Heat source แหล่งพลังงานความร้อน
Heat source แหล่งพลังงานความร้อน
ทางเลือกของแหล่งพลังงานความร้อนมีความแตกต่างกันในหลายด้าน ดังนั้นจึงควรเลือกใช้แหล่งพลังงานความร้อนให้เหมาะสมกับการใช้งาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
1.ไฟฟ้า Electric
ไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานที่แพร่หลายที่สุด เนื่องจากความสะดวกและปลอดภัย สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับฮีทเตอร์ไฟฟ้า เตาไฟฟ้า และ เตาแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งฮีทเตอร์/เตาไฟฟ้าก็มีลักษณหลายรูปแบบเช่นกัน เครื่องทำน้ำอุ่นตามบ้านมีลักษณะเป็นท่อ/หม้อทำจากทองแดงใช้ทำความร้อนไม่สูงมาก เตาไฟฟ้าในครัวอาหารปัจจุบันมีเทคโนโลยีใหม่เรียกว่าเตาแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความปลอดภัยสูง เตาแม่เหล็กไฟฟ้าใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ากับภาชนะในการสร้างความร้อน ภาชนะ/หม้อที่ใช้กับเตาต้องเป็นวัสดุที่แม่เหล็กเหนี่วนำได้เท่านั้น เช่น เหล็ก / สแตนเลสบางชนิด หากมีวัสดุไวไฟเช่น ผ้าหม่าน/กระดาษวางบนเตาแม่เหล็กไฟฟ้าจะไม่มีการสร้างความร้อนขึ้น ด้วยเหตุนี้เตาแม่เหล็กจึงเป็นเตาที่ปลอดภัยมากกว่าเตาไฟฟ้าทั่วไป อย่างไรก็ตามการใช้งานด้วยความปลอดภัยจำเป็นต้องมีการติดตั้งให้ถูกต้อง รวมถึงการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันอื่นๆเพิ่มเติมเช่น สายดิน, Safe-T-Cut
ในโรงงานอุตสาหกรรม หรือ ในห้องแลป ส่วนมากจะทำการติดตั้งระบบไฟฟ้า 3เฟส 380โวลต์ ต่างจากไฟฟ้าตามครัวเรือน 1เฟส 220โวลต์ เนื่องจากจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าปริมาณที่มากและ เหมาะกับการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆภายในโรงงาน ฮีทเตอร์ไฟฟ้าของเครื่องจักรมีลักษณะหลายรูปแบบให้เลือกใช้ โดยการเลือกต้องคำนึงจากตัวกลางที่แลกเปลี่ยนความร้อน อุณหภูมิที่ใช้ สถานที่ติดตั้ง ควรมีการปรึกษาผู้เชี่ยวชาญในการเลือก
2.แก๊ส LPG, NG, Methane
แก๊สเป็นแหล่งเชื้อเพลิงพลังงานความร้อนที่มีราคาที่ดีกว่าไฟฟ้า และหาได้ง่าย นอกจาก LPG, NG ที่มีขายทั่วไป ยังมีทางเลือก Methane ที่ได้จากการนำของเสียที่ได้มาหมักทำให้ต้นทุนทางด้านเชื้อเพลิงถูกลง ในการผลิตระดับอุตสาหกรรมตั้งแต่ขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่ แก๊สเป็นเชื้อเพลิงความร้อนที่นิยมที่สุดในประเทศ ตั้งแต่ครัวเรือน การขนส่งยานยนต์ ถึงโรงงานขนาดใหญ่ ในการใช้งานถังแก๊ส LPG ปริมาณมากจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ Vaporizers เพื่อให้ความร้อนแก่แก๊ส เนื่องจากลักษณะของแก๊ส LPG จะเย็นลงเมื่อเปลี่ยนสถานะจากของเหลวในถังกลายเป็นไอ เมื่อถังแก๊สเย็นมากทำให้แก๊สในถังไม่สามารถไหลออกมาใช้ได้หมด การเดินท่อแก๊สต้องมีการทำอย่างระมัดระวัง มีการทดสอบการรั่วไหล และติดตั้งอุปกรณ์ป้องกัน เช่นไฟ-เสียงเตือนและวาล์วตัดแก๊สเพื่อป้องกันเหตุอุบัติภัย, จำกัดผู้เข้าถึงในการแก้ไขจุดต่างๆ หนึ่งในเครื่องจักรชนิดที่มีมากที่สุดในอุตสาหกรรมคือ เครื่องกำเนิดไอน้ำ Boiler ใช้สร้างไอน้ำที่มีความร้อน 100-180ᵒC แรงดัน 7-10 Bar นำไปไอน้ำร้อนที่ได้ส่งไปตามท่อยังเครื่องจักรต่างๆที่ใช้ความร้อนเช่น หม้อต้มสกัด, ถังน้ำร้อน
3.ถ่านหิน
สัดส่วนในประเทศไทยใช้พลังงานจากถ่านหินเพียง 15% ถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานที่มีราคาถูกมากในระดับอุตสาหกรรม แต่ความสะดวกในการเข้าถึงมีน้อยแก๊สธรรมชาติ ทั้งยังมีประเด็นในเรื่องปลอดภัยและผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม แต่ในปัจจุบันมีเทคโนโลยีใหม่ เป็นถ่านหินสะอาดส่งผลต่อสภาพแวดล้อมน้อยลง รวมถึงการเลือกใช้ถ่านหินคุณภาพดีที่มีค่าความร้อนสูงประมาณ6,000 แคลอรี/กรัม ปริมาณเถ้าน้อยกว่าร้อยละ 10 และปริมาณกำมะถันน้อยกว่าร้อยละ 1 ทำให้สามารถควบคุมมลภาวะที่ปล่อยออกสู่บรรยากาศให้อยู่ในเกณฑ์หรือต่ำกว่าที่มาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมของไทยกำหนดโรงไฟฟ้าถ่านหินในประเทศไทย ได้แก่ โรงไฟฟ้าแม่เมาะ ที่จังหวัดลำปางโรงไฟฟ้าโกลว์ เอสพีที 3 และโรงไฟฟ้า BLCP ที่นิคมอุตสาหกรรมมาบตาพุด จังหวัดระยอง
4.ฟืน/แกลบ
ฟืน/แกลบเป็นผลผลิตที่ได้จากการนำเศษไม้ หรือ เปลือกเมล็ดที่ได้จากการสี นำมาอัดแท่งและเผาไหม้เพื่อให้ได้พลังงานความร้อน เหมาะกับโรงงานอุตสาหกรรมที่ใกล้แหล่งผลิตของวัตถุดิบเพื่อลดค่าใช้จ่ายในด้านการขนส่งต่างจากแก๊สที่มีท่อส่งตามนิคมอุตสาหกรรมใหญ่ ปัจจุบันนี้มีโรงสีข้าวในประเทศไทยหลายแห่งที่ติดตั้งเครื่องผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากแกลบ เพื่อใช้ผลิตไอน้ำ และผลิตไฟฟ้า
5.พลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานแบบยั่งยืนที่สะอาดและดีต่อสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีแผงโซล่าเซลล์ Solar cell สามารถแปลงพลังแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า แต่ด้วยต้นทุนที่สูงและความต้องการในการใช้พื้นที่ติดตั้งจำนวนในการติดตั้งทำให้ Solar cell ไม่เป็นที่นิยมมากนัก การใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบครัวเรือนเช่น การตากแห้งอาหาร, เสื้อผ้า, เครื่องนุ่มห่ม, สินค้าทางการเกษตร ปัจจุบันยังอีกเทคโนโลยีหนึ่งคือ Thermosiphon เป็นการนำความร้อนจากแสงอาทิตย์มาเพิ่มความร้อนในน้ำโดยตรงเพื่อลดต้นทุนทางด้านพลังงานแต่ Thermosiphon ทำอุณหภูมิได้เพียงราว 40-45ᵒC เป็นเพียงเครื่องอุ่นน้ำในเบื้องต้น
6.พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์เป็นพลังงานที่สะอาดที่สุด แต่มีความอันตรายสูงหากเกิดเหตุขัดข้อง นอกจากแรงระเบิดที่รุนแรง ยังมีกัมตภาพรังสีที่ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตอย่างร้ายแรง แม้ว่าจะเป็นแหล่งพลังงานสะอาดแต่ด้วยความอันตรายของนิวเคลียร์ทำให้คนจำนวนไม่น้อยต่อต้านการใช้พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ฟิชชั่น (Nuclear fission) เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมแตกตัวออกเป็นส่วนเล็กๆ สองส่วน ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นเมื่อนิวตรอนชนเข้ากับนิวเคลียสของธาตุที่สามารถแตกตัวได้ เช่น ยูเรเนียม หรือ พลูโตเนียม จะเกิดการแตกตัวเป็นสองส่วนกลายเป็นธาตุใหม่ พร้อมทั้งปลดปล่อยอนุภาคนิวตรอนและพลังงานจำนวนหนึ่งออกมา
คุณสมบัติของไอน้ำ properties of saturated steam
คุณสมบัติของไอน้ำ properties of saturated steam
ความดัน อุณหภูมิ ความหนาแน่น ปริมาตร และ พลังงานความร้อน
จุดเดือด (Boiling point) ของน้ำที่ความดันบรรยากาศอยู่ที่ 100 oc ความดันบรรยากาศจะมีค่า (โดยเฉลี่ย) เป็น 101,325 Pa เรียกว่า 1 atmosphere (atm) ความดันนี้จะแปรเปลี่ยนไปตามสภาพอากาศและความสูงจากพื้นดิน ที่ระดับน้ำทะเล จากตาราง Steam table จุดเดือดของน้ำแปรผันตามความดัน ที่ความดันลดลงจุดเดือดของน้ำจะต่ำลง ขณะเดียวกันเมื่อความดันสูงขึ้นจุดเดือดสูงขึ้นเช่นกัน ปริมาตรต่อน้ำหนักแปรผกผันกับความดัน ความหนาแน่นแปรผันตามความดัน
จากความรู้ด้านคุณสมบัติของน้ำดังกล่าวได้มีการนำมาประยุกต์ใช้ในวงการอุตสาหกรรมหลายแขนงด้วยกัน ของบางอย่างจะเปลี่ยนสภาพหากถูกความร้อนสูง ของเหลวที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบสามารถทำการระเหยในอุณหภูมิต่ำได้ด้วยการลดความดัน หนึ่งในวิธีการสร้างสภาวะความดันต่ำคือปั๊มสูญญากาศ Vacuum pump อีกวิธีหนึ่งคือการใช้คุณสมบัติของไอน้ำที่มีปริมาตรลดลงเมื่อกลั่นตัวเป็นของเหลวโดยใช้ความเย็นทำให้ไอน้ำกลั่นตัว ในทางกลับกันหากต้องการสร้างอุณหภูมิที่สูงกว่า 100 oc สามารถทำได้โดยการเพิ่มความดันจากการสร้างระบบปิดและให้ความร้อนจนกระทั่งความดันสูงขึ้นเรื่อยๆ พลังงานความร้อนที่ใช้สามารถหาได้จากการนำค่า Enthalpy, Latent heat, Specific heat มาคำนวนตามหลักทฤษฎีเทอร์โมไดนามิกส์ Thermodynamic อุณหภูมิจะสูงขึ้นตามแรงดันตามตารางคุณสมบัติเช่น อุณหภูมิ 164.96 oc ที่ความดัน 7 bar การสร้างเครื่องจักรที่ใช้งานกับความดันสูงต้องเลือกวัสดุที่ต้องทนทานต่อความดันและอุณหภูมิที่ต้องการ เซฟตี้วาล์ว Safety valve เป็นอุปกรณ์ด้านความปลอดภัย หากแรงดันสูงเกินที่กำหนดเซฟตี้วาล์วจะเปิดออกอัตโนมัติ เซฟตี้วาล์วจะใช้ติดตั้งอุปกรณ์ที่มีแรงดันต่างๆเช่น เครื่องกำเนิดไอน้ำ Boiler, ถังต้มแรงดัน Pressure boiling tank, High Pressure tank ถังแรงดันสูง
ตามวิดีโอจะเห็นว่ากระป๋องที่มีน้ำร้อนยุบตัวเมื่อจุ่มลงในน้ำเย็น เมื่อน้ำร้อนแลกเปลี่ยนความร้อนกลั่นตัวอย่างรวดเร็วทำให้เกิดสภาวะแรงดันต่ำ(สูญญากาศ) ภายในกระป๋อง ทำให้กระป๋องยุบตัวทันที
https://www.youtube.com/watch?v=xg5NiOwf_Zw
Steam table
Absolute Pressure |
Boiling Point | Specific Volume (steam) | Density (steam) | Specific Enthalpy of Liquid Water (sensible heat) |
Specific Enthalpy of Steam (total heat) |
Latent heat of Vaporization | Specific Heat | |||
(bar) | (oC) | (m3/kg) | (kg/m3) | (kJ/kg) | (kcal/kg) | (kJ/kg) | (kcal/kg) | (kJ/kg) | (kcal/kg) | (kJ/kg K) |
0.05 | 32.90 | 28.194 | 0.035 | 137.77 | 32.91 | 2561.59 | 611.83 | 2423.82 | 578.92 | 1.8774 |
0.1 | 45.83 | 14.675 | 0.068 | 191.84 | 45.82 | 2584.78 | 617.36 | 2392.94 | 571.54 | 1.8927 |
0.5 | 81.35 | 3.240 | 0.309 | 340.57 | 81.34 | 2645.99 | 631.98 | 2305.42 | 550.64 | 1.9654 |
11) | 99.63 | 1.694 | 0.590 | 417.51 | 99.72 | 2675.43 | 639.02 | 2257.92 | 539.30 | 2.0267 |
1.5 | 111.37 | 1.159 | 0.863 | 467.13 | 111.57 | 2693.36 | 643.30 | 2226.23 | 531.73 | 2.0768 |
2 | 120.23 | 0.885 | 1.129 | 504.71 | 120.55 | 2706.29 | 646.39 | 2201.59 | 525.84 | 2.1208 |
3 | 133.54 | 0.606 | 1.651 | 561.44 | 134.10 | 2724.66 | 650.77 | 2163.22 | 516.68 | 2.1981 |
4 | 143.63 | 0.462 | 2.163 | 604.68 | 144.43 | 2737.63 | 653.87 | 2132.95 | 509.45 | 2.2664 |
5 | 151.85 | 0.375 | 2.669 | 640.12 | 152.89 | 2747.54 | 656.24 | 2107.42 | 503.35 | 2.3289 |
6 | 158.84 | 0.315 | 3.170 | 670.43 | 160.13 | 2755.46 | 658.13 | 2085.03 | 498.00 | 2.3873 |
7 | 164.96 | 0.273 | 3.667 | 697.07 | 166.49 | 2761.98 | 659.69 | 2064.92 | 493.20 | 2.4424 |
8 | 170.42 | 0.240 | 4.162 | 720.94 | 172.19 | 2767.46 | 661.00 | 2046.53 | 488.80 | 2.4951 |
9 | 175.36 | 0.215 | 4.655 | 742.64 | 177.38 | 2772.13 | 662.11 | 2029.49 | 484.74 | 2.5456 |
10 | 179.88 | 0.194 | 5.147 | 762.60 | 182.14 | 2776.16 | 663.07 | 2013.56 | 480.93 | 2.5944 |
11 | 184.06 | 0.177 | 5.638 | 781.11 | 186.57 | 2779.66 | 663.91 | 1998.55 | 477.35 | 2.6418 |
12 | 187.96 | 0.163 | 6.127 | 798.42 | 190.70 | 2782.73 | 664.64 | 1984.31 | 473.94 | 2.6878 |
13 | 191.60 | 0.151 | 6.617 | 814.68 | 194.58 | 2785.42 | 665.29 | 1970.73 | 470.70 | 2.7327 |
14 | 195.04 | 0.141 | 7.106 | 830.05 | 198.26 | 2787.79 | 665.85 | 1957.73 | 467.60 | 2.7767 |
15 | 198.28 | 0.132 | 7.596 | 844.64 | 201.74 | 2789.88 | 666.35 | 1945.24 | 464.61 | 2.8197 |
16 | 201.37 | 0.124 | 8.085 | 858.54 | 205.06 | 2791.73 | 666.79 | 1933.19 | 461.74 | 2.8620 |
17 | 204.30 | 0.117 | 8.575 | 871.82 | 208.23 | 2793.37 | 667.18 | 1921.55 | 458.95 | 2.9036 |
18 | 207.11 | 0.110 | 9.065 | 884.55 | 211.27 | 2794.81 | 667.53 | 1910.27 | 456.26 | 2.9445 |
19 | 209.79 | 0.105 | 9.556 | 896.78 | 214.19 | 2796.09 | 667.83 | 1899.31 | 453.64 | 2.9849 |
20 | 212.37 | 0.100 | 10.047 | 908.56 | 217.01 | 2797.21 | 668.10 | 1888.65 | 451.10 | 3.0248 |
21 | 214.85 | 0.095 | 10.539 | 919.93 | 219.72 | 2798.18 | 668.33 | 1878.25 | 448.61 | 3.0643 |
22 | 217.24 | 0.091 | 11.032 | 930.92 | 222.35 | 2799.03 | 668.54 | 1868.11 | 446.19 | 3.1034 |
23 | 219.55 | 0.087 | 11.525 | 941.57 | 224.89 | 2799.77 | 668.71 | 1858.20 | 443.82 | 3.1421 |
24 | 221.78 | 0.083 | 12.020 | 951.90 | 227.36 | 2800.39 | 668.86 | 1848.49 | 441.50 | 3.1805 |
25 | 223.94 | 0.080 | 12.515 | 961.93 | 229.75 | 2800.91 | 668.99 | 1838.98 | 439.23 | 3.2187 |
26 | 226.03 | 0.077 | 13.012 | 971.69 | 232.08 | 2801.35 | 669.09 | 1829.66 | 437.01 | 3.2567 |
27 | 228.06 | 0.074 | 13.509 | 981.19 | 234.35 | 2801.69 | 669.17 | 1820.50 | 434.82 | 3.2944 |
28 | 230.04 | 0.071 | 14.008 | 990.46 | 236.57 | 2801.96 | 669.24 | 1811.50 | 432.67 | 3.3320 |
29 | 231.96 | 0.069 | 14.508 | 999.50 | 238.73 | 2802.15 | 669.28 | 1802.65 | 430.56 | 3.3695 |
30 | 233.84 | 0.067 | 15.009 | 1008.33 | 240.84 | 2802.27 | 669.31 | 1793.94 | 428.48 | 3.4069 |
Reference:https://www.engineeringtoolbox.com/saturated-steam-properties-d_457.html
Safety valve เซฟตี้วาล์ว
การทำงานของเซฟตี้วาล์ว สปริง Spring จะหดลงเมื่อแรงดันถึงที่กำหนด วาล์วเปิดทำให้แรงดันระบายออก เมื่อแรงดันลดต่ำลงสปริงจะยืดตัวออกจนกระทั่งวาล์วปิด
Reference: http://safetyvalve.org/
การคำนวนหาค่าพลังงานความร้อนในการระเหยน้ำ Heat energy of evaporation
การคำนวนหาค่าพลังงานความร้อนในการระเหยน้ำ Heat energy of evaporation
ตัวอย่าง ระเหยน้ำ 50 กิโลกรัม จากอุณหภูมิ 30◦c
- หาค่าพลังงานความร้อนในการเพิ่มอุณหภูมิน้ำจนถึงจุดเดือด
Specific heat of water = 1 kcal.kg/◦c
Boiling point of water = 100◦c
m = 50 kg
Q = cmΔT
Q = 1 kcal.kg/◦c x 50kg x (100-30) ◦c
Q = 3,500 kcal
- หาค่าพลังงงานความร้อนในการระเหย
Heat of evaporation of water = 540 kcal/kg
Q = 50kg x 540 kcal/kg
Q = 27,000 kcal
Answer ค่าพลังงานทั้งหมดที่ต้องการ = 3,500 + 27,000 = 35,000 กิโลแคลอรี่
จากตัวอย่างข้างต้นสามารถนำวิธีคำนวนเดียวกันไปใช้คำนวนกับสสารอย่างอื่นได้เช่นกัน
ตามตารางจะเห็นได้ว่า Specific heat of alcohol = 0.58 kcal.kg/◦c ซึ่งมีค่าต่ำกว่าน้ำ
จากสูตรจะพบว่า การเพิ่มอุณหภูมิแอลกอฮอล์ 1◦c ใช้พลังงานน้อยน้ำกว่า 42% (100-58)
การเลือกเครื่องจักรที่ใช้พลังงานความร้อนควรคำนึงถึงค่าพลังงานความร้อนที่ใช้เพื่อนำค่าที่ได้ไปคำนวนหาปริมาณไฟฟ้า หรือ เชื้อเพลิง ที่ต้องการ
Reference chart: Pearson Prentice Hall, inc.
Temperature controller อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ
Temperature controller อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ
Temperature controller รับสัญญาณ input จากเทอร์โมคอปเปิ้ล Thermocouple ซึ่งเทอร์โมคอปเปิ้ล มีหลากหลาย Type แต่ละ Type จะมีช่วงวัดอุณหภูมิ และความแม่นยำที่แตกต่างกัน เราควรเลือกใช้เทอร์โมคอปเปิ้ลที่มีช่วงวัดอยู่ในช่วงที่ใช้งานจริง อีกส่วนนึงที่ต้องพิจารณาคือการติดตั้ง ต้องดูจุดที่จะติดตั้งเป็นลักษณะแบบไหน เพื่อเลือกเทอร์โมคอปเปิ้ลให้คอนเนคเตอร์ประกอบกันได้พอดี อาจเป็นแบบเกลียว หรือ น็อตยึด เป็นต้น
หน้าจอควบคุมของ Temperature controller จะแสดงอุณหภูมิที่วัดได้เป็นหน่วยองศาเซลเซียส(◦c), องศาฟาเรนไฮต์(◦f) หรืออื่นๆ ขึ้นอยู่กับ Temperature controller และการเลือกตั้งค่า โดยส่วนมากในไทยจะเลือกใช้หน่วยองศาเซลเซียส(◦c) หน้าจออีกส่วนจะแสดงอุณหภูมิที่เราตั้ง เมื่อ Set ค่าอุณหภูมิที่ต้องการ สัญญาน output จาก Temperature controller มีให้เลือกแบบ Relay และ current 4-20mA สำหรับฮีตเตอร์ไฟฟ้าที่ไม่ต้องการควบแม่นยำสูง สามารถใช้ output relay เปิด-ปิด ร่วมกับ solid state relay ในการควบคุมฮีตเตอร์ที่ต้องการความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิสูงอย่างเช่นในเครื่องสเปรย์ดรายเออร์ Spray dryer จะใช้ Power regulator รับสัญญาน current 4-20mA จาก Temperature controller ในการควบคุม อุปกรณ์ Power regulator จะควบคุมกำลังไฟฟ้ากิโลวัตต์ kilowatt ให้มาก/น้อยสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่ตั้งไว้ ในช่วงเริ่มต้นจะส่งกำลังไฟฟ้าสูงจนเมื่ออุณหภูมิถึงตามที่ตั้งค่าไว้ Temperature controller จะส่งสัญญานสั่งให้ power regulator ส่งกำลังไฟฟ้าลดลง
TOHO Temperature controller
Operation cost
Operation cost estimation การคำนวนหาค่าใช้จ่ายการปฏิบัติการ/การผลิต
สิ่งแรกที่ต้องคำนึงถึงคือ input องค์ประกอบต่างๆในการเดินเครื่องจักร องค์ประกอบหลักโดยทั่วไปได้แก่
- วัตถุดิบป้อนเข้า raw material
- ไฟฟ้า Electricity
- แก๊ส LPG/ Methane
- ไอน้ำ Steam
- ลมอัด compressed air
- น้ำประปา/น้ำอ่อน water/soft water
- คนควบคุมเครื่องจักร Operator
การสกัดด้วยน้ำ และ แอลกอฮอล์
การสกัดด้วยน้ำ และ แอลกอฮอล์
การสกัดสารต่างๆให้ได้สารสำคัญปริมาณที่สูงต้องเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสมกับวัตถุดิบนั้นๆ ตัวทำละลายที่ใช้กันมากได้แก่ น้ำ อีเธอร์ คลอโรฟอร์ม เบนซิน ปิโตรเลียมอีเธอร์ คาร์บอนเต-ตระคลอไรด์ และอะซิโตน เป็นต้น กรรมวิธีการสกัดมีหลายเทคนิค เช่น การแช่พักไว้, การกวนผสม, การไหลผ่านซ้ำๆ, การให้ความร้อน ยกตัวอย่าง แคปไซซิน Capsaicin ในพริกจะที่มีคุณสมบัติใช้เป็นยาทาลดอาการปวด ทั้งยังสามารถทำเป็นยาเม็ดรับประทานเพื่อการลดน้ำหนัก การสกัดสารแคปไซซินในพรอกใช้ตัวทำละลายอะซีโตน Acetoneและ แอลกอฮอล์ Ethanol แช่พักไว้ 24ชม. เมื่อได้สารสกัดแคปไซซินแล้วจะทำการแยกตัวทำละลายเอทานอลออกโดยการระเหยออก เนื่องจากเอทานอลมีจุดเดือดต่ำจึงสามารถใช้อุณหภูมิที่จุดเดือดที่ต่างกันในการแยกเอทานอล เอทานอลที่ระเหยแยกออกสามารถดักเก็บมาใช้ซ้ำด้วยเครื่องระเหยแอลกอฮอล์และควบแน่น Alcohol evaporator and recovery เมื่อเอทานอลระเหยออกไปแลกเปลี่ยนความร้อนกับท่อน้ำเย็น เอทานอลจะถูกควบแน่นกลับเป็นของเหลวซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ Reuse สกัดซ้ำได้ หลักการควบแน่นสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการสกัดน้ำมันหอมเช่นกัน ในครัวเรือนสามารถใช้หม้อต้มใช้อุณหภูมิไฟต่ำแล้วปิดฝาครอบหม้อต่อท่อไปยังถังที่หล่อเลี้ยงด้วยน้ำเย็น (ใช้น้ำแข็งใส่ถัง) นำภาชนะมารองรับเอทานอลที่ปลายท่อ
Heater
ฮีตเตอร์ไฟฟ้า Electric heater
ฮีตเตอร์ไฟฟ้ามักจะถูกนำมาใช้กับเครื่องจักรขนาดเล็กถึงขนาดกลาง แต่ไม่ใช้กับเครื่องจักรขนาดอุตสาหกรรมใหญ่ เนื่องจากค่าใช้จ่ายค่าไฟฟ้าแพงกว่า เมื่อเทียบกับเตาให้ความร้อนด้วยแก๊ส LPG ฮีตเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กับเตาลมร้อนในเครื่องสเปรย์ดรายเออร์ Spray dryer มักเลือกใช้ลักษณะ Finned heater ฮีทเตอร์ครีบ แกนกลางฮีตเตอร์จะเป็นแท่งกลมยาว มีครีบยื่นออกมารอบๆแกนอยู่จำนวนมาก เพื่อให้ครีบนั้นเพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนกับอากาศ เนื่องจากอากาศมีสัมประสิทธ์แลกเปลี่ยนความร้อนได้น้อยกกว่าของเหลว ในอุตสาหกรรมอาหารมักเลือกใช้วัสดุฮีตเตอร์เป็นสแตนเลส เนื่องจากเป็นวัสดุคงทนแข็งแรง ไม่ขึ้นสนิม มีความสะอาด สถานที่ติดตั้งจะต้องถ่ายเทแลกเปลี่ยนความร้อนได้ดี ถ้าฮีตเตอร์ไฟฟ้ามีความร้อนสูงเกินไปจะทำให้ฮีตเตอร์ไหม้ขาดได้ ในเครื่องสเปร์ดรายเออร์ Spray dryer ตู้ควบคุมไฟฟ้าจะออกแบบให้มีการอินเตอร์ล็อคกับพัดลม Exhaust fan โดยที่จะต้องเปิดพัดลมก่อนเท่านั้นจึงจะสามารถเปิดฮีตเตอร์ได้
ถังเช่า
ถั่งเช่า ”ราชาสมุนไพร”
ถั่งเช่ามีกำเนิดมาจากประเทศจีนทิเบต เนปาล และ ภูฏาน ถั่งเช่าได้รับสมญานามว่าเป็น”ราชาแห่งสมุนไพรจีน” บางคนอาจจะยังไม่รู้ว่าจริงแล้วสมุนไพรถั่งเช่ามีที่มาจาก”ตัวหนอน” ตัวหนอนกินสปอร์เห็ดเข้าไป สปอร์เห็ดจะค่อยๆเจริญเติบโตด้วยสารอาหารจากตัวหนอนจนโตเต็มที่เป็นถั่งเช่า ด้วยเหตุนี้ถั่งเช่ามีอีกชื่อหนึ่งว่า”หญ้าหนอน”
ถั่งเช่าเป็นที่นิยมในประเทศจีนและมีราคาสูงมาก เนื่องจากแหล่งที่มามีจำกัดต้องเดินทางอากาศไปถึงแหล่งตามธรรมชาติ ในปัจจุบันได้มีการทำวิจัยการเพาะถั่งเช่าขึ้น ทำให้ราคาถั่งเช่าหาซื้อได้ง่ายขึ้นและมีราคาที่ดีขึ้นกว่าแต่ก่อน ถั่งเช่าเป็นสมุนไพรจีนมีรสชาติดี และกลิ่นที่หอม เหมาะแก่การนำมาชงดื่มเหมือนชาจีน จึงมีการนำมาผสมกับเครื่องดื่มกาแฟเป็นทางเลือกเพิ่มอรรถรสในการบริโภคยิ่งขึ้น