ทางเลือกที่ใช้งานได้จริงสำหรับการแก้ไขปัญหาการกรอง

ระบบการกรองถูกคาดหวังให้มีประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในทุกวัน ไม่ว่าจะเป็นการปกป้องกระบวนการผลิตยาแบบปลอดเชื้อ การทำให้เครื่องดื่มใสก่อนบรรจุ หรือการกำจัดอนุภาคออกจากอากาศอัด อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานจริง แม้แต่ระบบที่ออกแบบมาอย่างดี ก็อาจพบปัญหาได้จากการเปลี่ยนแปลงของสภาพการทำงาน การสึกหรอของอุปกรณ์ หรือคุณภาพของวัตถุดิบที่ป้อนเข้า ซึ่งอาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ เพิ่มต้นทุน และลดอายุการใช้งานของไส้กรองวิธีที่ดีที่สุดในการหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ คือการเข้าใจสาเหตุที่แท้จริงและวิธีป้องกันอย่างมีประสิทธิภาพด้านล่างนี้ เราได้รวบรวมความท้าทายด้านการกรองที่พบบ่อยในหลากหลายอุตสาหกรรม พร้อมแนวทางแก้ไขที่ใช้งานได้จริงคลิกที่ปัญหาเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสาเหตุและวิธีการแก้ไขอย่างมีประสิทธิภาพ

การเลี่ยงผ่านไส้กรองเกิดขึ้นเมื่อของเหลวหรือก๊าซไหลผ่านรอบๆ ตัวกรองแทนที่จะผ่านเข้าไปในไส้กรองโดยตรง สาเหตุที่พบบ่อย ได้แก่:โอริงที่เสียหายหรือวางไม่ถูกตำแหน่งพื้นผิวซีลที่สึกหรอการใช้รหัสตลับกรองที่ไม่ตรงกับตัวโครงกรองการขันแรงบิดไม่เหมาะสมระหว่างการติดตั้ง ซึ่งอาจทำให้เกิดช่องว่างเล็ก ๆ ที่สิ่งปนเปื้อนสามารถไหลผ่านได้

แนวทางการติดตั้งที่ถูกต้องคือแนวป้องกันแรก ควรตรวจสอบซีลทั้งหมดทุกครั้งที่เปลี่ยนไส้กรอง และเปลี่ยนโอริงใหม่แทนการนำของเก่ากลับมาใช้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตลับกรองพอดีกับตัวโครง และขันให้แน่นตามข้อกำหนดของผู้ผลิตในกระบวนการที่มีความสำคัญสูง ควรทำการทดสอบความสมบูรณ์ เช่น การทดสอบจุดฟอง (bubble point) หรือการตรวจสอบการแพร่ (diffusion check) ก่อนเริ่มใช้งานอีกครั้ง การกำหนดขั้นตอนเหล่านี้ให้เป็นมาตรฐานผ่านรายการตรวจสอบการติดตั้ง จะช่วยป้องกันปัญหาการเลี่ยงผ่านไส้กรองในอนาคตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

บางครั้งแผ่นกรองอาจเป็นแหล่งปนเปื้อนแทนที่จะช่วยกำจัดสิ่งปนเปื้อน การหลุดร่อนของวัสดุกรอง (media shedding) เกิดขึ้นเมื่อเส้นใยหรืออนุภาคจากวัสดุกรองหลุดออกไปในกระแสของผลิตภัณฑ์ ซึ่งอาจเกิดจากตลับกรองคุณภาพต่ำแบบพันเกลียว แผ่นกรองชนิดลึกที่เสื่อมสภาพ หรือเมมเบรนที่เสียหายจากแรงดันที่พุ่งสูง การติดตั้งที่ไม่ระมัดระวังหรือการใช้งานเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้ก็สามารถทำให้ปัญหานี้รุนแรงขึ้นได้เช่นกัน

การใช้ตลับกรองแบบพันเส้นใยต่อเนื่อง หรือเส้นใยที่เชื่อมด้วยความร้อน จะช่วยลดความเสี่ยงในการหลุดของวัสดุกรอง ควรเพิ่มแรงดันในระบบอย่างค่อยเป็นค่อยไปเพื่อปกป้องวัสดุกรอง และเลือกใช้โครงกรองที่ออกแบบมาเพื่อลดความปั่นป่วนภายในในงานที่มีความละเอียดอ่อน เช่น การทำให้เครื่องดื่มใส หรือการผลิตแบบปลอดเชื้อ ควรล้างไส้กรองก่อนใช้งานเพื่อกำจัดอนุภาคที่หลุดออกมาได้

องค์ประกอบของตัวกรองถูกออกแบบมาให้ทำงานภายใต้ช่วงแรงดันที่กำหนด แต่ในสภาพการใช้งานจริง แรงดันอาจไม่คงที่เสมอไป การเกิดแรงดันพุ่งสูงอย่างฉับพลัน เช่น จากการปิดวาล์วอย่างรวดเร็ว การเริ่มต้นปั๊ม หรือการเปลี่ยนทิศทางการไหลอย่างกะทันหัน อาจทำให้ตลับกรองหรือโครงกรองเสียหายได้ ซึ่งอาจนำไปสู่รอยรั่ว การพับของแผ่นกรองที่ยุบตัว หรือการเสียรูปถาวรขององค์ประกอบกรอง ทั้งหมดนี้จะส่งผลต่อประสิทธิภาพการกรอง และอาจทำให้สิ่งปนเปื้อนหลุดรอดไปยังปลายทางของระบบได้ ระบบที่มีการไหลไม่สม่ำเสมอหรือควบคุมแรงดันได้ไม่ดีจะมีความเสี่ยงสูงเป็นพิเศษ

เพื่อป้องกันความเสียหายที่เกิดจากแรงดัน จำเป็นต้องใช้ปั๊มแบบเริ่มต้นนุ่มนวล (soft-start pumps), วาล์วปิดช้า (slow-closing valves) และอุปกรณ์ลดแรงกระแทกจากการเต้นของแรงดัน (pulsation dampeners) การติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมแรงดัน เช่น ตัวปรับแรงดัน (pressure regulators), วาล์วระบายแรงดัน (relief valves) และตัวจำกัดการไหล (flow restrictors) ในตำแหน่งสำคัญ จะช่วยเพิ่มระดับการป้องกันอีกขั้น หากสงสัยว่ามีการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน การใช้เครื่องบันทึกแรงดัน (pressure logger) จะช่วยระบุช่วงเวลาที่เกิดแรงดันพุ่งสูงและความรุนแรงของมัน ซึ่งจะช่วยให้สามารถปรับปรุงได้อย่างตรงจุดก่อนที่ความเสียหายจะเกิดขึ้น

ในระบบการกรองที่ใช้วัสดุกรองแบบเม็ดหรือวัสดุที่บรรจุหลวม การไหลที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ “channeling” ซึ่งเป็นการที่ของไหลเลือกเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำที่สุดและหลีกเลี่ยงพื้นที่กรองส่วนใหญ่ ส่งผลให้เกิดการ “ลัดวงจร” ในกระบวนการกรอง ลดระยะเวลาที่ของไหลสัมผัสกับวัสดุกรอง และทำให้ประสิทธิภาพในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนลดลง ปัญหานี้ตรวจจับได้ยาก เนื่องจากค่าความดันที่วัดได้อาจยังคงอยู่ในระดับปกติ แม้ว่าการกรองจริงจะถูกลดทอนลงแล้วก็ตาม

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา channeling จึงจำเป็นต้องมั่นใจว่าการกระจายการไหลในระบบเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ สำหรับกระบวนการของเหลว วิธีการที่สามารถช่วยได้ ได้แก่:การอัปเกรดแผ่นกระจายการไหล (distribution plates)การบรรจุวัสดุกรองอย่างเหมาะสมการเปลี่ยนไปใช้การออกแบบระบบกรองแบบมีโครงสร้างที่สามารถต้านทานการเคลื่อนตัวของวัสดุกรองการตรวจสอบองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับการกระจายการไหล และการติดตามความสม่ำเสมอของค่าความดันที่ลดลงผ่านวัสดุกรองอย่างสม่ำเสมอ จะช่วยตรวจจับสัญญาณเริ่มต้นของการเกิด channeling ได้ตามที่อธิบายไว้ในคู่มือเกี่ยวกับประเภทของการกรองในกระบวนการ วิธีการกรองแบบลึก (depth filtration) หรือการกรองแบบไหลขวาง (crossflow filtration) ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อจัดการกับปริมาณอนุภาคและรักษาการไหลให้คงที่ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงจากการเกิด channeling ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในการใช้งานที่ต้องการความบริสุทธิ์สูง ตัวแผ่นกรองเองอาจปล่อยสารประกอบที่ไม่พึงประสงค์ออกสู่ผลิตภัณฑ์ ซึ่งอาจมาจากสารเติมแต่งในโพลิเมอร์ กาว หรือสารตกค้างจากกระบวนการฆ่าเชื้อ ซึ่งสามารถส่งผลต่อรสชาติ กลิ่น หรือผลการวิเคราะห์ได้ แม้แต่ปริมาณเพียงเล็กน้อยของสารเหล่านี้ก็สามารถทำให้สูตรที่ไวต่อการปนเปื้อนเสียหาย หรือก่อให้เกิดปัญหาด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนดได้
 

การใช้วัสดุกรองที่มีสารสกัดต่ำสำหรับกระบวนการเหล่านี้ และการล้างก่อนใช้งานจะช่วยขจัดสารช่วยในการผลิตที่ตกค้าง นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องตรวจสอบข้อมูลจากผู้ผลิตเพื่อยืนยันว่ามีการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม (ไวน์ เบียร์ เครื่องดื่มไม่มีแอลกอฮอล์) และเภสัชกรรม อาจต้องมีการทดสอบโดยหน่วยงานอิสระหรือการรับรองจากบุคคลที่สามเพื่อยืนยันความปลอดภัยและประสิทธิภาพ การดำเนินการตามขั้นตอนเหล่านี้จะช่วยให้ระบบการกรองของคุณสนับสนุนความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ในทุกขั้นตอน

โรงงานหลายแห่งยังคงพึ่งพาความดันต่าง (Differential Pressure หรือ dP) เพียงอย่างเดียวในการกำหนดเวลาการเปลี่ยนไส้กรอง แม้ว่า dP จะเป็นตัวชี้วัดที่มีคุณค่า แต่ควรใช้ร่วมกับตัวชี้วัดอื่น ๆ เช่น แนวโน้มคุณภาพของผลิตภัณฑ์ จำนวนอนุภาค หรือข้อมูลทางจุลชีววิทยาในบางกรณี ไส้กรองยังสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้จะเกินขีดจำกัด dP ที่กำหนดไว้โดยพลการ ขณะที่ในบางกรณีอาจเกิดปัญหาคุณภาพก่อนที่ค่า dP จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การใช้หลายตัวชี้วัดร่วมกันจะช่วยให้การตัดสินใจเปลี่ยนไส้กรองมีความแม่นยำและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น
 

การพัฒนากลยุทธ์การเปลี่ยนไส้กรองแบบหลายปัจจัยช่วยให้สามารถใช้งานไส้กรองได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยไม่ลดทอนคุณภาพ ด้วยการบันทึกข้อมูลการดำเนินงานและวิเคราะห์แนวโน้มประสิทธิภาพในระยะยาว ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับช่วงเวลาการบำรุงรักษาให้เหมาะสม ลดต้นทุน และลดเวลาหยุดทำงานของระบบได้อย่างมีประสิทธิผล

Atlas Copco นําเสนอกลุ่มผลิตภัณฑ์โซลูชันการกรองในกระบวนการที่หลากหลาย ซึ่งออกแบบมาเพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้:

• ตัวเรือนตัวกรองสเตนเลส สตีล เช่น SMH, SLH, SGH พร้อมซีลที่แม่นยําเพื่อป้องกันการบายพาสและรักษาประสิทธิภาพ
  
  
• ตลับความลึกแบบจีบ เช่น PFP-A+, PFP-D+ และตัวกรองแบบม้วนเส้นใยต่อเนื่อง เช่น PWP ที่ช่วยลดการหลุดของเส้นใยและปกป้องคุณภาพปลายทาง
  
  
• แผ่นกรองอากาศและก๊าซแบบปลอดเชื้อ เช่น SMT-G สำหรับการควบคุมจุลินทรีย์โดยไม่ลดอัตราการไหล
  
  
• แผ่นกรองเมมเบรนที่มีสารสกัดต่ำ เช่น SME⁺ และ SMV สำหรับการใช้งานในอาหาร เครื่องดื่ม และเภสัชกรรมที่ต้องการความปลอดภัยสูง

การเลือกใช้ชุดโซลูชันที่เหมาะสมจะช่วยให้โรงงานรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างสม่ำเสมอ ยืดอายุการใช้งานของแผ่นกรอง และลดเวลาหยุดทำงานของระบบ

ปัญหาต่าง ๆ เช่น การเลี่ยงผ่านไส้กรอง การหลุดของวัสดุกรอง การอุดตันก่อนเวลา และข้อผิดพลาดในการเริ่มต้นระบบ อาจไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ทั้งหมด แต่ด้วยการติดตั้งที่ถูกต้อง การเลือกใช้ส่วนประกอบคุณภาพสูง และการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน ปัญหาเหล่านี้ส่วนใหญ่สามารถหยุดได้ก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อกระบวนการผลิตการสังเกตสัญญาณเตือนล่วงหน้าและดำเนินการอย่างรวดเร็วจะช่วยให้กระบวนการมีเสถียรภาพ และควบคุมต้นทุนได้ดี เมื่อระบบกรองได้รับการสนับสนุนจากอุปกรณ์ที่ออกแบบมาอย่างดี และแผนการบำรุงรักษาที่เป็นระบบ ระบบกรองสามารถทำงานได้ยาวนานโดยมีการหยุดชะงักน้อยที่สุด ปกป้องทั้งการผลิตและชื่อเสียงขององค์กรติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านการกรองของเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ