Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5392
| Title: | ผลของคลื่นเหนือเสียงต่อการกรองระดับจุลภาคในเครื่องกรองแบบหมุน |
| Other Titles: | Effects of the ultrasonic wave on microfiltration in a rotating filter |
| Authors: | พุธพรรณ จรูญรัตน์ |
| Advisors: | หทัยชนก ดุริยะบรรเลง จิรกานต์ เมืองนาโพธิ์ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์ |
| Advisor's Email: | ไม่มีข้อมูล chirakarn.m@chula.ac.th |
| Subjects: | เครื่องกรองและการกรอง คลื่นเหนือเสียง |
| Issue Date: | 2543 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้เป็นการประยุกต์ใช้คลื่นเหนือเสียงในการกรองระดับจุลภาคสำหรับเครื่องกรองแบบท่อที่มีการหมุนของเยื่อแผ่น มีวัตถุประสงค์เพื่อลดอัตราการสะสมของอนุภาคบนผิวเยื่อแผ่นตลอดทั้งเยื่อแผ่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกรองให้มากขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มจำนวนตัวกำเนิดคลื่นเหนือเสียง คลื่นเหนือเสียงสามารถลดค่าความต้านทานการกรองของเค้กลงได้โดยปรากฏการณ์คาวิเทชันและการปั่นป่วนภายในของเหลว ซึ่งสามารถกำจัดอนุภาคที่สะสมบนผิวเยื่อแผ่นได้ในบริเวณพื้นที่ของเยื่อแผ่นที่สัมผัสกับคลื่นเหนือเสียง เพื่อให้คลื่นเหนือเสียงสามารถสัมผัสพื้นที่ทั้งหมดของการกรองโดยใช้จำนวนตัวกำเนิดคลื่นเหนือเสียงน้อยที่สุดเพื่อลดการใช้พลังงาน งานวิจัยนี้จึงทำการทดลองหมุนเยื่อแผ่นเซรามิคและติดตั้งตัวกำเนิดคลื่นเหนือเสียง 1 ตัวบนผนังท่อทรงกระบอกด้านนอกเพื่อศึกษาปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อฟลักซ์การกรองของเครื่องกรองแบบหมุนร่วมกับการใช้คลื่นเหนือเสียงนั่นคือสภาวะของการทดลอง คือ ใช้สารละลายยีสต์ในการกรองที่ความเร็วสายป้อน 0.06 เมตรต่อวินาที ความเข้มข้นของสารละลายยีสต์ 5, 10 และ 20 กรัมต่อลิตร ความดันคร่อมเยื่อแผ่น 0.22, 0.35 และ 0.46 บาร์ ความเข้มของคลื่นเหนือเสียง 0.44, 1.76 และ 3.09 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ความเร็วรอบในการหมุนของเยื่อแผ่น 0-100 รอบต่อนาที สำหรับระบบและสภาวะที่ใช้ในการทดลองนี้ไม่มีการเกิดการหมุนวนของสารละลายของเทย์เลอร์อันเป็นสาเหตุให้เกิดแรงเฉือนกระทำต่อชั้นเค้กเป็นผลให้ฟลักซ์การกรองเพิ่มขึ้น ผลการวิจัยในการใช้คลื่นเหนือเสียงร่วมกับการกรองแบบท่อหมุนพบว่าความเร็วรอบการหมุนไม่มีผลต่อค่าฟลักซ์การกรองที่สภาวะคงที่มากนักโดยจะมีค่าฟลักซ์เพิ่มขึ้นประมาณ 2 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ไม่มีการหมุนของเยื่อแผ่น ที่ความเข้มข้นของสายป้อนน้อยคลื่นเหนือเสียงจะช่วยให้ฟลักซ์การกรองเพิ่มขึ้นมากกว่าที่ความเข้มข้นของสายป้อนมาก ความเข้มของคลื่นเหนือเสียงเพิ่มขึ้นมีผลในการเพิ่มความรุนแรงของคาวิเทชันในการกำจัดอนุภาคบนผิวเยื่อแผ่นส่งผลให้ฟลักซ์การกรองเพิ่มขึ้น การเพิ่มความดันคร่อมเยื่อแผ่นมีผลให้ค่าฟลักซ์การกรองร่วมกับการใช้คลื่นเหนือเสียงเพิ่มขึ้น จากการทดลองพบว่าสภาวะที่เหมาะสมของการกรองที่มีการใช้คลื่นเหนือเสียงและมีการหมุนของเยื่อแผ่น คือ ที่ความเข้มข้นของคลื่นเหนือเสียง 3.09 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ความเข้มของสายป้อน 10 กรัมต่อลิตร ความดันคร่อมเยื่อแผ่น 0.46 บาร์ ความเร็วรอบในการหมุน 5-100 รอบต่อนาที ซึ่งจะได้ฟลักซ์การกรองเพิ่มขึ้น 3 – 5 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีไม่มีการใช้คลื่นเหนือเสียงและไม่มีการหมุนของเยื่อแผ่น สำหรับความเข้มข้นของคลื่นเหนือเสียงในช่วงที่ทำการทดลองไม่ส่งผลต่อการเก็บกักของเยื่อแผ่นและคุณลักษณะของยีสต์ |
| Other Abstract: | This present research is an application of ultrasound in the rotating filter micorfiltration system. The objective of this work is to reduce the rate of agglomeration of filtered particles on the membrane surface thoroughly in order to enhance the filtration efficiency without an increase of the number of the ultrasonic transducers. Ultrasound is pronounced by the reduction of the filtration resistance with the phenomenon called the cavitation and the turbulent movement of the fluid. These phenomenon have resulted in the removal of the particles deposited on the membrane surface within the area of which is radiated by ultrasound. To optimize the number of the ultrasonic transducers used to cover the whole area of the membrane surface, the rotating filter coupling with an ultrasonic transducer on the outside cylindrical wall is thus implemented. The factors affecting the filtration flux of the rotating filter system with ultrasound have been studied i.e. the baker's yeast solution 5, 10 and 20 g/l, the transmembrane pressure 0.22, 0.35 and 0.46 bar, the ultrasonic intensity 0.44, 1.76 and 3.09 w/cm2, the rotation speed 0-100 rpm. It has been found that in this system there is no effect from the shear force caused by the Taylor vortice of which would reduce the cake formation and consequently an increase of the flux. The experimental results have shown that the rotation speed has also no effect on the steady-state flux. It is also found that under ultrasonic irradiation the filtration flux is increased by 2 times with the rotating filter compared with the case without the rotation. The less the feed concentration, the more the effect of the ultrasonic on the flux. An increase of the ultrasonic intensity affects on the increase of the effect of the cavitation in the removal of the particles deposited on the membrane. An increase of the transmembrane pressure also enhances the flux under an ultrasonic irradiation. From the experimental results, it is found that the optimum condition is at an ultrasonic intensity 3.09 W/cm2, the feed concentration 10 g/l, the transmembrane pressure 0.46 bar, the speed rotation of 5-100 rpm, the flux can be increased by 3-5 times when compared with the case without ultrasonic and rotation. In the range of the studied ultrasonic intensity, the effects of ultrasonic on the percent rejection of the membrane and the characteristics of yeast have not found. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2543 |
| Degree Name: | วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | วิศวกรรมเคมี |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/5392 |
| ISBN: | 9741305923 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Eng - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Phutphan.pdf | 6.53 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.