวมกน 2.4 น าทงจากอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอ (สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย, 2544)
2.4.1 แหลงทมาของน าเสย
แหลงทมาของน าเสยจากอตสาหกรรมฟอกยอมสงทอมาจากแหลงตางๆ ดงน 2.4.1.1 น าทใชในกระบวนการ
น าทใชในกระบวนการไดแก น าทใชในกระบวนการฟอกยอม พมพ และตกแตง โดยน าในสวนนจะมสเหลอจากกระบวนการยอมไหลปะปนมากบน าทใชในกระบวนการซกลางหลงการฟอกยอม
2.4.1.2 น าทใชในหมอไอน า
เนองจากในกระบวนการฟอกยอมจะมการอาศยไอน าเปนตวใหความรอนแกน าทใชในกระบวนการ ในกรณทเปนน าจากการเยนตวลงของไอน าน และกลนตวในทอน ากจะไดน าสะอาดซงสามารถน ากลบมาใชไดอก แตส าหรบไอน าทถกสงไปใหความรอนแกน ายอมโดยตรง
จะไปรวมตวกบน ายอมใหเพมปรมาณมากขนและออกไปรวมกบน าเสย
2.4.1.3 น าหลอเยน
ในกระบวนการยอมส าหรบบางโรงงานทมความจ าเปนตองลดอณหภมของน ายอมลงภายในระยะเวลาอนสน กจะใชน าหลอเยน สวนใหญเปนน าสะอาดซงสามารถน ากลบมาใชใหมได
16
2.4.1.4 น าทใชในการลางท าความสะอาดเครองจกรและโรงงาน
สวนใหญจะมการปนเปอนของสารทใชในการท าความสะอาดและสงสกปรกตางๆ
เชน น ามนเครองจกร ดน ทราย เปนตน
2.4.2 ผลกระทบของน าเสยจากโรงงานฟอกยอมสงทอตอสงแวดลอม
2.4.2.1 สารอนทรย
1) ท าใหปรมาณออกซเจนละลายน า (DO) ลดลง สงผลดงน - สงมชวตในน าตาย - ท าใหแหลงน าฟอกตวเอง (SELF PURIFICATION) ไมทน - ท าใหเกดกลน - ท าใหสญเสยโอกาสทจะใชประโยชนจากแหลงน านนในทางเศรษฐกจ 2) สารอนทรยบางชนดอาจสงผลตอสงมชวต สงผลดงน
- หากเปนสารทสลายตวไดยาก จะท าใหเกดการสะสมตวอยในระบบนเวศ
(BIOACCUMULATION) เพมขนเรอยๆ
2.4.2.2 อณหภม
น าเสยอณหภมสง สงผลดงน - เปนอนตรายตอสงมชวตในน า - ท าใหความสามารถการละลายของออกซเจนในน าคาสงสดจะมคาลดลง - เพมอตราการเจรญเตบโตและการใชออกซเจนของจลนทรย
2.4.2.3 ของแขงแขวนลอย
น าเสยทมของแขงแขวนลอยปรมาณมาก สงผลดงน - เพมปรมาณสารอนทรยในแหลงน า - ความสามารถในการตกตะกอนของสารแขวนลอยจะท าใหแหลงน าตนเขนได - ท าลายทศนยภาพของแหลงน า
2.4.2.4 ของแขงละลายน า
ถาความเขมขนของของแขงละลายน าไดบางชนดมสวนประกอบของโลหะหนกกอาจสงผลตอระบบนเวศนได เชน เฮกซะวาเลนซโครเมยม มความเขมขนสงกวา 5 มลลกรมตอลตร จะเปนอนตรายตอปลา หรอมทองแดงความเขมขน 0.1-0.5 มลลกรมตอลตร กจะ
17
เปนพษตอจลชพในน า ท าใหสญเสยโอกาสทจะใชประโยชนจากแหลงน านนในทางเศรษฐกจได 2.4.2.5 ส
- ท าลายทศนยภาพของแหลงน า - ท าใหปรมาณแสงทจะผานลงสแหลงน าลดลง สงผลใหพชน าไมสามารถสงเคราะห
แสงได สงผลไปถงการทออกซเจนสามารถละลายลงไปในน าไดนอยลงดวย 2.4.2.6 โลหะหนก
- ท าใหเกดโรงรายแรงทงตอสขภาพของสงมชวตในน าและมนษยได - เกดการสะสมอยในระบบนเวศ 2.5 กระบวนการดดซบ (ADSORPTION PROCESS)
กระบวนการดดซบ เปนหนงในตวชวยของกระบวนการบ าบดมลสารโดยใชการแยกองคประกอบทตองการออกจากสารละลายทเปนของไหล คออยในเฟสของเหลวหรอเฟสกาซ ดวยหลกการเคลอนยายมวลสารของตวถกดดซบ (ADSORBATE) ไปยงตวกลางดดซบ (ADSORBENT) ซงเปนเฟสของแขง ท าใหเกดการสะสมของตวถกดดซบบนผวของตวกลางดดซบ
2.5.1 แรงทเกยวของกบกระบวนการดดซบ
แรงทมความเกยวของกบกระบวนการดดซบนน สามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภทดวยกนคอ แรงทางกายภาพ และแรงทางเคม 2.5.1.1 แรงทางกายภาพ
1. แรงแวนเดอรวาลส (VAN DER WAAL’S FORCE) อะตอมทอยอยางอสระ หรอโมเลกลทไมมสภาพขว สามารถเกดแรงดงดดอยาง
ออนๆ อนเนองมาจากการเคลอนทอยางไมเปนระเบยบของอเลคตรอนในโมเลกลนนได ท าใหเกดความหนาแนนของกลมหมอกอเลคตรอนทไมสม าเสมอ กอใหเกดสภาพขว และสามารถถกดดดวยตวกลางดดซบได แตการดดซบประเภทนมระดบพลงงานต า ซงมขอดคอจะท าใหการคายการดดซบ (DESORPTION) เกดไดงายขน และคณสมบตนจะท าใหการฟนฟสภาพของตวกลางดดซบสามารถท าไดงายขน (เปน REVERSIBLE REACTION)
2. แรงทางไฟฟาสถต (ELECTROSTATIC FORCE)
- แรงดงดดระหวางโมเลกลทมขวตรงขามทงสองโมเลกล เกดการจดเรยงโมเลกล
(ORIENTATION EFFECT) ท าใหเกดแรงดงดดกบโมเลกลทมประจขวตรงขาม
18
- แรงดงดดระหวางโมเลกลทไมมขวกบโมเลกลทไมมขว เกดจากผลของการกระจายอเลคตรอน (DISPERSION EFFECT) ท าใหอเลคตรอนของโมเลกลไมมขวนน เคลอนทอยางไมสม าเสมอไปกองอยดานใดดานหนง ท าใหเกดสภาพขวดงดดโมเลกลประเภทเดยวกนอยางออนๆ
- แรงดงดดระหวางโมเลกลทมขว กบโมเลกลทไมมขว ซงเกดจากการเหนยวน า
(INDUCTION EFFECT) ของโมเลกลทมขวเมอเคลอนเขาใกลอกโมเลกลหนงทตอนแรกไมมขว แตหลงจากเขาใกลโมเลกลทมขว จงเกดการเหนยวน าใหเกดเปนโมเลกลทมประจตรงกนขาม และมแรงดงดดซงกนและกน
2.5.1.2 แรงทางเคม
เกดจากการยดเหนยวจากการใชอเลคตรอนรวมกนหรอการใหอเลคตรอนระหวางไอออนของตวถกดดซบกบตวกลางดดซบ ไดเปนสารประกอบใหมขนทบรเวณผวของตวกลางดดซบ โดยแรงทางเคมนจะมคามากกวาแรงทางกายภาพ และปฏกรยาทเกดขนนนไมสามารถยอนกลบได (IRREVERSIBLE)
1. พนธะไฮโดรเจน (HYDROGEN BONDING) เปนแรงทเกดจากการมสภาพขวทแขงแรงระหวางอะตอมไฮโดรเจน และ ELECTRONEGATIVE ATOM เชนออกซเจนและไนโตรเจน
2. พนธะโคเวเลนท (COVALENT BONDING) เปนพนธะเคมทใชอเลคตรอนคกน
ระหวางอะตอมทงสอง
3. HYDROPHOBIC FORCE: เปนแรงทเกดจากสภาพความชอบน าของตวถกดดซบกบพนผว ซงการดดซบทดจะเกดขนกตอเมอตวถกดดซบไมชอบน า หรอไมคอยละลายในน า ท าใหเกดโอกาสทตวถกดดซบนนจะถกดดซบดวยตวกลางดดซบมากกวาละลายอยในน า
ลกษณะการดดซบสามารถแบงออกไดเปน 2 ลกษณะคอ การดดซบทางกายภาพ
และการดดซบทางเคม มรายละเอยดดงนคอ 1. การดดซบทางกายภาพ (PHYSICAL ADSORPTION) (ชฎาภรณ บญแท, 2545)
เปนการดดซบโมเลกลของสารตวถกดดซบในสารละลายดวยแรงแวนเดอรวาลส ซงมคามากกวาแรงดงดดระหวางโมเลกลขององคประกอบในสารละลาย ท าใหโมเลกลของสารสามารถยดตดบนผวของตวกลางดดซบไดดกวาละลายอยในสารละลายนน
19
ส าหรบกรณทตวกลางดดซบมความพรนสง ของเหลวหรอกาซทควบแนนจะซมผานเขาสชองวายภายในตวกลางดดซบได แมความดนในระบบจะมคาต ากวาความดนไอของระบบนนกตาม ปรากฏการณนเกดขนไดในอณหภมปกต แตเมอลดความดนหรอเพมอณหภมใหกบระบบจะท าใหความสามารถในการดดซบลดลง และเกดการผนกลบ (REVERSIBLE
INTERACTION) ซงจะท าใหตวถกดดซบเคลอนทออกจากตวกลางดดซบนน โดยจะเรยกปรากฏการณในชวงดงกลาววา DESORPTION
2. การดดซบทางเคม (CHEMICAL ADSORPTION) (ชฎาภรณ บญแท, 2545) ปรากฏการณการดดซบทางเคมจะขนอยกบสภาพแวดลอมทเหมาะสม เปน
การดดซบทสามารถเกดขนไดทอณหภมสง (ส าหรบสารบางชนดจะไมเกดการดดซบทางเคมทอณหภมปกต แตเมอเพมอณหภมกสามารถเกดการดดซบได) และมความแตกตางจากการดดซบทางกายภาพอยางมาก การดดซบทางเคมจะมการเกดปฏกรยาทางเคมระหวางพนผวของตวกลางดดซบและตวถกดดซบ โดยจะสรางพนธะเกดเปนสารประกอบใหมขนมา ท าใหปรมาณของตวกลางดดซบลดลง และเนองจากการดดซบไมไดเกดทวทงพนผว แตเกดเฉพาะพนผวบรเวณทสามารถเกดพนธะเคมไดเทานนแตกตางจากการดดซบทางกายภาพทโมเลกลทถกดดซบสามารถเขาไปเกาะยงพนผวสวนใดกได ท าใหอตราสวนตวถกดดซบตอตวกลางดดซบส าหรบการดดซบทางเคม มปรมาณนอยกวาการดดซบทางกายภาพ
เนองจากการดดซบทางเคม เปนการเกดปฏกรยาเคม และเปลยนแปลงองคประกอบทางเคมของตวกลางดดซบ จงท าใหการดดซบประเภทนไมสามารถเกดการคายดดซบ (DESORPTION) และปฏกรยายอนกลบ (IRREVERSIBLE) ได
ความแตกตางของการดดซบทางกายภาพกบการดดซบทางเคม (ธนพร ค าขจร, 2552) 1. การดดซบทางกายภาพไมเกยวของกบการใชอเลคตรอนรวมกน และไม
เกยวของกบการแลกเปลยนอเลคตรอน 2. การดดซบทางกายภาพไมมการจ ากดเกยวกบบรเวณทท าการเกดปฏกรยา
โมเลกลทถกตวกลางดดซบดดซบเขาไปนน สามารถทจะไปเกาะบนพนผวสวนใดกได แตหากเปนการดดซบทางเคมจะเลอกเฉพาะบรเวณท โมเลกลของ มลสารและโมเลกลบนพนผวของตวกลางดดซบสามารถเกดพนธะเคมไดเทานน
3. การดดซบทางกายภาพสามารถท าใหเกดชนของโมเลกลไดหลายชน
20
4. การดดซบทางเคมจะเกดขนไดตองอาศยพลงงานมากระตน ตางจากกระบวนการดดซบทางกายภาพทสามารถเกดขนไดเอง
5. เนองจากการดดซบเปนปฏกรยาแบบคายความรอน คาความรอนของการดดซบทางกายภาพมกจะมคาต า คอมคาใกลเคยงกบคาความรอนของการกลายเปนของเหลวเทานน สวนคาความรอนของการดดซบทางเคมจะมคาสงมาก โดยจะเปลยนแปลงไปตามชนดของปฏกรยาทเกดขน อยางไรกด คาความรอนในกระบวนการดดซบกมผลตอระบบนอยมากจนมกจะไมน ามาพจารณา
(ในอตสาหกรรมจงนยมใชการดดซบแบบกายภาพมากกวาการดดซบแบบเคม)
2.5.2 กลไกการดดซบและอตราการเคลอนยายโมเลกล (RATE OF MOLECULE TRANSFER) (PUNYAPALAKUL และ TAKIZAWA, 2006)
อตราการดดซบ (ADSORPTION RATE) เปนตวบงชถงความเรวทระบบจะใชในการเขาสสมดล โดยอตราการดดซบจะถกควบคมดวยขนตอนทมความตานทานมากทสด คอใชเวลานานทสดในการเคลอนยายโมเลกล ส าหรบขนตอนในการเคลอนยายโมเลกลส าหรบการดดซบสามารถแบงออกไดเปน 4 ขนตอน ไดแก 1. BULK TRANSFER
เปนขนตอนทโมเลกลของตวถกดดซบจะเคลอนทจาก BULK SOLUTION ไปยงผวหนาของฟลมน า หรอโมเลกลทลอมรอบตวกลางดดซบ โดยขนตอนนจะเปนขนตอนทเกดขนเรวทสด 2. FILM TRANSPORT
การขนสงชนฟลม เปนขนตอนทโมเลกลชนผวหนาบางๆของของเหลวแทรกเขาสผวหนาของตวกลางดดซบ ท าใหเกดกระบวนการแพรผานฟลม (FILM
DIFFUSION) ส าหรบสภาวะทมความปนปวนนอย การขนสงในชนฟลมนเปนขนตอนทส าคญของอตราการดดตดผว 3. INTERPARTICLE TRANSPORT
เปนการแพรของโมเลกลตวถกดดซบเขาสโพรง หรอรพรนของตวกลางดดซบ เรยกอกชอหนงคอ PORE DIFFUSION ท าใหเกดการดดซบขน โดยทวไปและในสภาวะทมความปนปวนมากเพยงพอ ขนตอนการแพรสรพรนเปนขนตอนทควบคมอตราการดดตดผว
4. ADSORPTION การดดซบเปนขนตอนสดทายทตวถกดดซบจะถกดดซบบนตวกลางดดซบ
ส าหรบการแพรเขาสรพรน (INTRAPARTICLE DIFFUSION) โดยสวนมากแลวมกจะใชสมการ (2.1) เพออธบายกลไกการดดซบ
QT = KIDT1/2 (2.1)
KID คอ คาคงทอตราการแพรเขาสรพรน (มลลกรม/กรม*นาท1/2)
QT คอ ปรมาณตวถกดดซบตอหนวยน าหนกของตวกลางดดซบทเวลาตางๆ
(มลลกรมตอกรม)
2.5.3 ปจจยทมผลตอกระบวนการดดซบ
2.5.3.1 อณหภม มผลตออตราเรวและความสามารถในการดดซบ โดยอตราเรวจะเปนสดสวนโดยตรง
กบอณหภม และส าหรบในกรณท วไป การเพมอณหภมใหแกระบบจะเปนการลดความสามารถในการดดซบ เนองจากการดดซบเปนปฏกรยาคายความรอน
2.5.3.2 ธรรมชาตของตวท าละลาย สมบตของมลสารในน าเสยในเรองของการดดตดผวมผลตอการแยงประจในน ากบ
ตวกลางดดซบ แตถอวามผลนอยมากเมอเทยบกบผลทเกดจากการแตกตวเปนประจของไอออนเกลอในน าเสย
2.5.3.3 พนทผวของตวกลางดดซบ โดยทวไปแลวความสามารถในการดดซบจะแปรผนตามพนทผว แตทงนตองพจารณา
ขนาดของโมเลกลของตวถกดดซบประกอบกนไปดวย การดดซบจะเกดขนไดดทสดเมอตวถกดดซบมขนาดเลกกวาขนาดของโพรงเลกนอย (พอดทจะสามารถเขาโพรงได) ถาขนาดของตวถกดดซบมขนาดใหญกวารพรนจะท าใหเกดการดดซบเฉพาะทพนผวภายนอก สงผลความสามารถในการเขาสรพรนของตวกลางดดซบ โดยโมเลกลขนาดเลกจะสามารถถกดดเขาไปในโพรงของตวกลางดดซบไดดกวาโมเลกลขนาดใหญ
เนองจากคาพนผวตวกลางดดซบตรวจวดไดจากกระบวนการแทนทโมเลกลกาซไนโตรเจน (N2) เขาไปในชองวาง ดงนนส าหรบโมเลกลของตวถกดดซบทมขนาดใหญกวาขนาดของ N2 จงอาจไมสามารถเขาไปยงพนทในรพรนบางสวนได
22
2.5.3.4 โครงสรางรพรนของตวกลางดดซบ ส าหรบตวกลางดดซบทมโครงสรางของรพรนทเปนเอกรป (UNIFORM) คอมขนาด
ใกลเคยงกนจะใหประสทธภาพในการจบมลสารเปาหมายไดมากกวา
2.5.3.5 ธรรมชาตของตวถกละลาย
สารทละลายน าได หรอสารทสามารถแตกตวเปนไอออนในสารละลายได จะมแรงยดเหนยวกบน าไดอยางมาก ท าใหยากตอการดดซบ ในขณะทสารทละลายน าไดนอยหรอไมละลายน าจะสามารถเกาะตดบนผวไดดกวา เนองจากในการดดซบนนตวถกละลายจะตองถกแยกออกจากตวท าละลาย
2.5.3.6 คา PH ของสารละลาย
ผลกระทบทเกดจากคา PH ในสารละลายนนมผลอยางมากตอกระบวนการดดซบ
โดยมผลตอการแตกตวของประจ และการละลายของสารตางๆ ท าใหคณสมบตของสารและตวกลางดดซบเปลยนไป เชนทคา PH ต าๆ โลหะหนกจะละลายน ามากกวาตกตะกอน และจะมไฮโดรเจนไอออนสง ถาท พนผวเปนประจลบและมลสารทถกดดซบเปนประจบวก
ไฮโดรเจนไอออนจะไปแยงกบตวกลางดดซบ แตถามลสารทถกดดซบเปนประจลบ มลสารนนกจะไปรวมตวกบไฮโดรเจนไอออน ท าใหมลสารเปลยนรปไป ในทางตรงกนขาม ทคา PH สงๆ
จะมไฮดรอกซลไอออนเปนจ านวนมาก ท าใหพนทผวทชอบน าจะถกไฮดรอกซลไอออนแยง
ท าใหมลสารไปสรางสารประกอบกบไฮดรอกซลไอออนแทน ซงกจะท าใหมลสารเปลยนรปไป
2.5.3.7 น าหนกและขนาดโมเลกล
โดยสวนมาก อตราการเคลอนทภายในโพรงเปนอตราควบคมกลไกการดดซบ การดดซบจะเกดขนไดดทสดเมอตวถกดดซบมขนาดเลกกวาขนาดของโพรงเลกนอย (พอดทจะสามารถเขาโพรงได) ถาขนาดของตวถกดดซบมขนาดใหญกวารพรนจะท าใหเกดการดดซบเฉพาะทพนผว สงผลตอการเขาถงพนท (ACCESSIBILITY) ของตวกลางดดซบ โดยโมเลกลขนาดเลกจะสามารถถกดดเขาเขาไปในโพรงของตวกลางดดซบไดดกวาโมเลกลขนาดใหญ
2.5.3.8 ความปนปวน
ทความปนปวนสงๆ จะท าใหชนฟลมน าทลอมรอบตวกลางดดซบจะมความบางกวาทระดบความปนปวนต า ทซงยงฟลมน ามความหนามากกจะเปนอปสรรคการเคลอนทของโมเลกลเขาหาตวกลางดดซบ ดงนนยงความปนปวนของน ามาก ชนฟลมจะบางขน ท าใหการเคลอนทเขาหาตวกลางดดซบเกดไดรวดเรวกวา เปนผลใหการแพรในรพรนเปนตวก าหนด
23
อตราเรวการดดซบ จงสามารถสรปไดวาอตราเรวการดดซบจะขนกบการแพรผานชนฟลมของน าทลอมรอบตวกลางดดซบ
2.5.3.9 เวลาสมผส เวลาสมผสเปนตวแปรทมผลตอประสทธภาพการดดซบ ในการทดลองตองใชเวลาให
เหมาะสมเพอใหไดประสทธภาพการดดซบสงสด โดยตวกลางดดซบแตละชนดกจะใชเวลาไมเทากน ผทดลองควรท าการทดสอบกอนน าไปใชงานจรง
2.5.4 การศกษาความสามารถในการดดซบ (ADSORPTION ISOTHERM)
การดดซบจากสารละลายมผลตอความเขมขนของตวถกละลายบนพนผวของของแขง ในขณะทเกดการดดซบขน ตวท าละลายทถกดดตดผวมแนวโนมทจะหลดออกมาสสารละลาย เมอถงจดทอตราการดดซบมคาเทากบอตราการคายและไมมการเปลยนแปลงอกตอไป คอการเขาสสภาวะคงท (EQUILIBRIUM STATE) ซงเรยกวา สมดลของการดดซบ
(ADSORPTION EQUILIBRIUM) ทจดสมดลนจะไมมการเปลยนแปลงความเขมขนของตวถกละลายบนผวของตวกลางดดซบหรอในของเหลว สมดลนเปนลกษณะเฉพาะของระบบทงหมด รวมไปถงตวถกละลาย ตวกลางดดซบ ตวท าละลาย พเอช อณหภม และอนๆ ปรมาณของตวถกละลายทถกดดตด ณ จดสมดล โดยปกตจะเพมขนเมอเพมความเขมขนของตวถกละลาย การแสดงปรมาณของตวถกละลายทถกดดตดผวตอหนวยของสารตวกลางดดซบ ซงส ม พ น ธ ก บ ค ว า ม เ ข ม ข น ท จ ด ส ม ด ล ใ น ส า ร ล ะ ล า ย ท อ ณ ห ภ ม ค ง ท เ ร ย ก ว า ไอโซเทอรมการดดซบ (ADSORPTION ISOTHERM) หรอสมดลการดดซบ นยมใชศกษาความสามารถในการดดซบ โดยเรยกผลของความสมพนธนซงเปนคาคงทวา ไอโซเทอรมการดดซบ (ADSORPTION ISOTHERM) ใชในการอธบายสมดลของระบบทเกดขน เพอค านวนออกแบบระบบ เพอหาปรมาณตวกลางดดซบทตองใชในกระบวนการดดซบตามแตกรณ มประโยชนในการหาความสามารถในการดดซบของตวกลางดดซบ และเปรยบเทยบตวกลางดดซบชนดตางๆ
สมการไอโซเทอรมการดดซบสามารถหาไดจากการทดลอง โดยใชขอมลความสมพนธระหวางปรมาณของสารทถกดดซบตอหนวยน าหนกของตวกลางดดซบ และคาความเขมขนของสารนนทยงเหลออยในน า (ทอณหภมคงท)
สมการไอโซเทอรมการดดซบมหลายชนด เนองจากมหลายทฤษฎทอธบายเกยวกบสมดลของการดดซบทเกดขน มแบบจ าลองทางคณตศาสตรหลายภาพแบบทน ามาใชอธบายถงขอมลของการดดซบ ซงเปนผลมาจากการพฒนาทฤษฎ ส าหรบการน ามาใชนน จะเลอก
24
สมการทเมอน ามาแทนคาและเขยนกราฟแลวใหรปรางออกมามความใกลเคยงผลทไดจากการทดลองมากทสด 2.5.4.1 แลงเมยรไอโซเทอรม (LANGMUIR ISOTHERM) (ธนพร ค าขจร, 2552)
แลงเมยรไอโซเทอรมเปนสมการไอโซเทอรมภายใตเงอนไขดงตอไปน 1. โมเลกลถกดดตดอยทบรเวณทแนนอนบนพนผวของตวกลางดดซบ 2. แตละบรเวณสามารถดดตดผวไดเพยงชนเดยว เปนชนฟลมเดยว
(MONOLAYER) และท พนผวของตวกลางดดซบมประเภทหมฟ งกชนเพยงหมเดยว (HOMOGENOUS SURFACE ADSORPTION)
3. พนทของบรเวณทดดตดผวมจ านวนทแนนอน ซงก าหนดโดยลกษณะของพนผว
4. พลงงานการดดซบททกจดจะมคาเทากน แลงเมยรไอโซเทอมภายใตสมมตฐานทงหมดเปนไปตามสมการ (2.2)
𝑞 =𝑞𝑚𝐾𝐿𝑐𝑒
1+𝐾𝐿𝑐𝑒 (2.2)
โดยท Q คอปรมาณสารละลายทถกดดซบตอปรมาณสารดดซบท
สภาวะสมดล (มลลกรม/กรม)
QM คอปรมาณสารละลายทถกดดซบทสภาวะสมดลตอ
ปรมาณสารดดซบทสภาวะสมดล (มลลกรม/กรม)
CE คอความเขมขนของสารถกดดซบในสารละลาย
(มลลกรม/ลตร หรอ โมล/ลตร)
KL คอคาคงทของแลงเมยร (ลตร/มลลกรม)
2.5.4.2 ฟรนดลชไอโซเทอรม (FREUNDLISH ISOTHERM) (ธนพร ค าขจร, 2552)
ฟรนดลชไอโซเทอรมมกใชกบกรณสารทใชทดลองเปนสารละลายเหลว (AQUEOUS
SOLUTION) ทมหลายชนฟลม (MULTILAYER) และทพนผวของตวกลางดดซบมประเภทหมฟงกชนทหลากหลาย (HETEROGENEOUS SURFACE ADSORPTION) โดยจะเปนไปตามสมการ
(2.3)
𝑞 = 𝐾𝐹𝑐𝑒1
𝑛⁄ (2.3)
โดยท Q คอปรมาณสารละลายทถกดดซบตอปรมาณสารดดซบท สภาวะสมดล (มลลกรม/กรม) KF คอค าคงท ของฟรนดล ช ซ งมความสอดคลองกบ ความสามารถในการดดซบ ADSORPTION CAPACITY และ ADSORPTION INTENSITY ของ FREUNDLISH 1/N คอคา FREUNDLISH INTENSITY PARAMETER
2.5.5 จลนพลศาสตรการดดซบ (ADSORPTION KINETIC) (ปรางศร ศรศภพชร, 2551)
จนพลศาสตรการดดซบ (ADSORPTION KINETIC) ใชในการศกษาอตราการเกดปฏกรยา
และกลไกของปฏกรยาเคมท เกดขน และสามารถใชหา อตราการดดซบ (RATE OF
ADSORPTION) โดยจะขนกบระยะเวลาทใชในการดดซบ สวนมากจะนยมน าขอมลทไดมาใชในการออกแบบระยะเวลาสมผส (CONTACT TIME) ทจะพอดกบจดสมดล (EQUILIBRIUM
ADSORPTION) โดยโมเดลสมการทจะน ามาใชท านายจนพลศาสตรการดดซบไดแก สมดลการดดซบอนดบ 1 เสมอน (PSEUDO-FIRST ORDER) และ สมดลการดดซบอนดบ 2 เสมอน
(PSEUDO-SECOND ORDER) เชนเดยวกบโมเดลการท านายการแพรสรพรนภายในตวกลางดดซบ
(INTRAPARTICLE DIFFUSION MODEL)
2.5.5.1 สมดลการดดซบอนดบ 1 เสมอน
สมดลการดดซบอนดบ 1 เสมอน คอปฏกรยาทอตราเกดปฏกรยาขนอยกบความเขมขนของสารตงตนยกก าลงหนง
𝐴 + 𝐵 → 𝑃
ใชศกษาภายใตเงอนไขวา ผทดสอบจะสนใจสารตงตน (REACTANT) เพยงตวเดยวเทานน; สมการ FIRST ORDER ตามสมการท (2.4)
LN(𝑞𝑒 − 𝑞𝑡) = LN 𝑞𝑒 −𝑘1
2.303𝑡 (2.4)
โดยท QE คอปรมาณสารละลายทถกดดซบทจดสมดล ตอหนวยน าหนก
ของตวกลางดดซบ (มลลกรม/กรม)
26
QT คอปรมาณสารละลายทถกดดซบทเวลาใดๆ ตอหนวยน าหนก
ของตวกลางดดซบ (มลลกรม/กรม)
K1 คอคาคงทอตราเทยมอนดบ1 (PSEUDO FIRST RATE CONSTANT)
(ชวโมง-1)
2.5.5.2 สมดลการดดซบอนดบ 2 เสมอน
สมดลการดดซบอนดบ 2 เสมอน คอปฏกรยาทอตราการเกดปฏกรยาขนอยกบความเขมขนของสารตงตนยกก าลงสอง หรอขนอยกบความเขมขนของสารตงตนสองชนด แตละชนดยกก าลงหนง สวนมากจะใชกบการดดซบสารเคม (CHEMICAL ADSORPTION)
ปฏกรยาอนดบสองเสมอนจะเปนการบอกถงกระบวนการดดซบทเกดขนเปนกระบวนการทางเคมทเกดจากประจของสารดดซบและสารถกดดซบ อตราการเกดปฏกรยาจะขนกบจ านวนสารถกดดซบทสภาวะสมดล; สมการ SECOND ORDER สมการท (2.5)
𝑡
𝑞𝑡=
1
𝑘2𝑞𝑒2 +
𝑡
𝑞𝑒 (2.5)
โดย K2 คอคาคงทอตราเทยมอนดบ2 (PSEUDO SECOND RATE CONSTANT) (กรม/มลลกรมชวโมง)
2.6 ตวกลางดดซบ
2.6.1 อนภาคทมคณสมบตแมเหลก
สมบตทางแมเหลกเปนหนงในสมบตพเศษทเกดขนจากวสดระดบนาโน ซงสมบตทางแมเหลกนจะขนกบโครงสรางและลกษณะการจบตวของอะตอม/ธาตทประกอบตวกนขนเปนวสด โดยสามารถแยะออกเปนกลมตางๆ ตามคณสมบตความเปนแมเหลกไดดงน
27
ตารางท 2. 5 การจ าแนกประเภทของแมเหลกตามคณสมบต (พชชาภา บญคง, 2551)
ประเภทตาม
คณสมบตความเปน
แมเหลก
เมออยใน
สนามแมเหลก
เมอไมอยใน
สนามแมเหลก
พจารณาจากลกษณะ
การจดเรยงอเลคตรอน
1.กลมไดอาแมกเนตก
(DIAMAGNETIC)
แสดงคาสภาพรบไว
ไดทางแมเหลกในเชง
ลบเลกนอย
ไมมการแสดงคาสภาพ
รบไวไดทางแมเหลก
เกดในออบทอลโมเลกล
ท ม อ เ ล คต รอน เข า ค
ออบทอล
2.กลมพาราแมกเนตก
(PARAMAGNETIC)
แสดงคาสภาพรบไว
ไดทางแมเหลกในเชง
บวกเลกนอย
ไมมการแสดงคาสภาพ
รบไวไดทางแมเหลก
เกดไดดถาในออบทอล
โมเลกล มอเลคตรอนไม
เขาค
3.กล ม เฟอร โ รแมก
เนตก
(FERROMAGNETIC)
แสดงคาสภาพรบไว
ไดทางแมเหลกในเชง
บวกอยางแรง
ส า ม า ร ถ ร ก ษ า ส ภ า พ
แมเหลกใหคงอยไดแมจะ
ไมอย ในสนามแม เหลก
ห ร อ ท า ใ ห ห ม ด ส ภ า พ
แมเหลกไปได
ส าหรบวสดประเภทเฟอรโรแมกเนตกสามารถแบงออกไดเปนสองประเภท ไดแค
แอนตเฟอรโรแมกเนตก และเฟอรรแมกเนตก วสดประเภทแอนตเฟอรโรแมกเนตก เชน MN, CR, MNO, NIO, COO และ MNCL2 จะไมแสดงสภาพแมเหลก เนองจากขวของอเลคตรอนคตรงขามกนและหกลางกนหมด สวนวสดประเภทเฟอรรแมกเนตก เชน FERRITES และ
MAGNETITE จะมการแสดงสภาพทางแมเหลก เนองจากโมเมนตของอเลคตรอนตรงขามในโมเลกลมคาไมเทากน
ส าหรบกรณของวสดประเภทเฟอรโรแมกเนตก พบวาเมอมขนาดเลกลงจนถง 20-30
นาโนเมตร จะเกด “ปรากฏการณซป เปอรพาราแมกเนตก” (SUPERPARAMAGNETIC
PHENOMENON) ซ ง เปนสมบตทางแม เหลกแบบใหม โดยอนภาคทมสมบตซปเปอร - พาราแมกเนตก (SUPERPARAMAGNETIC PARTICLES) จะมสมบตความเปนแมเหลกทไมมนคงจากการแปรปรวนของอณหภม โดยอนภาคเหลานจะไมแสดงสมบตแมเหลกเมอไมไดรบสนามแมเหลกภายนอก และเมอไดรบสนามแมเหลกกจะแสดงสมบตแมเหลก ซงสามารถเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางคา MAGNETIZATION (M) กบคาความเขมของสนามแมเหลก (H) ของอนภาคซปเปอรพาราแมกเนตกได ดงแสดงในรปท 2.2
28
รปท 2. 2 ความสมพนธระหวางคา MAGNETIZATION (M) กบ คาความเขมของสนามแมเหลก (H) ของ
อนภาคซปเปอรพาราแมกเนตก (ณฐพนธ ศภกา, 2549)
เมออณหภมสงกวา BLOCKING TEMPERATURE (TB) ตามทฤษฎของ NEEL-BROWN
อ น ภ า ค น น จ ะ ป ร ะ พ ฤ ต ต ว เ ห ม อ น ว ส ด ป ร ะ เ ภ ท PARAMAGNETISM ซ ง เ ร ย ก ว า
SUPERPARAMAGNETISM (MARTIEN, 1994; FORNARA, 2008; DAVE AND GAO, 2009) อนภาคทมสมบตแมเหลก (MAGNETIC PARTICLES) มการใชมาตงแตชวงกลางของป
1970 โดยมกใชดานชววทยาและทางการแพทย คณสมบตแมเหลกเปนลกษณะเฉพาะทท าใหเคลอนทไดในบรเวณทมสนามแมเหลกสง ซงสามารถน าไปใชประโยชน เชนการใชน าสงยา
หรอสารออกฤทธไปยงอวยวะเปาหมายโดยการควบคมดวยสนามแมเหลกภายนอกรางกาย
และการแยกทางชวภาพ (BIOSEPERATIONS) และยงมการปรบปรงพนผวของอนภาค และเพมประสทธภาพการน าสงและท าปฏกรยา ซงการศกษาในหองปฏบตการนนแสดงใหเหนวา
IRON NANOPARTICLES มผลต อการ เคล อนย ายของมลพษในส ง แวดล อมท ว ไป เ ช น
CHLORINATED ORGANIC SOLVENTS, ORGANOCHLORINE PESTICIDES, PCBS, ORGANIC DYES, สารประกอบอนนทรย อนๆ รวมถงไอออนของโลหะ เชน AS (+3), PB (+2), CU (+2), NI (+2) และ CR (+6) เปนตน (SUN และคณะ, 2006)
2.6.2 เมโสพอรสซลกา (MESOPOROUS SILICA)
เมโสพอรสซลกามลกษณะทวไปเปนผงละเอยดสขาว เปนรปแบบหนงของซลกา
และไดรบการพฒนาทางดานนาโนเทคโนโลย โดยโครงสรางทพบโดยทวไปจะเปนแบบ
29
MOBILE CRYSTALLINE MATERIAL (MCM-41) แ ล ะ SANTA BARBARA AMORPHOUS (SBA-15) (KATIYAR AMIT และคณะ, 2006) โดยไดถกผลตขนเปนครงแรกในป 1997 ดวยความบงเอญรวมกบสารอนในความพยายามทจะสงเคราะหซลกาทมความหนาแนนต า อยางไรกดในป 1990 ไดมการพยายามสงเคราะหเมโสพอรสซลกาขนเดยวๆ เปนอนภาคขนาดนาโนในญปน
(YANAGISAWA TSUNEO และคณะ, 1990) หลงจากนนกไดมการปรบแตงโครงสรางจนได MOBIL CRYSTALLINE MATERIALS (MCM-41) ( J.S. BECK และคณะ , 1992) และ ในป 1998
มหาวทยาลยแคลฟอรเนย, ซานตาบารบารา ไดท าการสงเคราะหเมโสพอรสซลกาชนดใหมไดส าเรจ และตงชอวา SANTA BARBARA AMORPHOUS (SBA-15) (DONGYUAN ZHAO และคณะ, 1988) โดย SBA-15 นจะมโครงสรางรพรนแบบ HEXAGONAL ARRAY และหลายปตอมาไดมการพฒนาอนภาคเมโสพอรสขนาดนาโนนไปใชกนอยางแพรหลาย เนองจากตวกลางดดซบประเภทซลกามความเปนพษต า, สามารถปรบปรงพนทผวไดงาย, มพนทผวมาก, ดดซบไดปรมาณมาก และมความเสถยรทางชวภาพมาก (VOGT และคณะ, 2010) จงมการน าไปใชทงในการแพทย และการท าใหยาออกฤทธเฉพาะทตามอวยวะเปาหมายทตองการท าการรกษา
(DRUG DELIVERY และ BIOSENSORS) (MELLAERTS, 2007)
รปท 2. 3 ลกษณะพนผวของอนภาคเมโสพอรสซลกาขนาดนาโน จากกลองอเลคตรอนแบบสองกราด
(LIN, 2008)
30
2.6.3 การสงเคราะหตวกลางดดซบ
2.6.3.1 การสงเคราะหอนภาคขนาดนาโนทมสมบตแมเหลก (QU และคณะ, 2010) อนภาคนาโนแมกนไทต (FE3O4) เปนสารประเภทเฟอรรคแมกเนตกขนาดนาโนทม
โครงสรางเปน CUBIC INVERSE SPINAL STRUCTURE สารแมกนไทตสามารถน าไปประยกตใชไดกบวงการแพทย อนเนองมาจากคณสมบตเฉพาะ เชน ปรากฏการณซปเปอรพาราแมกเนตก
และมสนามแมเหลกหนาแนน
2.6.3.2 การเคลอบแมกนไทตดวยเมโสพอรสซลเกต (VOGT และคณะ, 2010) ในศตวรรษทผานมาไดมงานวจยมากมายเกยวกบการเคลอบผวของแมกนไทตดวย
สารหลายชนด เชน สารอนนทรย, โพลเมอร และ โลหะมาเคลอบบนพนผวอนภาคตวกลางดดซบ อยางไรกด สารทไดรบความนยมมากทสดคอซลกา เนองจากตวซลกาเองมความเปนพษต า, สามารถปรบปรงพนทผวไดงาย, มพนทผวเยอะ, ดดซบไดปรมาณมาก และมความเสถยรทางชวภาพมาก
2.6.3.3 การปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวตวกลางดดซบ กระบวนการดดซบเปนกระบวนการทเกดขนโดยมแรงกระท าระหวางตวกลางดดซบ
และมลสาร แตอาจเกดขนอยางไมทวถงทงพนผวของตวกลางดดซบ หมฟงกชนบนพนผวตวกลางดดซบเปนหนงในปจจยส าคญทจะท าใหเกดการดดซบขนในบรเวณทตองการ ซงการดดซบนนอาจเกดเนองมาจากแรงทางประจ หรอปฏกรยาเคม
การปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวเปนวธการทไดรบความนยมมากส าหรบการเพมประสทธภาพการดดซบใหแกตวกลางดดซบ และเพมความเฉพาะเจาะจงในการเลอกดดซบมลสารแตละชนด ซงการปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวนจะไดผลดเปนพเศษกบตวกลางดดซบสงเคราะหทมลกษณะของเคมบนพนผวทใกลเคยงกน เชน ซลกาเจล เมโสพอรสซลเกต
หรออลมนา การปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวตวกลางดดซบนนสามารถท าได 2 วธ คอ 1. การตอตดหมฟงกชน (POST-SYNTHETIC GRAFTING) (VICHUDA TIPSUNAVE, 2010)
การตอตดหม ฟงกชนเปนการน าหม ฟงกชนทางเคม เชน อะม โน , เมอรแคปโต และไดอะมโน มายดบนผวของตวกลางดดซบตอจากหมฟงกชนบนพนผวเดม โดยเปนวธการทงายและคงไวซงโครงสรางเดมของตวกลางดดซบ
การตอตดหมฟงกชนนมขอเสยคอยากทจะควบคมความเขมขนและการกระจายตวของหมฟงกชนทท าการตอตดเขาไป และการปรบแตงหมฟงกชนสวน
31
ใหญจะเกดขนเฉพาะบนพนผวดานนอกและภายในรพรนทสารตวกลางปรบแตงหมฟงกชนสามารถเขาถงไดเทานน
อยางไรกตาม การตอตดหมฟงกชนกมขอดคอจะยงรกษาโครงสรางของตวกลางดดซบหลงจากทท าการปรบแตงผวหนาแลว
2. ก า ร ค ว บ แ น น ร ว ม (CO-CONDENSATION OR DIRECT SYNTHESIZE) (VICHUDA
TIPSUNAVE, 2010)
การควบแนนรวม จะเปนการปรบแตงหม ฟงกชนบนพนผวไปพรอมกบการสงเคราะหตวกลางดดซบทสามารถใชไดกบทงหมฟงกชนอนทรยและอนนทรย โดยมขอดของการควบแนนรวมคอเกดการกระจายตวของหมฟงกชนอยางทวถงทงพนผวของตวกลางดดซบและสามารถรบหมฟงกชนอนทรยไดมากกวาการตอตดหมฟงกชน ถงแมวาการควบแนนรวมนจะท าใหสญเสยโครงสรางของสารตงตนไปกตาม เนองจากตวกลางดดซบทผานการปรบแตงหมฟงกชนดวยการควบแนนรวมนจะมการจดเรยงโครงสรางของตวกลางดดซบใหม
ตารางท 2. 6 เปรยบเทยบขอดและขอเสยของการปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวตวกลางดดซบดวยวธตอตดหมฟงกชน (POST-SYNTHETIC GRAFTING) และ ควบแนนรวม (CO-CONDENSATION OR DIRECT
SYNTHESIZE)
POST-SYNTHETIC GRAFTING DIRECT SYNTHESIZE
32
ขอด - รกษาโครงสรางของตวกลางดดซบหลงจากทท าการปรบแตงผวหนา
- ท างาย ไมซบซอน - ใชเวลานอย - ควบคมปรมาณหม ฟงกชนไดดกวา และรบหมฟงกชนอนทรยไดมากกวา - เกดการกระจายตวอยางทวถงทงพนผว - ท าใหหมฟงกชนอนทรยมความเสถยรมากกวา
ขอเสย - มราคาแพง เนองจากการควบคมปรมาณ และการกระจายตวของหมฟงกชนอนทรยทมความซบซอนจะท าไดยาก - ท าใหรพรนบนพนผวของตวกลางดดซบมขนาดเลกลง ปรมาตรรพรนกนอยลงดวย -สามารถรบหมฟงกชนมาอยบนพนผวไดนอย
- สญเสยโครงสรางตนแบบของตวกลางดดซบทน ามาสงเคราะห
2.6.4 หมฟงกชน
หมฟงกชน คอหมอะตอม หรอกลมอะตอมของธาต เปนโครงสรางยอยของโมเลกลทมองคประกอบและโครงสรางเฉพาะตว หมฟงกชนมกเปนตวก าหนดการท าปฏกรยาเคมและสมบตทางเคมอนๆ ของโมเลกลทหมฟงกชนนเปนสวนประกอบอย
2.6.4.1 หมฟงกชนอะมโน
หมฟงกชนอะมโน มคณสมบตเปนเบส (PH = 8) ชอบน า และเปน MONOMER ของโปรตน มกนยมใชในการน ามาปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวของตวกลางดดซบ เพอเพมความชอบน า และท าใหพนผวเปนประจบวก เนองจากเมอละลายน าจะไดรบโปรตอนจากน า
33
รปท 2. 4 โครงสรางโมเลกลของสารปรบแตงหมฟงกชนอะมโนทจะ น ามาใชในการปรบแตงพนผวของตวกลางดดซบ ไดแก 3-AMINOPROPYLTRIMETHOXY SILANE
ตารางท 2. 7 คณสมบตของ (3-AMINOPROPYL)TRIMETHOXYSILANE (MATERIAL SAFETY DATA SHEET, SIGMA-ALDRIC, 2012)
ชอ (3-AMINOPROPYL)TRIMETHOXYSILANE
สตรเคม C6H17NO3SI
มวลโมเลกล 179.29 กรมตอโมล ความหนาแนน 1.027 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร
ท 25 องศาเซลเซยส จดเดอด 91-92 องศาเซลเซยส
ความสามารถในการละลายน า ละลายน าได
2.7.4.2 หมฟงกเมอรแคปโต
หมฟงกเมอรแคปโต เปนหมฟงกชนทไมมขว และไมชอบน า มกนยมใชในการน ามาปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวของตวกลางดดซบ เพอเพมความไมชอบน า
เมอน าไปปรบแตงบนพนผวของตวกลางดดซบชนดซลกา จะมจดเดอด/จดหลอมเหลว 213-215 องศาเซลเซยส ความหนาแนน 196.34 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร
รปท 2. 5 โครงสรางโมเลกลของสารปรบแตงหมฟงกชนเมอแคปโตทจะน ามาใชในการปรบแตงพนผวของตวกลางดดซบ ไดแก (3-MERCAPTOPROPYL)TRIMETHOXYSILANE
34
เมอน าไปปรบแตงผวหนาตวกลางดดซบประเภทซลกาแลวจะไดพนผวทมหม (3-MERCAPTOPROPYL)TRIMETHOXYSILANE ซงมคณสมบตตามตาราง 2.8
ตารางท 2. 8 คณสมบตของ (3-MERCAPTOPROPYL)TRIMETHOXYSILANE (MATERIAL SAFETY DATA
SHEET, SIGMA-ALDRIC, 2012)
ชอ (3-MERCAPTOPROPYL)TRIMETHOXYSILANE
สตรเคม HS(CH2)3SI(OCH3)3
มวลโมเลกล 196.34 กรมตอโมล ความหนาแนน 1.057 กรมตอลกบาศกเซนตเมตร
ท 25 องศาเซลเซยส จดเดอด 213-215 องศาเซลเซยส
ความสามารถในการละลายน า ละลายน าได
2.6.5 การวเคราะหสมบตทางกายภาพและเคมของตวกลางดดซบ
2.6.5.2 โครงสรางผลก (PUNYAPALAKUL และ TAKIZAWA, 2006) วเคราะหโครงสรางผลกของตวกลางดดซบทท าการปรบปรงพนผวโดยใชเครอง
POWDER X-RAY DIFFRACTOMETER (XRD) RIGAKU DMAX 2200 POWDER X-RAY
DIFFRACTOMETER EQUIPPED WITH CU K𝛼 RADIATION โ ด ย ใ ช SCANNING RATE 1 ,0 0 0
DEG MIN-1 ในชวง 0.5° – 6.0° (2𝜃)
2.6.5.2 การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว
ในการวเคราะหการตอตดของหมฟงกชนอะมโนบนพนผวของสารดดซบ สามารถว เคราะหไดจากปรมาณไนโตรเจนโดยใช เครอง CNS/O ANALYZER ของ THERMO
SCIENTIFICTTM รน FLASH 2000
2.6.5.3 ลกษณะพนทผว (วระศกด อดมกจเดชา, 2543) การตรวจวดลกษณะพนทผวของสารดดซบจะวเคราะหดวยกลองจลทรรศน
อเลคตรอนแบบสแกน (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE, SEM) เปนกลองจลทรรศนทใชล าแสงอเลคตรอนแทนล าแสง มก าลงขยายละเอยดมากถง 10-30,000 เทา
35
การท างานของกลองจลทรรศนอเลคตรอนแบบสแกน คอจะมอเลคตรอนถกปลอยออกจากตนก าเนด และถกเรงดวยศกยไฟฟาแรงสง (HIGH VOLTAGE) ผานสนามไฟฟาในสญญากาศ ซงท าใหความยาวคลนของอเลคตรอนสนกวาความยาวคลนของแสงมาก และดวยการทอเลคตรอนมประจลบ และมสนามแมเหลกอยรอบตวในแนวตงฉากขณะทอเลคตรอนก าลงเคลอนท ท าใหเราสามารถใชอ านาจสนามแมเหลกและสนามไฟฟาในการบงคบแมเหลกใหเบยงเบนได คณสมบตนจะมประโยชนในการสรางระบบเลนสใหเกดก าลงขยายขนภายในกลอง
กลองจลทรรศนอเลคตรอนแบบสแกนใชในการศกษาโครงสรางหรอองคประกอบตางๆในวตถตวอยาง โดยจะใหกวาดล าอเลคตรอนไปบนพนผว โดยอปกรณตรวจจบทอยภายใน จะจบเอาอเลคตรอนทกระเจงออกจากชนงาน มาแสดงผลบนจอโทรทศนเปนภาพสามมตทสามารถบนทกภาพได
กลองจลทรรศนอเลคตรอนแบบสแกนมการท างานทเหมอนกบกลองจลทรรศนแบบสองผาน แตแตกตางทระบบภาพแสดงผล โดยภาพทไดจะถกสงสญญาณเพอไปขยาย แลวแปลภาพลงจอซอารท (CRT) ซงสามารถดไดดวยตาเปลา และสามารถบนทกได ความสวางของภาพจะขนกบพนผวของตวอยาง โดยถาพนผวมความราบเรยบมาก ภาพกจะสวางนอยกวาพนผวทนนขนมา
นอกจากนยงมเลนสใกลวตถทมชองรบแสงเพอชวยเพมความลกของภาพ หากตดตงอปกรณพเศษเสรมอาจตรวจสอบตวอยางไดมากขน เพอบอกรายละเอยดของภาพรางและองคประกอบของตวอยางในสวนลกกวาทกลองอเลคตรอนทตยภมจะตรวจสอบได เพอหาปรมาณและคณภาพโมเลกลของธาตได
2.7 การแยกดวยแมเหลกแรงสง (HGMS) (WARITTA RUANGTRAKUL, 2010)
2.7.1 ความเขมสนามแมเหลก (MAGNETIC STRENGTH FIELD) (H)
ความเขมสนามแมเหลก ขนกบจ านวนของฟลกซของแมเหลกทท าใหเกดสารทมคณสมบตทางแมเหลกทสามารถแผสนามแมเหลกออกมาได
2.7.2 ความหนาแนนของฟลกซแมเหลก (MAGNETIC FLUX DENSITY) (B)
ความหนาแนนของฟลกซแมเหลก คอปรมาณแรงแมเหลกภายทวสดทมคณสมบตแมเหลก เชนแมเหลกถาวร เปนตวสรางขนมาเอง โดยคาความหนาแนนของฟลกซแมเหลก
36
จะขนกบคาคงตวของการทจะท าใหเปนแมเหลก(ΜM) ซงเปนคาคงตวของคณสมบตของตวกลาง แมเหลกและความเขมสนามแมเหลก ดงจะแสดงใหเหนในสมการท (2.6) 𝐵 = 𝜇𝑚𝐻 (2.6) โดยท H คอ ความเขมสนามแมเหลก (แอมแปรตอเมตร) B คอ ความหนาแนนของฟลกซแมเหลก (เทสลา) ΜM คอ คาคงตวของการทจะท าใหเปนแมเหลกไดของวตถ
(แอมแปรตอเมตร)
2.7.3 แรงแมเหลก (MAGNETIC FORCE)
แรงแมเหลกเปนแรงของการท าใหประจเคลอนท สามารถอธบายไดดวยกฎของ ลอเรนซ (LORENTZ LAW) ตามสมการ (2.7)
𝐹𝑚 = 𝑞(𝑣 × 𝐵) (2.7)
โดยท 𝐹𝑚 คอ แรงในการเคลอนยายประจ (นวตน) Q คอ ประจไฟฟาบนอนภาค (คลอมบ) V คอ ความเรวทใชในการเคลอนยายประจ (เมตรตอวนาท) B ความหนาแนนฟลกซ (เทสลา)
แรงแมเหลกของอนภาคเมอน าไปใชในสนามแมเหลกสามารถอธบายไดตามสมการท (2.8)
𝐹M = Μ0VP𝑀𝑝 × ∇𝐻 (2.8)
โดยท 𝐹𝑚 คอ แรงในการเคลอนยายประจ (นวตน) Μ0 คอ คาคงตวของการทจะท าใหเปนแมเหลกไดของวตถใน สภาวะสญญากาศ (แอมแปรตอเมตร) VP คอ ปรมาตรของอนภาค (ลกบาศกเมตร) 𝑀𝑝 คอ PARTICLE MAGNETIZATION (แอมแปรตอเมตร)
∇𝐻 คอ เกรเดยนทของความเขมสนามแมเหลก ณ ต าแหนงท
37
อนภาคอย นอกจากนยงมแรงอก 3 แรงทมความเกยวของกบกระบวนการแยกดวยแมเหลก
ดงตอไปน
2.7.4 แรงดงดดของโลก (GRAVITATIONAL FORCE)
แรงดงดดของโลกเปนแรงทดงใหวตถตกลงไปดวยตวเองในของเหลวดวยน าหนกของตววตถเอง สามารถอธบายไดดงสมการ (2.9)
𝐹G = (ΡP − ΡG)VPG (2.9)
โดยท 𝐹𝑔 คอ แรงดงดดของโลก (นวตน)
ΡP คอ ความหนาแนนของอนภาค (กโลกรมตอลกบาศก เมตร) ΡG คอ ความหนาแนนของของเหลว (กโลกรมตอลกบาศก เมตร) 𝑉P คอ ความเรงของแรงดงดดของโลก (เมตรตอวนาท2)
2.7.5 แรงสศนยกลาง (CENTRIFUGAL FORCE)
แรงสศนยกลางเปนแรงทมการเคลอนทซงจะเกดกตอเมออนภาคมความปนปวน
สามารถอธบายไดดงสมการ (2.10) 𝐹C = (ΡP − ΡG)ΩVPR (2.10)
โดยท 𝐹𝑐 คอ แรงสศนยกลาง (นวตน) คอ ความเรวเชงมม (เรเดยนตอวนาท) คอ รศมของอนภาค (เมตร)
2.7.6 แรงตาน (FRICTIONAL FORCE)
แรงตาน ในทนเปนแรงทเกดขนเพอตานแรงโนมถวงของโลก อธบายไดดวยกฎของ สโตค (STOKE’S LAW) ดงสมการ (2.11)
𝐹𝑑 = 3𝜋𝜎𝑑𝑝(𝑣𝑓 − 𝑣𝑝) (2.11)
โดยท 𝐹𝑑 คอ แรงตาน (นวตน)
คอ ความหนดของของเหลว(นวตน*วนาทตอตารางเมตร) DP คอ เสนผานศนยกลางของอนภาค (เมตร)
(𝑣𝑓 − 𝑣𝑝) คอ ความเรวสมพทธของอนภาคเทยบกบของเหลว (เมตรตอวนาท)
2.7.7 ความพรนของชนตวกลาง (POROSITY)
ความพรนของชนตวกลาง (𝜺) คออตราสวนแสดงชองวางในปรมาตรทงหมดของชนตวกลาง โดยในงานวจยนจะใชเสนใยสเตนเลสเปนชนตวกลาง ท าหนาทชวยใหเกดการฟงกระจายของเสนแรงแมเหลก เพอใหตวกลางดดซบมโอกาสไดรบอทธพลของสนามแมเหลกมากขน ส าหรบการก าหนดความพรนของชนตวกลางในการทดลองสามารถก าหนดไดโดยใหปรมาตรคอลมนคงท คอมเสนผาศนยกลางและความยาวคงท แลวใสเสนใยสเตนเลสทน าหนกตางๆลงไป โดยการค านวณน าหนกเสนใยสเตนเลสทความพรนตางๆ สามารถอธบายไดดงสมการ (2.12)
39
𝜀 = 1 −น าหนกของเสนใยสเตนเลส ปรมาตรรวมชองวางของเสนใยสเตนเลสในชนกรอง⁄
ความหนาแนนของเสนใยสเตนเลส (2.12)
ส าหรบความพรนของชนตวกลางทใชในงานวจยนคอ 95.28, 96.85 และ 98.43%
2.7.8 ความเรวในเสนใย
เมอในชนตวกลางมเสนใยมาขดขวางการไหลของสารละลายภายในคอลมน จะมผลท าใหความเรวในชนเสนใยมคาเปลยนไป โดยสามารถค านวณไดดงสมการ (2.13)
ความเรวในคอลมน = ความเรวกอนเขาคอลมน
ความพรน (2.13)
ส าหรบความเรวในคอลมนทเลอกใชในงานวจยนคอ 16.43, 32.87 และ 65.73
เซนตเมตรตอนาท 2.8 งานวจยทเกยวของ
2.8.1 การดดซบสยอม แอซด บล 45
PUNYAPALAKUL และTAKIZAWA (2006) ศกษาการคดเลอกมลสารในดดซบสารลดแรงตงผวทไมมประจ (TRITON X-100) ทอยในสยอมมประจ ไดแก สยอมเบสกเยลโล 1 (BASIC
YELLOW 1) เปนสยอมทแตกตวใหประจบวก และสยอมแอซด บล 45 (ACID BLUE 45) เปนสยอมทแตกตวใหประจลบ โดยใชตวกลางดดซบชนดเฮกซะโกนอลเมโสพอรสซลเกต
(HEXAGONAL MESOPOROUS SILICATE, HMSS) ทมหมฟงกชน N-OCTYLDIMETHYL-(OD-HMS), 3-AMINOPROPYLTRIETHOXY-(AM-HMS),3-MERCAPTOPROPYL-(MP-HMS),SILANOL (HMS, TI-HMS) และถานกมมนต จากผลการทดลองพบวา OD-HMS, MP-HMS และTI-HMS
สามารถดดซบสารลดแรงตงผวไดสงกวาถานกมมนต โดย HMSS จะดดซบสยอมเบสกเยลโล 1 และสยอมแอซด บล 45 ดวยพนธะไฮโดรเจน และ TRITON X-100 มผลตอการดดซบสยอมเบสกเยลโล 1 ดวย เนองจากเปนการดดซบดวยแรงไฟฟาเชนเดยวกน
ATIA และคณะ (2009) ศกษาการดดซบสยอม ACID ORANGE 10 โดยใช MAGNETIC
SILICA ทมการปรบแตงหมฟงกชนดวยหมอะมโน โดยท าการสงเคราะหตวกลางดดซบซลกาทม แ ล ะ ไม ม อน ภ า คแม ก เน ไทต และน า ไป ปร บ แ ต ง ห ม ฟ ง ก ช นบ น พนผ ว ด ว ย
40
3-AMINOPROPYLTRIETHOXYSILANE และท าการทดลองการดดซบสยอม ACID ORANGE 10 ในแบบทละเทโดยใช ระยะเวลา PH และความเขมขนเรมตนตางๆ พบวาตวกลางดดซบทมอนภาคแมกเนไทตทท าการปรบแตงหมฟงกชนดวยหมอะมโน (MAMMS) มความสามารถในการดดซบมากกวาและเรวกวาตวกลางดดซบทไมมอนภาคแมกเนไทต (MAMPS) โดยมความจการดดซบของ MAMMS ท 61.33 มก./ก. และ MAMPS ท 48.98 มก./ก. โดยสมดลการดดซบของตวกลางดดซบทงสองเปนแบบแลงเมยร และมจลนพลศาสตรการดดซบตามสมการจลนพลศาสตรการดดซบอนดบท 2 เสมอน นอกจากนยงท าการ REGENERATE ตวกลางดดซบทผานการดดซบสยอมโดยใชสารละลาย NAOH ท PH 10 พบวามประสทธภาพการน ากลบมาใช 98% หลงจากทผานการใชงานมาแลว 3 รอบ
2.8.2 การสงเคราะหตวกลางดดซบ
XIANQIAO LIU และคณะ (2003) ศกษาคณสมบตของ ซปเปอรพาราแมกเนตก ซลกา
นาโนสเฟยร ทมการปรบแตงหมฟงกชนบนพนผวดวย AMINO-SILIANE โดยใชอนภาคแมกเนไทตขนาดนาโนซงเตรยมจากสารละลายอเลกโตรไลตกของเฟอรสและเฟอรก ซงไดอนภาค
ซปเปอรพาราแมกเนตก ขนาด 8-10 NM. จากนนจงน าไปเคลอบผวดวยซลกาเพอใหไดอนภาคท ร ง ก ล ม แ ล ะ น า ไ ป ป ร บ แ ต ง ห ม ฟ ง ก ช น บ น พ น ผ ว ด ว ย N-(2-AMINOETHYL)-3-AMINOPROPYLTRIMETHOXYSILANE (AEAPS) ซงจะไดอนภาคทมขนาดเสนผานศนยกลางโดยเฉลย 100-200 นาโนเมตร ทมคณสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก โดยจากการวเคราะหดวยวธ POWDER X-RAY DIFFRACTION พบวาอนภาคแมกเนไทตภายในมโครงสรางแบบ SPINAL และขนาดของอนภาคทรงกลมสามารถก าหนดไดโดยใชสดสวนของ SIO2 และ FE3O4
LUI, MA และคณะ (2004) ไดท าการสงเคราะหอนภาคแมเหลกขนาดนาโน
(MAGNETITE SILICA NANOPARTICLES) ดวยวธการตกตะกอนรวมของเหลกเฟอรรส (FE2+) และเหลกเฟอรรก(FE3+) ในสดสวน 1:2 ในสารละลาย NH4OH ภายใตสภาวะทไรออกซเจน โดยจะได MAGNETITE FE3O4 ทมขนาด 8-10 นาโนเมตร จากนนท าการเคลอบดวยซลกา(ใชโซเดยมซลเกต) ทพเอช 12-13 จะไดอนภาคแมเหลกขนาดนาโนทมรปทรงกลมเกลยง
(MAGNETITE SILICA NANOSPHERES) โดยขนาดของอนภาคแมเหลกทไดนน สามารถควบคมไดดวยการแปรสดสวนระหวาง SIO2 ตอ FE3O4 จากนนท าการตอตดหมฟงกชนอะมโนดวยการใช N-(2-AMINOETHYL)-3-AMINOPROPYLTRIMETHOXYSILANE (AEAPS) แลวน าไปท าการกระตนดวย GLUTARALDEHYDE ท าใหไดอนภาคขนาด 100-200 นาโนเมตร ทมสมบตซเปอรพาราแมกเนตก เมออนภาคทสงเคราะหไดไปทดสอบดวยวธ POWDER X-RAY DIFFRACTION (XRD) พบวา
41
อนภ าคท ท า กา รส ง เค ราะห ด ว ย ว ธ ด งกล า ว ม ก ารกระจายต ว ของหม ฟ ง ก ช น อะมโนดทวทงอนภาคเมอน าอนภาคทตอตดหมฟงกชนอะมโนไปทดลองการจบโปรตน
(PROTEIN IMMOBILIZATION) จะไดผลดกวาการใชอนภาคแมเหลกขนาดนาโนทมรปทรงกลมเกลยง ทไมมการตอตดหมฟงกชนอะมโน
WU และคณะ (2006) ไดทการศกษาคณสมบตของพนผวของอนภาคทรงกลมซลกาขนาดซบไมครอนทมการปรบแตงดวยอะมโนโพรพลไตรเอทอกซซเลนและเมอรแคปโตไตร -เอทอกซซ เลนดวยวธ CO-CONDENSATION โดยจากการว เคราะหดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนพบวาอนภาคทมการปรบแตงพนผวนนมลกษณะเปนทรงกลมโดยมรปทรงและขนาดเปนเอกรป โดยอนภาคทปรบแตงดวยหมอะมโนโพรพลนนมคาไอโซอเลกตรกและมการสญเสยมวลสงทสดท 780 องศาเซลเซยส เนองจากธรรมชาตของความเปนเบสของหมอะมโนโพรพลและความไวตอปฏกรยาของอะมโนโพรพลไตรเอทอกซซเลน ในสวนของอนภาคทปรบแตงดวยหมเมอรแคปโตนน พบวามการดดซบไอน าต าทสดเนองจากพนทผวมสมบตไมชอบน าทสงกวาทงอนภาคซลกาทปรบแตงดวยหมอะมโนโพรพลและทไมไดปรบแตงพนผว
นอกจากนยงไดท าการทดลองการดดซบสยอมอนทรย โดยพบวาความจการดดซบของอนภาคเพมขนมากเมออยในสภาวะทเปนกรดเนองจากการเกดโปรโตเนชนของหมซลานอลและหมเอมนบนพนผวของอนภาค ซงชวยเพมแรงดงดดทางไฟฟาสถตตอสยอมทมประจลบ
โดยอนภาคทมการปรบแตงดวยหมอะมโนโพรพลนนจะสามารถดดซบสยอมไดมากทสด
SUWAT SOONGLERDSONGPHA (2006) ศกษาการก าจดกรดไดคลอโรอะซตก (DCAA) ชวงความเขมขนต าดวยเมโสพอรสซลเกตชนดตางๆ ท าการสงเคราะหเมโสพอรสซลเกตและศกษาจลนพลศาสตร และความสามารถในการดดซบกรดไดคลอโรอะซตก พบวาปจจยทางกายภาพไมมผลกบความสามารถในการดดซบกรดไดคลอโรอะซตกในชวงความเขมขนต า แตสมบตความชอบน า และแรงทางไฟฟา เปนปจจยส าคญทสงผลตอความสามารถในการดดซบ
นอกจากนยงพบวาเมโสพอรสซลเกตทไมไดตอตดหมฟงกชนมความสามารถในการดดซบสงกวาเมโสพอรสซลเกตชนดอนๆ เนองมาจากพนธะไฮโดรเจน สวนการตอตดหมเมอรแคปโตไมมผลตอความสามารถในการดดซบ คาพเอชทเปลยนแปลงมผลตอความสามารถในการดดซบซงขนอยกบคา PHZPC จงบอกไดวาแรงทางไฟฟามผลตอความสามารถในการดดซบ และอณหภมในการทดลองไมมผลตอความสามารถในการดดซบกรดไดคลอโรอะซตกดวย
42
2.8.3 การแยกตวกลางดดซบดวยสนามแมเหลก
DITSH และคณะ (2003) ศกษาตวแปรทมผลตอความสามารถในการแยกอนภาคแมเหลกดวยสนามแมเหลก (HIGH-GRADIENT MAGNETIC SEPARATION FILTRATION – HGMS
FILTRATION) โดยพจารณาตวแปร ความสงของคอลมน, ความเรวการไหลของน า และขนาดของอนภาคแมเหลก โดยท าการทดลองทความสงของคอลมน : 3.5 และ 10.5 เซนตเมตร, ความเรวการไหลของน า ; 0.3, 0.6, 1, 2, 3 เซนตเมตรตอวนาท และขนาดของอนภาคแมเหลก; 80, 110 และ 140 นาโนเมตร โดยท าการควบคมอตราสวนการเรยงตวเชงระนาบ
(PLANAR PACKING FRACTION, PPF) คอ อตราส วนระหว า ง พนท ของระนาบท ม อะตอมครอบครองอยตอพนทระนาบทงหมด ใหมคาเทากบ 0.16, อนภาคแมเหลกทความเขมขน
0.5% โดยน าหนก และ ความเขมขนของไอออนของตวท าละลาย NACL 0.5 โมลลาร ทโมเดลการทดลองนใชคาความหนาแนนของสนามแมเหลก (IONIC STRENGTH) 1.3 เทสลา จะถกสรางขนโดยแมเหลกไฟฟาและใชเสนใยสเตนเลสเปนตวกรองดวยสนามแมเหลก จากผลการทดลองพบวาเมอความยาวของคอลลมนมากขน , อนภาคมขนาดใหญขน, ความเรวน าไหลนอยลง จะชวยเพมประสทธภาพในการแยกกลมอนภาคแมเหลกทมขนาดใหญกวา 50 นาโนเมตร ไดประสทธภาพมากกวา 99% ของประสทธภาพการดกจบทความเรวการไหลทสงกวา
WARITTA RUANGTRAKUL (2010) ศกษาประสทธภาพการดดซบยาชนดนาพรอกเซน
โดยมเมโสพอรสซลเกตทมคณสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกในน าเสยสงเคราะหทมความเขมขน 0.5 ถง 10 มลลกรมตอลตร ตวกลางดดซบทงหมดสามารถสงเคราะหไดโดยการใชสารลดแรงตงผวเปนแมแบบ (SURFACTANT TEMPLATE) และปรบปรงพนทดวยการตอตดหมฟงกชนทตางกน 3 ชนด ดวยวธโค-คอนเดนเซชน (CO-CONDENSATION) ไดแก หมซลานอน
หมอะมโน หมเมอรแคปโต หมไนโตร และหมฟนอล อตราเรวการดดซบนาพรอกเซนสอดคลองกบสมการปฏกรยาอนดบสองเสมอน สมดลการดดซบนาพรอกเซนสอดคลองกบสมการทงแบบเสนตรงฟรนดลช และแลงเมยร จากผลการทดลองพบวา เมโสพอรสซลเกตทคณสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกทตอตดหมฟงกชนฟนอลมประสทธภาพการดดซบสงสด
ตามดวยหม เมอรแคปโต หมไนไตร หมซลานอล และหมอะมโนตามล าดบ แตกยงมประสทธภาพนอยกวาถานกมมนตชนดผง ตวกลางดดซบทไมชอบน ามประสทธภาพการดดซบนาพรอกเซนไดสงกวาตวกลางดดซบทชอบน า สวนแรงระหวางประจมผลตอการดดซบ นาพรอกเซนทกหมฟงกชนบนพนผว ยกเวนหมอะมโนและซลานอล ส าหรบการทดลองการแยกตวกลางดดซบออกจากน าดวยแรงแมเหลกเหนยวน าตวกรอง ผลการทดลองพบวาความ
43
ยาวของตวกรอง อตราเรวของน า พนทผวตวกรอง และความเขมขนของตวกลางดดซบ มผลตอเสนเบรคทร (BREAKTHROUGH CURVE) การเพมความยาวตวกรอง การลดอตราเรวของน า
และการลดความเขมขนตวกลางดดซบจะเพมเวลาในการเบรคทร (BREAKTHROUGH TIME)
2.8.4 การสงเคราะหเสนใยสเตนเลส
วฒวต หลอตระกล (2552) ศกษาการน าเสนใยสเตนเลสมาใช เปนตว กลางในกระบวนการโคเอเลสเซนสเพอแยกน ามนหลอลนปนเปอนออกจากน าเสย และเพมประสทธภาพดวยการปรบปรงพนผวเสนใยใหมความไมชอบน าทมากขน ดวยวธการจมในสารประกอบของซลกาและเฮกซะเมทลไดซลาเซน (HMDS) ท าการวเคราะหปรมาณน ามนในน าเสยดวยคา COD และขนาดอนภาคน ามนดวยกลองจลทรรศน จากการทดลองพบวาเสนใยสเตนเลส และเสนใยทท าการปรบปรงพนผว มสมบตความไมชอบน าทแตกตางกน โดยมขนาดมมสมผสของหยดน ามนในน าเทากบ 19.01 และ 72.68 องศา ตามล าดบ ท าการทดลองดวยน าเสยสงเคราะห ความเขมขน 1000 มลลกรมตอลตร คาซโอดของน าเสยทผานชนตวกลางความสง 5-20 เซนตเมตร ความพรนรอยละ 95.28-98.43 และ อตราการไหลของน าเสย 5-25 ลตรตอชวโมง พบวามคาลดลง โดยมประสทธภาพการบ าบดระหวางรอยละ 24-68 ส าหรบเสนใยสเตนเลส และเพมขนเปนรอยละ 27-72 เมอปรบปรงพนทผว ขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยแบบซอเทอร (D32) ของอนภาคน ามนเพมขนจาก 10.5 ไมครอน เปน
14.8-22.6 ไมครอน และ 16.0-24.9 ไมครอนตามล าดบ ซงเกดจากกลไกการกรองและการรวมตวกนของอนภาคน ามนในกระบวนการโคเอเสสเซนซ นอกจากนสมการประสทธภาพการกรองไดถกประยกตใชในการน าเสนอกลมตวแปรไรหนวย (X) เพอใชควบคมระบบบ าบด
และวเคราะหคาประสทธภาพในการจบยดของอนภาคน ามนกบตวกลาง โดยคา X ทเหมาะสมจากการทดลองมคาเทากบ 0367 และคาประสทธภาพในการจบยดของอนภาคน ามนกบตวกลางจากการทดลองส าหรบเสนใยสเตนเลส และเสนใยทท าการปรบปรงพนผว
คอ 0.8323 และ 0.9031 ตามล าดบ
BHAGAT และคณะ (2006) ศกษาการเคลอบผวโดยวธการจมดวยสารสงเคราะหซลกาทไมชอบน า ณ อณหภมหอง โดยท าการศกษาการสงเคราะหสารเคลอบผวของซลกาทไมชอบน าบนแผนสเตนเลสทอณหภมหอง โดยใช 1,1,1,3,3,3-เฮกซะเมทลไดซลาเซนเปนสารปรบปรงพนผว (SURFACE MODIFYING AGENT) ใหเกดความไมชอบน า และสามารถเพมความไมชอบน าของพนผวทเคลอบใหมากขนดวยการเพมความขรขระของโครงสรางทเคลอบอยบน
44
ผวพนทนน โดยการควบคมสดสวนโมลารระหวางเมทานอลกบเตตระเมทอกซซเลนในการเคลอบผว จากการทดลองพบวาเมอเพมสดสวนโมลารเปน 9.1 18.2 และ 36.4 ท าใหเกดมมสมผสทเพมขนตามสดสวนโมลารน เกดจากผลของปรมาณซลกาในสารเคลอบผวทลดลง ท าใหโครงสรางของสารทเคลอบผวมความพรนสงและพนผวมความขรขระมากขน สงผลใหมมสมผสมคาเพมขน แสดงถงความไมชอบน ามากขนของพนผวนนเอง ซงงานวจยนไดบอกถงขอดของวธการเคลอบผวสเตนเลสดวยวธนวาเปนวธทประหยดเมอเทยบกบวธอนๆและสามารถท าไดงายทอณหภมหอง
สรปขอมลทไดจากการศกษางานวจย
งานวจยทเกยวของขางตนอาจสามารถกลาวไดวา วธการสงเคราะห MAGNETITE
NANOPARTICLE ดวยวธการตกตะกอนรวม (CO-CONDENSATION) ของเฟอรสและเฟอรรกในสภาวะทเปนดาง ท าใหไดอนภาคขนาดนาโนทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกทมการกระจายตวทด ซงเมอมการปรบปรงพนผวดวยการเคลอบซลกา และตอตดหมฟงกชน เชนหมอะมโน จะเปนการชวยเพมความสามารถในการตรง หรอยงยงสารไวทผวของอนภาคได และอนภาคทสงเคราะหไดนนสามารถแยกออกไดดวยแรงแมเหลกจากสนามแมเหลก ซงสามารถท าใหเกดการรวมตวกนของอนภาคอนๆ ในน าไดดวยแรงดดทางไฟฟาสถตอกดวย โดยสวนใหญแลวการน าเอาอนภาค ซปเปอรพาราแมกเนตกมาประยกตใช มนจะใชกนในทางแพทย เชนการซอมแซมเนอเยอ หรอการสงถายยา มากกวาจะใชในทางสงแวดลอม
ส าหรบการก าจดสยอมแอซดบล45นน ไดมการพฒนาพนผวของตวกลางดดซบใหมความสามารถในการดดซบมากขน แตอยางไรกตามการสงเคราะหอนภาคซปเปอรพาราแมกเนตกทมพนผวแบบกลมเกลยงและแบบมรพรน ประกอบดวยการตอตดหมฟงกชนบนพนผวของตวกลางดดซบ ไดแก หมอะมโน ซงเปนการเพมความชอบน าใหแกตวกลางดดซบ และหมเมอรแคปโต ซงเปนการเพมความไมชอบน าใหแกตวกลางดดซบ และยงไมมการศกษาถงประสทธภาพการดดซบสยอม เอซดบลในเชงเปรยบเทยบ รวมถงผลกระทบของคา PH ซงมแนวโนมทจะเปนปจจยส าคญในการก าหนดแรงดงดดทางไฟฟา อนเปนปจจยหลกในการดดซบสยอมแอซดบล 45
นอกจากนเมอพจารณาในดานของการแยกตวกลางดดซบออกจากระบบการบ าบดน าเสยดวยการดดซบแบบระบบทละเท ซงโดยปกตแลวจะเปนปญหาท าไดยาก แตเมอมการพฒนาตวกลางดดซบใหมแกนกลางเปนสารแมกนไทต ซงมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตก จงมแนวโนมทจะถกแยกออกจากระบบน าเสยไดเมออยภายใตสนามแมเหลก โดยเสนใยสเตนเลสทผานการปรบปรงพนผว
แตอยางไรกตาม ปฏสมพนธระหวางพนผวเสนใยสเตนเลสทงแบบชอบน าและไมชอบน า ซงสงผลตอความสามารถในการดกจบตวกลางดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกยงคงไมมการศกษา
45
อยางชดเจน ดงนนในงานวจยนจงมงทจะท าการศกษาปฏสมพนธดงกลาว เพอประยกตใชตวกลางดดซบสงเคราะหดงกลาวในการก าจดสยอม
ตารางท 2. 9 สรปขอมลทไดจากการศกษางานวจย
หวขอทศกษา รายชอ
ผท าการวจย ขอมลจากงานวจยทท ามาใช
การดดซบสยอมแอซดบล 45
PUNYAPALAKUL
และTAKIZAWA
(2006)
การสงเคราะหตวกลางดดซบชนดเฮกซะโกนอลเมโสพอรสซลเกต และตอตดหมฟงกชน 3-AMINOPROPYL-TRIETHOXY และ
3-MERCAPTO-PROPYL ดดซบสยอม AB45
ATIA และคณะ
(2009)
การใชตวกลางดดซบซลกาแบบอนภาคกลมเกลยงทมและไมมอนภาคแมกเนไทต, มและไมมการตอตดหมฟงกชน 3-AMINOPROPYLTRIETHOXY ดดซบสยอมแอซดออเรนจ10 ซงเปนสประเภทเดยวกบเอซดบล45
การสงเคราะหตวกลางดดซบ
XIANQIAO LIU
และคณะ
(2003)
การสงเคราะหอนภาคแมกเนไทต และตวกลางดดซบแบบอนภาคกลมเกลยงดวยซลกา และตอตดหมฟงกชนบนผวดวย 3-AMINOPROPYLTRIETHOXY
LUI, MA และคณะ (2004)
การสงเคราะหอนภาคแมกเนไทต และตวกลางดดซบแบบอนภาคกลมดวยซลกา และท าการตอตดหมฟงกชนบนผวดวย 3-AMINOPROPYLTRIETHOXY พบวามการกระจายตวของหมฟงกชนอะมโนดทวอนภาค
WU และคณะ
(2006)
การสงเคราะหอนภาคทรงกลมซลกา และตอตดหมฟงกชนบ น พ น ผ ว ด ว ย 3 - AMINOPROPYLTRIETHOXY แ ล ะ 3 -MERCAPTOPROPYL และทดสอบการดดซบสยอมอนทรย
SUWAT
SOONGLERD-SONGPHA (2006)
การสงเคราะหตวกลางดดซบเมโสพอรสซลเกต และตอตดหมฟงกชนบนพนผวดวย 3-AMINOPROPYLTRIETHOXY และ 3-MERCAPTOPROPYL
47
ตารางท 2. 9 สรปขอมลทไดจากการศกษางานวจย (ตอ)
หวขอทศกษา รายชอผท าการวจย ขอมลจากงานวจยทท ามาใช
การแยกตวกลางดดซบดวยสนาม แมเหลก
DITSH และคณะ
(2003)
ศกษาตวแปรทมผลตอความสามารถในการแยกอนภาคดวยแมเหลก และพบวาเมอความยาวของคอลลมนมากขน, อนภาคมขนาดใหญขน, ความเรวน าไหลนอยลง จะชวยเพมประสทธภาพในการแยกกลมอนภาคแมเหลกได
WARITTA
RUANGTRAKUL
(2010)
การสงเคราะหอนภาคแมกเนไทต น าไปเคลอบดวยเมโสพอรสซลเกต และตอตดหมฟงกชนบนพนผวดวย 3-AMINOPROPYLTRIETHOXY และ 3-MERCAPTOPROPYL และศกษาตวแปรทมผลตอความสามารถในการแยกอนภาคดวยแมเหลก พบวาเมอความยาวของตวกรองมากขน ลดอตราเรวการไหลของน าลง และลดความเขมขนของตวกลางดดซบ จะเพมเวลาเบรคทรได
การสงเคราะหเสนใยสเตนเลส
วฒวต หลอตระกล
(2552) การปรบปรงพนผวเสนใยใหมความไมชอบน าทมากขน
ดวยวธการจมในสารประกอบของซลกาและเฮกซะเมทลไดซลาเซน
BHAGAT และคณะ
(2006) การปรบปรงพนผวเสนใยใหมความไมชอบน าทมากขน
ดวยวธการจมในสารประกอบของซลกาและเฮกซะเมทลไดซลาเซนทอณหภมหอง ทอตราสวนทใหความไมชอบน าทสด
บทท 3 วธด าเนนงานวจย
งานวจยนเปนการทดลองศกษาการดดซบสยอมแอซดบล 45 และการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกภายใตสนามแมเหลกดวยเสนใยสเตนเลสทปรบปรงพนผวแลว โดยมแผนงานตามรปท 3.1
รปท 3. 1 แผนการทดลองศกษาการดดซบสยอมและการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอร
พาราแมกเนตกภายใตสนามแมเหลกดวยเสนใยสเตนเลสทปรบปรงพนผว
49
3.1 วสดอปกรณและสารเคม
3.1.1 สารเคมทใชในการทดลอง
1.สยอมแอซดบล45 2. เตตระเอทธลออรโธซลเกต (TEOS) 3. แอมโมเนยมไฮดรอกไซด (NH4OH) 4. เฟอรรสคลอไรด (FECL2.4H2O) 5. เฟอรรกคลอไรด (FECL3.6H2O) 6. สารละลายเมทานอล (CH3OH) 7. กรดไขมน (OLEIC ACID) 8. 3-AMINOPROPYLTRIMETHOXY SILANE 9. (3-MERCAPTOPROPYL) TRIMETHOXYSILANE 10. โซเดยมไฮดรอกไซด (NAOH) 11. โซเดยมคลอไรด (NACL) 12. โทลอน (TOLUENE)
3.1.2 อปกรณทใชในการทดลอง
1. คอลมนทท าจากทออะครลคใส เสนผานศนยกลาง 7 เซนตเมตร ความสง 5
เซนตเมตร จ านวน 3 ชน 2. แมเหลกชนดถาวร จ านวน 6 ชน 3. เครองสบรดสายยาง (PERISTALTIC PUMP) จ านวน 1 ตว 4. ถงพลาสตกขนาด 80 ลตร จ านวน 2 ถง ส าหรบเตรยมและเกบน าเสย 5. เครองวดอตราการไหลของน า 6. เ ค ร อ ง ว เ ค ร า ะห ป ร ม า ณ พ น ท ผ ว ( BET SURFACE AREA ANALYZER) ย ห อ
QUANTACHROME รน AUTOSORP-1, THERMO FINNIGAN / SORPTOMATIC 1990 7. เครองฟเรยทรานสฟอรม อนฟาเรดสเปกโตมเตอร (FOURIER TRANSFORM INFRARED
SPECTROMETER, FT-IR) ยหอ PERKIN ELMER รน SPECTRUM ONE 8. กลองจลทรรศนอเลคตรอนแบบแสกน (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE) ยหอ
JEOL รน JSM-5410LV 9. เครองวเคราะหเอกเรยฟลออเรสเซนตสเปกโทรม เตอร (X-RAY FLUORESCENCE
SPECTROMETER, XRD) แบบ WAVELENGTH DISPERSIVE ยหอ PHILIPS รน PW2400
50
10. เครองยว-วสเบล สเปกโทรโฟโตมเตอร (UV-VIS SPECTROPHOTOMETER) ยหอ
THERMO ELECTRON CORPORATION, USA รน HELIOS ALPHA 11. เครองมอวดพเอช (PH METER) ยหอ DENVER INSTRUMENT รน UB-10 12. เครองชงทศนยม 4 ต าแหนง ยหอ METTLER TOLEDO รน DRAGON 13. โถดดความชน (DESICCATORS) 14. เครองเขยา (SHAKER) 15. ZETA-METER 16. เครองกวนดวยแมเหลก 17. ฝอยสเตนเลสส าหรบงานขดลาง ตราสกอตช-ไบรต ของบรษท 3เอม ประเทศไทย
3.2 วธการทดลอง
3.2.1 การสงเคราะหตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก
ขนตอนการสงเคราะหตวกลางดดซบอนภาคทมสมบตซเปอรพาราแมกเนตกชนดตาง ๆ ดงแสดงในรปท 3.2
รปท 3. 2 ขนตอนการสงเคราะหตวกลางดดซบอนภาคทมสมบตซเปอรพาราแมกเนตก
3.2.1.1 อนภาคเคลอบซลกาทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก
3.2.1.1.1 การสงเคราะหอนภาคแมกนไทต (FE3O4) (QU และคณะ, 2010) FE3O4 ถกเตรยมขนจาก FECL3•6H2O จ านวน 0.046 โมล และ FECL2•4H2O จ านวน
0.023 โมล น าไปผสมในน าปราศจากอออนปรมาตร 150 มลลลตร กวนจนเกดการปนปวน
แลวเตมแอมโมเนยมไฮดรอกไซด (NH4OH) 25% หลงจากน าไปกวนเปนเวลา 30 นาท เตมกรดไขมน (OLEIC ACID) ลงไป 3 มลลลตร แลวใหความรอนท 75 องศาเซลเซยส เปนเวลา 1
51
ชวโมง แลวน าผลตภณฑทไดไปลางดวยน าปราศจากอออน ท าการแยกออกดวยแมเหลก แลวท าใหแหง จะไดอนภาค FE3O4
3.2.1.1.2 การเคลอบ FE3O4 ดวยซลกา เพอใหไดอนภาคซปเปอรพาราแมกเนตก (SCP) (LIU,
MA และคณะ, 2004; LIU, XING และคณะ, 2004) การเคลอบ FE3O4 ดวยซลกา (หมซลานอล) เรมจากการเตรยม FE3O4 จ านวน 30
มลลกรมลงไปในสารละลาย 2-โพรพานอล ปรมาตร 80 มลลลตร กบน าปราศจากอออน
ปรมาตร 6 มลลลตร น าไปเขยาใหเขากนดวยคลนโซนคเปนเวลา 10 นาท กวนในเครองกวนใบพด 150 รอบตอวนาท แลวเตมสารละลายแอมโมเนยมไฮดรอกไซด 7 มลลลตร และ เตตระเอทธลออรโธซลเกต 1 มลลลตร แลวกวนใหเขากนดวยใบพดเปนเวลา 6 ชวโมง แลวน าไปแยกผลตภณฑทตองการดวยแมเหลกถาวร ลางดวยน าปราศจากอออน 6 ครง (ครงละ
50 มลลลตร) จะไดอนภาคตวกลางดดซบซลกาทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกทมลกษณะกลมเกลยง
3.2.1.1.3 การปรบแตงหมฟงกชนทผวหนาตวกลางดดซบดวยวธการ CO-CONDENSATION
(PUNYAPALAKUL และ TAKIZAWA, 2006) การปรบแตงหมฟงกชนดวยวธ CO-CONDENSATION สามารถท าไดโดยเตรยม FE3O4
จ านวน 0.5 กรม ไปผสมในกรดไฮโดรคลอรก เขมขน 0.1 โมลตอลตร ปรมาตร 250 มลลลตร
น าผลตภณฑทไดไปลางดวยน าปราศจากอออนแลวแยกออกดวยแมเหลก หลงจากนนผสมทานอล 3.94 กรมกบน า 27.36 กรม ใหเขากน ใชส าหรบลาง FE3O4 โดยเทผสมแลวน าไปกวนอยางแรงเปนเวลา 30 นาท ในระหวางการกวนให เตมเตตระเอทธลออร โธ - ซลเกตลงไป 2 กรม หลงจาก 30 นาทผานไปใหเตมหมฟงกชนทตองการปรบแตงลงไปเปนจ านวน 0.25 โมล โดยส าหรบงานวจ ย ในคร งน ต องการปรบแต งด วยหม อะม โน (3-AMINOPROPYLTRIMETHOXY, APTES) และหมเมอรแคปโต (-MERCAPTOTRIMETHOXY) โดยใสลงไปกวนผสมกนอยางแรง และเมอผสมเขากนดแลวใหหมกทงไวทอณหภมหอง 20 ชวโมง
เมอครบเวลาทก าหนด ใหท าการแยกผลตภณฑออกดวยแมเหลก แลวลางดวยน าปราศจากอออน กอนจะเอาเทมเพลท (TEMPLATE) ออกดวยการรฟลกซในเอทานอล 200 มลลลตร ทอณหภม 80 องศาเซลเซยส เปนเวลา 10 ชวโมง แลวท าการรฟลกซซ าอกทหนง จะไดอนภาคตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกแบบมรพรนทปรบแตงดวยหมฟงกชนอะมโน (A-HMS-SP) และอนภาคตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกแบบมรพรนทปรบแตงดวยหมฟงกชนเมอรแคปโตแลว (M-HMS-SP)
52
3.2.1.2 อนภาคเคลอบเมโสพอรสซลกาทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก
3.2.1.2.1 การสงเคราะหอนภาคแมกนไทต (FE3O4) (QU และคณะ, 2010) FE3O4 ถกเตรยมขนจาก FECL3•6H2O จ านวน 0.046 โมล และ FECL2•4H2O จ านวน
0.023 โมล น าไปผสมในน าปราศจากอออนปรมาตร 150 มลลลตร กวนจนเกดการปนปวน
แลวเตมแอมโมเนยมไฮดรอกไซด (NH4OH) 25% หลงจากน าไปกวนเปนเวลา 30 นาท เตมกรดไขมน (OLEIC ACID) ลงไป 3 มลลลตร แลวใหความรอนท 75 องศาเซลเซยส เปนเวลา 1
ชวโมง แลวน าผลตภณฑทไดไปลางดวยน าปราศจากอออน ท าการแยกออกดวยแมเหลก แลวท าใหแหง จะไดอนภาค FE3O4
3.2.1.2.2 การเคลอบ FE3O4ดวยเมโสพอรสซลกา เพอใหไดอนภาคซปเปอรพาราแมกเนตก
(HMSS) (TIAN และคณะ, 2009) การเคลอบ FE3O4 ดวย HEXAGONAL MESOPOROUS SILICATES โดยเรมจากการเตรยม
FE3O4 จ านวน 0.5 กรมลงไปในกรดไฮโดรคลอรคทความเขมขน 0.1 โมลตอลตรปรมาตร 250
มลลลตร น าไปลางดวยน าปราศจากอออน แลวแยกออกดวยแมเหลก น าไปผสมเอทานอล
3.94 กรม และน าอก 27.36 กรม เพอท าการลาง FE3O4 แลวน าไปเขาเครองกวนอยางแรงเปนเวลา 30 นาท แลวผสมเตตระเอทธลออรโธซลเกตลงในของเหลวนนอก 2 กรม เมอกวนใหเขากนเรยบรอยแลวใหหมกไวทอณหภมหองเปนเวลา 20 ชวโมง แลวน าไปลางดวยน าปราศจากอออน แยกออกดวยแมเหลกอกครงหนง กอนจะเอาเทมเพลท (TEMPLATE) ออกดวยการรฟลกซในเอทานอล 200 มลลลตร ทอณหภม 80 องศาเซลเซยส เปนเวลา 10 ชวโมง
แลวท าการรฟลกซซ าอกทหนง จะไดอนภาคตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกแบบมรพรน (SUPERPARAMAGNETIC HEXAGONAL MESOPOROUS- SILICATE, HMS-SP)
3.2.1.2.3 การปรบแตงหมฟงกชนทผวหนาตวกลางดดซบดวยวธการ CO-CONDENSATION
(PUNYAPALAKUL และ TAKIZAWA, 2006) การปรบแตงหมฟงกชนดวยวธ CO-CONDENSATION สามารถท าไดโดยเตรยม FE3O4
จ านวน 0.5 กรม ไปผสมในกรดไฮโดรคลอรก เขมขน 0.1 โมลตอลตร ปรมาตร 250 มลลลตร
น าผลตภณฑทไดไปลางดวยน าปราศจากอออนแลวแยกออกดวยแมเหลก หลงจากนนน าเอาทานอล 3.94 กรมผสมน า 27.36 กรม ใหเขากน ใชส าหรบลาง FE3O4 โดยเทผสมแลวน าไปกวนอย า ง แ ร ง เ ป น เ ว ล า 30 นาท ใ น ร ะหว า ง ก า รกวน ให เ ต ม เ ตต ร ะ เ อทธ ล - ออรโธซลเกตลงไป 2 กรม หลงจาก 30 นาทผานไปใหเตมหมฟงกชนทตองการปรบแตงลงไปเปนจ านวน 0.25 โมล โดยส าหรบงานวจยในครงนตองการปรบแตงดวยหมอะมโน
53
(3-AMINOPROPYLTRIMETHOXY, APTES) และหมเมอรแคปโต (-MERCAPTOTRIMETHOXY) โดยใสลงไปกวนผสมกนอยางแรง และเมอผสมเขากนดแลวใหหมกทงไวทอณหภมหองอก 20
ชวโมง เมอครบเวลาทก าหนด ใหท าการแยกผลตภณฑออกดวยแมเหลก แลวลางดวยน าปราศจากอออน กอนจะเอาเทมเพลทออกดวยการรฟลกซในเอทานอล 200 มลลลตร ทอณหภม 80 องศาเซลเซยส เปนเวลา 10 ชวโมง แลวท าการรฟลกซซ าอกทหนง จะไดอนภาคตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกแบบมรพรนทปรบแตงดวยหมฟงกชนอะมโน (A-HMS-SP) และอนภาคตวกลางดดซบทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตกแบบมรพรนทปรบแตงดวยหมฟงกชนเมอรแคปโตแลว (M-HMS-SP)
54
ตารางท 3. 1 โครงสรางของหมฟงกชนหลงการปรบแตงพนผวของตวกลางดดซบ ตวกลางดด
ซบ
โครงสราง หมฟงกชนบนพนผว ความชอบน า/
ไมชอบน า
S-SP
ซลานอล (SI-OH) ชอบน า
A-S-SP
เอมน (SI-NH2)
ซลานอล (SI-OH)
ชอบน า
M-S-SP
เมอรแคปโต (SI-SH)
ซลานอล (SI-OH)
ไมชอบน า
HMS-SP
ซลานอล (SI-OH) ชอบน า
A-HMS-SP
เอมน (SI-NH2)
ซลานอล (SI-OH)
ชอบน า
M-HMS-SP
เมอรแคปโต (SI-SH)
ซลานอล (SI-OH)
ไมชอบน า
55
3.2.2 การศกษาสมบตทางกายภาพและเคมของตวกลางดดซบ
ท าการศกษาสมบตทางเคม และกายภาพของตวกลางดดซบแตละชนดทไดท าการปรบปรงพนผวจากขนตอนขางตนตามพารามเตอรตางๆ ดงแสดงในตารางท 3.2
ตารางท 3. 2 พารามเตอรทใชวเคราะหสมบตทางเคมและทางกายภาพของตวกลางดดซบ พารามเตอร เครองมอ/วธการวเคราะห
โครงสรางผลก POWDER X-RAY DIFFRACTOMETER (XRD)
การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว CHONS ANALYZER การวเคราะหพนทผว SURFACE AREA AND POROSITY ANALYZER MICROMERITIC
ขนาดของอนภาคและลกษณะพนผว SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)
3.2.2.1 การวเคราะหโครงสรางผลก (PUNYAPALAKUL และ TAKIZAWA, 2006)
วเคราะหโครงสรางผลกของตวกลางดดซบทท าการปรบปรงพนผวโดยใชเครอง
POWDER X-RAY DIFFRACTOMETER (XRD) RIGAKU DMAX 2200 POWDER X-RAY
DIFFRACTOMETER EQUIPPED WITH CU K𝛼 RADIATION โดยใช SCANNING RATE 1,000 DEG MIN-1
ในชวง 0.5° – 6.0° (2𝜃)
3.2.2.2 การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว การวเคราะหการตอตดของหมฟงกชนอะมโนบนพนผวของสารดดซบ สามารถ
ว เคราะหไดจากปรมาณไนโตรเจนโดยใช เครอง CNS/O ANALYZER ของ THERMO
SCIENTIFICTTM รน FLASH 2000
3.2.2.3 การวเคราะหพนทผว (PAISANJIT, 2008) ท าการวเคราะหหาพนทผวจ าเพาะ ปรมาตรรพรน และขนาดของรพรน โดยใชสมดล
การดดซบของไนโตรเจน โดยเครอง SURFACE AREA AND POROSITY ANALYZER MICROMERITIC
ASAP 2020 ท 77 เคลวน กอนท าการวเคราะห โดยน าตวอยาง 0.05 กรม ไปไลอากาศทอณหภม 300 องศาเซลเซยส เปนเวลา 3 ชวโมง เพอก าจดสงปนเปอนตางๆทอาจจะอยบนพนผว โดยพนทผวจ าเพาะ (SBET) จะถกค านวณโดยใชสมการของ BRUNNER-ELLER-TELLER
(BET) โดยการใชขอมลสมดลการดดซบของไนโตรเจน และการกระจายตวของรพรน (VP) สามารถค านวณไดโดยใชสมการของ BARRETT-JOYNER-HALENDA (BJH)
56
3.2.2.4 การศกษาลกษณะพนผวของตวกลางดดซบ และขนาดอนภาค (PUNYAPALAKUL และ
TAKIZAWA, 2006) ท าการศกษาลกษณะพนผวและการกระจายตวของหมฟงกชนบนพนผวของตวกลาง
ดดซบทท าการปรบปรงพนผวโดยใชกลองจลทรรศนอเลกตรอน (SCANNING ELECTRON
MICROSCOPE (SEM)) โดยใชก าลงขยาย 30,000 เทา
3.2.3 การศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท
3.2.3.1 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45
1. เตรยมสารละลายแอซดบล 45 เขมขน 50 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 500
มลลลตร ในขวดรปชมพตามจ านวนตวอยางทตองการเกบ โดยใชฟอสเฟตบฟเฟอรควบคมคาพเอชเทากบ 7 และความแรงประจเทากบ 0.01 โมลตอลตร
2. น ากลางตวกลางดดซบ S-SP 0.25 กรม ใสลงในขวดสารละลาย น าขวดสารละลายไปเขยาในอางควบคมอณหภม 25 องศาเซลเซยส ความเรวรอบเทากบ 150 รอบตอนาท
3. เกบตวอยางสารละลาย 10 มลลลตร ทเวลา 0 5 10 30 60 120 180 240 300
และ 360 นาท ตามล าดบ 4. น าสารละลายไปกรองแยกตวกลางดดซบและวเคราะหหาปรมาณแอซดบล 45 5. ท าการทดลองซ าโดยเปลยนตวกลางดดซบเปน A-S-SP, P-S-SP, HMS-SP, A-
HMS-SP และ P-HMS-SP 6. น าขอมลมาเขยนกราฟความสมพนธระหวางเวลากบความเขมขนของสยอมท
เหลออย เพอใหไดเวลาทกระบวนการดดซบเขาสสมดล
57
ตารางท 3. 3 สรปตวแปรทใชในการศกษาจลนศาสตรการดดซบสยอมแอซดบล 45
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร พเอช พเอชเทากบ 7 โดยใชฟอสเฟตบฟเฟอร
ควบคม อณหภม 25+2 องศาเซลเซยส
คาความแรงไอออน 0.01 โมลาร โดยใชฟอสเฟตบฟเฟอร
ปรมาณสารดดซบ 0.5 กรมตอลตร
ปรมาณและความเขมขนของ
สารละลายสยอม
ปร ม าณ 500 ม ลล ล ต ร เ ข มข น 50
มลลกรมตอลตร
จ านวนรอบในการปนกวน 150 รอบตอนาท
ชนดของสยอม สแอซด บล 45 (AB45)
ตวแปรอสระ เวลา
0 5 10 15 20 25 30 45 60 75 90 105
120 135 150 165 180 240 300 และ
360 นาท
ชนดของสารดดซบ HMS-SP, A-HMS-SP, P-HMS-SP
S-SP, A-S-SP, P-S-SP
ตวแปรตาม ความเขมขนของสยอมทเหลออย -
3.2.3.2 การวเคราะหสมดลการดดซบแอซดบล 45
1. เตรยมสารละลายแอซดบล 45 ความเขมขน 25 50 100 150 และ 200 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 50 มลลลตร ในขวดรปชมพ โดยใชฟอสเฟตบฟเฟอรควบคมคาพเอชเทากบ
7 และความแรงประจเทากบ 0.01 โมลตอลตร 2. น าตวกลางดดซบชนด S-SP 0.05 กรม ใสลงในขวดสารละลาย 3. น าขวดสารละลายไปเขยาในอางควบคมอณหภม 25 องศาเซลเซยส ความเรว
รอบเทากบ 150 รอบตอนาท จนกระทงเขาสสมดลการดดซบ 4. น าสารละลายไปกรองแยกตวกลางดดซบและวเคราะหหาปรมาณแอซดบล 45 5. น าขอมลทไดมาเขยนกราฟความสมพนธระหวางความเขมขนของสยอมทสภาวะ
สมดล และความสามารถในการดดซบสยอม เพอหาประสทธภาพในการดดซบสงสด 6. ท าการทดลองซ าโดยเปลยนตวกลางดดซบเปน A-S-SP, P-S-SP, HMS-SP, A-
HMS-SP และ P-HMS-SP
58
ตารางท 3. 4 สรปตวแปรทใชในการศกษาสมดลการดดซบสยอมแอซดบล 45
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร พเอช พเอชเทากบ 7 โดยใชฟอสเฟตบฟเฟอร
ควบคม อณหภม 25+2 องศาเซลเซยส
คาความแรงไอออน 0.01 โมลาร โดยใชฟอสเฟตบฟเฟอร
ปรมาณสารดดซบ 0.05 กรม
ปรมาณสารละลายสยอม ปรมาณ 50 มลลลตร
จ านวนรอบในการปนกวน 150 รอบตอนาท
ชนดของสยอม สแอซด บล 45 (AB45)
เวลา เขาสสมดล
ตวแปรอสระ ความเขมขนของสารละลายสยอม 25 50 100 150 และ 200 มลลกรมตอลตร
ชนดของสารดดซบ HMS-SP, A-HMS-SP, P-HMS-SP
S-SP, A-S-SP, P-S-SP
ตวแปรตาม ความเขมขนของสยอม ทเหลออย -
3.2.3.3 การวเคราะหหาปรมาณแอซดบล 45 ในสารละลาย (PUNYAPALAKUL, 2006)
การวเคราะหหาปรมาณแอซดบล 45 นนสามารถท าไดโดยน าสารละลายแอซดบล 45 มาท าการกรองผานกระดาษกรอง (GF/C) ขนาด 0.7 ไมโครเมตร โดยใชชดกรองแบบสญญากาศ จากนนน าสารละลายทผานการกรองไปวดคาการดดกลนแสง (ABSORBANCE) โดยใช เ ค ร อ ง UV-VISIBLE SPECTROPHOTOMETER โ ดยคล นแส งท ใ ช ม ค ว ามยาวคล น 595 นาโนเมตร
3.2.4 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใช HIGH GRADIENT MAGNETIC SEPARATE FILTER
ท าการทดลองการดดซบสารละลายแอซดบล 45 ในระบบทละเทโดยใชตวดดซบชนดตางๆ จนเขาสสภาวะสมดลการดดซบ จากนนจงใชเครองสบรดสายน าสารละลายและตวกลางดดซบเขาส HGMS FILTER ทบรรจดวยเสนใยสเตนเลสชนดตางๆ โดยในแตละการทดลองจะท าการเลอกตวกลางแบบมรพรนทท าการปรบแตงดวยหมฟงกชนอะมโน และกลมเกลยงทท าการปรบแตงดวยหม ฟงกชนอะมโน มาท าการทดลองทง 2 ประเภท เพอ
59
เปรยบเทยบความสามารถในการดกจบตวกลางดดซบทชอบน าและไมชอบน าบนเสนใยสเตนเลสแบบธรรมดาเปรยบเทยบกบเสนใยสเตนเลสแบบดดแปรผวใหเกดความไมชอบน าแลว
รปท 3. 3 แผนผงแสดงการตดตงชดอปกรณทดลอง โดยลกศรแสดงทศทางการไหลของน าเสย (1) คอลมนท ำจำกทออะครลค (2) แมเหลกชนดถำวร
(3) เครองสบรดสำยยำง (PERISTALTIC PUMP) (4.1) ถงเตรยมน ำเสย (4.2) ถงเกบน ำเสย
รปท 3. 4 การตดตงชดอปกรณทดลอง
60
3.2.4.1 การเตรยมเสนใยสเตนเลส
3.2.4.1.1 เสนใยสเตเลสทไมท าการปรบปรงพนผว
เลอกใชเสนใยฝอยสเตนเลสส าหรบงานขดลาง ตรา ฟจไบรท ของบรษทยนลเวลล (เอเชย) จ ากด
3.2.4.1.2 เสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว (วฒวต หลอตระกล, 2009) ท าการปรบปรงพนผวของเสนใยสเตนเลสโดยการเคลอบผวของเสนใยดวย
สารประกอบซลกา และเฮกซะเมทลาเซน โดยท าการเตรยมสารละลายซลกาโซล (SILICA SOL) ดวยการผสมสารเตตระเอทอกซซเลน, เฮกซะเมทลไดซลาเซน, เอทานอล และน าปราศจากไอออน โดยใชสดสวนโมลาร TEOS : HMDS : ETOH : H2O เปน 1 : 1 : 36.4 : 6.6 จากนนท าการกวนผสมสารละลายเปนเวลา 5 นาท และปลอยไวเปนเวลา 45 นาท จากนนท าการเคลอบผวสเตนเลสดวยการจมเสนใยสเตนเลสลงในสารละลายซลกาโซลทเตรยมไว และปลอยใหแหงทอณหภมหอง
3.2.4.2 การศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสและเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรง
พนผว (วฒวต หลอตระกล, 2009) การทดลองเพอศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสไดแก การศกษาขนาดหนา
ตด ความหนาแนนของเสนใยสเตนเลส และการศกษาพนผวของเสนใยสเตนเลส และเสนใย
สเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว โดยเปรยบเทยบความชอบน าของผวสเตนเลส และพนทท า
การปรบปรงพนผวแลว
61
รปท 3. 5 การศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลส และเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว
ตารางท 3. 5 สรปตวแปรทใชในการศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสและเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร
ควบคม ชนดของเสนใยสเตนเลส
เสนใยสเตนเลส และเสนใยสเตนเลสทท าการ
ปรบปรงพนผวแลว
ตวแปรอสระ ชนดของน า น ากลน
ตวแปรตาม ความชอบน าของพนผว มมสมผสของหยดน า
รปท 3. 6การวดมมสมผสของหยดน า (B KARTHICK AND RAMESH MAHESHWARI, 2008)
62
รปท 3. 7 การแบงประเภทความชอบน าตามมมสมผสขอบหยดน า (B KARTHICK AND RAMESH MAHESHWARI, 2008)
3.2.4.3 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสในระบบ HGMS
3.2.4.3.1 การศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส
ท าการทดลองเพอศกษาผลกระทบของสนามแมเหลกบนเสนใย สเตนเลสตอประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ โดยจะท าการทดลองโดยไมมการใชแมเหลกถาวรเหนยวน าใหเกดสนามแมเหลกในเสนใยสเตนเลส
1. น าตวกลางดดซบ 5 กรม มาผสมกบน าปราศจากประจปรมาตร 1 ลตร
2. ปอนสารผสมเขาสตวกรองโดยใชเครองสบรดสายยาง ดวยความเรวการไหลท
32.87 เซนตเมตรตอนาท ความพรนรอยละ 96.85 ทความสงเสนใยสเตนเลส
1.5 เซนตเมตร โดยใชเสนใยสเตนเลสน าหนก 1.1578 กรมบรรจลงในคอลมน
ขนาดเวนผาศนยกลาง 2 เซนตเมตร สง 1.5 เซนตเมตร ท าการทดลองสองครง
โดยครงแรกจะใชแมเหลกถาวรขนาด 500 เกาส 3 ค และทดลองซ าอกครงโดย
ไมมการใชแมเหลกถาวรเพอเหนยวน าใหเกดสนามแมเหลกในเสนใยสเตนเลส
3. เกบน าตวอยางทผานตวกรองไปท าการวเคราะหหาความเขมขนจนกระทงถง
จดเบรคทร
63
วธทดลองดงรปท 3.7 และท าการศกษาตวแปรตามตารางท 3.6
รปท 3. 8การศกษาผลกระทบของสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส
ตอประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ ตารางท 3. 6 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลสตอประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร ชนดของเสนใยสเตนเลส เสนใยสเตนเลส (ชนดชอบน า)
ควบคม ความพรนของเสนใยสเตนเลส รอยละ 96.85
ความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท
ความเขมขนของอนภาค 5 กรมตอลตร
ความสงของชนเสนใยสเตนเลส 1.5 เซนตเมตร (ชนดชอบน า)
ตวแปรอสระ การใหสนามแมเหลกแกเสนใยสเตนเลส ให และไมใหสนามแมเหลก
ตวแปรตาม ปรมาณตวกลางดดซบทหลงเหลอ -
64
3.2.4.3.2 การศกษาผลกระทบจากความสงของชนเสนใยสเตนเลส
ท าการทดลองเพอศกษาผลกระทบของความสงของชนเสนใย สเตนเลสตอประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ โดย
4. น าตวกลางดดซบ 5 กรม มาผสมกบน าปราศจากประจปรมาตร 1 ลตร 5. ปอนสารผสมเขาสตวกรองโดยใชเครองสบรดสายยาง ดวยความเรวการไหลท
32.87 เซนตเมตรตอนาท ความพรนรอยละ 96.85 ทความสงเสนใยสเตนเลส
1.5, 3 และ 5 เซนตเมตร โดยใชเสนใยสเตนเลสน าหนก 1.1578, 2.3157 และ
3.8595 กรมบรรจลงในคอลมนขนาดเวนผาศนยกลาง 2 เซนตเมตร สง 1.5, 3
และ 5 เซนตเมตร ตามล าดบ 6. เกบน าตวอยางทผานตวกรองไปท าการวเคราะหหาความเขมขนจนกระทงถง
จดเบรคทร
วธทดลองดงรปท 3.8 และท าการศกษาตวแปรตามตารางท 3.7
รปท 3. 9การศกษาผลกระทบของความสงของชนเสนใยสเตนเลส
65
ตารางท 3. 7 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของความสงของชนเสนใยสเตนเลส
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร ชนดของเสนใยสเตนเลส เสนใยสเตนเลส (ชนดชอบน า)
ควบคม ความพรนของเสนใยสเตนเลส รอยละ 96.85
ความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท
ความเขมขนของอนภาค 5 กรมตอลตร
ตวแปรอสระ ความสงของชนเสนใยสเตนเลส 1.5, 3 หรอ 5 เซนตเมตร
ตวแปรตาม ปรมาณตวกลางดดซบทหลงเหลอ -
3.2.4.3.3 การศกษาผลกระทบความพรนของชนเสนใยสเตนเลส
ท าการทดลองเพอศกษาผลกระทบของความพรนของชนเสนใยสเตนเลสตอประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ โดย
1. น าตวกลางดดซบ 5 กรม มาผสมกบน าปราศจากประจปรมาตร 1 ลตร 2. ปอนสารผสมเขาสตวกรองโดยใชเครองสบรดสายยาง ดวยความเรวการไหลท
32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงเสนใยสเตนเลส 1.5 เซนตเมตร ทความพรนรอยละ 95.28, 96.85 และ 98.43 โดยใชเสนใยสเตนเลสน าหนก 1.7349, 1.1578 และ 0.5771 กรม บรรจลงในคอลมนขนาดเวนผาศนยกลาง 2
เซนตเมตร สง 1.5 เซนตเมตร ตามล าดบ 3. เกบน าตวอยางทผานตวกรองไปท าการวเคราะหหาความเขมขนจนกระทงถง
จดเบรคทร
วธทดลองดงรปท 3.4 และท าการศกษาตวแปรตามตารางท 3.6
66
รปท 3. 10 การศกษาผลกระทบของความพรนของชนเสนใยสเตนเลส
ตารางท 3. 8สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบของความพรนของชนเสนใยสเตนเลส
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร ชนดของเสนใยสเตนเลส เสนใยสเตนเลส (ชนดชอบน า)
ควบคม ความสงของชนเสนใยสเตนเลส 1.5 เซนตเมตร
ความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท
ความเขมขนของอนภาค 5 กรมตอลตร
ตวแปรอสระ ความพรนของเสนใยสเตนเลส รอยละ 95.28, 96.85 และ 98.43
ตวแปรตาม ปรมาณตวกลางดดซบทหลงเหลอ -
67
3.2.4.3.4 การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย
ท าการทดลองเพอศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสยผานเสนใยสเตนเลสตอประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ โดย
1. น าตวกลางดดซบ 5 กรม มาผสมกบน าปราศจากประจปรมาตร 1 ลตร 2. ปอนสารผสมเขาสตวกรองโดยใชเครองสบรดสายยาง ดวยความเรวการไหลท
16.43, 32.87 และ 65.73 เซนตเมตรตอนาท ความสงเสนใยสเตนเลส 1.5
เซนตเมตร ทความพรนรอยละ 96.85 โดยใชเสนใยสเตนเลสน าหนก 1.1578
กรมบรรจลงในคอลมนขนาดเวนผาศนยกลาง 2 เซนตเมตร สง 1.5 เซนตเมตร 3. เกบน าตวอยางทผานตวกรองไปท าการวเคราะหหาความเขมขนจนกระทงถง
จดเบรคทร
วธทดลองดงรปท 3.10 และท าการศกษาตวแปรตามตารางท 3.9
รปท 3. 11การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสยผานเสนใยสเตนเลส
68
ตารางท 3.9 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร ชนดของเสนใยสเตนเลส เสนใยสเตนเลส (ชนดชอบน า)
ควบคม ความสงของชนเสนใยสเตนเลส 1.5 เซนตเมตร
ความพรนของเสนใยสเตนเลส รอยละ 96.85
ความเขมขนของอนภาค 5 กรมตอลตร
ตวแปรอสระ ความเรวการไหล 16.43, 32.87 และ 65.73 เซนตเมตรตอนาท
ตวแปรตาม ปรมาณตวกลางดดซบทหลงเหลอ -
3.2.4.3.5 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวในระบบHGMS
ท าการทดลองเพอศกษาผลกระทบของการปรบปรงความชอบน าของสเตนเลสตอประสทธภาพในการแยกตวกลางดดซบ โดยจะท าการทดลองโดยไมมการใชแมเหลกถาวรเหนยวน าใหเกดสนามแมเหลกในเสนใยสเตนเลสทท าการปรบผวแลว
1. น าตวกลางดดซบ 5 กรม มาผสมกบน าปราศจากประจปรมาตร 1 ลตร
2. ปอนสารผสมเขาสตวกรองโดยใชเครองสบรดสายยาง ดวยความเรวการไหลท
32.87 เซนตเมตรตอนาท ความพรนรอยละ 96.85 ทความสงเสนใยสเตนเลส 3
เซนตเมตร โดยใชเสนใยสเตนเลสน าหนก 3.8595 กรมบรรจลงในคอลมนขนาด
เวนผาศนยกลาง 2 เซนตเมตร สง 3 เซนตเมตร ท าการทดลองโดยใชแมเหลก
ถาวรขนาด 500 เกาส 3 ค
3. เกบน าตวอยางทผานตวกรองไปท าการวเคราะหหาความเขมขนจนกระทงถง
จดเบรคทร
วธทดลองดงรปท 3.11 และท าการศกษาตวแปรตามตารางท 3.10
69
รปท 3. 12 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลส ทท าการปรบปรงพนผวในระบบHGMS
ตารางท 3. 10 สรปตวแปรทใชในศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวในระบบHGMS
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปร ชนดของเสนใยสเตนเลส เสนใยสเตนเลสทดดแปรพนผวแลว
ควบคม ความพรนของเสนใยสเตนเลส รอยละ 96.85
ความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท
ความเขมขนของอนภาค 5 กรมตอลตร
ความสงของชนเสนใยสเตนเลส 3 เซนตเมตร
ตวแปรอสระ การใหสนามแมเหลกแกเสนใยสเตนเลส ใหสนามแมเหลก
ตวแปรตาม ปรมาณตวกลางดดซบทหลงเหลอ -
70
3.2.4.3.6 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
ในการศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS จะท าการทดลองในสภาวะเดยวกนกบการทดลองกอนหนาน โดย
1. ควบคมความเรวการไหลและความหนาแนนของสารแมเหลกใหคงท และเปลยนแปลงคาความเขมขนของอนภาคตวกลางดดซบเปน 0.5, 1 และ 5 กรมตอลตร ในแตละรอบการทดลอง
2. ปอนสารผสมเขาสตวกรองโดยใชเครองสบรดสายยาง ดวยความเรวการไหลท 32.87 เซนตเมตรตอนาท เสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว ความสง
1.5 เซนตเมตร ทความพรนรอยละ 96.85 โดยใชเสนใยสเตนเลสน าหนก 1.1578
กรมบรรจลงในคอลมนขนาดเวนผาศนยกลาง 2 เซนตเมตร สง 1.5 เซนตเมตร 3. เกบน าตวอยางทผานตวกรองไปท าการวเคราะหหาความเขมขน
จนกระทงถงจดเบรคทร วธทดลองดงรปท 3.12 และท าการศกษาตวแปรตามตารางท 3.11
รปท 3. 13 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบ ตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ตารางท 3. 11 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปรควบคม ความสงของชนเสนใยสเตนเลส 1.5 เซนตเมตร
ความพรนของเสนใยสเตนเลส รอยละ 96.85
ความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท
ตวแปรอสระ ความเขมขนของอนภาค 0.5, 1 และ 5 กรมตอลตร
ตวแปรตาม ปรมาณตวกลางดดซบทหลงเหลอ -
3.2.4.3.7 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน และอนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
ในการศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย
HGMS จะท าการทดลองในสภาวะเดยวกนกบการทดลองกอนหนาน โดย
72
1. ควบคมความเรวการไหลและความหนาแนนของสารแมเหลกใหคงท และเปลยนแปลงชนดของตวกลางดดซบเปน A-HMS-SP และ A-S-SP คาความเขมขนของอนภาคตวกลางดดซบ 0.5 กรมตอลตร
2. ปอนสารผสมเขาสตวกรองโดยใชเครองสบรดสายยาง ดวยความเรวการไหลท 32.87 เซนตเมตรตอนาท เสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว ความสง
1.5 เซนตเมตร ทความพรนรอยละ 96.85 โดยใชเสนใยสเตนเลสน าหนก 1.1578
กรมบรรจลงในคอลมนขนาดเวนผาศนยกลาง 2 เซนตเมตร สง 1.5 เซนตเมตร 3. เกบน าตวอยางทผานตวกรองไปท าการวเคราะหหาความเขมขน
จนกระทงถงจดเบรคทร วธทดลองดงรปท 3.13 และท าการศกษาตวแปรตามตารางท 3.12
73
รปท 3.14 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน และอนภาคกลมเกลยง
ตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS ตารางท 3. 12 สรปตวแปรทใชในการศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน และอนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
ชนดตวแปร ตวแปร คาทใชในการทดลอง
ตวแปรควบคม ความสงของชนเสนใยสเตนเลส 1.5 เซนตเมตร
ความพรนของเสนใยสเตนเลส รอยละ 96.85
ความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท
ความเขมขนของอนภาค 0.5 กรมตอลตร
ตวแปรอสระ ชนดของตวกลางดดซบ A-HMS-SP และ A-S-SP
ตวแปรตาม ปรมาณตวกลางดดซบทหลงเหลอ -
74
3.2.4.3.8 การวเคราะหหาปรมาณตวกลางดดซบในสารละลาย
การวเคราะหหาปรมาณตวกลางดดซบในสารละลาย จะท าโดยใชวธการหาปรมาณของแขงในน า โดยจะน ากระดาษกรองไปอบแหง แลวชงน าหนก แลวน าสารละลายทออกจากคอลมนไปกรองผานกระดาษกรอง (GF/C) ขนาด 0.7 ไมโครเมตร โดยใชชดกรองแบบสญญากาศ จากนนน ากระดาษกรองดงกลาวไปอบใหแหง 105 องศาเซลเซยส รอใหเยน แลวน าไปชงน าหนก เมอหกลบกบน าหนกกระดาษอบแหงแลว จะไดน าหนกของตวกลางดดซบทหลดออกมาจากตวกลางเสนใยสเตนเลสได
บทท 4 ผลการวจย
4.1 การศกษาสมบตทางกายภาพและเคมของตวกลางดดซบ
ในงานวจยนไดท าการสงเคราะหตวกลางดดซบชนด ซลกา (S-SP) , ซลกาทปรบปรงพนผวโ ด ย ก า ร ต อ ต ด ห ม ฟ ง ก ช น ไ ด แ ก ห ม 3 - AMINOPROPYLTRIMETHOXY (A-S-SP) แ ล ะ ห ม MERCAPTOTRIMETHOXY (M-S-SP), เฮกซะโกนอลเมโสพอรสซลเกต (HMS-SP), เฮกซะโกนอลเมโสพอรสซลเกตทปรบปรงพนผวโดยการตอตดหมฟงกชน ไดแก หม3-AMINOPROPYLTRIMETHOXY (A-HMS-SP) และหม MERCAPTOTRIMETHOXY (M-HMS-SP) โดยวธการตอตดหลงกระบวนการสงเคราะห (POST-SYNTHESIS GRAFTING METHOD) จากนนน าตวกลางดดซบทไดไปวเคราะหสมบตทางกายภาพและเคมของตวกลางดดซบ
4.1.1 การวเคราะหโครงสรางผลก
การวเคราะหโครงสรางผลกของตวกลางดดซบทท าการปรบปรงพนผว ท าโดยใชเ ค ร อ ง POWDER X-RAY DIFFRACTOMETER (XRD) RIGAKU DMAX 2200 POWDER X-RAY
DIFFRACTOMETER EQUIPPED WITH CU K𝛼 RADIATION โดยใช SCANNING RATE 1,000 DEG MIN-1
ในชวง 0.5° –10.0° (2𝜃) ขอมลจากการวเคราะหแสดงดงรปท 4.1-4.3
จากผลการวเคราะหโครงสรางของ HMS-SP A-HMS-SP และ M-HMS-SP พบวา
HMS-SP มพคท 2.30° แสดงดงรปท 4.1 ซงแสดงถงโครงสรางแบบหกเหลยมทคอนขางสมบรณของ HMS-SP (Q. ET AL., 2005) แตเมอท าการตอตดหมฟงกชนอะมโนพบวา
A-HMS-SP ปรากฏพคท 2𝜃 = 2.19° มความสงลดลง แสดงดงรปท 4.2 แตยงคงแสดงหลกฐานโครงสรางแบบหกเหลยม อาจเปนผลมาจากการเกดอนตรกรยาระหวางหมอะมโนและหมซลานอลดวยพนธะไฮโดรเจนพนพนทผวทท าการปรบปรง ท าใหโครงสรางแบบหก
เหลยมพงทลายลงไปจ านวนมาก (BLITZ และคณะ, 2007) สวน M-HMS-SP ปรากฏพคท 2𝜃
= 2.26° แสดงดงรปท 4.1 พบวาการตอตดหมฟงกชนเมอรแคบโตไมท าใหโครงสรางแบบหกเหลยมพงทลายลง แตมคาความสงของพคลดลงเลกนอย ซงอาจเปนผลมาจากการตอตดหมฟงกชนเมอแคปโต
76
รปท 4.1 ผล XRD ของตวกลางดดซบชนด HMS-SP
รปท 4.2 ผล XRD ของตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP
รปท 4.3 ผล XRD ของตวกลางดดซบชนด M-HMS-SP
77
4.1.2 การวเคราะหหมฟงกชนบนพนผว
การวเคราะหการตอตดของหมฟงกชนอะมโนบนพนผวของสารดดซบ สามารถว เคราะหไดจากปรมาณไนโตรเจนโดยใช เครอง CNS/O ANALYZER ของ THERMO
SCIENTIFICTTM รน FLASH 2000 โดยสามารถวดคาปรมาณไนโตรเจนทดดตดบนตวกลางดดซบไดคาเฉลย 4.22 % โดยน าหนก (%W/W) ขอมลจากการวเคราะหแสดงดงตารางท 4.1
สามารถสรปไดวาการตอตดหมฟงกชนอะมโนท าไดเปนผลส าเรจ จากผลการตรวจวดพนทผวดงแสดงในหวขอท 4.1.3 พบวา A-HMS-SP มพนทผวนอยอนเนองมาจากเกดการพงทลายของโครงสรางหกเหลยม นอกจากนยงสามารถน าคา %ไนโตรเจน (W/W) ไปค านวณหาความหนาแนนของหมอะมโนบนพนผวของตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ไดเทากบ 3.22X1019
โมเลกลตอ A-HMS-SP 1 กรม
ตารางท 4. 1 ผลการวเคราะหปรมาณธาต ดวยเครอง CNS/O ANALYZER ชอตวอยาง ครงท คารบอน (%) ไฮโดรเจน (%) ไนโตรเจน (%)
A-HMS-SP 1 11.97 3.51 4.19
2 12.56 3.14 4.39
3 12.00 3.46 4.05
4 12.59 3.10 4.25
คาเฉลย 12.28 3.30 4.22
4.1.3 การวเคราะหพนทผวของตวกลางดดซบ
จากการศกษาการหาพนทผวจ าเพาะ ปรมาตรรพรน และขนาดของรพรน โดยใชสมดลการดดซบของไนโตร เจน โดย เคร อง SURFACE AREA AND POROSITY ANALYZER
MICROMERITIC ASAP 2020 กบตวกลางดดซบชนด HMS-SP, A-HMS-SP และ M-HMS-SP
พบวามปรมาณการดดซบกาซไนโตรเจนลดลงเมอมการตอตดหมฟงกชนบนพนผว โดยจากผลการวเคราะหพบวาพนทผวจ าเพาะของ HMS-SP > HMS-M > HMS-A ดงตารางท 4.2
โดยสมดลการดดซบของตวกลางดดซบทงชนด HMS-SP เปนสมดลการดดซบชนดท 1 ตามทฤษฎ BET ซงพบไดในวสดทมรพรนขนาดกลาง (2-50 นาโนเมตร) และมพนทผวภายนอกนอย โดยการดดซบไนโตรเจนไดรบอทธพลมาจากความสามารถในการแพรเขาไปในรพรนมากกวาพนทผวภายใน, A-HMS-SP เปนสมดลการดดซบชนดท 2 ซงเปนปฏกรยาทสามารถพบไดตามปกตในกรณทวสดเปนแบบไมมรพรน หรอมรพรนขนาดใหญ, M-HMS-SP เปนสมดลการดดซบชนดท 4 ดงรปท 4.5 และเกดฮสเทอรซสลป (HYSTERESIS LOOP) เลกนอย
78
เนองจากเกดการควบแนนภายในรขนาดเลก ซงเปนเหตการณทสามารถพบไดและมกเกดขนในวสดทมรพรนแบบรพรนขนาดกลาง
รปท 4. 4 การจ าแนกไอโซเทอมการดดซบกาซทง 6 ชนดตาม IUPAC
(a) (B)
(C) รปท 4.5 สมดลการดดซบกาซไนโตรเจนของ (A) HMS-SP (B) A-HMS-SP (C) M-HMS-SP
จากรปท 4.6 การกระจายขนาดของรพรน (PORE SIZE DISTRIBUTION) สามารถค านวณไดดวยสมการของ BARRET-JOYNER-HALLENDA (BJH) พบวา HMS-SP, A-HMS-SP
และ M-HMS-SP มขนาดรพรนเฉลย 2.44 นาโนเมตร เทากนทง 3 ชนด แตเมอพจารณาการกระจายขนาดของรพรนของตวกลางดดซบชนด HMS-SP และ M-HMS-SP พบวา มการกระจายตวของขนาดรพรนอยางสม าเสมอ โดย M-HMS-SP อาจเกดการเคลอบของหมฟงกชนเมอแคปโตบนพนผวของซลกา และเขาไปเคลอบในรทมขนาดใหญได ท าใหไดปรมาตรรพรนมากขน แตพนทผวนอยลง ดงแสดงในตารางท 4.2 และใน A-HMS-SP พบวามรพรนขนาดใหญขน อาจเปนเพราะเกดการพงทลายของผนงโครงสรางหกเหลยม
0
120
240
360
0 0.5 1
ADSDES
Adsorption / desorption isotherm
p/p0
V a/cm
3 (STP
) g-1
0
40
80
120
0 0.5 1
ADSDES
Adsorption / desorption isotherm
p/p0
V a/cm
3 (STP
) g-1
0
200
400
600
0 0.5 1
ADSDES
Adsorption / desorption isotherm
p/p0
V a/cm
3 (STP
) g-1
80
(A) (B)
(C) รปท 4. 6การกระจายขนาดของรพรน (PORE SIZE DISTRIBUTION) (BJH) ของ
(A) HMS-SP (B) A-HMS-SP (C) M-HMS-SP
ตารางท 4. 2 ผลการวเคราะหพนทผวของตวกลางดดซบ ตวกลางดดซบ ขนาดรพรน (NM) ปรมาตรรพรน (CM3/G) พนทผว (M2/G)
HMS-SP 2.44 0.2789 815.54
A-HMS-SP 2.44 0.1181 56.41
M-HMS-SP 2.44 0.6092 760.95
4.1.4 การศกษาลกษณะพนผวของตวกลางดดซบ และขนาดอนภาค
จากการศกษาลกษณะพนผวและการกระจายตวของหมฟงกชนบนพนผวของตวกลางดดซบทท าการปรบปรงพนผวโดยใชกลองจลทรรศนอเลกตรอน (SCANNING
ELECTRON MICROSCOPE (SEM)) โดยใชก าลงขยาย 20,000 เทา ไดผลดงแสดงดงรปท 4.7 โดยตวกลางดดซบประเภท S-SP มลกษณะคอนขางเปนทรงกลม มขนาดอนภาคประมาณ 0.277
ไมโครเมตร, HMS-SP มลกษณะพนผวเปนเหลยมเลกนอย มขนาดอนภาคประมาณ 0.318
ไมโครเมตร, A-S-SP มการจบตวกนของอนภาค และถกเคลอบดวยหมฟงกชนตรงตามสมมต ฐาน จนม รปทรง เปล ยนไป มขนาดอนภาคประมาณ 0.333 ไมโคร เมตร , A-HMS-SP มลกษณะคลายคลงกบ A-S-SP โดยพบวาตวกลางดดซบถกเคลอบดวยหม
0
0.06
0.12
0.18
1 10 100dp/nm
dVp/d
d p
0
0.002
0.004
0.006
1 10 100dp/nm
dVp/d
d p0
0.1
0.2
0.3
1 10 100dp/nm
dVp/d
d p
81
ฟงกชนจนมลกษณะพนผวเปลยนไป มขนาดอนภาคประมาณ 0.336 ไมโครเมตร, M-S-SP มลกษณะถกเคลอบเปนชน และมผวขรขระ มขนาดอนภาคประมาณ 0.401 ไมโครเมตร และ
M-HMS-SP พบวาตวกลางดดซบมการจบตวกนเปนกอนขนาดใหญ และถกเคลอบเปนชนจนพนผวเปลยนไปเชนกน มขนาดอนภาคประมาณ 0.392 ไมโครเมตร
82
รปท 4. 7 รปถายตวกลางดดซบชนด S-SP, HMS-SP, A-S-SP, A-HMS-SP, M-S-SP และ M-HMS-SP จากกลองจลทรรศนอเลคตรอนทก าลงขยาย 20,000 เทา
จากการศกษาสมบตทางกายภาพและทางเคมของตวกลางดดซบแตละชนดทสงเคราะหได สามารถสรปไดดงตารางท 4.3 ตารางท 4. 3 สมบตทางการภาพและทางเคมของตวกลางดดซบแตละชนด
+ ตวกลาง ดดซบ
หมฟงกชนบน
พนผว
ขนาดอนภาค
(NM)
ขนาด รพรน
(NM)
ปรมาตร รพรน
(CC/G)
พนทผว
(M2/G)
PHZPC
ความชอบน า และไมชอบน า
S-SP ซลานอล 227 - - 58.00(1)
6.2(1)
ชอบน า
83
HMS-SP(2)
-ซลานอล 318 2.44 0.2789 815.54 4.9(2)
ชอบน า
A-S-SP อะมโน 333 - - 7.80(1)
7.8(1)
ชอบน า
A-HMS-SP
อะมโน 336 2.44 0.1181 56.414 9.3(2)
ชอบน า
M-S-SP เมอรแคปโต 401 - - 57.09(1)
5.6(1)
ไมชอบน า
M-HMS-SP
เมอรแคปโต 392 2.44 0.6092 760.95 5.0(2)
ไมชอบน า
(1) พชชาภา บญคง, 2551, (2) ฉมนร สขเกษม, 2558 4.2 การศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท
4.2.1 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45
การศกษาจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45 (AB45) บนตวกลางดดซบทง 6
ชนด ไดแก HMS-SP, A-HMS-SP, M-HMS-SP, S-SP, A-S-SP และ M-S-SP ทดลองทความเขมขนของสารละลาย AB45 มคา 50 มลลกรมตอลตร ควบคมใหม PH เทากบ 7 ดวยฟอสเฟตบฟเฟอร ความแรงประจ 0.01 โมลตอลตร ปรมาตร 500 มลลลตร ควบคมอณหภมอยท 25 องศาเซลเซยส น าไปเขยาแลวเกบตวอยางตงแตเวลา 0-3 ชวโมง แลวน าขอมลทไดไปสรางกราฟความสมพนธระหวางความเขมขนทหลงเหลออยในสารละลาย เทยบกบเวลาใดๆ เพอหาเวลาทความเขมขนของสารเขาสสมดล โดยจะไดผลการทดลองแสดงดงรปท 4.8
จะเหนไดวาตวกลางดดซบทถกเคลอบดวยหมฟงกชนอะมโน ทง A-HMS-SP และ A-S-SP มความสามารถในการดดซบสงสด โดยจะเกดการดดซบอยางรวดเรวในชวง 10 นาทแรก และลดลงจนเขาสสมดลทเวลาประมาณ 150 นาททงสองตวกลางดดซบ ในขณะทตวกลางดดซบประเภท M-HMS-SP, M-S-SP, S-SP และ HMS-SP จะมเวลาในการเขาสสมดลลดลงทเวลาประมาณ 120, 110, 45 และ 30 นาท ตามล าดบ
เมอพจารณาถงประเภทของตวกลางดดซบทมการตอตดหมฟงกชนอะมโน ทง A-HMS-SP และ A-S-SP พบวาเปนหมฟงกชนมแสดงประจเปนบวก และมคณสมบตชอบน า
สอดคลองกบลกษณะของ AB45 ทแสดงความเปนประจลบ และมคณสมบตชอบน าเชนกน
จงอาจกลาวไดวาตวกลางดดซบดงกลาวสามารถดดซบ AB45 ไดด เนองจากแรงดงดดทางไฟฟาสถตกบหม ฟงกชนอะม โน ในขณะทตวกลางดดซบทมการตอตดหม ฟงกชน เมอรแคปโต ทง M-HMS-SP และ M-S-SP พบวาเปนหมฟงกชนมแสดงประจเปนลบ และมคณสมบตไมชอบน า ซงสามารถอธบายถงแนวโนมการดดซบทต ากวาหมฟงกชนอะมโน และ
84
อาจกลาวไดอกประการเกยวกบตวกลางดดซบประเภท M-HMS-SP, M-S-SP, S-SP และ
HMS-SP อาจเกดแรงลอนดอน ทเปนแรงระหวางโมเลกลไมมขวกบไมมขวบนตวกลางดดซบและมลสารทเกดขนได
รปท 4. 8 จลนพลศาสตรการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด HMS-SP, A-HMS-SP, M-HMS-SP,
S-SP, A-S-SP และ M-S-SP
เมอน าขอมลจากการศกษาจลนพลศาสตรการดดซบ AB45 มาพจารณาความเขากนไดกบสมการคณตศาสตร ไดแก สมการจลนพลศาสตร อนดบ 1 เสมอน และสมการจลนพลศาสตร อนดบ 2 เสมอน เมอใชการเปรยบเทยบคา R-SQUARE และความเขากนไดของชดขอมล พบวาตวกลางดดซบทง 6 ชนด มคาจลนพลศาสตรการดดซบเขากนไดกบสมการการดดซบอนดบ 2 เสมอนทงหมด โดยแสดงดงรปท 4.9 และมคาตวแปรทางจลนพลศาสตรของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ ตามตาราง 4.4
0
10
20
30
40
50
0 50 100 150 200
ความ
เขมข
นAB
45(ม
ลลกร
มตอล
ตร)
เวลา (นาท)
จลนพลศาสตรการดซบ
HMS-SP
M-HMS-SP
A-HMS-SP
S-SP
A-S-SP
M-S-SP
85
ตารางท 4. 4 คาตวแปรทางจลนพลศาสตรของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ ชนดตวกลางดด
ซบ
จลนพลศาสตรการดดซบ QE (MG/G)
QE,CAL
(MG/G) K2
(G/MG*MIN) R2
HMS-SP อนดบ 2 เสมอน 6.022 6.289 0.03113 0.9999
A-HMS-SP อนดบ 2 เสมอน 35.81 38.46 0.001625 0.9981
M-HMS-SP อนดบ 2 เสมอน 17.44 20.83 0.001393 0.9531
S-SP อนดบ 2 เสมอน 14.05 15.34 0.005297 0.9923
A-S-SP อนดบ 2 เสมอน 39.16 44.25 0.000940 0.9967
M-S-SP อนดบ 2 เสมอน 13.94 13.91 0.067843 0.9998
จากการน าผลทไดจากการศกษาจลนพลศาสตรของการดดซบ AB45 บนตวกลางดด
ซบชนดตางๆ พบวาตวกลางดดซบชนด A-S-SP และ A-HMS-SP มความสามารถในการดดซบสงสด โดยมคา QE อยท 39.16 และ 35.81 มลลกรมตอลตร แตเมอพจารณารวมกบคาคงทอตราเทยมอนดบ2 (PSEUDO SECOND RATE CONSTANT) พบวาเปนตวกลางดดซบทมอตราเรวการดดซบต า โดยมคาอยท 0.000940 และ 0.001625 กรมตอมลลกรมนาทสามารถเรยงล าดบชนดตวกลางดดทมอตราเรวการดดซบจากมากไปนอยไดดงน M-S-SP > S-SP >
HMS-SP > A-HMS-SP > M-HMS-SP > A-S-SP และเมอพจารณารวมกบคา QE สามารถเรยงล าดบชนดตวกลางดดทมความสามารถในการดดซบจากมากไปนอยไดด งน A-S-SP >A-HMS-SP > M-SMH-SP > S-SP >M-S-SP > HMS-SP
86
A) D)
B) E)
C) F) รปท 4.9 ความเขากนไดของสมการจลนพลศาสตรการดดซบอนดบท 1 เสมอน และ 2 เสมอน ของ
การดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด A) HMS-SP, B) A-HMS-SP, C) M-HMS-SP, D) S-SP, E) A-S-SP และ F) M-S-SP
4.2.2 การวเคราะหสมดลการดดซบแอซดบล 45
การศกษาสมดลการดดซบสารละลายแอซดบล 45 บนตวกลางดดซบทง 6 ชนด
ไดแก HMS-SP, A-HMS-SP, M-HMS-SP, S-SP, A-S-SP และ M-S-SP ทดลองทความเขมขน
0
2
4
6
8
0 50 100 150
ผลการทดลอง
Pseudo 1st Order
Pseudo 2nd Order
Time (min)
Adso
rptio
n Ca
pacit
y (m
g/g)
Kinetics of HMS-SP
0
5
10
15
0 50 100 150
ผลการทดลอง
Pseudo 1st Order
Pseudo 2nd Order
Adso
rptio
n Ca
pacit
y (m
g/g)
Time (min)
Kinetics of S-SP
0
10
20
30
40
0 100 200 300
ผลการทดลองPseudo 1st OrderPseudo 2nd Order
Time (min)
Adso
rptio
n Ca
pacit
y (m
g/g)
Kinetics of A-HMS-SP
0
10
20
30
40
50
0 100 200 300
ผลการทดลอง
Pseudo 1st Order
Pseudo 2nd Order
Adso
rptio
n Ca
pacit
y (m
g/g)
Time (min)
Kinetics of A-S-SP
0
5
10
15
20
0 50 100 150 200
ผลการทดลอง
Pseudo 1st Order
Pseudo 2nd Order
Adso
rptio
n Ca
pacit
y (m
g/g)
Time (min)
Kinetics of M-HMS-SP
0
5
10
15
0 50 100 150 200
ผลการทดลอง
Pseudo 1st Order
Pseudo 2nd Order
Adso
rptio
n Ca
pacit
y (m
g/g)
Time (min)
Kinetics of M-S-SP
87
ของสารละลาย AB45 25, 50, 100, 150 และ 200 มลลกรมตอลตร ควบคม PH 7 ดวยฟอสเฟตบฟเฟอร ความแรงประจ 0.01 โมลตอลตร ควบคมอณหภมอยท 25 องศาเซลเซยส
พบวาความสามารถในการดดซบ AB45 ของตวกลางดดซบทง 6 ชนด สามารถเรยงล าดบจากม า ก ไ ป น อ ย ไ ด โ ด ย A-HMS-SP > A-S-SP > M-HMS-SP > S-SP > M-HMS-SP > HMS-SP ตามล าดบ แสดงดงรปท 4.10 และไดคาคงทแสดงดงตารางท 4.5
จากผลการทดลอง เมอพจารณาตวกลางดดซบชนด A-S-SP และ A-HMS-SP ซงเปนตวกลางดดซบชนดทมการตอตดฟงกชนหมอะมโนมความสามารถในการดดซบสงสดทงสองชนดซงมคาความสามารถในการดดซบทใกลเคยงกน แสดงใหเหนถงอทธพลจากการเกาะตดบนพนผวของตวกลางดดซบไมไดขนกบการมรพรนแตอยางใด แตอาจอธบายไดวาเกดการดดตดผวระหวางสยอม เอซด บล 45 บนตวกลางดดซบทงสองชนดทมการตอตดหมฟงกชนอะมโนดวยแรงดงดดทางไฟฟาสถต โดยสามารถอธบายไดจากวาเนองจากการทดลองนท าการควมคม PH=7 ซงเปนสภาวะทหมฟงกชนเอมนบนพนผวของตวกลางดดซบแสดงความเปนประจบวก (A-S-SP PHZPC=7.8, A-HMS-SP PHZPC=9.3) จะไปดดตดกบสยอม เอซด บล 45 ซงเปนสยอมชนดเบสค ทแตกตวใหประจลบในสารละลาย สวนตวกลางดดซบชนด M-S-SP และ M-HMS-SP ทมความสามารถในการดดซบรองลงมา อาจกลาวไดวาเปนผลเนองมาจากหมฟงกชนเมอรแคปโตบนพนผวของตวกลางดดซบทงสองประเภทนเปนประเภทไมชอบน า จงไมดดบสยอม เอซด บล 45 ไดดเทาทควร แตกสามารถดดซบไดในปรมาณทนอยลงเนองมาจากแรงแวนเดอวาลสระหวางหมเมอรแคปโตกบอออนของสยอม เอซด บล 45 และเม อ พจารณาถงต วกลางดดซบดดซบชนด S-SP และ HMS-SP ทมความสามารถในการดดซบต าทสดจนแทบไมเกดการดดซบขนเลย ในสวนของสยอมทถกดดซบ อาจกลาวไดวาเปนผลเนองมาจากความชอบน าทเปนลกษณะของพนผวของตวกลางดดซบทเปนซลกา และเกดพนธะไฮโดรเจนขนระหวางซลกากบอออนของสยอม เอซดบล 45
88
รปท 4.10 สมดลการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด
HMS-SP, A-HMS-SP, M-HMS-SP, S-SP, A-S-SP และ M-S-SP
เมอน าขอมลจากการศกษาสมดลการดดซบ AB45 มาพจารณาความเขากนไดกบสมการคณตศาสตร ไดแก สมการแลงกเมยร และสมการฟรนดลช เมอใชการเปรยบเทยบคา
R-SQUARE และความเขากนไดของชดขอมล พบวาตวกลางดดซบทง 6 ชนด มคาดดซบเขากนไดกบสมการฟรนดลชทงหมด โดยแสดงดงรปท 4.11 และมคาตวแปรทางจลนพลศาสตรของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ ตามตาราง 4.5
ตารางท 4. 5 คาตวแปรสมดลการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนดตางๆ ชนดตวกลางดดซบ สมดลการดดซบ KF
(L/MG) N R2
HMS-SP ฟรนดลช 4.100X10-7 0.2738 0.9340
A-HMS-SP ฟรนดลช 7.0113 1.1242 0.9587
M-HMS-SP ฟรนดลช 0.0039 0.5658 0.9320
S-SP ฟรนดลช 2.2859X10-4 0.4225 0.9872
A-S-SP ฟรนดลช 4.888 1.2058 0.9351
M-S-SP ฟรนดลช 0.9775 0.8361 0.9873
0
50
100
150
200
0 50 100 150
ปรมา
ณAB
45 ท
ถกดด
ซบ (ม
ลลกร
มตอ
กรม)
ความเขมขนทสภาวะสมดล (มลลกรมตอกรม)
สมดลการดดซบ
HMS-SPA-HMS-SPM-HMS-SPS-SPA-S-SP
89
A) D)
B) E)
C) F) รปท 4. 11 ความเขากนไดของสมการสมดลการดดซบแลงกเมยร และฟรนดลช
ของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบชนด A) HMS-SP, B) A-HMS-SP, C) M-HMS-SP, D) S-SP, E) A-S-SP และ F) M-S-SP
05
10152025
0 50 100 150
ผลการทดลองLangmuirFreundlich
Eq. Conc. (mg/L)
Isotherm of HMS-SPqe
(mg/
g)
0
10
20
30
40
0 50 100 150
ผลการทดลองLangmuirFreundlich
Eq. Conc. (mg/L)
Isotherm of S-SP
qe (m
g/g)
0
50
100
150
200
0 20 40
ผลการทดลองLangmuirFreundlich
Eq. Conc. (mg/L)
qe (m
g/g)
Isotherm of A-HMS-SP
0
50
100
150
200
0 10 20 30
ผลการทดลองLangmuirFreundlich
Eq. Conc. (mg/L)
qe (m
g/g)
Isotherm of A-S-SP
0
10
20
30
0 50 100 150
ผลการทดลองLangmuirFreundlich
Eq. Conc. (mg/L)
qe (m
g/g)
Isotherm of M-HMS-SP
0
50
100
150
200
0 50 100
ผลการทดลอง
Eq. Conc. (mg/L)
qe (m
g/g)
Isotherm of M-S-SP
90
4.3 การศกษาลกษณะสมบตของเสนใยสเตนเลสและเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว
จากรปท 4.12 แสดงการเปรยบเทยบพนผวของสเตนเลสและสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผว จะเหนไดวาพนผวของสเตนเลสทถกจมลงในสารละลายซลกาโซลมลกษณะเปนฟลมสขาวเคลอบอยบนพนผวของสเตนเลส แสดงถงการเกดโครงสรางอนนทรยของสารละลายซลกาโซลเคลอบตดอยบนพนผว และเมอท าไปหยดน าขนาด 5 ไมโครลตรลงบนพนผวเพอเพอวดมมสมผสของหยดน า
จะไดผลของมมสมผสบนสเตนเลสมคาเฉลย 30.88 องศา ดงแสดงในรปท 4.13 แสดงคณสมบตเปนพนผวประเภทชอบน า และผลของมมสมผสบนสเตนเลสทมการปรบปรงพนผวแลวมคาเฉลย 78.63
องศา ดงแสดงในรปท 4.14 แสดงคณสมบตเปนพนผวประเภทชอบไมน า
รปท 4. 12 รปถายเปรยบเทยบลกษณะผวหนาของสเตนเลส (ซาย)
และสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวแลว (ขวา)
91
รปท 4. 13 รปถายการวดมมของหยดน าบนผวสเตนเลส
รปท 4. 14 รปถายการวดมมของหยดน าบนผวสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวแลว
92
ตารางท 4. 6 มมของหยดน าบนผวสเตนเลสทปรบปรงพนผวแลว และไมไดปรบปรงพนผว
สเตนเลสทไมไดปรบปรงพนผว สเตนเลสทปรบปรงพนผวแลว
ครงทวด องศาทวดได ครงทวด องศาทวดได
1 29 1 75
2 32.5 2 83
3 27 3 78
4 35 4 78.5
เฉลย 30.88 เฉลย 78.63
4.4 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใช HIGH GRADIENT MAGNETIC SEPARATE FILTER
(HGMS)
4.4.1 การศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส
จากการศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกในกระบวนการแยกตวกลางดดซบชนด
A-HMS-SP ความเขมขน 5 กรมตอลตร ทความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาทความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรนชนกรอง 96.85% ทดลองสองครง โดยครงแรกใชแมเหลก
1 ค ขนาด 500 เกาส ประกบขางชนกรองเสนใยสเตนเลส และทดลองซ าอกครงโดยไมใชแมเหลก วดคาตวกลางดดซบทหลดออกไปจากระบบ และแปลงขอมลเปนประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบ สรางกราฟความสมพนธระหวางประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบและเวลาเพอเปรยบเทยบจดเบรคทร แสดงดงรปท 4.15
93
รปท 4. 15 ผลการศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกในการแยกตวกลางดดซบ
ออกจากน า ทความเขมขนตวกลางดดซบ 5 กรมตอลตร
เมอพจารณาจดเบรคทรของผลการทดลองทใชแมเหลกในการคดแยกตวกลางดดซบจะไดจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลาประมาณ 10 นาท ในขณะทการทดลองทไมใชแมเหลกในการดกแยกตวกลางดดซบพบวาความสามารถในการแยกตวกรองดดซบต ามากตงแตนาทท 1 ซงมประสทธภาพต ามาก สามารถคดแยกตวกลางดดซบไดเพยง
33.4% เทานน และประสทธภาพลดลงอยางรวดเรวจนเหลอเพยง 21.8% ในนาทท 5 ซงอาจเปนผลมาจากความสามารถในการกกเกบตวกลางดดซบโดยอาศยความสามารถในการกรองของเสนใยสเตนเลสโดยปราศจากสนามแมเหลกแทบไมมผลกระทบอยางอนนอกจากขดขวางการไหลของน าเสยทมตวกลางดดซบผสมอย การแยกตวกลางดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสโดยปราศจากสนามแมเหลกจงไมเหมาะแกการน าไปใชงาน แตในกรณทมสนามแมเหลกพบวาอทธพลจากสนามแมเหลกทสงผลตอชนกรองและสารซปเปอรพาราแมกเนตกในตวกลางดดซบ ท าใหเกดการเกาะตดของตวกลางดดซบบนเสนใยสเตนเลสไดดกวาผลการทดลองทไดจากระบบคดแยกทปราศจากสนามแม เหลกอยางเหนไดชด
จากการเปรยบเทยบผลการทดลองดงทไดกลาวไปแลวในขางตน จงอาจกลาวไดวาสนามแมเหลกมความส าคญอยางมากตอการคดแยกมลสารทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150
มแมเหลก
ไมมแมเหลก
เวลา (นาท)
ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
94
4.4.2 การศกษาผลกระทบจากความสงของชนเสนใยสเตนเลส
จากการศกษาผลกระทบจากความสงชนกรองเสนใยสเตนเลสในกระบวนการแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ความเขมขน 5 กรมตอลตร ทความเรวการไหล 32.87
เซนตเมตรตอนาทความสงชนกรอง 1.5, 3 และ 5 เซนตเมตร ความพรนชนกรอง 96.85%
ประกบทงสองดานของชนกรองดวยแมเหลก 1 ค ขนาด 500 เกาส วดคาตวกลางดดซบทหลดออกไปจากระบบ และแปลงขอมลเปนประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบ สรางกราฟความสมพนธระหวางประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบและเวลาเพอเปรยบเทยบจดเบรคทร แสดงดงรปท 4.16
รปท 4. 16 ผลการศกษาผลกระทบจากความสงของชนกรอง ในการแยกตวกลางดดซบ
ความเขมขน 5 กรมตอลตรออกจากน าทความสงชนกรอง 1.5, 3 และ 5 เซนตเมตร
เมอพจารณาจดเบรคทรของผลการทดลองทใชแมเหลกในการคดแยกตวกลางดดซบทความเขมขน 5 กรมตอลตร จะไดจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลาประมาณ 5 นาท ทความสงชนกรอง 5 เซนตเมตร และ 3 นาท ส าหรบทความสงชนกรอง 3
และ 1.5 เซนตเมตร เนองจากการทดลองในรปท 4.16 ใหผลการทดลองทไมแตกตางกนมาก และไม
เดนชดพอทจะอธบายถงความสมพนธระหวางประสทธภาพทเพมขนของชนกรอง ผวจยจงไดเพมการทดลองทความสงชนกรอง 1.5 และ 3 เซนตเมตร โดยลดความเขมขนของตวกลางดดซบในน าลงเหลอ 0.5 กรมตอลตร ไดผลการทดลองดงแสดงในรปท 4.17 ซงจะเหนไดจดเบรคทรของแตละกรณไดเดนชดยงขน โดยส าหรบการทดลองทความเขมขน 0.5 กรม ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร จะมจดเบรคทรทประสทธภาพ 80% ณ เวลาประมาณ 160 นาท
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150
H1.5
H3
H5
เวลา (นาท)ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
95
ในขณะทเมอเพมความสงชนกรองเปน 3 เซนตเมตร ทความเขมขน 0.5 กรมตอลตร เทากน
จะไดเวลาเบรคทรทประสทธภาพ 80% ทเวลา 360 นาท ความสามารถในการกกเกบตวกลางดดซบในชนกรองทงนอาจเปนเพราะการเพมความสงชนกรองมคาเทากบการเพมปรมาณชองวางในชนกรองทท าใหตวกลางดดซบสามารถเขาไปกกเกบไดมากขน และไดเวลาเบรคทรนานขน
รปท 4. 17 ผลการศกษาผลกระทบจากความสงของชนกรอง ในการแยกตวกลางดดซบความเขมขน
0.5 กรมตอลตรออกจากน า ทความสงชนกรอง 1.5 และ 3 เซนตเมตร
จงอาจกลาวไดวาความสงของชนกรองทเปลยนแปลงไปมผลตอการคดแยกมลสารทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก โดยสามารถเพมประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบไดโดยการเพมความสงของชนกรอง 4.4.3 การศกษาผลกระทบความพรนของชนเสนใยสเตนเลส
จากการศกษาผลกระทบจากความพรนของชนกรองเสนใยสเตนเลสในกระบวนการแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ความเขมขน 5 กรมตอลตร ทความเรวการไหล 32.87
เซนตเมตรตอนาทความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ประกบทงสองดานของชนกรองดวยแมเหลก 1 ค ขนาด 500 เกาส โดยเปลยนแปลงคาความพรนชนกรองท 95.28%, 96.85%
และ 98.43% เมอวดคาตวกลางดดซบทหลดออกไปจากระบบ และแปลงขอมลเปนประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบ สรางกราฟความสมพนธระหวางประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบและเวลาเพอเปรยบเทยบจดเบรคทร แสดงดงรปท 4.18
0
20
40
60
80
100
0 100 200 300 400 500 600 700
0.5g/L H1.5
0.5g/L H3
ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
เวลา (นาท)
96
รปท 4. 18 ผลการศกษาผลกระทบจากความพรนของชนกรอง ในการแยกตวกลางดดซบ
ความเขมขน 5 กรมตอลตรออกจากน า ทความพรนชนกรอง 95.28%, 96.85% และ 98.43%
เมอพจารณาจดเบรคทรของผลการทดลองทใชคาความพรนตางๆกนในการคดแยกตวกลางดดซบทความเขมขน 5 กรมตอลตร ทความสงชนกรอง 5 เซนตเมตร ส าหรบคาความพรนท ท าการศกษาไดแก 95.28%, 96.85% และ 98.43% จะได จ ด เบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลาประมาณ 4, 7 และ 10 นาท ตามล าดบ และเนองจากตวเลขของความพรนทสงขนหมายถงปรมาณชองวางในชนกรองทสงขนตาม เมอชองวางในชนกรองมมากขนกจะท าใหตวกลางดดซบสามารถไปเกาะตดในชองวางระหวางเสนใยดวยแรงแมเหลกบนเสนใยสเตนเลสไดมากขนตาม และสงผลใหเวลาเบรคทรนานขน
จากขอมลทไดอาจกลาวไดวาความพรนของชนกรองทเปลยนแปลงไปมผลตอการคดแยกมลสารทมสมบต เปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก โดยตวเลขของความพรนทสงขนหมายถงปรมาณชองวางในชนกรองทสงขน
และจากผลการทดลองแสดงใหเหนถงเวลาเบรคทรทเพมขนเมอมความพรนเพมขน อาจกลาวไดวาความารถในการกกเกบตวกลางดดซบแปรผนตามทวางระหวางชนกรอง เมอมพนทวางใหตวกลางดดซบไปเกาะตดมากขน กท าใหชนกรองสามารถกกเกบตวกลางดดซบไดมากขน และไดจดเบรคทรนานขนดวย
4.4.4 การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย
จากการศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสยในกระบวนการแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ความเขมขน 5 กรมตอลตร ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150
98.43%
96.85%
95.28%
ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
เวลา (นาท)
97
ความพรนชนกรองท 96.85% ประกบทงสองดานของชนกรองดวยแมเหลก 1 ค ขนาด 500
เกาส โดยเปลยนแปลงคาความเรวการไหล 16.43, 32.87 และ 65.73 เซนตเมตรตอนาท เมอวดคาตวกลางดดซบทหลดออกไปจากระบบ และแปลงขอมลเปนประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบ สรางกราฟความสมพนธระหวางประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบและเวลาเพอเปรยบเทยบจดเบรคทร แสดงดงรปท 4.19
รปท 4. 19 ผลการศกษาผลกระทบจากความเรวการไหล
ในการแยกตวกลางดดซบความเขมขน 5 กรมตอลตรออกจากน า ทความเรวการไหล 16.43, 32.87 และ 65.73 เซนตเมตรตอนาท
เมอพจารณาจดเบรคทรของผลการทดลองทใชคาความพรนตางๆกนในการคด
แยกตวกลางดดซบทความเขมขน 5 กรมตอลตร ทความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน 96.85% โดยแปรผนอตราเรวการไหลท 16.43, 32.87 และ 65.73 เซนตเมตรตอนาท ไดจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลา 10, 1 และ 0 นาท ตามล าดบ อาจอธบายไดวาเนองจากความเรวการไหลทสงเกนไปจะท าใหตวกลางดดซบวงผานชนกรองทมสนามแมเหลกเรว และมเวลาทวนอยในชนกรองนอย ท าใหโอกาสทจะถกกกเกบอยในชนกรองเกดขนนอยกวา นอกจากน เมอพจารณาทความเรวการไหลสงขนท าใหเกดการพดพาตวกลางดดซบปรมาณมากขนในระยะเวลาเทาเดมผานชนกรอง ท าใหเวลาเบรคทรสนลง
และทความเรวการไหลสงเกนไปอาจเกดการพดพาตวกลางดดซบทถกกกเกบอยในชนกรองออกไปกบน าขาออกดวย โดยสามารถอธบายไดดวยตวเลขทไดจากการค านวณปรมาณตวกลางดดซบทสะสมในชนกรองทง 3 ความเรวการไหล ทเวลา 40 นาทเทากน โดยท
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120 140
16.43 cm/min
32.87 cm/min
65.73 cm/min
ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
เวลา (นาท)
98
ความเรว 16.43, 32.87 และ 65.73 เซนตเมตรตอนาท ไดปรมาณตวกลางดดซบทสะสมในชนกรองเทากบ 98.92, 118.83 และ 170.86 กรมทเวลา 40 นาทเทากน
จากขอมลทไดจากการทดลองอาจกลาวไดวาความเรวการไหลในชนกรองทเปลยนแปลงไปมผลตอการคดแยกมลสารทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใย สเตนเลสภายใตสนามแมเหลก โดยเมอเพมความเรวขนจะท าใหประสทธภาพในการคดแยกตวกลางดดซบเวลาลดลง ซงหมายถงตวเลขเวลาเบรคทรทต าลงดวย อาจกลาวไดวาความารถในการกกเกบตวกลางดดซบแปรผกผนกบความเรวการไหลในชนกรอง และสามารถเพมประสทธภาพใหระบบไดดวยการลดอตราเรวการไหลลง
4.4.5 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวใน
ระบบ HGMS
จากการศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสยในกระบวนการแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ความเขมขน 0.5 กรมตอลตร ความเรวการไหล 32.87
เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรนชนกรองท 96.85% ประกบทงสองดานของชนกรองดวยแมเหลก 1 ค ขนาด 500 เกาส ท าการทดลอง 2 ครง โดยครงแรกใชเสนใยสเตนเลสแบบไมท าการปรบปรงพนผว และท าการทดลองซ าโดยเปลยนชนกรองเปนเสนใยสเตนเลสแบบทท าการปรบปรงพนผว เมอวดคาตวกลางดดซบทหลดออกไปจากระบบ
และแปลงขอมลเปนประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบ สรางกราฟความสมพนธระหวางประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบและเวลาเพอเปรยบเทยบจดเบรคทร แสดงดงรปท 4.20
99
รปท 4. 20 ผลการศกษาผลกระทบจากชนกรองเสนใยสเตนเลส และชนกรองเสนใยสเตนเลสทท าการ
ปรบปรงพนผวแลว ในการแยกตวกลางดดซบความเขมขน 0.5 กรมตอลตรออกจากน า
เมอพจารณาจดเบรคทรของผลการทดลองทใชคาความพรนตางๆกนในการคดแยกตวกลางดดซบทความเขมขน 5 กรมตอลตร ทความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน
96.85% ทอตราเรวการไหลท 32.87 เซนตเมตรตอนาท เปรยบเทยบชนกรองเสนใย สเตนเลสและเสนใยสเตนเลสแบบปรบปรงพนทผว พบวาทง 2 การทดลองไดผลการทดลองทใกลเคยงกนมากจนแทบไมเหนความแตกตาง โดยไดจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลา 360 นาท ทง 2 การทดลอง
จากการทดลองอาจกลาวไดวาการปรบปรงพนผวของชนกรองเสนใยสเตนเลสใหมความชอบน า หรอไมชอบน า ลวนมผลกระทบนอยมากตอการคดแยกมลสารทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก ทงนอาจเปนผลจากแรงแมเหลกแสดงอทธพลเดนชดมากกวาแรงดงดดทางไฟฟาสถต หรอแรงทางเคมอนๆ จงไมมความจ าเปนทจะตองปรบปรงพนผวของชนกรองเสนใยสเตนเลสเพอเพมประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบแตอยางใด
4.4.6 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
จากการศกษาผลกระทบจากปรมาณอนภาคตวกลางดดซบในกระบวนการแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ความเขมขน 0.5, 1 และ 5 กรมตอลตร ทความเรวการไหล
32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรนชนกรองท 96.85%
ประกบทงสองดานของชนกรองดวยแมเหลก 1 ค ขนาด 500 เกาส เมอวดคาตวกลางดดซบท
0
20
40
60
80
100
0 100 200 300 400 500 600 700
ไมชอบน าชอบน า
ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
เวลา (นาท)
100
หลดออกไปจากระบบ และแปลงขอมลเปนประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบ สรางกราฟความสมพนธระหวางประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบและเวลาเพอเปรยบเทยบจดเบรคทร แสดงดงรปท 4.21
รปท 4. 21 ผลการศกษาผลกระทบจากชนกรองเสนใยสเตนเลส ในการแยกตวกลางดดซบ ความเขมขน 0.5, 1 และ 5 กรมตอลตรออกจากน า
เมอพจารณาจดเบรคทรของผลการทดลองทใชคาความพรนตางๆกนในการคด
แยกตวกลางดดซบทความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน 96.85% ทอตราเรวการไหลท 32.87 เซนตเมตรตอนาท โดยเปลยนคาความเขมขนเปน 0.5, 1 และ 5 กรมตอลตร โดยไดจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลา 160, 60 และ 1 นาท ตามล าดบ ซงอาจเปนผลมาจากการทพนทวางภายในชนกรองถกเตมเตมอยางรวดเรวเมอเพมความเขมขนของตวกลางดดซบขน เปนผลใหเวลาเบรคทรลดลงตามความเขมขนทเพมขนดวย
จากการทดลองอาจกลาวไดวาการลดปรมาณความเขมขนของตวกลางดดซบมผลกบความสามารถในการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก โดยเมอลดปรมาณความเขมขนของตวกลางดดซบในน าลง
และจะสามารถเพมเวลาเบรคทรไดมากขนดวย โดยทงนในกรณทน างานวจยไปประยกตใชจรง ควรเลอกใชความเขมขนทเหมาะสมในสองปจจย ไดแกความเขมขนทเหมาะสมตอการก าจดมลสารดวยกระบวนการการดดซบใหไดประสทธภาพตามตองการ และความเขมขนทเหมาะตอการแยกตวกลางดดซบดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก
0
20
40
60
80
100
0 50 100 150 200 250 300 350
5 g/L
1 g/L
0.5 g/L
ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
เวลา (นาท)
101
4.4.7 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดชนดมรพรน และอนภาคกลมเกลยงซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
จากการศกษาผลกระทบจากปรมาณอนภาคตวกลางดดซบในกระบวนการแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ความเขมขน 0.5 กรมตอลตร ทความเรวการไหล 32.87
เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรนชนกรองท 96.85% ประกบทงสองดานของชนกรองดวยแมเหลก 1 ค ขนาด 500 เกาส เมอวดคาตวกลางดดซบทหลดออกไปจากระบบ และแปลงขอมลเปนประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบ สรางกราฟความสมพนธระหวางประสทธภาพการคดแยกตวกลางดดซบและเวลาเพอเปรยบเทยบจดเบรคทร แสดงดงรปท 4.22
รปท 4. 22 ผลการศกษาผลกระทบจากชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรน และอนภาคกลม
เกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
เมอพจารณาจดเบรคทรของผลการทดลองท ใชคาความพรนตางๆกนในการคดแยกตวกลางดดซบทความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน 96.85% ทอตราเรวการไหลท 32.87 เซนตเมตรตอนาท โดยเปลยนคาความเขมขนเปน 0.5 กรมตอลตร โดยไดจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลา 160 นาท ทงสองชนดของตวกลางดดซบ
จากการทดลองอาจกลาวไดวาการเปลยนแปลงชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรนและอนภาคกลมเกลยงของตวกลางดดซบมผลกระทบนอยมากตอความสามารถในการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใต
0
20
40
60
80
100
0 100 200 300 400
A-HMS-SP
A-S-SP
ประส
ทธภา
พการ
คดแย
กตวก
ลางด
ดซบ
(%)
เวลา (นาท)
102
สนามแมเหลก ทงนอาจเปนผลจากแรงแมเหลกทมอทธพลตอความเปนซปเปอรพาราแมกเนตกของตวกลางดดซบแสดงอทธพลเดนชด ความเปนรพรนหรอเปนอนภาคบนพนผวภายนอกจงไมสงผลกระทบตอความสามารถในการดดซบของระบบแตอยางใด และสามารถน าไปอธบายการเลอกตวกลางดดซบทสามารถบ าบดมลสารทตองการไดมากทสด กลาวคอสามารถเลอกไดโดยไมจ าเปนตองจ ากดชนดของตวกลางดดซบทงแบบมรพรน หรอแบบอนภาค เนองจากชนดของตวกลางดดซบทงสองชนดดงกลาวไมไดสงอทธพลใหผลการแยกตวกลางดดซบดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลกเปลยนไปแตอยางใด
4.5 การพจารณารวมระหวางการศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท และการศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใช HIGH GRADIENT MAGNETIC SEPARATE FILTER (HGMS)
จากการศกษากระบวนการดดซบแบบทละเทพบวาตวกลางดดซบชนด A-S-SP ใหความสามารถในการดดซบสงสดอนเนองมาจากแรงดงดดทางไฟฟาสถต แตทงนการออกแบบระบบการดดซบแบบทละเทใหไดประสทธภาพสงสดกตองขนกบปรมาณความเขมขนของตวกลางดดซบทใชตอสดสวนน า แตความเขมขนของตวกลางดดซบทเลอกใชในระบบการดดซบแบบทละเทกสงผลกระทบตอระบบการคดแยกตวกลางดดซบดวยแรงแมเหลกเชนกน โดยจากผลการทดลองในหวขอท 4.4.6 เรองการศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
สามารถอธบายความสมพนธระหวางความเขมขนของตวกลางดดซบตอเวลาเบรคทรทเปลยนแปลงไปไดวา เมอเพมความเขมขนของตวกลางดดซบตอสดสวนน าจะท าใหประสทธภาพในการคดแยกลดลง
ดงนนการน าผลการวจยไปประยกตใชในการออกแบบเพอใชจรงทความเขมขนตวกลางดดซบสง
สามารถปรบเปลยนคาตวแปรตางๆ ในระบบคดแยกตวกลางดดซบเพอเพมประสทธภาพการคดแยกดวยการเพมความสงชนกรอง, ลดความพรน หรอลดความเรวการไหลทผานชนกรอง
ยกตวอยางการค านวณ เชน หากตองการค านวณความเขมขนของตวกลางดดซบทเหมาะสมตอความเขมขน เอซด บล 45 ในน าเสยตงตน 20 มลลกรมตอลตรปรมาตร 1 ลตร ใหความเขมขนหลงการบ าบดเปน 1 มลลกรมตอลตร โดยเลอกใชตวกลางดดซบชนดทใหความสามารถในการดดซบสงสดไดแก A-HMS-SP และน าคาคงทตางๆ ทไดจากการทดลองในหวขอท 4.2.2 เรองการวเคราะหสมดลการดดซบแอซดบล 45 (KF=4.888 L/MG, N=1.2058) เมอน าตวแปรทม ไปแทนคาในสมการ ฟรนดลชจะไดปรมาณตวกลางดดซบทใชประมาณ 3.89 กรมตอน าเสย 1 ลตร (19.47 กรมตอน าเสย
5 ลตร) ทสามารถบ าบดน าเสยทมความเขมขน เอซด บล 45 ท 20 มลลกรมตอลตร ใหเหลอ 1
มลลกรมตอลตร โดยเมอน าความเขมขนของตวกลางดดซบในน าเสยมาพจารณารวมกบการทดลองในหวขอการศกษาการแยกตวกลางดดซบในหวขอท 4.4.6 เรองการศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลาง
103
ดดซบตอประสทธภาพการแยกดวยแรงแมเหลกจะพบวาจดเบรคทรทความเขมขนตวกลางดดซบ 1
กรมตอลตร, ความเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอวนาท, ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร, ความพรนของเสนใยสเตนเลส 96.85% และใชแมเหลก 1 ค ขนาด 500 เกาส มจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยก 80% ทเวลา 1 ชวโมง หากเลอกใชความเขมขนตวกลางดดซบตามทค านวณในหวขอนคอ
3.89 กรมตอลตร จะไดจดเบรคทรทต ากวา 1 ชวโมง ซงนอยมาก และสามารถเพมเวลาเบรคทรไดโดยการเพมความสงชนกรอง, ลดความพรนของชนกรอง และลดความเรวการไหลลง แตทงนการปรบเปลยนความเรวการไหลของน าในชนกรองตองพจารณาทงในเรองความเรวทไมกอใหเกดการตกตะกอนในเสนทอในชวงตงแตถงน าเสยเรมตนไปจนถงในคอลมนกอนเขาชนกรองเสนใยสเตนเลส
และควรเปนความเรวทชาพอทจะไมท าใหเกดการชะของตวกลางดดซบทถกกกเกบไวในชนกรองแลวหลดออกไปกบน าทไหลออกจากชนกรอง
104
บทท 5 สรปผลการวจย
5.1 สรปผลการวจย
จากการศกษาการบ าบดสยอมชนด แอซดบล 45 (AB45) ดวยกระบวนการดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกการคดแยกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก ดวยตวกลางดดซบชนด HMS-SP, A-HMS-SP, P-HMS-SP, S-SP, A-S-SP และ P-S-SP และเปรยบเทยบความสามารถในการคดแยกตวกลางดดซบระหวางเสนใยสเตนเลส และเสนใย สเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวแลว สามารถสรปไดวา 5.1.1 การศกษากระบวนการดดซบแบบทละเท
5.1.1.1 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45
จากการทดลองจะไดเวลาเขาสสมดลของการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบทง 6
ชนด ดงน ทง A-HMS-SP และ A-S-SP จะเกดการดดซบอยางรวดเรวในชวง 10 นาทแรก
และลดลงจนเขาสสมดลทเวลาประมาณ 150 นาท ในขณะทตวกลางดดซบประเภท M-HMS-SP, M-S-SP, S-SP และ HMS-SP จะมเวลาในการเขาสสมดลลดลงทเวลาประมาณ
120, 110, 45 และ 30 นาท ตามล าดบ และตวกลางดดซบท ง 6 ชนด เปนไปตามจลนพลศาสตรการดดซบเสมอนอนดบ 2 ทงหมด 5.1.1.2 การวเคราะหจลนพลศาสตรการดดซบแอซดบล 45
จากการทดลองจะไดความสามารถในการดดซบ AB45 บนตวกลางดดซบทง 6 ชนด
สามารถเรยงล าดบจากมากไปนอยไดโดย A-HMS-SP > A-S-SP > M-HMS-SP > S-SP > M-HMS-SP > HMS-SP และตวกลางดดซบท ง 6 ชนด มค าดดซบ เข ากนไดกบสมการ ฟรนดลชทงหมด 5.1.2 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสในระบบ HGMS
5.1.2.1 การศกษาผลกระทบจากสนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลส
สนามแมเหลกบนเสนใยสเตนเลสมผลกระทบตอการทดลองมาก กลาวคอจด เบรคทรของผลการทดลองทใชแมเหลกในการคดแยกตวกลางดดซบจะไดจดเบรคทรประสทธภาพการคดแยกอยท 80% ทเวลาประมาณ 10 นาท ในขณะทการทดลองทไมใชแมเหลกในการดกแยกตวกลางดดซบพบวาความสามารถในการแยกตวกรองดดซบต ามาก
105
ตงแตนาทท 1 ซงมประสทธภาพต ามาก สามารถคดแยกตวกลางดดซบไดเพยง 33.4%
เทานน และประสทธภาพลดลงอยางรวดเรวจนเหลอเพยง 21.8% ในนาทท 5 5.1.2.2 การศกษาผลกระทบจากความสงของชนเสนใยสเตนเลส
เมอเพมความสงขอชนกรองเสนใยสเตนเลสมากขน จะไดจดเบรคทรสงขน ดงเชนผลทแสดงในการทดลอง จงอาจกลาวไดวาความสงของชนกรองทเพมขน ท าใหชนกรองมชองวางในการกกเกบตวกลางดดซบมากขน เมอชนกรองสามารถกกเกบตวกลางดดซบไดมากขน กท าใหเวลาเบรคทรของระบบมคาเพมขนตามไปดวย
5.1.2.3 การศกษาผลกระทบความพรนของชนเสนใยสเตนเลส ความพรนของชนกรองทเพมขน บงบอกหมายถงปรมาณชองวางในชนกรองทสงขน
และมผลตอการคดแยกมลสารทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลกมเวลาเบรคทรทเพมขนตาม อาจกลาวไดวาความารถในการกกเกบตวกลางดดซบแปรผนตามพนทวางระหวางชนกรอง เมอมพนทวางใหตวกลางดดซบไปเกาะตดมากขน กท าใหชนกรองสามารถกกเกบตวกลางดดซบไดมากขน
5.1.2.4 การศกษาผลกระทบจากความเรวการไหลของน าเสย
ความเรวการไหลในชนกรองทเพมขนมผลตอการคดแยกมลสารทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตมประสทธภาพในการคดแยกตวกลางดดซบเวลาลดลง ซงหมายถงตวเลขเวลาเบรคทรทต าลงดวย อาจกลาวไดวาความารถในการกกเกบตวกลางดดซบแปรผกผนกบความเรวการไหลในชนกรอง และสามารถเพมประสทธภาพใหระบบไดดวยการลดอตราเรวการไหลลง
5.1.2.5 การศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวในระบบ HGMS
การปรบปรงพนผวของชนกรองเสนใยสเตนเลสใหมความชอบน า หรอไมชอบน า
พบวามผลกระทบนอยมากจนแทบไมเหนถงความแตกตางตอการคดแยกมลสารทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก ทงนอาจเปนผลจากแรงแมเหลกแสดงอทธพลเดนชดมากกวาแรงดงดดทางไฟฟาสถต หรอแรงทางเคมอนๆ จงกลาวไดวาไมมความจ าเปนทจะตองปรบปรงพนผวของชนกรองเสนใยสเตนเลสเพอเพมประสทธภาพการคดแยะตวกลางดดซบแตอยางใด
106
5.1.2.6 การศกษาผลของปรมาณอนภาคตวกลางดดซบตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS การลดปรมาณความเขมขนของตวกลางดดซบมผลกบความสามารถในการคด
แยกตวกลางดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก โดยเมอลดปรมาณความเขมของตวกลางดดซบในน าลง และจะสามารถเพมประสทธภาพการแยกตวกลางดดซบมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใย สเตนเลสภายใตสนามแมเหลกไดมากขนดวย
5.1.2.7 การศกษาผลของชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรนและอนภาคกลมเกลยงตอประสทธภาพการแยกดวย HGMS
การเปลยนแปลงชนดอนภาคตวกลางดดซบชนดมรพรนและอนภาคกลมเกลยงของตวกลางดดซบในการทดลอง มผลกระทบนอยมากตอความสามารถในการคดแยกตวกลางดดซบทมสมบตเปนซปเปอรพาราแมกเนตกดวยเสนใยสเตนเลสภายใตสนามแมเหลก ทงนอาจเปนผลจากแรงแมเหลกแสดงอทธพลเดนชดมากกวาแรงดงดดทางไฟฟาสถต หรอแรงทางเคมอนๆ อาจกลาวไดวาชนดของอนภาคทงแบบมรพรนหรอกลมเกลยงตางไมไดสงผลกระทบตอประสทธภาพการคดแยะตวกลางดดซบแตอยางใด
5.2 ขอเสนอแนะ
1. ในการศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสในระบบ HGMS ควรท าทความเขมขนตวกลางดดซบต า และอตราเรวการไหลต า จะใหผลการทดลองทสามารถน าไปเปรยบเทยบไดชดเจนและงายตอการน าขอมลทไดมเปรยบเทยบเวลาเบรคทร 2. ในการศกษาการแยกตวกลางดดซบโดยใชเสนใยสเตนเลสในระบบ HGMS การเลอกอตราเรวการไหล ควรพจารณาความเรวการไหลทสามารถปฏบตไดจรง และไมเกดการตกตะกอนของตวกลางดดซบในเสนทอ ซงจะเปนเหตทท าใหผลการทดลองมความคลาดเคลอนได
รายการอางอง
ASEM A. ATIA, A. M. D., WAHEEBA A. AL-AMRANI. (2009). ADSORPTION/DESORPTION BEHAVIOR OF
ACID ORANGE 10 ON MAGNETIC SILICA MODIFIED WITH AMINE GROUPS. CHEMICAL ENGINEERING
JOURNAL, 150, 55-62. COONEY, D. O. (1998). ADSORPTION DESIGN FOR WASTEWATER TREATMENT. FLORIDA, USA: LEWIS
PUBLISHERS. CORPORATION, D. (2008). ACID BLUE 45. MATERIAL SAFETY DATA SHEET. NEW JERSEY, USA. DAVE S. R., A. G. X. (2009). MONODISPERSE MAGNETIC NANOPARTICLES FOR BIODETECTION, IMAGING,
AND DRUG DELIVERY: A VERSATILE AND EVOLVING TECHNOLOGY (VOL. APPLICATION NO. US
3556725D). DITSCH A., L. S., LAIBINIS P. E., WANG D. I. C., AND HATTON T. ALAN. (2005). HIGH-GRADIENT
MAGNETIC SEPARATION OF MAGNETIC NANOCLUSTERS. INDUSTRIAL & ENGINEERING
CHEMISTRY RESEARCH, 44(6824-6836). H., T. (2009). USING SHELL-TUNABLE FE3O4 MESOPOROUS SILICATE AND MAGNETIC SEPARATION TO
REMOVE DDT FROM AQUEOUS MEDIA. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, 171, 459-464. J. S. BECK, J. C. V., W. J. ROTH, M. E. LEONOWICZ, C. T. KRESGE, K. D. SCHMITT, C. T-W. CHU, D.
H. OLSON, E. W. SHEPPARD, S. B. MCCULLEN, J. B. HIGGINS, AND J. L. SCHLENKERT. ( 1992). A NEW FAMILY OF MESOPOROUS MOLECULAR SIEVES PREPARED WITH LIQUID
CRYSTAL TEMPLATES. AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 114, 10834–10843. KATIYAR, A. Y., SANTOSH; G, PANAGIOTIS; NEVILLE, SMIRNIOTIS; PINTO, G. (2006). SYNTHESIS OF
ORDERED LARGE PORE SBA-15 SPHERICAL PARTICLES FOR ADSORPTION OF BIOMOLECULES. JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY, 1122 (1-2), 13–20.
LIN, V. (2008). SEM OF SOME MESOPOROUS SILICA NANOPARTICLES. FROM
HTTP://EN.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/FILE:MESOPOROUS_SILICA_SEM.JPG MAHESHWARI, K. B. A. R. (2008). LOTUS-INSPIRED NANOTECHNOLOGY APPLICATIONS. JOURNAL OF
SCIENCE EDUCATION FROM INDIAN ACADEMY OF SCIENCES, BANGALORE, 1141-1145. MELLAERTS, R. A., CAROLINE A.; HUMBEECK, JAN VAN; AUGUSTIJNS, PATRICK; DEN MOOTER, GUY
VAN; MARTENS, JOHAN A. (2007). ENHANCED RELEASE OF ITRACONAZOLE FROM ORDERED
MESOPOROUS SBA-15 SILICA MATERIALS. CHEMICAL COMMUNICATIONS, 13, 1375.
108
PUNYAPALAKUL, P., & TAKIZAWA, S. (2006). SELECTIVE ADSORPTION OF NONIONIC SURFACTANT ON
HEXAGONAL MESOPOROUS SILICATES (HMSS) IN THE PRESENCE OF IONIC DYES. WATER
RESEARCH, 40, 3177-3184. Q., W., Z., N., HAOY., Z., C., J., Z., & W., W. (2005). DIRECT SYNTHESIS OF THIOL-LIGANG-
FUNCTIONALIZED SAB-45: EFFECT OF 3-MERCAPTOPROPYLTRIMETHOXYSILANE
CONCENTRATION ON PORE STRUCTURE. MATERIAL LETTER, 59, 3611-3615. QU J., L. G., WANG Y., AND HONG R. (2010). PREPARETION OF FE3O4-CHITOSAN NANOPARTICLES
USED FOR HYPERTHERMIA. ADVANCE POWDER TECHNOLOGY, 21, 461-467. RUANGTRAKUL, W. (2010). APPLICATION OF SUPERPARAMAGNETIC MESOPOROUS SILICATES ON
NAPROXEN REMOVAL. DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING, CHULALONGKORN
UNIVERSITY, BANGKOK, THAILAND. SOONGLERDSONGPHA, S. (2006). REMOVAL OF HALO ACETIC ACID BY ADSORPTION ON MESOPOROUS
SILICATES. THESIS FOR MASTER DEGREE SCIENCE PROGRAM IN ENVIRONMENTAL MANAGEMENT
GRADUATE SCHOOL CHULALONGKORN UNIVERSITY, BANGKOK, THAILAND. SUN Y. P., L. X. Q., CAO J., ZHANG W. X., AND WANG H. P. (2006). CHARACTERIZATION OF
ZEROVALENT IRON NANOPARTICLES. ADVANCES IN COLLOID AND INTERFACE SCIENCE, 120, 47-56.
TIPSUMAVE, V. (2010). APPLICATION OF SUPERPARAMAGNETIC MESOPOROUS SILICATES ON NALIDIXIC
ACID REMOVAL. DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING, CHULALONGKORN
UNIVERSITY, /BANGKOK, THAILAND. VOGT C., T. M., MUHAMMED M., LAURENT S., BRIDOT J. L., AND MULLER R. (2010). HIGH QUALITY
AND TUNABLE SILICA SHELL3MAGNETIC CORE NANOPARTICLES. JOURNAL OF NANOPARTICLE
RESEARCH, 12, 1137-1147. XIANQIAO LIU, Z. M., JIANMIN XING, HUIZHOU LIU. (2003). PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF
AMINO-SILANE MODIFIED SUPERPARAMAGNETIC SILICA NANOSPHERES. JOURNAL OF MAGNETISM
AND MAGNETIC MATERIALS, 270, 1-6. XIANQIAO LIU, Z. M., JIANMIN XING, HUIZHOU LIU. (2004). PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF
AMINO–SILANE MODIFIED SUPERPARAMAGNETIC SILICA NANOSPHERES. JOURNAL OF
MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS 270, 1–6.
109
YANAGISAWA TSUNEO, S. T., KURODA KAZUYUKI, KATO CHUZO. (1990). THE PREPARATION OF
ALKYLTRIMETHYLAMMONIUM-KANEMITE COMPLEXES AND THEIR CONVERSION TO
MICROPOROUS MATERIALS. BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN, 63, 988. ZHAO, D. (1998). TRIBLOCK COPOLYMER SYNTHESES OF MESOPOROUS SILICA WITH PERIODIC 50 TO
300 ANGSTROM PORES. SCIENCE, 279(5350), 548. ZHIJIAN WU, HONG XIANG, TAEHOON KIM, MYUNG-SUK CHUN, KANGTAEK LEE. (2006). SURFACE
PROPERTIES OF SUBMICROMETER SILICA SPHERES MODIFIED WITH
AMINOPROPYLTRIETHOXYSILANE AND PHENYLTRIETHOXYSILANE. JOURNAL OF COLLOID AND
INTERFACE SCIENCE, 304, 119-124. มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน าบรโภค (2521). ชฎาภรณ บญแท. (2545). การดดซบโลหะหนกบางชนดจากน าเสยดวยดนเบา. วทยานพนธปรญญา
มหาบฑต สาขาวชาวทยาศาสตรสงแวดลอม ภาควชาวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย, กรงเทพมหานคร.
ณฐพนธ ศภกา. (2549). ไขปรศนานาโนเทคโนโลย. FROM HTTP://WWW.VCHARKARN.COM ธนพร ค าขจร. (2552). การก าจดสยอมและสารลดแรงตงผวดวยเศษแกวเคลอบแมงกานสออกไซด.
วทยานพนธปรญญามหาบฑต สาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม ภาควชาวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย, กรงเทพมหานคร.
ปรางศร ศรศภพชร. (2551). การเปรยบเทยบประสทธภาพการดดซบสยอมโดยถานกมมนต และ
สลดจจากระบบบ าบดน าเสยแบบแอกทเวเตดสลดจทยอยสลายแลว. วทยานพนธปรญญามหาบฑต สาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม ภาควชาวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย, กรงเทพมหานคร.
พชชาภา บญคง. (2551). การดดซบกรดฮาโลอะซตกโดยใชอนภาคทมสมบตซปเปอรพาราแมกเนตก. วทยานพนธปรญญามหาบฑต สาขาวชาวศวกรรมสงแวดลอม ภาควชาวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย, กรงเทพมหานคร.
มณฑา จนทรเกตเลยด. (2541). วทยาศาสตรสงทอเบองตน. กรงเทพมหานคร: หอรตนชยการพมพ. วระศกด อดมกจเดชา. (2543). เครองมอวจยทางวสดศาสตร: ทฤษฎและหลกการเบองตน
(MATERIALS SCIENCE RESEARCH INSTRUMENTS: THEORIES AND BASIC PRINCIPLES). กรงเทพมหานคร: สถาบนวจยโลหะและวสด จฬาลงกรณมหาวทยาลย.
สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย. (2544). คมอการบ าบดน าเสยจากโรงงานทอผาและฟอกยอม. กรงเทพมหานคร: สมาคมวศวกรรมสงแวดลอมแหงประเทศไทย.
ภาคผนวก
111
ภาคผนวก ก การสรางกราฟมาตรฐาน
112
การสรางกราฟมาตรฐานของสารละลายแอซดบล 45 1. วดคา BLANK ดวยน าปราศจากประจ
2. น าสารละลายแอซดบล 45 ทความเขมขนตางๆ ไปวเคราะหดวยเครองยวสเปคโต-โฟโตมเตอร ทความยาวคลน 595 นาโนเมตร 3. สรางกราฟระหวางความเขมขนของสารละลายมาตรฐานและคาการดดกลนแสง (%
ABSORBANCE)
ตารางท ก.1 ผลการวเคราะหความเขมขนของแอซดบล 45 ดวยเครองยวโฟโตสเปคโตมเตอร
ความเขมขนของแอซดบล 45 (มลลกรมตอลตร)
เปอรเซนตการสองผาน (%)
0 0 5 0.155 10 0.316 15 0.468 20 0.623 25 0.777 50 1.544
รปท ก. 1 กราฟมาตรฐานของแอซดบล 45 ทวเคราะหดวยเครองยวโฟโตสเปคโตมเตอร
การค านวณความเขมขนของแอซดบล 45 หลงสรางกราฟมาตรฐานของแอซดบล 45 แลว ใหน าตวอยางไมทราบความเขมขนไป
วเคราะหดวยเครองยวโฟโตสเปคโตมเตอร จากสมการทไดจากกราฟมาตรฐาน
y = 0.031xR² = 0.9999
0
0.5
1
1.5
2
0 10 20 30 40 50 60
%กา
รสอง
ผาน
(%)
ความเขมขน (มลลกรม/ลตร)
113
ภาคผนวก ข การศกษากระบวนการดดซบ
114
ตารางท ข. 1 ผลการทดลองจลนพลศาสตรการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ S-SP
เวลา
(นาท) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทเหลอ (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 1.47 47.41935 5.16129 1 1.466 47.29032 5.419355
5 1.461 47.12903 5.741935
10 1.443 46.54839 6.903226 20 1.42 45.80645 8.387097
30 1.395 45 10
40 1.381 44.54839 10.90323 50 1.364 44 12
60 1.357 43.77419 12.45161 70 1.353 43.64516 12.70968
80 1.348 43.48387 13.03226
90 1.339 43.19355 13.6129 100 1.337 43.12903 13.74194
110 1.332 42.96774 14.06452
120 1.33 42.90323 14.19355 130 1.33 42.90323 14.19355
140 1 32.25806 35.48387
115
ตารางท ข. 2 ผลการทดลองจลนพลศาสตรการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ A-S-SP
เวลา
(นาท) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทเหลอ (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 1.455 46.93548 6.129032
1 1.428 46.06452 7.870968 5 1.302 42 16
10 1.232 39.74194 20.51613 15 1.189 38.35484 23.29032
30 1.139 36.74194 26.51613
45 1.087 35.06452 29.87097 60 1.049 33.83871 32.32258
75 1.015 32.74194 34.51613
90 0.999 32.22581 35.54839 105 0.982 31.67742 36.64516
120 0.965 31.12903 37.74194 135 0.954 30.77419 38.45161
150 0.942 30.3871 39.22581
165 0.939 30.29032 39.41935 180 0.941 30.35484 39.29032
195 0.942 30.3871 39.22581
210 0.941 30.35484 39.29032 225 0.942 30.3871 39.22581
240 0.939 30.29032 39.41935
255 0.938 30.25806 39.48387 270 0.943 30.41935 39.16129
116
ตารางท ข. 3 ผลการทดลองจลนพลศาสตรการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ M-S-SP
เวลา
(นาท) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทเหลอ (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 1.434 46.25806 7.483871 1 1.425 45.96774 8.064516
5 1.381 44.54839 10.90323
10 1.366 44.06452 11.87097 20 1.358 43.80645 12.3871
30 1.339 43.19355 13.6129
40 1.338 43.16129 13.67742 50 1.337 43.12903 13.74194
60 1.335 43.06452 13.87097 70 1.337 43.12903 13.74194
80 1.336 43.09677 13.80645
90 1.335 43.06452 13.87097 100 1.337 43.12903 13.74194
110 1.338 43.16129 13.67742
120 1.337 43.12903 13.74194 130 1.337 43.12903 13.74194
140 1.336 43.09677 13.80645 150 1.334 43.03226 13.93548
117
ตารางท ข. 4 ผลการทดลองจลนพลศาสตรการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ HMS-SP
เวลา
(นาท) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทเหลอ (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
1 1.508 48.64516 2.709677 5 1.496 48.25806 3.483871
10 1.482 47.80645 4.387097
15 1.474 47.54839 4.903226 30 1.463 47.19355 5.612903
45 1.459 47.06452 5.870968
60 1.459 47.06452 5.870968 75 1.457 47 6
90 1.457 47 6 105 1.457 47 6
120 1.456 46.96774 6.064516
118
ตารางท ข. 5 ผลการทดลองจลนพลศาสตรการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ A-HMS-SP
เวลา
(นาท) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทเหลอ (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
1 1.508 48.64516 2.709677 5 1.427 46.03226 7.935484
10 1.231 39.70968 20.58065
15 1.188 38.32258 23.35484 30 1.138 36.70968 26.58065
45 1.126 36.32258 27.35484
60 1.115 35.96774 28.06452 75 1.088 35.09677 29.80645
90 1.068 34.45161 31.09677 105 1.052 33.93548 32.12903
120 1.046 33.74194 32.51613
135 1.037 33.45161 33.09677 150 1.026 33.09677 33.80645
165 1.025 33.06452 33.87097
180 1.023 33 34 195 1.013 32.67742 34.64516
210 1.003 32.35484 35.29032 225 0.999 32.22581 35.54839
240 0.998 32.19355 35.6129
255 0.995 32.09677 35.80645 270 0.992 32 36
119
ตารางท ข. 6 ผลการทดลองจลนพลศาสตรการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ M-HMS-SP
เวลา
(นาท) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทเหลอ (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 1.55 50 0 1 1.503 48.48387 3.032258
5 1.474 47.54839 4.903226
10 1.469 47.3871 5.225806 30 1.411 45.51613 8.967742
40 1.39 44.83871 10.32258
50 1.392 44.90323 10.19355 60 1.355 43.70968 12.58065
70 1.363 43.96774 12.06452 80 1.325 42.74194 14.51613
90 1.339 43.19355 13.6129
100 1.301 41.96774 16.06452 110 1.3 41.93548 16.12903
120 1.292 41.67742 16.64516
130 1.283 41.3871 17.22581 140 1.281 41.32258 17.35484
150 1.279 41.25806 17.48387 160 1.276 41.16129 17.67742
120
ตารางท ข. 7 ผลการทดลองสมดลการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ S-SP
ความเขมขนมลสารตงตน (มลลกรมตอลตร)
คาการดดซบแสง
ความเขมขนทจดสมดล (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 0 0 0 25 0.758 24.45161 0.548387
50 1.48 47.74194 2.258065
100 2.776 91 9 150 3.697 122 28
200 4.218 136 64
ตารางท ข. 8 ผลการทดลองสมดลการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ A-S-SP ความเขมขนมลสารตงตน
(มลลกรมตอลตร) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทจดสมดล
(มลลกรมตอลตร) ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 0 0 0
25 0.149 4.806452 20.19355
50 0.453 14.6129 35.3871 100 0.861 27.77419 72.22581
150 1.102 35.54839 114.4516
200 1.19 38.3871 161.6129
121
ตารางท ข. 9 ผลการทดลองสมดลการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ M-S-SP
ความเขมขนมลสารตงตน (มลลกรมตอลตร)
คาการดดซบแสง
ความเขมขนทจดสมดล (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 0 0 0 25 0.321 10.35484 14.64516
50 0.526 16.96774 33.03226
100 1.057 34.09677 65.90323 150 1.54 49.5 100.5
200 2.069 70 130
ตารางท ข. 10 ผลการทดลองสมดลการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ HMS-SP ความเขมขนมลสารตงตน
(มลลกรมตอลตร) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทจดสมดล
(มลลกรมตอลตร) ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 0 0 0
25 0.774 24.96774 0.032258
50 1.502 48.45161 1.548387 100 2.894 96 4
150 3.939 128 22
200 4.094 132 68
122
ตารางท ข. 11 ผลการทดลองสมดลการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ A-HMS-SP
ความเขมขนมลสารตงตน (มลลกรมตอลตร)
คาการดดซบแสง
ความเขมขนทจดสมดล (มลลกรมตอลตร)
ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 0 0 0 25 0.099 3.193548 21.80645
50 0.287 9.258065 40.74194
100 0.509 16.41935 83.58065 150 0.699 22.54839 127.4516
200 0.788 25.41935 174.5806
ตารางท ข. 12 ผลการทดลองสมดลการดดซบของ AB45 บนตวกลางดดซบ M-HMS-SP ความเขมขนมลสารตงตน
(มลลกรมตอลตร) คาการดดซบแสง
ความเขมขนทจดสมดล
(มลลกรมตอลตร) ความจการดดซบ (มลลกรมตอกรม)
0 0 0 0
25 0.732 23.6129 1.387097
50 1.478 47.67742 2.322581 100 2.795 90 10
150 3.705 124 26
200 4.079 130 70
123
ภาคผนวก ค การศกษากระบวนการคดแยกตวกลางดดซบ
124
ตารางท ค. 1 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 16.43 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน
96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0873 0.0876 0.0003 0.06 1 0.09 0.0916 0.0016 0.32
3 0.0879 0.0903 0.0024 0.48 5 0.0897 0.0932 0.0035 0.7
10 0.0887 0.0996 0.0109 1.09
15 0.0885 0.1091 0.0206 2.06 20 0.0895 0.1194 0.0299 2.99
30 0.0896 0.1276 0.038 3.8 45 0.0883 0.1314 0.0431 4.31
60 0.088 0.1348 0.0468 4.68 75 0.0877 0.1357 0.048 4.8
90 0.0899 0.1382 0.0483 4.83 105 0.0887 0.1374 0.0487 4.87
120 0.0883 0.1376 0.0493 4.93
125
ตารางท ค. 2 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน
96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0891 0.0986 0.0095 0.95 1 0.0887 0.0991 0.0104 1.04
3 0.0894 0.1074 0.018 1.8 5 0.0883 0.1033 0.015 1.5
10 0.0887 0.109 0.0203 2.03
15 0.0887 0.1197 0.031 3.1 20 0.0897 0.1258 0.0361 3.61
30 0.0884 0.1304 0.042 4.2 45 0.087 0.1332 0.0462 4.62
60 0.0881 0.1355 0.0474 4.74 75 0.0885 0.1365 0.048 4.8
90 0.0884 0.1371 0.0487 4.87 105 0.0873 0.1284 0.0411 4.11
120 0.0887 0.1386 0.0499 4.99
126
ตารางท ค. 3 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 65.73 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน
96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0889 0.098 0.0091 1.01 1 0.0869 0.1027 0.0158 1.75
3 0.0878 0.1175 0.0297 3.3 5 0.0883 0.1274 0.0391 4.34
10 0.0878 0.1292 0.0414 4.6
15 0.0883 0.1306 0.0423 4.7 20 0.0872 0.1343 0.0471 4.71
25 0.0886 0.1235 0.0349 3.49 30 0.0873 0.1368 0.0495 4.95
40 0.0875 0.1374 0.0499 4.99 50 0.0895 0.1262 0.0367 3.67
60 0.0866 0.1239 0.0373 3.73
127
ตารางท ค. 4 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน
96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0884 0.093 0.0046 0.46 1 0.0883 0.0949 0.0066 0.66
3 0.0886 0.0994 0.0108 1.08 5 0.0877 0.104 0.0163 1.63
10 0.0881 0.1156 0.0275 2.75
15 0.0889 0.1197 0.0308 3.08 20 0.0895 0.1148 0.0253 2.53
25 0.0885 0.1114 0.0229 2.29 30 0.0894 0.1305 0.0411 4.11
45 0.0882 0.1322 0.044 4.4 60 0.0887 0.1339 0.0452 4.52
75 0.0897 0.1357 0.046 4.6 90 0.0885 0.136 0.0475 4.75
105 0.0888 0.1367 0.0479 4.79 120 0.0885 0.1368 0.0483 4.83
135 0.0877 0.1363 0.0486 4.86
128
ตารางท ค. 5 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน
98.43%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0897 0.092 0.0023 0.23 1 0.0897 0.0928 0.0031 0.31
3 0.0869 0.0937 0.0068 0.68 5 0.0876 0.0962 0.0086 0.86
10 0.0887 0.1004 0.0117 1.17
15 0.0875 0.1067 0.0192 1.92 20 0.0891 0.1164 0.0273 2.73
25 0.0897 0.1458 0.0561 5.61 30 0.0879 0.1237 0.0358 3.58
45 0.0879 0.1296 0.0417 4.17 60 0.0871 0.1335 0.0464 4.64
75 0.0879 0.137 0.0491 4.91 90 0.0868 0.1364 0.0496 4.96
105 0.0877 0.1374 0.0497 4.97
129
ตารางท ค. 6 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 5 เซนตเมตร ความพรน
96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0885 0.0907 0.0022 0.22 1 0.0874 0.0917 0.0043 0.43
3 0.0886 0.0945 0.0059 0.59 5 0.0882 0.0976 0.0094 0.94
10 0.0887 0.112 0.0233 2.33
15 0.0892 0.1218 0.0326 3.26 20 0.0886 0.1365 0.0479 4.79
25 0.0875 0.1253 0.0378 3.78 30 0.0871 0.1285 0.0414 4.14
45 0.0878 0.1325 0.0447 4.47 60 0.0887 0.1349 0.0462 4.62
75 0.0891 0.1373 0.0482 4.82 90 0.0886 0.1373 0.0487 4.87
105 0.0897 0.1392 0.0495 4.95 120 0.0882 0.138 0.0498 4.98
135 0.0888 0.1387 0.0499 4.99
150 0.0885 0.1384 0.0499 4.99
130
ตารางท ค. 7 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
1 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน
96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0893 0.0895 0.0002 0.02 1 0.0878 0.0882 0.0004 0.04
3 0.089 0.0893 0.0003 0.03 5 0.088 0.0882 0.0002 0.02
10 0.0886 0.0889 0.0003 0.03
15 0.0883 0.0886 0.0003 0.03 20 0.0887 0.089 0.0003 0.03
25 0.0896 0.0901 0.0005 0.05 30 0.0875 0.088 0.0005 0.05
45 0.088 0.0897 0.0017 0.17 60 0.089 0.091 0.002 0.2
75 0.0893 0.0916 0.0023 0.23 90 0.0882 0.0917 0.0035 0.35
105 0.088 0.0919 0.0039 0.39 120 0.0875 0.0916 0.0041 0.41
135 0.0889 0.0939 0.005 0.5
150 0.0894 0.0963 0.0069 0.69 165 0.0885 0.0965 0.008 0.8
180 0.0882 0.0968 0.0086 0.86 195 0.0879 0.0967 0.0088 0.88
210 0.0878 0.0972 0.0094 0.94 225 0.089 0.0984 0.0094 0.94
240 0.0887 0.0984 0.0097 0.97 255 0.0886 0.0984 0.0098 0.98
270 0.0892 0.0989 0.0097 0.97
131
ตารางท ค. 8 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน
95.28%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0892 0.0912 0.002 0.2 1 0.089 0.0927 0.0037 0.37
3 0.0882 0.0955 0.0073 0.73 5 0.0876 0.0985 0.0109 1.09
10 0.0885 0.1234 0.0349 3.49
15 0.0879 0.1291 0.0412 4.12 20 0.0868 0.145 0.0582 5.82
25 0.0879 0.1337 0.0458 4.58 30 0.09 0.1379 0.0479 4.79
45 0.0875 0.1358 0.0483 4.83 60 0.0873 0.136 0.0487 4.87
75 0.0869 0.1365 0.0496 4.96 90 0.0888 0.1387 0.0499 4.99
105 0.0879 0.1379 0.05 5 120 0.0886 0.1385 0.0499 4.99
132
ตารางท ค. 9 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน
96.85% และไมใชสนามแมเหลก
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.088 0.1214 0.0334 3.34 1 0.0903 0.1253 0.035 3.5
3 0.0895 0.125 0.0355 3.55 5 0.0885 0.1276 0.0391 3.91
10 0.0888 0.1294 0.0406 4.06
15 0.0882 0.1298 0.0416 4.16 20 0.0892 0.1323 0.0431 4.31
25 0.0896 0.1358 0.0462 4.62 30 0.0875 0.1341 0.0466 4.66
45 0.0901 0.1372 0.0471 4.71 60 0.0881 0.1365 0.0484 4.84
75 0.0895 0.1388 0.0493 4.93
133
ตารางท ค. 10 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ 0.5 กรมตอ
ลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน 96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0877 0.0879 0.0002 0.02 1 0.0876 0.0878 0.0002 0.02
3 0.0879 0.0881 0.0002 0.02 5 0.0888 0.0891 0.0003 0.03
10 0.0893 0.0896 0.0003 0.03 15 0.09 0.0903 0.0003 0.03
20 0.0884 0.0887 0.0003 0.03 25 0.0879 0.0881 0.0002 0.02 30 0.0877 0.088 0.0003 0.03 45 0.088 0.0883 0.0003 0.03 60 0.0886 0.0889 0.0003 0.03 75 0.0889 0.0893 0.0004 0.04 90 0.0891 0.0895 0.0004 0.04 105 0.0902 0.0905 0.0003 0.03 120 0.0887 0.0891 0.0004 0.04 135 0.0889 0.0894 0.0005 0.05 150 0.0892 0.0899 0.0007 0.07 165 0.0876 0.0889 0.0013 0.13 180 0.0887 0.0905 0.0018 0.18 195 0.0885 0.091 0.0025 0.25
210 0.0887 0.0918 0.0031 0.31 225 0.0886 0.0923 0.0037 0.37
240 0.089 0.0931 0.0041 0.41 255 0.0879 0.0923 0.0044 0.44
270 0.088 0.0926 0.0046 0.46 285 0.0881 0.0928 0.0047 0.47
300 0.0879 0.0928 0.0049 0.49 315 0.089 0.0939 0.0049 0.49
330 0.0897 0.0946 0.0049 0.49
134
ตารางท ค. 11 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ 0.5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน 96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0898 0.0898 0 0 1 0.089 0.0891 0.0001 0.01
3 0.0883 0.0885 0.0002 0.02 5 0.0893 0.0894 1E-04 0.01
10 0.089 0.0892 0.0002 0.02
15 0.0891 0.0892 0.0001 0.01 20 0.0889 0.0891 0.0002 0.02
25 0.09 0.0902 0.0002 0.02 30 0.0887 0.0889 0.0002 0.02
45 0.0898 0.0899 1E-04 0.01 60 0.0885 0.0887 0.0002 0.02
75 0.0882 0.0884 0.0002 0.02 90 0.0889 0.0891 0.0002 0.02
105 0.0894 0.0896 0.0002 0.02 120 0.0889 0.0891 0.0002 0.02
135 0.0892 0.0894 0.0002 0.02
150 0.0882 0.0886 0.0004 0.04 165 0.0873 0.0878 0.0005 0.05
180 0.0885 0.0887 0.0002 0.02 195 0.0895 0.0896 0.0001 0.01
210 0.0887 0.0889 0.0002 0.02 225 0.0882 0.0884 0.0002 0.02
240 0.0904 0.0906 0.0002 0.02 255 0.0882 0.0884 0.0002 0.02
270 0.0899 0.0902 0.0003 0.03
135
ตารางท ค.11 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ 0.5 กรมตอ
ลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน 96.85% (ตอ)
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ
น าหนก
ตวกลางดดซบ
(นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
300 0.089 0.091 0.002 0.2
315 0.0912 0.0923 0.0011 0.11
330 0.0888 0.0893 0.0005 0.05
345 0.0888 0.0895 0.0007 0.07
360 0.0885 0.0895 0.001 0.1
375 0.0906 0.092 0.0014 0.14
390 0.0901 0.0932 0.0031 0.31
405 0.0894 0.093 0.0036 0.36
420 0.0891 0.0919 0.0028 0.28
435 0.0898 0.0931 0.0033 0.33
450 0.0897 0.094 0.0043 0.43
465 0.0884 0.0925 0.0041 0.41
480 0.0888 0.0932 0.0044 0.44
495 0.0885 0.0938 0.0053 0.53
510 0.088 0.0927 0.0047 0.47
525 0.0905 0.0953 0.0048 0.48
540 0.0899 0.0948 0.0049 0.49
555 0.0885 0.0934 0.0049 0.49
570 0.0887 0.0936 0.0049 0.49
585 0.0897 0.0926 0.0029 0.29
600 0.0914 0.0947 0.0033 0.33
615 0.089 0.0921 0.0031 0.31
136
ตารางท ค. 12 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ 0.5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน 96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0894 0.0898 0.0004 0.04 1 0.0898 0.09 0.0002 0.02
3 0.0896 0.0898 0.0002 0.02 5 0.0901 0.0903 0.0002 0.02
10 0.0888 0.0891 0.0003 0.03
15 0.0899 0.0901 0.0002 0.02 20 0.089 0.0893 0.0003 0.03
25 0.0907 0.0909 0.0002 0.02 30 0.0903 0.0906 0.0003 0.03
45 0.0884 0.0888 0.0004 0.04 60 0.0899 0.0904 0.0005 0.05
75 0.0884 0.0888 0.0004 0.04 90 0.091 0.0915 0.0005 0.05
105 0.0886 0.0888 0.0002 0.02 120 0.0898 0.0899 1E-04 0.01
135 0.0894 0.0894 0 0
150 0.0888 0.0894 0.0006 0.06 165 0.0884 0.0885 1E-04 0.01
180 0.0875 0.0879 0.0004 0.04 195 0.0896 0.0899 0.0003 0.03
210 0.0896 0.0902 0.0006 0.06 225 0.0881 0.0891 0.001 0.1
240 0.089 0.0895 0.0005 0.05 255 0.088 0.0887 0.0007 0.07
270 0.0894 0.0897 0.0003 0.03
137
ตารางท ค.12 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
0.5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน
96.85% (ตอ)
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ
น าหนก
ตวกลางดดซบ
(นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
315 0.0896 0.0908 0.0012 0.12
330 0.0889 0.0893 0.0004 0.04
345 0.0895 0.09 0.0005 0.05
360 0.0891 0.0897 0.0006 0.06
375 0.0903 0.0905 0.0002 0.02
390 0.0904 0.0908 0.0004 0.04
405 0.0902 0.0906 0.0004 0.04
420 0.0898 0.0904 0.0006 0.06
435 0.0897 0.0904 0.0007 0.07
450 0.0911 0.0913 0.0002 0.02
465 0.0893 0.0897 0.0004 0.04
480 0.0891 0.0897 0.0006 0.06
495 0.0896 0.0901 0.0005 0.05
510 0.089 0.0897 0.0007 0.07
525 0.0882 0.0887 0.0005 0.05
540 0.0885 0.089 0.0005 0.05
555 0.09 0.0904 0.0004 0.04
570 0.0896 0.09 0.0004 0.04
585 0.0895 0.0902 0.0007 0.07
600 0.089 0.0894 0.0004 0.04
138
ตารางท ค. 13 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ 0.5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน 96.85% โดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวแลว
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0898 0.0899 1E-04 0.01 1 0.089 0.0891 0.0001 0.01
3 0.0885 0.0886 0.0001 0.01 5 0.0888 0.0889 0.0001 0.01
10 0.0891 0.0893 0.0002 0.02
15 0.089 0.0891 0.0001 0.01 20 0.0888 0.0889 0.0001 0.01
25 0.089 0.0892 0.0002 0.02 30 0.0885 0.0887 0.0002 0.02
45 0.0883 0.0885 0.0002 0.02 60 0.088 0.0882 0.0002 0.02
75 0.0887 0.089 0.0003 0.03 90 0.0889 0.0891 0.0002 0.02
105 0.089 0.0893 0.0003 0.03 120 0.0881 0.0884 0.0003 0.03
135 0.0883 0.0885 0.0002 0.02
150 0.0884 0.0886 0.0002 0.02 165 0.0876 0.0878 0.0002 0.02
180 0.088 0.0883 0.0003 0.03 195 0.089 0.0892 0.0002 0.02
210 0.0888 0.0891 0.0003 0.03 225 0.0885 0.0888 0.0003 0.03
240 0.089 0.0893 0.0003 0.03 255 0.0882 0.0885 0.0003 0.03
270 0.0897 0.0901 0.0004 0.04
139
ตารางท ค.13 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-HMS-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ
0.5 กรมตอลตร อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 3 เซนตเมตร ความพรน
96.85% โดยใชเสนใยสเตนเลสทท าการปรบปรงพนผวแลว (ตอ)
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ
น าหนก
ตวกลางดดซบ
(นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
285 0.0886 0.0891 0.0005 0.05
300 0.089 0.0895 0.0005 0.05
315 0.0912 0.0918 0.0006 0.06
330 0.088 0.0887 0.0007 0.07
345 0.0888 0.0897 0.0009 0.09
360 0.0885 0.0897 0.0012 0.12
375 0.0906 0.0922 0.0016 0.16
390 0.0901 0.092 0.0019 0.19
405 0.0894 0.092 0.0026 0.26
420 0.0891 0.0922 0.0031 0.31
435 0.0898 0.0933 0.0035 0.35
450 0.0897 0.0937 0.004 0.4
465 0.0881 0.0925 0.0044 0.44
480 0.0885 0.0932 0.0047 0.47
495 0.0884 0.0932 0.0048 0.48
510 0.0879 0.0928 0.0049 0.49
525 0.0905 0.0954 0.0049 0.49
540 0.0899 0.0948 0.0049 0.49
555 0.0885 0.0934 0.0049 0.49
570 0.0887 0.0936 0.0049 0.49
140
ตารางท ค. 14 ผลการทดลองการคดแยกตวกลางดดซบชนด A-S-SP ทความเขมขนตวกลางดดซบ 0.5 กรมตอลตร
อตราเรวการไหล 32.87 เซนตเมตรตอนาท ความสงชนกรอง 1.5 เซนตเมตร ความพรน 96.85%
เวลา น าหนกกระดาษกรอง น าหนกกระดาษกรอง
และตวกลางดดซบ น าหนกตวกลางดดซบ น าหนก
ตวกลางดดซบ (นาท) (กรม) (กรม) (กรมตอ 10 มลลลตร) (กรมตอลตร)
0 0.0889 0.089 1E-04 0.01 1 0.0888 0.0889 0.0001 0.01
3 0.0881 0.0883 0.0002 0.02 5 0.0883 0.0885 0.0002 0.02
10 0.089 0.0891 0.0001 0.01 15 0.089 0.0892 0.0002 0.02
20 0.088 0.0882 0.0002 0.02 25 0.0886 0.0888 0.0002 0.02 30 0.089 0.0893 0.0003 0.03 45 0.0882 0.0884 0.0002 0.02 60 0.0887 0.089 0.0003 0.03 75 0.0887 0.0889 0.0002 0.02 90 0.0888 0.0891 0.0003 0.03 105 0.089 0.0894 0.0004 0.04 120 0.0897 0.0901 0.0004 0.04 135 0.0887 0.0893 0.0006 0.06 150 0.0893 0.09 0.0007 0.07 165 0.0886 0.0898 0.0012 0.12 180 0.0888 0.0905 0.0017 0.17 195 0.0888 0.0914 0.0026 0.26
210 0.088 0.0913 0.0033 0.33 225 0.0885 0.0923 0.0038 0.38
240 0.0891 0.0931 0.004 0.4 255 0.0882 0.0926 0.0044 0.44
270 0.0882 0.0927 0.0045 0.45 285 0.0881 0.0928 0.0047 0.47
300 0.0878 0.0927 0.0049 0.49 315 0.0892 0.0941 0.0049 0.49
330 0.0899 0.0948 0.0049 0.49
141
ประวตผเขยนวทยา นพนธ
ประวตผเขยนวทยานพนธ
นางสาวณฐพร เอยมสะอาด ส าเรจการศกษาระดบมฐยมศกษาตอนปลายจากโรงเรยนสาธตแหงมหาวทยาลยเกษตรศาสตร ศนยวจยและพฒนาการศกษา เมอป พ.ศ. 2549 และส าเรจการศกษาระดบปรญญาวศวกรรมบณฑต ภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย จนส าเรจการศกษาในป พ.ศ. 2553 และเขาศกษาตอในระดบปรญญาโท
ภาควชาวศวกรรมสงแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย เมอป พ.ศ. 2554