ชุดกำจัดความชื้นออกจากก๊าซสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการ

Perma Pure ชุดกำจัดความชื้นออกจากก๊าซสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการ 01
ความชื้น (Moisture) ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่สามารถส่งผลกระทบต่อหลาย ๆ สิ่ง ไม่ว่าจะเป็นคุณภาพของสินค้า ผลิตภัณฑ์ทางอาหารทั้งของคนและสัตว์ เมล็ดพันธุ์พืช เครื่องมือ อุปกรณ์ต่าง ๆ รวมไปถึงเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม หากมีความชื้นที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลต่อคุณภาพของสินค้า ทำให้เกิดเชื้อรา ส่งผลไปยังอายุของผลิตภัณฑ์ ในส่วนเครื่องมือ อุปกรณ์ หรือเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม ความชื้นสามารถทำให้เกิดความเสียหายต่อเครื่องมือได้เนื่องจากการเกิดสนิม หรือการกัดกร่อน ในอุตสาหกรรมที่จำเป็นต้องมีการตรวจวัดก๊าซก็เช่นกัน เนื่องด้วยเครื่องวิเคราะห์มีราคาต้นทุนค่อนข้างสูง การควบคุมความชื้นของก๊าซตัวอย่างก่อนเข้าเครื่องวิเคราะห์จึงเป็นเรื่องสำคัญ

ความสำคัญของการกำจัดความชื้นออกจากก๊าซเพื่อการวิเคราะห์
ความชื้นที่มากเกินไปส่งผลกระทบต่อการตรวจวัดก๊าซ ทั้งความแม่นยำของการวัด หรือสามารถทำให้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซเกิดความเสียหาย เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว จึงมีการใช้เครื่องกำจัดความชื้นในก๊าซ (Gas Dryer) เพื่อทำให้ก๊าซตัวอย่างแห้ง ก่อนที่จะถูกส่งไปยังเครื่องวิเคราะห์ก๊าซ

ความชื้นมีผลต่อค่าความถูกต้องของการตรวจวัด
ความชื้นส่งผลกระทบต่อเซ็นเซอร์การตรวจวัดก๊าซ เนื่องจากความชื้นมีผลทำให้อัตราส่วนกำลังของสัญญาณต่อการรบกวน (SNR – Signal to Noise Ratio) ลดลง โดยความชื้นสามารถขวางกั้นสัญญาณที่เดินทางไปยังเซ็นเซอร์ ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนมากขึ้น ส่งผลต่อความแม่นยำของการตรวจวัด อีกทั้งเมื่อเซ็นเซอร์สัมผัสกับน้ำหรือความชื้น อาจก่อให้เกิดความเสียหายได้เมื่อเวลาผ่านไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเซ็นเซอร์ นอกจากนี้แล้ว ก๊าซตัวอย่างบางชนิดสามารถละลายน้ำได้ ในกรณีที่มีความชื้นอยู่ในก๊าซตัวอย่าง สารวิเคราะห์บางชนิดอาจละลายน้ำแล้วถูกระบายออกไปจากระบบการวิเคราะห์ ทำให้สูญเสียก๊าซตัวอย่างชนิดนั้น ส่งผลไปยังความแม่นยำต่อการตรวจวัด

ความชื้นสามารถทำให้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซเสียหาย
ความชื้นสามารถสร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ จากที่กล่าวไปเบื้องต้นว่า ก๊าซตัวอย่างบางชนิดสามารถละลายในน้ำได้ ซึ่งเมื่อละลายแล้วสามารถให้คุณสมบัติที่มีฤทธิ์เป็นกรดของเหลว ทำให้ก๊าซตัวอย่างมีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งจะกัดกร่อนส่วนประกอบต่าง ๆ ต่อไปตามเส้นทางของระบบการวิเคราะห์ก๊าซ

การกำจัดความชื้นสำหรับระบบตรวจวิเคราะห์ก๊าซมีอยู่หลายวิธีการ ซึ่งมีการทำงาน คุณสมบัติ ข้อดีและข้อจำกัดที่แตกต่างกันไป ผู้ใช้งานสามารถเลือกวิธีการที่เหมาะสมกับหน้างาน โดยทั่วไปแล้ววิธีการที่นิยมนำมาใช้ในการกำจัดความชื้นออกจากก๊าซตัวอย่างก่อนการวิเคราะห์มีดังนี้
  • Perma Pure MD-Series and PD-Series Gas Dryers
เครื่องกำจัดความชื้นจากก๊าซของ Perma Pure รุ่น MD-Series และ PD-Series ทำงานโดยใช้ Nafion™ tubing ซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษในการดึงไอน้ำออกจากก๊าซตัวอย่าง เนื่องจาก Nafion™ tubing ทำจากพอลิเมอร์ Nafion ที่เป็นเยื่อเลือกผ่านที่มีคุณสมบัติในการดึงไอน้ำได้เป็นพิเศษ จึงสามารถกำจัดความชื้นออกจากก๊าซตัวอย่างได้มากกว่าวิธีการอื่น ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาสารที่ต้องการวิเคราะห์ไว้ในก๊าซตัวอย่างได้
Perma Pure Md Series And Pd Series Gas Dryers
การทำงาน: ทำงานโดยอาศัยหลักการแพร่ของไอน้ำ ที่มีความแตกต่างกันของความดันย่อยของไอน้ำ (partial pressure) ระหว่างเมมเบรน ดึงไอน้ำออกจากก๊าซตัวอย่างสู่ท่อ Purge gas ที่ไหลย้อนทางกัน เมื่อความดันย่อยของไอน้ำในท่อ Purge gas มีน้อยกว่าความดันย่อยของไอน้ำในก๊าซตัวอย่าง พอลิเมอร์ Nafion™ จะทำหน้าที่เป็นเยื่อเลือกผ่านดึงไอน้ำออกจากก๊าซตัวอย่าง อย่างมีประสิทธิภาพ เข้าสู่กระแส Purge gas เพื่อระบายออกไป ทำให้ก๊าซตัวอย่างที่ออกมามีระดับความชื้นที่ต่ำมาก

ข้อดี

  • ลดความชื้นได้ต่ำกว่าสภาพแวดล้อม (ต่ำสุดถึง – 40°C จุดน้ำค้าง) ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า
  • ช่วยรักษาสารตัวอย่างที่ต้องการวิเคราะห์ไว้ในก๊าซตัวอย่าง แม้จะละลายน้ำได้ก็ตาม
  • ก๊าซที่ผ่านการกำจัดความชื้นแล้ว มีระดับความชื้นที่คงที่

ข้อจำกัด

  • จำเป็นต้องใช้ Dry purge gas เช่น ก๊าซคุณภาพสำหรับเครื่องมือวิเคราะห์ หรืออาจจะเป็นก๊าซแห้งที่ผ่านการกำหนดค่าแล้ว
  • Thermoelectric Cooler

บางครั้งเรียกระบบนี้ว่าเครื่องทำความเย็นแบบเพลเทียร์ (Peltier cooler) ชิลเลอร์เพลเทียร์ (Peltier chiller) ชิลเลอร์ (chiller) หรือชิลเลอร์เทอร์โมอิเล็คทริค (thermoelectric chiller) ทำงานโดยการลดอุณหภูมิของก๊าซตัวอย่างทำให้ความชื้นควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ

Thermoelectric Cooler
การทำงาน: ทำงานโดยส่งก๊าซตัวอย่างผ่านอุปกรณ์เก็บตัวอย่าง (impinger) ซึ่งจะได้รับความเย็นจากโมดูลเพลเทียร์ (Peltier module) อาศัยหลักการปรากฏการณ์เพลเทียร์ (Peltier effect) ทำให้น้ำในก๊าซตัวอย่างควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำเกาะอยู่ที่ก้นของอุปกรณ์เก็บตัวอย่าง หลังจากนั้นจะถูกระบายออกไปโดยการใช้ปั๊ม

ข้อดี

  • ก๊าซที่ผ่านการกำจัดความชื้นแล้วมีค่าความชื้นคงที่ (+ 4°C จุดน้ำค้าง)
  • ในงาน CEMs วิธีนี้ถือเป็นวิธีการมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการปรับสภาพก๊าซตัวอย่าง

ข้อจำกัด

  • ไม่สามารถกำจัดความชื้นได้ต่ำกว่า(+ 4°C จุดน้ำค้าง
  • กรณีที่มีก๊าซกรดอยู่ในก๊าซตัวอย่างเช่น SOx, NOx และ HCl การลดความชื้นลงที่ +4°C จุดน้ำค้าง อาจไม่แห้งพอที่จะป้องกันไม่ให้เกิดกรดแล้วเข้าสู่เครื่องวิเคราะห์
  • กรณีที่ก๊าซตัวอย่างละลายน้ำได้ดี อาจถูกควบแน่นแล้วสูญหายไปกับน้ำที่ถูกระบายออก
  • ต้องการใช้พลังงาน และต้องทำความสะอาดอุปกรณ์เก็บตัวอย่างเป็นระยะ
  • Water Trap

หรือเรียกอีกชื่อนึงว่า “ตัวดักความชื้น” ทำหน้าที่กำจัดหยดน้ำที่มีอยู่จากก๊าซตัวอย่าง โดยดักจับน้ำในรูปแบบของเหลว แต่ไม่ได้กำจัดไอน้ำที่มีอยู่ในตัวอย่างก๊าซ ซึ่งไอน้ำอาจจะควบแน่นเป็นหยดน้ำได้ในภายหลังของระบบการตรวจวัด

Water Trap
การทำงาน: ก๊าซตัวอย่างจะถูกส่งเข้าไปยังตัวดักความชื้น หลังจากนั้นหยดน้ำที่มีอยู่ในก๊าซตัวอย่างจะหยดลงรวมอยู่ด้านล่างของตัวดักความชื้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก ก่อนที่ก๊าซจะไหลออกจากตัวดักความชื้นจะมีแผ่นกั้น (baffle) ทำหน้าที่ดักจับหยดน้ำที่ยังอาจหลงเหลืออยู่ ทำให้ก๊าซตัวอย่างที่ออกจากตัวดักความชื้นไม่มีหยดน้ำเหลืออยู่ ส่วนน้ำที่สะสมในตัวดักความชื้นจะถูกระบายออกด้วยปั๊ม หรือโดยผู้ใช้งานเอง

ข้อดี

  • ใช้เทคโนโลยีที่ง่าย ทำให้ราคาไม่แพง
  • ยากที่จะชำรุด และไม่จำเป็นต้องใช้พลังงาน

ข้อจำกัด

  • สามารถกำจัดได้เพียงน้ำที่ควบแน่นแล้วเท่านั้น
  • ก๊าซที่ต้องการตรวจวัดอาจละลายน้ำแล้วถูกกำจัดออกไปจากก๊าซตัวอย่าง
  • โดยทั่วไปแล้วน้ำจะถูกกำจัดออกโดยผู้ใช้งาน ซึ่งเป็นการเพิ่มการบำรุงรักษา
  • Desiccant Dryer

เครื่องกำจัดความชื้นแบบใช้สารดูดความชื้น ทำงานโดยใช้สารที่มีคุณสมบัติดูดความชื้นใส่ในตลับที่ก๊าซตัวอย่างไหลผ่าน สารดูดความชื้นจะทำหน้าที่ดูดซับความชื้นออกจากก๊าซ ทำให้ก๊าซที่ออกมาแห้ง และปราศจากความชื้น

Desiccant Dryer
การทำงาน: ตัวอย่างก๊าซที่เปียกจะถูกส่งผ่านไปยังตลับที่มีสารดูดความชื้นบรรจุอยู่ ซึ่งเป็นเม็ดเซรามิกที่มีรูพรุนขนาดเล็ก (เช่น อะลูมินากัมมันต์ ซิลิกาเจล ซีโอไลต์สังเคราะห์ (molecular sieve) หรือเซรามิกชนิดอื่น) มีช่องว่างสำหรับดูดซับความชื้นจากก๊าซตัวอย่าง ซึ่งสารดูดความชื้นจะค่อย ๆ อิ่มตัว จึงจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนสารดูดความชื้นเป็นประจำ

ข้อดี

  • ใช้เทคโนโลยีที่ง่าย
  • ลดความชื้นลงได้ต่ำกว่าระดับความชื้นแวดล้อม
  • ยากที่จะชำรุด และไม่จำเป็นต้องใช้พลังงาน

ข้อจำกัด

  • สารดูดความชื้นจะดูดซับน้ำและสารวิเคราะห์อื่น ๆ โดยไม่คัดเลือก
  • ต้องเปลี่ยนสารดูดความชื้นเป็นประจำตลอดอายุการใช้งานของเครื่องวิเคราะห์
  • ประสิทธิภาพของสารดูดความชื้นต่ำลงเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการสะสมความชื้น ส่งผลให้ระดับความชื้นของก๊าซขาออกไม่คงที่
  • Gas Dilution System

ระบบกำจัดความชื้นแบบผสมก๊าซโดยการผสมก๊าซระหว่างตัวอย่างที่เปียกกับอากาศแห้ง  ส่งผลให้ก๊าซที่ไปถึงเครื่องวิเคราะห์มีปริมาณความชื้นน้อยลง

Gas Dilution System
การทำงาน: ทำงานโดยผสมก๊าซตัวอย่างที่เปียกกับอากาศแห้งคุณภาพสำหรับเครื่องมือวิเคราะห์ในอัตราส่วนที่กำหนด (โดยทั่วไปประมาณ 25:75 ก๊าซตัวอย่างต่ออากาศแห้งสำหรับเครื่องมือวิเคราะห์) แต่เครื่องวิเคราะห์จะตรวจจับสารวิเคราะห์ได้ต่ำลงเนื่องจากก๊าซตัวอย่างถูกเจือจาง แต่สามารถรายงานค่าที่แท้จริงได้โดยนำระดับของสารวิเคราะห์ที่วัดได้คูณด้วยเปอร์เซ็นต์ตามปริมาตรของก๊าซตัวอย่างในก๊าซผสมที่เข้าสู่เครื่องวิเคราะห์

ข้อดี

  • การบำรุงรักษาต่ำ
  • สามารถให้ความชื้นที่ต่ำกว่าสภาพแวดล้อมหรือต่ำกว่าได้ ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า

ข้อจำกัด

  • เครื่องวิเคราะห์จำเป็นต้องมีความไวสูงเพื่อตรวจจับสารวิเคราะห์ที่มีความเข้มข้นต่ำได้ ทำให้ ต้นทุนของระบบมีราคาสูง
  • การรักษาอัตราส่วนการผสมให้คงที่มีความสำคัญต่อการปรับเทียบเครื่องวิเคราะห์ ซึ่งถือเป็นเรื่องที่ยาก เนื่องจากแรงดันและอุณหภูมิของระบบมีผล
  • จำเป็นต้องใช้ก๊าซแห้ง เช่น ก๊าซคุณภาพสำหรับเครื่องมือวิเคราะห์ ซึ่งเป็นข้อจำกัดในบางสภาพแวดล้อม
  • จำเป็นต้องใช้พลังงาน
Perma Pure ชุดกำจัดความชื้นออกจากก๊าซสำหรับใช้ในห้องปฏิบัติการ 02
จากตารางสรุปการเปรียบเทียบคุณลักษณะวิธีการกำจัดความชื้นออกจากก๊าซแต่ละวิธีการแล้ว จะเห็นได้ว่าชุดกำจัดความชื้นของ Perma Pure รุ่น MD-Series และ PD-Series มีข้อจำกัดที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการอื่น โดยมีคุณสมบัติสำคัญในการรักษาสารวิเคราะห์ในก๊าซตัวอย่างไว้ได้ ถึงแม้ว่าในก๊าซตัวอย่างจะมีสารวิเคราะห์ที่ละลายในน้ำได้ก็ตาม ก๊าซตัวอย่างที่ผ่านการกำจัดความชื้นแล้วมีระดับความชื้นที่คงที่ ด้วยความที่เป็นพาร์ทเดียวไม่มีชิ้นส่วนที่ถอดเข้าออก ทำให้ไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาบ่อยครั้ง และราคาสามารถจับต้องได้เมื่อเทียบกับคุณภาพ

Perma Pure: โซลูชั่นสำหรับการกำจัดความชื้น และปรับสภาพก๊าซตัวอย่างเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการตรวจวัด

MD Series (Monotube Dryer)

PD Series (Polytube Dryer)

Md Series (monotube Dryer)Pd Series (polytube Dryer)
– ใช้ได้ที่อัตราการไหลถึง 4 l/m
– อุณหภูมิในการทำงานสูงสุดถึง 120°C
– ความดันในการทำงานถึง 100 psi (absolute)
– จุด dew point มาตราฐาน – 25°C และ – 60°C (optional)
– ไม่สูญเสียก๊าซวิเคราะห์
– ทนต่อการกัดกร่อน
– ใช้ได้ที่อัตราการไหลถึง 40 l/m
– อุณหภูมิในการทำงานสูงสุดถึง 80-100°C
– กำลังการกำจัดความชื้นได้สูงมาก เนื่องจากปริมาตรของก๊าซเคลื่อนที่ได้มากขึ้นในระยะที่สั้นลง
– ไม่สูญเสียก๊าซวิเคราะห์
– ทนต่อการกัดกร่อน

สนใจผลิตภัณฑ์ติดต่อได้ที่ : คุณวศิกา โทร. 094-462-6616 และ 092-249-8787 Line ID: @entechsi

Social Share