การกลั่นกรอง: ประกอบด้วยอะไรบ้างวิธีการใช้งานและตัวอย่าง - เคมี - 2026

การคัดกรองเป็นกระบวนการทางกายภาพเชิงกลที่อนุภาคของแข็งที่มีขนาดแตกต่างกันแยกสิ่งเหล่านี้ผ่านตะแกรง ตะแกรงเป็นเครื่องมือที่มีรูพรุนโดยทั่วไปมีขนาดเท่ากันตลอดพื้นผิว

อนุภาคที่มีขนาดมากกว่ารูพรุนหรือรูของหน้าจอยังคงอยู่ ในขณะที่มีขนาดเล็กที่สุดโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่ารูขุมขนสามารถเจาะพื้นผิวได้อย่างอิสระ

ที่มา: Ruben Alexander ผ่าน Flickr

นอกจากตะแกรงแล้วอุปกรณ์หรือเครื่องมือนี้ยังเรียกอีกอย่างว่ากระชอนตะแกรงตะแกรงหรือตัวกรอง ในความเป็นจริงคำว่า 'strainer' มาจากภาษาละติน 'colum' ซึ่งหมายถึงตะแกรง

ตะแกรงสามารถทำจากโลหะพลาสติกซิลิโคนเซรามิก และอาจเป็นหน้าจอตาข่ายหรือตาข่ายทอ ขนาดของรูพรุนของหน้าจอมีความแปรปรวนและจะขึ้นอยู่กับลักษณะและขนาดของอนุภาคที่จะแยกออก

มีตะแกรงกระชอนหรือเครื่องใช้ในครัวเรือนแบบง่ายๆที่ใช้แยกหรือเติมแป้งสาลี

ด้วยตัวกรองหรือตัวกรองที่ทำหน้าที่เป็นตะแกรงผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งที่อยู่ในของเหลวจะถูกแยกออก ตัวอย่างเช่นในการเตรียมกาแฟหรือเมื่อผสมและบีบน้ำฝรั่งเพื่อกำจัดเมล็ด

ในอุตสาหกรรมอาหารยาและเคมีการกรองเป็นส่วนพื้นฐานของการผลิตและการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ผงและธัญพืช

ในพื้นที่ก่อสร้างจะใช้ตะแกรงเพื่อแยกทรายโดยการกำจัดอนุภาคขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษาโครงสร้างของดินเพื่อกำหนดขนาดของอนุภาคที่ประกอบขึ้น

การกรองคืออะไร?

กระบวนการ

การกรองเป็นวิธีเชิงกลทางกายภาพที่สามารถแยกอนุภาคของแข็งที่มีอยู่ในสารผสมที่แตกต่างกันได้

ด้วยวิธีการที่เรียบง่ายหรือตรงไปตรงมาอนุภาคขนาดใหญ่ของส่วนผสมจะยังคงอยู่บนพื้นผิวของตะแกรง เฉพาะอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่ารูหรือรูบนตะแกรงเท่านั้นที่จะผ่านเครื่องมือนี้ได้

สำหรับกระบวนการกรองที่จะเกิดขึ้นจะต้องมีการเคลื่อนไหวบางอย่างระหว่างส่วนผสมที่จะแยกออกจากกันและพื้นผิวของตะแกรง ดังนั้นความบังเอิญจึงเกิดขึ้นระหว่างรูพรุนหรือรูของตะแกรงกับอนุภาคที่สามารถผ่านเข้าไปได้

วัตถุประสงค์ของการกรองคือการแยกอนุภาคของแข็งตามขนาดของมัน โดยใช้กระบวนการกรองเดียวส่วนผสมจะถูกแยกออกเป็นเศษส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันอีกสองส่วน

มีเศษของอนุภาคค้างอยู่บนพื้นผิวของตะแกรงที่เรียกว่าเศษหยาบหรือเศษปฏิเสธ และเศษที่ผ่านช่องทางของมันเรียกว่าเศษละเอียดหรือเศษส่วน

ประสิทธิภาพและด้านที่มั่นคง

การกรองถือได้ว่ามีประสิทธิภาพตราบเท่าที่สามารถแยกส่วนผสมได้มากที่สุด

ในการดำเนินกระบวนการกรองสิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาลักษณะของส่วนผสมที่จะกรอง การเลือกพื้นผิวตะแกรงความเอียงของตะแกรงการเคลื่อนที่เวลาในการกรองและด้านอื่น ๆ

รูปร่างของอนุภาคของแข็งที่จะแยกออกได้อาจเป็นทรงกลมทรงกลมหรือเป็นเส้น ๆ อนุภาคทรงกลมโดยทั่วไปมีแนวโน้มที่จะแยกหรือร่อนได้ดีกว่าอนุภาคที่มีลักษณะเป็นเส้น ๆ

มีอนุภาคที่มักจะรวมตัวกันเป็นก้อนหรือเป็นก้อนซึ่งถือว่าเป็นอนุภาคที่ใหญ่กว่าเช่นในกรณีของแป้ง

เมื่อร่อนแป้งโดยการเสียดสีระหว่างอนุภาคมวลรวมหรือก้อนที่อาจมีอยู่ในส่วนผสมจะละลาย ส่วนประกอบแป้งที่มีขนาดใหญ่กว่าเช่นรำจะยังคงอยู่ในกระชอนระหว่างขั้นตอนการกรอง

การพิจารณากระบวนการ

โอกาสหรือความน่าจะเป็นของการกลั่นกรองสามารถเพิ่มขึ้นได้ในขั้นตอนการคัดกรองโดยคำนึงถึงตัวแปรหลายตัว ความเอียงของพื้นผิวตะแกรงมีความสำคัญ: มีความเอียงที่เหมาะสมที่สุดตามขนาดและพื้นผิวของอนุภาค

โดยทั่วไปการกรองจะกระทำโดยแรงโน้มถ่วง อนุภาคขนาดเล็กจะผ่านผิวตะแกรงได้อย่างอิสระ การกรองจะเพิ่มขึ้นหากพื้นผิวของตะแกรงมีการเคลื่อนไหวบางประเภทรวมถึงปัจจัยอื่น ๆ

ในระดับอุตสาหกรรมมีกระบวนการที่คำนึงถึงแง่มุมเหล่านี้และทำให้อนุภาคถูกบังคับผ่านตะแกรง บ่อยครั้งที่พวกเขาใช้อุปกรณ์กรองที่มีการเคลื่อนไหวบนพื้นผิวของตะแกรงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

ประเภทของการแยก

การจำแนกประเภทของการกรองจะดำเนินการขึ้นอยู่กับความชื้นของส่วนผสมที่จะแยกออก สามารถกรองแห้งหรือเปียก

การคัดกรองแบบแห้ง

ดำเนินการสำหรับอนุภาคผสมเหล่านั้นที่โดยธรรมชาติมีความชื้นน้อยหรือไม่มีเลย นอกจากนี้ยังหมายถึงการกรองสารหรือของผสมของอนุภาคที่เคยผ่านกระบวนการอบแห้ง

การกรองแบบนี้มักใช้ในผลิตภัณฑ์ที่ขายเป็นผงแห้ง

ตะแกรงเปียก

ในการกรองประเภทนี้จะมีการเติมน้ำหรือของเหลวอื่น ๆ ลงในส่วนผสม สิ่งนี้ทำเพื่ออำนวยความสะดวกในการลากหรือส่งอนุภาคที่ละเอียดกว่าผ่านตะแกรง

การตรวจคัดกรองโดยวิธีนี้หรือเส้นทางนี้มีประสิทธิภาพมากกว่า แต่โดยทั่วไปจะใช้น้อยที่สุด เมื่อใช้ตะแกรงชนิดนี้ในผลิตภัณฑ์ที่การนำเสนอขั้นสุดท้ายแห้งต้องทำให้แห้งหลังจากการกรอง

ประเภทของพื้นผิวที่ใช้

สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาขนาดรูเปิดช่วงหรือรูพรุนของพื้นผิวตะแกรง มีหน้าจอโลหะที่มีช่องเปิดขนาดใหญ่ถึง 1 ไมครอน (1µ) ขนาดและรูปร่างของรูพรุนจะขึ้นอยู่กับด้านซ้ายหรือการบิดงอของผ้าตะแกรงแท่งหรือจาน

ประเภทของพื้นผิวที่สร้างตะแกรงอาจรวมถึงผ้าโลหะผ้าไหมหรือพลาสติก สามารถทำจากแผ่นโลหะเจาะรูตะแกรงโลหะลวดพลาสติกและแม้แต่ไม้ไผ่

ในบรรดาโลหะที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าไร้สนิม

ประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ในเทคนิคนี้

อุปกรณ์ที่ใช้ในการคัดกรองนั้นมีหลากหลาย ซึ่งรวมถึงตะแกรงกลองหน้าจอสั่นสะเทือนสั่นและสั่น

เครื่องมือเครื่องจักรหรืออุปกรณ์สามารถจำแนกได้ขึ้นอยู่กับว่าพื้นผิวของตะแกรงมีการเคลื่อนไหวหรือไม่ ตามเกณฑ์นี้อุปกรณ์สามารถติดตั้งหรือเคลื่อนที่ได้

ในบรรดาอุปกรณ์คงที่ ได้แก่ อุปกรณ์ที่มีพื้นผิวตะแกรงนิ่งอยู่นิ่ง ในจำนวนนี้มีตะแกรงที่มีตะแกรงเอียงบาร์นิ่งและที่เกิดจากผ้าโลหะที่อยู่กับที่โดยทั่วไปและอื่น ๆ

ในบรรดาอุปกรณ์ที่จัดเป็นอุปกรณ์เคลื่อนที่ ได้แก่ ตะแกรงที่มีการเคลื่อนไหวไปมาการสั่นการหมุนและการสั่นสะเทือน

การกรองอาจเป็นแบบเดี่ยวสองครั้งหรือหลายรายการ มีระบบการคัดกรองที่แตกต่างกัน: แบบขนานหรือแบบเรียงต่อกันเป็นอนุกรมหรือแบบเรียงซ้อน

ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับอุปกรณ์หรือเครื่องคัดกรองหรือตะแกรงที่ใช้บ่อย

กริด

สร้างขึ้นโดยแท่งเหล็กที่มีช่องว่างที่กำหนดไว้ล่วงหน้าใช้สำหรับร่อนหินหรือแร่ก่อนที่จะบด

กริดสามารถหยุดนิ่งได้นั่นคือพวกมันยังคงนิ่งและไม่จำเป็นต้องมีกลไกใด ๆ ที่จะทำให้พวกมันเคลื่อนที่ได้ หรือสั่นสะเทือนซึ่งทำกระบวนการคัดกรองด้วยการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลังหรือเป็นวงกลมดังนั้นจึงต้องใช้แรงทางกล

กลอง

สร้างขึ้นโดยกรอบรูปทรงกระบอกที่เปิดที่ปลายพวกเขาล้อมรอบด้วยลวดหรือแผ่นที่มีรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่ง มีกลองสำหรับใช้เองและอื่น ๆ ที่สามารถหมุนได้ในระดับอุตสาหกรรม

ตะแกรงด้วยความปั่นป่วนเชิงกล

โดยทั่วไปจะขึ้นรูปด้วยกรอบสี่เหลี่ยมที่รองรับผ้าตะแกรงลวดหรือแผ่นปรุ ตะแกรงนี้เอียงเล็กน้อยด้วยการรองรับสปริงแบบยืดหยุ่นที่ช่วยให้ปั่นป่วน

หน้าจอสั่น

พวกเขาพิมพ์กระบวนการกรองได้เร็วขึ้นและให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในการเลือกอนุภาคตามขนาด มีตะแกรงที่มีการสั่นสะเทือนทางกลและอื่น ๆ ที่มีการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า

ตะแกรงมีหลากหลายแบบ: การหมุนในแนวนอนหรือแนวตั้งตะแกรงการเคลื่อนที่แบบสั่นการสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้าตะแกรงแบบแรงเหวี่ยงและอื่น ๆ

การประยุกต์ใช้งาน

ที่มา: Pixabay

- ในพื้นที่ก่อสร้างใช้ตะแกรงแยกทรายโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ กระบวนการนี้จำเป็นอย่างยิ่งในการประเมินการกระจายขนาดอนุภาคของวัสดุที่เป็นเม็ด ขั้นตอนนี้เรียกว่าการจัดลำดับและมีประโยชน์มากในงานวิศวกรรมโยธา

- ในห้องปฏิบัติการศึกษาดินจะใช้ตะแกรงที่มีขนาดรูพรุน ตะแกรงเหล่านี้อนุญาตให้แยกและศึกษาส่วนประกอบต่าง ๆ ของดินตามขนาดของส่วนประกอบ

- มีระบบการกรองที่หลากหลายซึ่งทำงานโดยอาศัยหลักการกรองเพื่อแยกอนุภาคของแข็งออกจากตัวกลางที่เป็นของเหลว

- ในระดับอุตสาหกรรมจะมีตัวกรองแบบดูเพล็กซ์หรือฟิลเตอร์คู่ที่สอดอยู่ตามท่อน้ำเชื้อเพลิงหรือน้ำมัน ตัวกรองคู่หรือตะกร้าคู่เหล่านี้ช่วยให้สามารถกำจัดอนุภาคที่ก่อมลพิษออกจากระบบของของเหลวเหล่านี้ได้โดยการกรองสองครั้ง

- ในอุตสาหกรรมอาหารกระบวนการกรองเป็นส่วนหนึ่งของการควบคุมคุณภาพซึ่งจะทำให้ผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดได้ การร่อนใช้เพื่อให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียนในระหว่างการเตรียมอาหารเช่นซอสซุปและคัสตาร์ด

- การปั้นยังใช้ในการตกแต่งขนมเช่นโรยน้ำตาลไอซิ่งผงโกโก้เป็นต้น

ตัวอย่าง

- หนึ่งในตัวอย่างของการกรองใช้กับการแยกแป้งสาลีก่อนทำเค้ก แป้งสาลีจะถูกส่งผ่านเครื่องกรองแบบโฮมเมดเพื่อรักษาก้อนหรือสิ่งแปลกปลอม

- มีผลิตภัณฑ์อาหารหลายอย่างที่กรองในระดับอุตสาหกรรมเช่นเซโมลินาแป้งข้าวโพดธัญพืชเป็นต้น

- ในห้องปฏิบัติการที่มีการศึกษาโครงสร้างของดินจะใช้การกรองในแกรนูลเมตรี ด้วยเทคนิคนี้เส้นโค้งแกรนูโลเมตริกจะถูกสร้างขึ้นอย่างละเอียดเพื่อให้พวกเขารู้ขนาดของอนุภาคที่ประกอบเป็นดิน

- ตะแกรงหรือชามขนาดใหญ่ที่มีรูยังใช้สำหรับร่อนหรือกรองพาสต้าผักหรือข้าว เครื่องดื่มค็อกเทลจะถูกกรองผ่านกระชอนเพื่อขจัดน้ำแข็งออกจากเครื่องดื่ม

- ใช้ตะแกรงสองชั้นหรือหลายชั้นในระดับการบำบัดน้ำแยกของแข็งที่มีอยู่ในน้ำเสีย ประการแรกการกรองจะดำเนินการสำหรับองค์ประกอบที่หยาบและต่อมาสำหรับอนุภาคที่ละเอียดกว่า

อ้างอิง

1. สำนักงานสิทธิบัตรยุโรป (2018) B07B . สืบค้นจาก: Cooperativepatentclassification.org
2. Retsch GmbH. (2018) การวิเคราะห์ตะแกรง ดึงมาจาก: retsch.com
3. การสุ่มตัวอย่างและการเตรียมตัวอย่าง (เอสเอฟ) หน่วยที่ 4: การแยกทางกล . สืบค้นจาก: laboratoriesuperior.files.wordpress.com
4. วิกิพีเดีย (2018) กระชอน สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
5. เควสวิทยาศาสตร์. (เอสเอฟ) การแยกสารผสม . ดึงมาจาก: wiley.com