หลักการทำงานของ Oil Skimmer

น้ำกับน้ำมันมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันดังนี้

 1. ความถ่วงจำเพาะ   สารไฮโดรคาร์บอนส่วนใหญ่จะมีความถ่วงจำเพาะน้อยกว่าน้ำ หากไม่มีการกวนส่วนผสมระหว่างน้ำกับน้ำมัน  น้ำมันจะแยกตัวออกจากน้ำและลอยอยู่บนผิวน้ำ

2. แรงตึงผิว และพันธะ (Bond)  โดยปกติพันธะระหว่างน้ำมันกับน้ำมัน และน้ำมันกับวัตถุอื่น จะสูงกว่าพันธะระหว่างน้ำมันกับน้ำ  พันธะและความแตกต่างของแรงตึงผิวระหว่างน้ำมันกับน้ำจะทำให้น้ำมันเกาะติดกับแผ่นจาน (กรณี เป็น Disc  type oil Skimmer)  หรือสายพานของ Oil Skimmer (Belt type oil skimmer)

ไม่ว่าลักษณะเครื่อง Oil Skimmer จะแตกต่างกันอย่างไร การออกแบบ Oil Skimmer ก็ยังอยู่บนพื้นฐานของความ ถ่วงจำเพาะ และแรงตึงผิวที่แตกต่างกันของน้ำกับน้ำมัน  เพื่อที่จะแยกน้ำมัน หรือจารบีที่ลอยอยู่บนผิวน้ำออกมาจากน้ำ

น้ำมันและจารบีจะเกาะแผ่นจาน หรือสายพานของ Oil Skimmer ได้ดีกว่าน้ำ เมื่อแผ่นจาน หรือสายพาน เคลื่อนที่ผ่านน้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ น้ำมันก็จะเกาะติดขึ้นมาด้วย ในขณะที่แทบจะไม่มีน้ำเกาะติดมาเลย น้ำมันส่วนที่ติดจานหรือสายพานนี้จะถูกกวาดออก ก่อนที่จะหมุนวนกลับเข้าไปในน้ำอีกครั้ง

ประโยชน์ของการใช้ Oil Skimmer

การแยกน้ำมันหล่อลื่นออกจากน้ำมันหล่อเย็น (น้ำมันคูลแลนท์ หรือบางคนเรียกว่า น้ำมันสบู่) ทำให้น้ำมันดูสะอาด ช่วยลดควันที่เกิดขึ้นในขณะขึ้นรูปชิ้นงาน หากหยุดเดินเครื่องจักรเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์จะเห็นน้ำมันหล่อลื่นลอยขึ้นมาบนผิวของน้ำมันหล่อเย็น เมื่อแบคทีเรียใช้ออกซิเจนในน้ำมันหล่อเย็นหมดไป และผิวน้ำมันหล่อเย็นถูกปกปิดด้วยน้ำมันหล่อลื่น จะทำให้แบคทีเรียประเภทที่ไม่ต้องการออกซิเจนเติบโต และส่งผลให้เกิดกลิ่นเหม็นเหมือนไข่เน่า

โดยทั่วไปเชื่อกันว่าแบคทีเรียในน้ำมันหล่อเย็นไม่เป็นอันตรายต่อผิวหนัง แต่หากผิวหนังเปิดหรือเป็นแผลก็จะทำให้เกิดการติดเชื้อได้  อย่างไรก็ตามสารฟอสเฟต และคาร์บอเนต ที่เพิ่มความเป็นด่างให้น้ำมันหล่อเย็นเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ผิวหนังอักเสบ สารทั้งสองตัวนี้มาจากการใช้น้ำที่ไม่ได้ผ่านการบำบัดมาผสมกับน้ำมันก่อนที่จะได้น้ำมันหล่อเย็น

การแยกน้ำมันหล่อลื่นออกจากน้ำมันหล่อเย็น จะลดค่ากำจัดน้ำมันหล่อเย็นได้ ซึ่งโดยปกติการกำจัดน้ำมันหล่อเย็นมีต้นทุนสูงกว่าการกำจัดน้ำมันหล่อลื่นมาก โรงงานทั่วไปมักนำน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้แล้วไปใช้ในงานอื่นที่สำคัญน้อยกว่า หรือสามารถขายน้ำมันหล่อลื่นให้กับโรงงานรีไซเคิลน้ำมันหล่อลื่นได้

เมื่อไม่มีน้ำมันหล่อลื่นปะปนก็สามารถใช้น้ำมันหล่อเย็นได้นานขึ้น ลดปริมาณการซื้อน้ำมันใหม่ หรือลดต้นทุนการผลิตได้

Oil Skimmer เป็นเครื่องมือที่ไม่ซับซ้อน ประหยัด แต่ได้ผลดี ในการแยกน้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ แม้ในกรณีพิเศษที่ต้องการความสะอาดเป็นพิเศษ Oil skimmer ก็จะเป็นเครื่องมือตัวแรกที่ใช้ในการแยกน้ำมัน ก่อนที่จะใช้วิธีอื่นที่ซับซ้อนขึ้นไปเช่น Coalescers หรือการใช้ไส้กรองแบบ  Membrane

ประเภทของ Oil Skimmer

Oil Skimmer มีหลายประเภท แต่ที่พบกันได้ทั่วไปได้แก่

1. Disc type oil skimmer  ใช้ติดตั้งบนขอบถังน้ำมันหล่อเย็น โดยให้ส่วนหนึ่งของจานจุ่มอยู่ในน้ำมันหล่อเย็น เมื่อจานหมุนน้ำมันหล่อลื่นจะเกาะติดจานขึ้นมา จนถึงใบกวาดน้ำมัน น้ำมันก็จะถูกกวาดออกจากแผ่นจานและไหลเข้าสู่ถังเก็บ วัสดุที่ใช้ทำแผ่นจานได้แก่ พลาสติก สแตนเลส  ส่วนข้อดีคือ ให้อัตราการแยกน้ำมันได้ดี ราคาไม่สูงมาก ข้อเสียของ Oil skimmer ประเภทนี้คือใช้พื้นที่ในการติดตั้งมาก อาจต้องมีการดัดแปลงช่องเปิดของถังเก็บน้ำมันหล่อเย็น และไม่เหมาะกับถังที่มีการเปลี่ยนแปลงระดับของน้ำมันหล่อเย็นมาก หากจานสัมผัสกับน้ำมันน้อยจะทำให้ประสิทธิภาพในการแยกน้ำมันหล่อลื่นลดลงอย่างมาก

รูปที่ 1: Disc type oil skimmer

2. Belt type oil skimmer  มักจะติดตั้งด้านบน หรือขอบของถังน้ำมันหล่อเย็น โดยมีสายพานในแนวดิ่งที่ขับด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ทำให้สายพานเคลื่อนที่ผ่านน้ำมันหล่อเย็น ทำให้น้ำมันหล่อลื่นเกาะติดสายพานก่อนที่จะถูกกวาดออกและไหลเข้าสู่ถังเก็บ ข้อดีของ Oil Skimmer ประเภทนี้คือ มีขนาดกะทัดรัด ใช้พื้นที่ในการติดตั้งน้อย ให้อัตราการแยกน้ำมันสูง (ขึ้นอยู่กับความกว้างของสายพาน)  เหมาะกับงานที่มีการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำมันหล่อเย็นในถังสูง ส่วนข้อเสีย แทบจะไม่มีนอกจากราคาที่สูงกว่าแบบจาน

 รูปที่ 2: Belt type oil Skimmer

การประยุกต์ใช้งาน

1.  บ่อบำบัดน้ำเสีย แทบทุกโรงงานมักจะมีบ่อบำบัดน้ำเสีย ที่ไหลออกจากระบบและมักมีคราบน้ำมันปนมาด้วย การแยกน้ำมันออกมาจะทำให้ลดต้นทุนในการกำจัดน้ำเสีย และลดความเสี่ยงเรื่องสิ่งแวดล้อมเมื่อระบายน้ำออกสู่ระบบระบายน้ำสาธารณะ

2. น้ำมันหล่อเย็น (Coolant)   น้ำมันหล่อเย็นที่มีน้ำมันหล่อลื่นลอยปะปนอยู่ ( น้ำมันหล่อลื่นส่วนนี้เรียกว่า Tramp Oil)  มักจะทำให้เกิดผลต่อไปนี้  a) อายุของน้ำมันหล่อเย็นจะสั้นลง b) คุณภาพของชิ้นงานที่ได้จะลดลง c)  ในหลาย ๆ กรณี อาจเกิดควันขึ้นระหว่างการขึ้นรูป ทำให้เกิดสภาวะแวดล้อมที่ไม่ดีในโรงงาน d) น้ำมันหล่อเย็นจะมีกลิ่นเหมือนไข่เน่า  ในกรณีนี้การลงทุนใน Oil Skimmer จะได้ผลตอบแทนกลับมาอย่างรวดเร็ว

      รูปที่ 3: น้ำมันหล่อเย็นในขณะใช้งาน           รูปที่ 4: น้ำมันหล่อลื่นปะปนมากับน้ำมันหล่อเย็น

3. การอบชุบโลหะ (Heat treating)  น้ำมันที่ใช้ในการอบชุบโลหะมักจะต้องแยกออกจากชิ้นงานก่อนที่จะส่งชิ้นงานให้ลูกค้า การใช้ Oil skimmer แยกคราบน้ำมันออกจากน้ำที่ล้างชิ้นงานจะทำให้สามารถนำน้ำมันไปใช้ใหม่ได้ และทำให้ใช้น้ำยาล้างชิ้นงานได้นานขึ้น ลดต้นทุนในการกำจัดได้

4. เครื่องล้างชิ้นงาน น้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ จะทำให้ชิ้นงานที่ล้างในเครื่องนี้ เปื้อนคราบน้ำมันอีกครั้งเมื่อยกชิ้นงานออกจากบ่อล้าง  การใช้ Oil Skimmer จะทำให้ได้ชิ้นงานที่สะอาด และยังทำให้สามารถใช้น้ำล้างชิ้นงานได้นานขึ้น

5. อุตสาหกรรมอาหาร  ใช้ Oil Skimmer ในการแยกคราบน้ำมันพืช หรือคราบไขมันออกจากน้ำเพื่อลดต้นทุนในการบำบัด และกำจัดน้ำเสีย

  Share