น้ำยาอเนกประสงค์ [EP.2]: เจาะลึก 3 ประเภทของสารทำละลาย (Solvent) ในอุตสาหกรรม

หลังจากที่ผู้อ่านได้รู้หลักการเบื้องต้นของ Solvent ใน EP1 บางส่วนได้เสนอ ปัจจัยของการใช้ Solvent ล้างอุปกรณ์ คือ อุณหภูมิ ความดัน ปริมาณตัวทำละลาย และชนิดของตัวทำละลาย

วันนี้นายช่างมาแชร์จึงขอนำเสนอ “ประเภทของ Solvent ในอุตสาหกรรม” เพื่อต่อยอดความรู้เรื่อง Solvent ต่อจากตอนที่แล้ว เพราะว่างานล้างอุปกรณ์เครื่องจักรใดๆ จะสามารถล้างได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อเราเลือกใช้ Solvent ได้ถูกประเภทเหมาะกับสิ่งสกปรกที่ต้องการจะล้างออก

กลับไปอ่าน
น้ำยาอเนกประสงค์ [EP.1]: ประโยชน์ของสาร Solvent ในโลกอุตสาหกรรม

ประเภทของตัวทำละลาย (Types of Solvent)

แม้ว่าในอุตสาหกรรมจะมี Solvent เป็นพันๆชนิด และแต่ละตำราก็แบ่งไม่เหมือนกัน เพื่ออธิบายให้เข้าใจง่ายที่สุด ผมจะแบ่งตามIndustry Solvent Association เขาจำแนกSolvent เป็น 3 หมวดใหญ่ๆ

คือ Molecular structure , Organic solvent และ Inorganic solvent

1. Molecular structure

Molecular structure คือการจำแนกตามโครงสร้างของโมเลกุลในทางเคมีนั้นโครงสร้างโมเลกุลมีผลต่อตวามเป็นขั้วของสาร ถ้าโครงสร้างมีความสมมาตรทุกแกนใน 3 มิติความเป็นขั้วจะถูกหักล้างกันหมด จะเป็นสารที่ไม่มีขั้ว (Non-polar solvent) แต่ถ้ารูปร่างโมเลกุลไม่สมมาตรทุกแกนใน 3 มิติ จะเป็นสารที่มีขั้ว (Polar solvent)

การเลือก Solvent จะใช้หลัก “Like dissolve like” สิ่งสกปรกเป็นสารที่มีขั้ว ต้องใช้ Polar Solvent  แต่ถ้าสิ่งสกปรกเป็นสารที่ไม่มีขั้ว จะต้องใช้ Non-polar solvent

ในรูปจะเห็นว่าน้ำกับน้ำมันไม่สามารถละลายกันได้ เพราะ น้ำเป็นสารมีขั้ว แต่น้ำมันเป็นสารไม่มีขั้ว จึงไม่ละลายกัน

แต่ถ้าถ้าเป็นเกลือ น้ำสามารถชะล้างเกลือได้ เพราะ เกลือแตกตัวเป็น ion แล้วน้ำจะหันขั้วตรงกันข้ามเพื่อเกิดเป็นแรงยึดเหนี่ยว และสามารถละลายกันได้

ดังนั้น ก่อนจะล้างอุปกรณ์ ถ้าหากมีข้อมูลว่า Solute ที่เราต้องการชะออก ว่าเป็นสารอะไรบ้าง เช่น ถ้าเป็นคราบน้ำมันก็ไม่สามารถล้างทำความสะอาดด้วยน้ำได้ จะต้องเป็น Solvent ที่เป็น Non-polar ถึงจะล้างออก

• Non-Polar solvent เช่น carbon tetrachloride (CCl₄), benzene (C₆H₆), and diethyl ether ( CH₃CH₂OCH₂CH₃), hexane (CH₃(CH₂)4CH₃), methylene chloride (CH₂Cl₂), Toluene (C₇H₉)  เป็นต้น จะใช้ล้างได้ดีกับสิ่งสกปรกพวกคราบhydrocarbon น้ำมันดิบ
• Polar solvent เช่น Acetone, alcohol, Citrus, Acetonitrile, Hydrogen peroxide, Ethyl acetate เป็นต้น จะใช้ล้างพวก Corrosion scale (คราบสนิม),  ผลึกเกลือ (salt), ผลึก Calcium เป็นต้น

2. Organic solvent

Organic solvent คือ ตัวทำละลายที่เป็นสารอินทรีย์ (ในโครงสร้างทางเคมีจะมี Carbon ทำพันธะกับ Hydrogen โดยตรง) ในวงการ Solvent สามารถแบ่ง Organic solvent ออกเป็น 3 กลุ่ม คือ

2.1 Oxygenated solvents

Oxygenated solvents คือ Solvent ที่มี Oxygenอยู่ในโครงสร้างโมเลกุล สามารถพบได้ตามธรรมชาติ หรืออาจเป็นอนุพันธ์จากผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ส่วนใหญ่จะเป็นสารที่มีพิษน้อย และมีความสามารถในการชะล้างสูง

ดังนั้น จึงใช้เป็นส่วนผสมของเครื่องสำอางค์ประเภทสีสัน และผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวันต่างๆ รวมถึง ใช้เป็น Solvent ในการล้างอุปกรณ์ในอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น alcohols, Ethers, Esters, Glycol Ethers, Glycol Ether Esters และ Ketones

นายช่างได้รู้จักการใช้งานของ Solvent “ซึ่งปลอดภัยต่อคนทำงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม “

จากบริษัท Orange chemical ซึ่งมีประสบการณ์ทาง Solvent มามากกว่า 80 ปี

ซึ่งทำให้ต้นทุนของการล้างมีราคาถูก ใช้ง่าย และได้ประสิทธิภาพในการล้างอย่างดีเยี่ยม และเขาแชร์ว่า Organic solvent จะใช้งาน 4 รูปแบบ ดังนี้

Concentrated organic solvents หรือ SERIES100 เป็นตัวทำละลายสูตรเข้มข้น มีหมู่ functional group หลายหมู่ผสมกัน ใช้งานแบบไม่ผสมน้ำ จะใช้กรณีที่ต้องการทะลวงหรือละลายสิ่งสกปรกที่ติดแน่นมากๆ

Organic water rinsable solvents หรือ SERIES200 จะใช้ล้างทะลวงหรือละลายสิ่งสกปรกก่อน แล้วกลั้วด้วยน้ำ จะใช้กรณีที่สิ่งสกปรกมีลักษณะแข็ง และละลายน้ำได้ (มีขั้ว) เช่น สนิม ผลึกเกลือต่างๆ คราบซัลเฟอร์

Organic water dilutable solvents หรือ SERIES300 จะใช้ผสมกับน้ำก่อน แล้วจึงฉีดเข้าไปในอุปกรณ์ โดยจะล้างสิ่งสกปรกที่มีขั้วได้ดี และไม่ติดแน่นมาก เทคโนโลยีการล้างส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมจะใช้ประเภทนี้

Organic cleaner หรือ SERIES400 อันนี้จะเหมารวมเป็นแบบสารลดแรงตึงผิว หรือที่เรียกว่า emulsifier สามารถล้างได้ทั้งสารที่มีขั้ว (เช่น เกลือต่าง คราบซัลเฟอร์) และสารที่ไม่มีขั้ว ( เช่น คราบน้ำมัน) โดยจะมีโครงสร้างแบบ Micelle โดยโครงสร้างของ Solvent ประเภทนี้ จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่มีขั้ว (hydrophilic หรือ ส่วนที่ชอบน้ำ ละลายน้ำได้) และส่วนหางจะไม่มีขั้ว (Hydrophobic หรือส่วนที่กลัวน้ำ ไม่สามารถละลายน้ำได้) ดังนั้น หลักการ

หลักการทำงานคือ สิ่งสกปรกที่เป็นคราบน้ำมันต่างๆที่ไม่มีขั้ว จะถูกชะออกด้วยส่วนหาง จากนั้นก็ล้อมรอบด้วย Solvent ดังรูป และสุดท้ายด้านที่มีขั้วก็หันออกและสามารถล้างออกได้ด้วยน้ำ

2.3 Hydrocarbon Solvent

Hydrocarbon solvents เป็น Solvent ที่เป็นปิโตรเลียม ซึ่งมีองค์ประกอบคือ carbon และ hydrogen เท่านั้น แต่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน และมีความหลากหลาย สามารถแบ่งตามโครงสร้างได้ 2 แบบคือ

-Aliphatic solvent มีลักษณะเป็นโซ่เปิด ตัวอย่างเช่น gasoline kerosene และ hexane

-Aromatic solvent มีโครงสร้งเป็นวงหกเหลี่ยมพันธะคู่สลับพันธะเดี่ยว เช่น benzene toluene และ Xylene

2.3 Halogenated solvent

Halogenated solvent เป็น Solvent ที่มีธาตุ Fluorine, Chlorine Iodine และ Bromine เป็นองค์ประกอบ เป็น Solvent ที่ค่อนข้างเสถียร ไม่ติดไฟ ระเหยง่าย ดังนั้น จึงมีใช้มากในงานล้างอุปกรณ์ในอุตสาหกรรม

3. Inorganic solvent

Inorganic solvent คือ Solvent ที่ไม่มี Carbon ทำพันธะกับ Hydrogen โดยตรง ซึ่ง Application ส่วนใหญ่จะเป็น สารลดแรงตึงผิว สารซักฟอก ตัวอย่าง inorganic solvent เช่น น้ำ (H₂O) แอมโมเนีย (NH₃) กรดซัลฟิวริก เป็นต้น

จากเนื้อหาทั้งหมดที่นายช่างแชร์ในวันนี้ วิธีนำไปใช้คือ จะต้องรู้ว่า Process chemical ข้างในอุปรณ์ของเราคือสารอะไร มีองค์ประกอบอะไรบ้าง และที่สำคัญประวัติการล้างว่าเจอ Scale แบบไหน เป็นคราบน้ำมัน ผลึกเกลือหรือเป็นสนิมอุดตันท่อ

ดังนั้นขอสรุปนะครับว่า……เมื่อเรามีข้อมูลสิ่งสกปรกแล้วเราจึงค่อยมาเลือกชนิดของ Solvent จะทำให้มั่นใจว่างานล้างนี้จะออกมาดีอย่างแน่นอน

นอกจากจะดูเรื่อง Solvent ให้ถูกประเภท จะขอเตือนเหล่าวิศวกรทุกท่านว่าอย่าลืมตรวจสอบ Material compatibility ด้วยนะครับ อาจจะล้างสะอาดแต่พอเดินเครื่องเจอท่อทะลุไม่รู้ด้วยนะครับ อิอิ

=================================================================

สุดท้ายนี้ขอขอบคุณข้อมูลที่ดีจากบริษัท Global Seal นะครับ และเป็นบริษัทที่จำหน่ายผลิตภัณฑ์ Organic Solvent ที่ปลอดภัยต่อคนทำงาน และสิ่งแวดล้อม

ยี่ห้อ ORANGE ในอุตสาหกรรม Oil&Gas มามากกว่า 30 ปี

หากเพื่อนๆคนไหนสนใจนวัตกรรมดีๆสำหรับ Organic solvent ยี่ห้อ Orange สามารถจิ้มที่รูปด้านล่างเพื่อขอรายละเอียดได้เลยนะครับผม

หรือติดต่อโดยตรงกับบริษัท Global seal (คุณพรเทพ) Tel. 081-624-4111 email [email protected]

=================================================================

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์ #Solvent #Chemical