Tuesday, October 06, 2009

น้ำ RO vs น้ำกลั่น

ไปตอบไว้ในหว้ากอ ... ขอเก็บมาไว้ที่นี่ด้วยละกัน

จากกระทู้บ น้ำกลั่น กั น้ำ RO อันไหนสะอาดกว่ากันครับ โดยคุณ บุรุษแห่งดาวดวงที่3

ที่ผมตอบไว้คือ

ความคิดเห็นที่ 7

ถ้าว่าตามจริง เมมเบรนของ RO จะให้เฉพาะโมเลกุล ของน้ำผ่าน ซึ่งค่อนข้างเล็กกว่าพวกโลหะหนักเสียอีก พวกไวรัสซึ่งเป็นโปรตีน แบคทีเรีย เชื้อโรคทั้งหลายจะถูกกำจัดออกไปหมด เพราะผ่านเมมเบรนไม่ได้

สิ่งที่จะรอดผ่านเมมเบรนมาได้คือ ต้องเล็กกว่าโมเลกุลของน้ำเท่านั้นนั่นคือตามทฤษฏีครับเพราะบางที เมมเบรนขาด ก็เรียบร้อยเหมือนกัน

ส่วนเรื่องการกลั่น สิ่งที่จะเจือปนกลับมาได้ในการกลั่นคือ สารที่มีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำ หรือละลายปนกับน้ำในสภาวะไอ ได้ดีด้วย

ถ้าสารที่เจืือปนในน้ำก่อนกลั่นมีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำ ก็มีโอกาสปนกันได้สูง แต่ถ้าสูงกว่าน้ำมากๆ ก็แยกจากกันได้่ง่ายครับ

ถ้าว่ากันตามจริงก็เรียกว่า แทบจะสะอาดพอๆกัน ความบริสุทธิ์พอๆกัน แต่ก็ขึ้นกับประสิทธิภาพของเครื่องมือว่าทำได้ใกล้เคียงทฤษฎีแค่ไหน

ใน ห้องทดลองสมัยก่อน นิยมใช้น้ำกลั่นกันมาก แต่ในระยะหลังๆ หรือห้องแล๊บใหม่ๆ ก็มีการใช้ RO ด้วย แต่ก็ยังติดปากเรียกน้ำกลั่นอยู่เหมือนเดิม เพราะการผลิต RO มันทำได้ง่ายกว่า เร็วกว่า และถูกกว่าน้ำกลั่น

แม้แต่ในแล๊บที่ให้ความสำคัญกับปริมาณโลหะหนักในน้ำ เช่นแล๊บ mass spectrometers ก็สามารถใช้น้ำ RO ได้ แต่จะใช้ที่ผ่านเมมเบรนขนาด 0.22 um ครับ ซึ่งละเอียดมาก ทาง molecular biology ก็ใช้น้ำ RO ในการทำแ๊ล๊บเช่นกันครับ

ส่วนคำว่า DI หรือ De-Ionized หมายถึงการที่ลบประจุ (ion) ที่อยู่ในน้ำ เพราะว่าทั้ง H+ และ OH- ซึ่งอยู่ในน้ำนั้นสามารถผ่านเมมเบรนของ RO ได้แน่นอน (ขนาดเล็กกว่าน้ำหนิ) แต่การทำ DI จะปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไป เพื่อให้มัน equilibrium กัน (ใครรู้คำไทยรบกวนบอกด้วยนะ) ดังนั้น conductivity ของน้ำที่ทำ DI จึงต่ำลงไปด้วย

ดังนั้นในทาง ทฤษฎีแล้ว น้ำ DI จะไม่มี ประจุ ซึ่งรวมไปถึงพวก เกลือ ต่างๆ ด้วย แต่ว่าไม่ได้รวมไปถึง Organic compound ต่างๆที่เจอปนในน้ำ เพราะพวกนั้นไม่มีประจุ

แต่ในทางปฏิบัติเราไม่เอา Tap water มาทำ DI ให้เสียเวลาหรอกครับ ก็เอาน้ำ RO นั่นแหละมาทำ DI จะได้ สะอาดและไม่มีประจุ

น้ำกลั่นในห้องทดลองทาง Biochem / Chem จริงๆแบ่งออกเป็นหลายๆเกรดๆ ตามคุณภาพของสารเจือปน ซึ่งก็ขึ้นกับ รูบนแผ่น เมมเบรนของ RO นั่นแหละ

ถ้าใช้แค่ผสมสาร ผสมวุ้น agar เลี้ยงเชื้อ ใช้ RO ธรรมดา ก็เหมาะสมดีแล้ว เพราะน้ำ RO มัน sterilized เพราะกรรมวิธีอยู่แล้ว ถ้าภาชนะเก็บสะอาดดี ก็ไม่มีปัญหาอะไร

แต่ ถ้าใช้งานพวก analytic แพงๆ ก็มีตัวเลือกชั้นดีที่เรียกกันติดปากว่า Milli-Q ให้ ซึ่งก็คือ Deionized RO ที่ผ่าน 0.22 um เมมเบรนเหมือนที่บอกข้างบนนั่นแหละครับ

น้ำที่ใช้ในงานทาง Molecular โดยเฉพาะในแล๊บ RNA จำเป็นต้อง treat ด้วยวิธีพิเศษ เพื่อให้DNase/RNase ถูกกำัจัดไปหมด ซึ่งสำคัญมากๆกว่า มันจะมีประจุหรือป่าว ในหลายๆแล๊บจึงใช้ RO ธรรมดาในการทำ DNase Free ครับ แต่ในทางปฏิบัติ เราก็ใช้ DI-RO นั่นแหละ เค้าเตรียมมาให้แล้ว

ในทางการแพทย์ ถ้าใช้สำหรับผสมอาหารทางสายทั่วไป ที่ให้ทางปากใช้ RO ธรรมดาก็เพียงพอ ไม่จำเป็นต้องใช้ที่ดีกว่านั้นเพราะ RO ก็ปลอดเชื้อ (ถ้าภาชนะที่เก็บปลอดเชื้อ)

ส่วนน้ำที่ใช้ผสมสารอาหารผ่านหลอดเลือดดำ ผมเข้าใจว่า (ถ้าผิดขออภัยด้วย)ที่ เรียกกันว่า "น้ำกลั่น" ก็เป็น RO ที่ผ่านการทำ sterilized อีกที เพราะไม่มีความจำเป็นต้องทำเป็น DI แต่ควรจะเป็น pyrogen free ซึ่งการทำ RO ก็เพียงพอ

ส่วนอันนี้เป็นของคุณ vandyman (Login เก่าแก่มาก มีรูป ด้วย)

ความคิดเห็นที่ 17
การกลั่น หรือ อาร์โอ ต่างก็เป็นกระบวนการที่ใช้กำจัดมลทินในน้ำ ประเภทของมลทินที่กำจัดก็แตกต่างกัน


การ กลั่นนั้นใช้ความร้อนต้มน้ำ เพื่อให้น้ำระเหย และควบแน่นเป็นหยดน้ำ ดังนั้น ก็แน่นอนว่าสามารถกำจัดบรรดาของแข็งที่ไม่ระเหยจากการต้มได้ดี รวมทั้งการต้มที่อุณหภูมิร้อยองศานั้นสามารถกำจัดเชื้อโรคได้แน่นอน แต่อย่าลืมว่าการกลั่นนั้นต้องต้มน้ำให้มีอุณหภูมิร้อยองศา น้ำจึงจะเดือดระเหยกลายเป็นไอ ดังนั้นถ้าน้ำที่ต้มมีการปนเปื้อนสารอินทรีย์ระเหยที่มีจุดเดือดต่ำกว่าร้อย องศา มันก็จะเดือดก่อนไอน้ำ และก็ไปโดนไอน้ำควบแน่นพาเอาสารอินทรีย์ระเหยเหล่านี้ปนเปื้อนไปในน้ำที่ กลั่นแล้วด้วย

ส่วนกระบวนการอาร์โอก็ใช่ว่าพิศดารแต่อย่างใด ที่จริงก็คือการกรองประเภทหนึ่ง (ระบบประปาธรรมดาก็มีการกรองทรายอยู่แล้ว) เพียงแต่อาร์โอนั้ันใช้เมมเบรนเป็นตัวกลางในการกรอง (ทำจากพลาสติกสังเคราะห์) การกระกรองได้ดีหรือไม่ดี ก็ขึ้นกับชนิด ประเภท และขนาดของรูพรุนของเมมเบรนที่ใช้เป็นตัวกลาง ถ้าต้องการกรองอย่างสะอาด ก็ต้องใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนเล็กมากๆ เป็นล้านๆ รู ซึ่งในเมื่อรูเล็กขนาดนี้ โมเลกุลของน้ำไม่สามารถไหลผ่านได้หากไม่ใช้แรงดันช่วยดันน้ำให้แทรกตัวทะลุ ผ่าน ดังนั้น หากต้องการกรองให้สะอาด ก็ต้องใข้เมมเบรนที่รูพรุนเล็กมากๆ ก็แน่นอนว่ารูพรุนเล็กมากๆ ก็ต้องใช้แรงดันสูงในการอัดน้ำผ่านเมมเบรน ทำให้เปลืองไฟในการปั๊มน้ำ นอกจากนี้ บรรดารูพรุนเล็กๆ เหล่านี้จะอุดตันจากบรรดาโมเลกุลของมลทินที่ตกค้างจากการกรอง ดังนั้น ต้องมีการใช้น้ำส่วนหนึ่งล้างทำความสะอาดเมมเบรนชะเอามลทินพวกนี้ออกไปด้วย หากต้องการกรองน้ำที่มีมลทินมาก หรือต้องการน้ำสะอาดมากๆ พวกน้ำที่ใช้ทำความสะอาดเมมเบรนและต้องระบายทิ้งนี้อาจมีมากถึง 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ของน้ำขาเข้าในการกรอง (ได้น้ำกรอง 20-30%) แต่โดยทั่วไปแล้ว สัดส่วนนี้จะอยู่ครึ่งต่อครึ่ง

ขนาดของรูพรุนเมมเบรน เรานับกันเป็นดาลตัน (หลักสิบถึงหลักพัน) ก็แน่นอนว่าโมเลกุลของมลทินที่สามารถกรองได้นั้นต้องมีขนาดใหญ่กว่าโมเลกุล ของน้ำ โมเลกุลที่เมมเบรนคุณภาพดีสามารถกรองได้นั้นอยู่ในหลักสิบดาลตัน เช่นโมเลกุลเดี่ยวเล็กๆ อย่างโซเดียมคลอไรด์ (เกลือ) ดังนั้ันอาร์โอใช้กรองน้ำเค็มให้กลายเป็นน้ำจืดได้



เวลาพูด ถึงข้อดีข้อเสียของกระบวนการแต่ละอย่าง ในทางวิศวกรรมแล้วจำเป็นที่จะต้องพูดถึงต้นทุนของกระบวนการเหล่านั้นด้วย เพราะจุดมุ่งหมายของงานวิศวกรรมคือการทำสิ่งต่างๆ ให้ใช้ประโยชน์ได้ "ตามวัตถุประสงค์ในการใช้งาน" โดยมี "ต้นทุนที่เหมาะสม"

ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบระหว่างการกลั่นกับอาร์โอ

การ กลั่นน้ำ กำจัดมลทินได้หลากหลาย ยกเว้นสารอินทรีย์ระเหย ในขณะที่ระบบอาร์โอ ก็กำจัดมลทินได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับชนิดของเมมเบรน รวมทั้งสารอินทรีย์ระเหยที่มีโมเลกุลใหญ่กว่าน้ำ

การกลั่นน้ำ มีต้นทุนราคาถูกกว่าอาร์โอหากต้องการกลั่นน้ำเพียงปริมาณไม่มากนัก (ใช้ในครัวเรือน ใช้ในห้องปฏิบัติการเล็กๆ) แต่หากต้องการทำน้ำสะอาดเป็นปริมาณมากๆ การใช้อาร์โอจะประหยัดกว่า เช่นในโรงงานอุตสาหกรรม ในกระบวนผลิตยา ในการทำน้ำสำหรับหม้อต้มไอน้ำ การทำน้ำดื่มสำหรับเรือเดินสมุทรขนาดใหญ่

การกลั่นน้ำ ไม่ต้องดูแลรักษาวุ่นวายมากเท่าอาร์โอ

ระบบ อาร์โอเปลืองน้ำมากกว่า เพราะสัดส่วนระหว่างน้ำที่ได้ต่อน้ำที่ระบายทิ้งนั้นอยู่ประมาณ 50:50 โดยเฉลี่ย ในขณะที่การกลั่นนั้ันแทบไม่มีน้ำระบายทิ้ง เพราะสิงที่ตกค้างจากการกลั่นนั้นเป็นเพียงมลทินเล็กน้อย (ในระบบประปาทั่วไป น้ำระบายทิ้งจะอยู่ที่ประมาณ 5-10%)



ถึง แม้ว่าทั้งการกลั่นและระบบอาร์โอ เป็นกระบวนการกำจัดมลทินในน้ำที่เรียกได้ว่ากำจัดได้แทบจะหมดจด แต่การใช้การกลั่นหรืออาร์โอมาใช้ทำสะอาดน้ำที่สกปรกมากๆ โดยตรง (เช่นน้ำเสีย น้ำโสโครก) ก็เปรียบเหมือนการขี่ช้างจับตั๊กแตน ในทางปฏิบัติ ก่อนที่จะนำน้ำไปผ่านการกลั่นหรืออาร์โอ ก็ต้องใช้กระบวนการทำสะอาดน้ำในเบื้องต้นที่ประหยัดกว่าสองกระบวนการนี้เสีย ก่อน เช่น การตกตะกอน (coagulation-flocculation) การกรองทราย (filtration) การกรองถ่าน (carbon adsorption) กรองแลกเปลี่ยนประจุ (ion exchange) ฯลฯ

น้ำสำหรับใช้ดื่มนั้น โดยปรกติแล้ว ใช้การตกตะกอน การกรองทราย ต่อด้วยการฆ่าเชื้อโรค ก็เพียงพอแล้ว ปริมาณมลทินที่เข้าสู่ร่างกายจากน้ำดื่มที่ทำสะอาดด้วยกระบวนการธรรมดานี้ มีน้อยกว่าสารเคมีที่เราเอาเข้าสู่ร่างกายด้วยวิธีการอื่นเยอะมาก (เช่นเครื่องปรุงก๋วยเตี๋ยว อาหารสุกๆ ดิบๆ)


ปล. DI คือกระบวนการ De-Ionized หรือ De-Ionization หรือการแลกเปลี่ยนประจุด้วยเรซิน กำจัดได้เฉพาะมลทินเป็นสารที่แตกตัวเป็นประจุ แต่ไม่สามารถกำจัดสารอินทรีย์ที่ไม่แตกตัวได้

2 comments:

pla said...

ขอบคุณมากค่ะ มีประโยชน์

waraporn said...

ขอบคุณค่ะ ได้ประโยชน์มาก สำหรับงานที่ทำอยุ่