วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2541

กระบวนการกรองที่มีการใช้คลื่นเหนือเสียงถูกนำมาใช้เพื่อกำจัดอนุภาคที่สะสมอยู่บนผิวเยื่อแผ่น โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มสมรรถนะการกรอง สำหรับงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยได้ศึกษาการกรองระดับอนุภาคแบบไหลขนานในโมดูลแบบแผ่น เยื่อแผ่นที่ใช้คือ ไนลอน66 (Nylon66) มีช่องว่างระหว่างเยื่อแผ่นกับแหล่งกำเนิดเสียงที่ติดตั้งอยู่ภายนอกเครื่องกรองสามารถปรับค่าได้ระหว่าง 1.5-4.7 เซนติเมตร ความเร็วในสายป้อน 0.1-0.53 เมตรต่อวินาที และความดันคร่อมเยื่อแผ่น 14.7-53.9 กิโลปาสคาล มีการติดตั้งแหล่งกำเนิดคลื่นเหนือเสียงความเข้มสูงจำนวน 2 ตัวบนผนังภายนอกของเครื่องกรองเพื่อส่งผ่านคลื่นเหนือเสียงไปในระบบได้ทั้งในทิศทางเดียวกันและตรงข้ามกับการกรอง ระบบที่ใช้กรองคือ สารละลายยีสต์ ซึ่งปรับเปลี่ยนค่าความเข้มข้นในการศึกษาระหว่าง 5-20 กรัมต่อลิตร อัตราคงที่ของการกรองได้ถูกวัดในการทดลองเพื่อเปรียบเทียบค่าระหว่างเมื่อมีการใช้และไม่ใช้คลื่นเหนือเสียง ตัวแปรที่มีผลต่อการเพิ่มของอัตราการกรองที่มีการใช้คลื่นเหนือเสียง คือ ความดันคร่อมเยื่อแผ่น, กำลังของคลื่นเหนือเสียง, ความเร็วในสายป้อน, ความเข้มข้นของสารละลายยีสต์, เวลาในการส่งผ่านคลื่น และระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดคลื่นเหนือเสียงกับเยื่อแผ่น ซึ่งได้ทดลองและศึกษาในงานวิจัยนี้ จากการทดลองพบว่าในช่วงแรกของการเพิ่มความดันคร่อมเยื่อแผ่น อัตราการกรองที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการใช้คลื่นเหนือเสียงจะมีมากขึ้น จนกระทั่งเมื่อเพิ่มไปถึงค่าหนึ่ง ผลของการอัดแน่นของเค้กเริ่มมีมากขึ้น รวมทั้งการเกิดคาวิเทชันจะยากขึ้น อัตราการกรองที่เพิ่มขึ้นเริ่มมีค่าน้อยลง ส่วนการเพิ่มกำลังของคลื่นเหนือนั้นเสียง พบว่า ถ้ากำลังของคลื่นมีค่ามากเกินไป จะส่งผลให้ความรุนแรงของการยุบตัวของคาวิเทชันมีค่าลดลง อัตราการกรองจึงมีค่าลดลงด้วย ส่วนความเร็วในสายป้อนและความเข้มข้นของสารละลายยีสต์ พบว่า การใช้คลื่นเหนือเสียงจะได้ผลดีที่ความเร็วในสายป้อนและความเข้มข้นของสารละลายยีสต์มีค่าต่ำ สำหรับระยะห่างระหว่างเยื่อแผ่นและแหล่งกำเนิดเสียงที่เหมาะสม คือ ระยะที่ทำให้มีพื้นที่ที่คลื่นเหนือเสียงตกกระทบและมีความเข้มของคลื่นเหนือเสียงสูงเพียงพอที่จะทำให้เกิดคาวิเทชันที่สามารถกำจัดอนุภาคที่สะสมได้ ในเครื่องกรองที่ใช้นี้ พบว่า ระยะห่างที่เหมาะสมคือ 3.7 เซนติเมตร และเมื่อมีการใช้คลื่นเหนือเสียงในสภาวะของการปฏิบัติการที่เหมาะสม อัตราการกรองสามารถเพิ่มขึ้นได้ประมาณ 3.0 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับการกรองแบบปกติและพบว่ากำลังของคลื่นเหนือเสียงและทิศทางของการปล่อยคลื่นเหนือเสียง มีผลต่อความสามารถในการเก็บกักของเยื่อแผ่นสำหรับความเข้มเสียงสูงสุดที่ใช้ในการทดลอง คือ 3.6 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ที่มีการควบคุมอุณหภูมิที่ 30 องศาเซลเซียส จะไม่ส่งผลต่อขนาดและการเจริญเติบโตของอนุภาคยีสต์ สุดท้าย ในงานวิจับนี้ได้สรุปข้อคิดเห็นทางเศรษฐศาสตร์ของการนำคลื่นเหนือเสียงไปใช้ร่วมกับการกรองระดับอนุภาค