Advertisement
การอบแห้ง
การอบแห้ง เป็นกระบวนการที่มีความสำคัญในการผลิตเซรามิค เนื่องจากมีความจำเป็นที่จะต้องทำการขับไล่ความชื้นออกจากเนื้อ ของผลิตภัณฑ์จาก ผ่านกระบวนการขึ้นรูปแล้ว เพื่อเตรียมที่จะนำเข้าเผา กระบวนการอบแห้งเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างวกวน เริ่มต้นจากการที่น้ำเริ่มระเหยออกจากชิ้นงานพร้อมกับเกิดการหดตัวขึ้น โดยที่การหดตัวจะมีค่าเท่ากับปริมาตรของน้ำที่สูญเสียไป ต่อจากนั้น เป็นช่วงที่น้ำภายในชิ้นงานเริ่มมีการระเหยออกมาซึ่งจะมีการหดตัวเล็กน้อย หรือ บางครั้งไม่พบการหดตัวเลย ในกระบวนการอบแห้งนี้ เราจะพบข้อบกพร่องหรือพูดว่าต่างๆ เกิดขึ้นมาได้ เช่น การร้าวของชิ้นงาน หรือการบิดงด ชิ้นงานใดๆ ก็ตามโดยหลักการแล้วควรที่จะทำการปล่อยให้แห้งอย่างช้าๆ ค่อยๆเป็นค่อยๆไป ไม่สมควรที่จะเร่งอัตราการแห้ง งานชิ้นใหญ่ๆ บางที่ต้องใช้เวลาในการอบแห้งนานนับเดือน
อย่างไรก็ตามเมื่อเป็น อุตสาหกรรมแล้ว เวลาเป็นปัจจัยที่สำคัญมาก ทำให้การรอให้แห้งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้จึงเกิดการพัฒนากระบวนการอบแห้ง เพื่อลดเวลาที่จะต้องรอคอยลงมาให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยการนำเงื่อนไข ของลม ความชื้นและอุณหภูมิเข้ามาช่วย
การพิจารณาองค์ประกอบของเนื้อดิน
โดยธรรมชาติแล้ว เนื้อดินจะถูกมองข้ามไปว่า ไม่น่าที่จะมีส่วนเกี่ยวข้องกับการแห้งตัวของผลิตภัณฑ์แท้ที่จริงแล้วปัญหา ต่างๆ ที่พบมาจากเนื้อดินโดยตรง เช่น การหดตัวที่จะเป็นสาเหตุของการร้าว การหดตัวของเนื้อดินจะหดเท่าๆกับปริมาตรของน้ำที่สูญเสียไปในช่วงของการ ระเหยออกจากผิวผลิตภัณฑ์ ยิ่งงานของเรามีความชื้นมากเท่าไร การหดตัวก็จะยิ่งมีมากเท่านั้น น้ำจะถูกจับเอาไว้โดยโมเลกุลของดินที่มีความเหนียวถ้าเป็นไปได้ การหลีกเลี่ยงเนื้อดินที่มีความเหนียวมากๆ จะช่วยลดปัญหาการร้าวได้ดี ถ้าดินมีการหดตัวสูง การแตกร้าวจะเกิดขึ้นได้ง่าย วิธีช่วยแก้ปัญหานี้อาจจะทำได้โดยการปรับแต่ง เช่น การเติมสารเคมีประเภทแอมโมเนียคาร์บอเนต หรือแอมโมเนียมไบคาร์บอเนต ลงไปประมาณ 0.1-0.5% ในเนื้อดิน จะช่วยลดเวลาการแห้งตัวลงไปมาก ได้มีการศึกษาดังนี้
1. ในการทำผลิตภัณฑ์ประเภทเซรามิคเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารที่ใช้เครื่องจิ๊กเกอร์ ปกติจะอบแห้งนานนับชั่วโมงขึ้นไปในห้องอบแห้งที่มีการควบคุมความชื้น ถ้าเติมแอมโมเนียไบคาร์บอเนต 0.4% จะทำให้เร่งระยะเวลาของการอบแห้งลงได้ประมาณ 80%
2. ในเนื้อดินชนิดพิเศษ เช่น เนื้อซิลิมาไนต์ ที่ขึ้นรูปโดยการใช้เด็กซ์ตริน 3% จะเข้ามาเคลือบปิดรูพรุนของผิวงาน น้ำจึงไม่สามารถที่จะระเหยออกมาได้ ทดลองเติมแอมโมเนียคาร์บอเนตลงไป พบว่าช่วยทำให้เกิดการแห้งตัวเร็วขึ้นในเวลา 4-5 วันเท่านั้น
อย่างไรก็ตามการใช้สารเคมีเพื่อลดระยะเวลาอบแห้งควรจะต้องผ่านการทดลองใช้ก่อน
นำมาใช้งานจริงเสมอ การควบคุมการแห้งตัว ควรที่จะพิจารณาปัจจัยอื่นๆ อีกเช่น
- แบบพิมพ์ปูนพลาสเตอร์
- ขนาดของอนุภาคเนื้อดิน และชนิดของดินที่ใช้งาน
- รูปร่างของงาน ขนาด และความหนาของงาน
ทั้งนี้ มีข้อแนะนำดังนี้
1. ในกรณีที่มีความชื้นในพิมพ์ปูนพลาสเตอร์ประมาณ 5-20% อุณหภูมิที่จะใช้ในการอบแห้งไม่ควรเกิน 105 องศาเซลเซียส
2. ถ้าพิมพ์แห้งแล้วไม่ควรใช้เกิน 45 องศาเซลเซียส
3. อุณหภูมิในห้องอบแห้งไม่ควรเกิน 37 องศาเซลเซียส
4. ความชื้นสัมพัทธ์ประมาณ 10%
5. การใช้กระแสลมช่วยมีประสิทธิภาพกว่าการใช้อุณหภูมิสูงๆ
6. พิมพ์ที่ผ่านการอบจนร้อนให้ระวังการนำออกมากระทบอุณหภูมิภายนอกที่เย็นๆ ทันที
สำหรับเนื้อดินที่มีความเหนียวอยู่มาก ต้องอบแห้งอย่างระมัดระวัง เนื่องจากเนื้อดินที่มี
ความ เหนียว และหนาการเคลื่อนตัวของน้ำจะช้า ในระยะแรกของการอบแห้งควรจะต้องระวังให้มาก เนื่องจากการร้าวของชิ้นงานจะเกิดขึ้นได้ง่าย การระเหยของน้ำที่แตกต่างกันในแต่ละส่วนของชิ้นงาน จะทำให้เกิดการหดตัวที่แตกต่างกัน และทำให้เกิดปัญหาการร้าวหรือบิดเบี้ยวได้
ในกรณีของจาน ถ้าขอบจานแห้งก่อนจุดที่อยู่บริเวณตรงกลางของงาน เราเรียกการบิดเบี้ยวนี้ว่า “ฮัมพ์เปอร์” ลักษณะนี้คือ บริเวณตรงกลางของจานจะแอ่นตัวขึ้นมา แต่ถ้าบริเวณตรงกลางจานแห้งก่อนบริเวณขอบจาน บริเวณกลางจานจะยุบตัวลงไป เรียกว่า “เวร์ลเลอร์” การแก้ปัญหาอาจจะออกแบบพิมพ์ปูนพลาสเตอร์ให้มีรูปร่างนูนตรงกลางที่เรียกว่า “สปริง”
ลักษณะต่างๆ ของการอบแห้ง
1. การอบแห้งแบบ ฮอท ฟลอร์ ดรายเออร์
การอบแห้งแบบนี้ใช้ห้องอบที่ได้รับความร้อนมาจากเตาในส่วนของแก๊สที่ผ่านมาทาง
ปล่อง หรือไม่ก็ใช้วิธีอื่นๆ ที่จะให้ความร้อนผ่านเข้ามาในห้องอบ ไอน้ำจากผลิตภัณฑ์ที่ระเหยออกมาทำให้บรรยากาศในห้องอบค่อนข้างชื้น จำเป็นต้องมีการควบคุมความชื้นในห้องอบให้เหมาะสม และส่วนมากห้องอบแบบนี้ใช้กับผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดไม่ใหญ่มาก
2. การอบแห้งแบบอาศัยความชื้นสัมพัทธ์
การอบแบบนี้อาศัยหลักที่ว่า ของที่เปียกอยู่จะไม่มีการระเหย ถ้าความชื้นสัมพัทธ์มีค่า
สูง มาก แม้ว่าจะมีการเพิ่มอุณหภูมิก็ตาม ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการจะอบแห้งแบบนี้ส่วนมากเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้กับเตาอุโมงค์ ซึ่งจะบรรจุหรือวางบนรถที่เคลื่อนที่ผ่านห้องที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่ความชื้นสัมพัทธ์ในห้องมีค่ามาก จนไม่มีการระเหยของน้ำในผลิตภัณฑ์เซรามิก ออกมาเลย เมื่อรถเคลื่อนที่มาจนถึงบริเวณที่กำหนดที่จะเริ่มมีการระเหย อุณหภูมิจะลดลง ในขณะที่ผิวของผลิตภัณฑ์ยังคงเหลือความร้อนอยู่ พร้อมๆกับทำให้ความชื้นสัมพัทธ์ในบริเวณนี้ลดลง ความชื้นในผลิตภัณฑ์จะระเหยออกมาอย่างรวดเร็วจนแห้ง
3. การอบแห้งโดยใช้รังสีอินฟราเรด
การอบแบบนี้ต้องมีแหล่งกำเนิดคลื่นใต้แดง หรืออินฟราเรดที่จะทำให้โมเลกุลของน้ำใน
เนื้อ ผลิตภัณฑ์ดูดกลืนเข้าไปและเกิดพลังงานความร้อนขึ้นมาจนระเหยออกจากผลิตภัณฑ์ ทำให้การอบแห้งวิธีนี้ค่อนข้างที่จะรวดเร็วและสม่ำเสมอ
4. การอบแห้งโดยการใช้คลื่นความถี่สูง
ใช้หลักการเหมือนวิธีอินฟราเรด แต่เปลี่ยนมาเป็นคลื่นวิทยุที่มีความเข้มมากๆ แทน
5. การอบแห้งโดยใช้กระแสไฟฟ้า
อาศัยหลักการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านเนื้อดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งดินที่ต้องการขึ้นรูปจาก
แท่ง ดินขนาดใหญ่ เช่น อุตสาหกรรมฉนวนไฟฟ้า แท่งดินที่ผ่านเครื่องรีดดินจะมีขนาดใหญ่มาก การอบแห้งแบบทั่วไปไม่สามารถที่จะให้แห้งได้ในเวลาอันสั้น จะใช้วิธีส่งกระแสไฟฟ้าผ่านแท่งดินนี้ด้วยค่าที่เหมาะสม ทำให้โมเลกุลของน้ำในดินสั่นสะเทือนและระเหยออกมา
โดย...ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับเซรามิก
แก้วสกรี
Credit : [url]http://www.thaisecondhand.com/product/10128719/เครดิต :
[url]http://www.kaewceramic.com/[/url]
Tags : แก้วสกรีน
