الطرد المركزي ذو سحب الأكياس: المواصفات الفنية

إذا كنت ستقوم بمعالجة بعض المواد الصعبة التي قد تُغلق شاشةً عادية أو تلتصق بقماش الفلتر، فستحتاج إلى حلٍّ معداتيٍّ مصممٍ خصيصًا لهذا النوع من التحديات التشغيلية. وهنا بالضبط تأتي الحاجة إلى جهاز الطرد المركزي ذي الكيس القابل للسحب. وقد تجده في كتالوجات المنتجات تحت أسماء سلسلة مثل PLD. وقد صُمم هذا النوع من المعدات لغرض رئيسي واحد: تحقيق فصلٍ كاملٍ للجزيئات الصلبة، دورةً تلو الأخرى، دون أي فشل. وفي قطاعات مثل معالجة المواد الكيميائية أو الصناعات الدوائية، فإن ترك كمية ضئيلة من المادة (ما يُعرف بـ «الكعب») وراءها قد يُحدث مشكلات في الدفعة التالية، سواءً كانت تلك المشكلة تلوثًا أو انخفاضًا في كفاءة الفلتر. ولذلك فإن الفهم الجيد للمواصفات الفنية لجهاز الطرد المركزي ذي الكيس القابل للسحب أمرٌ بالغ الأهمية لاختيار النموذج المناسب لعمليتك. وفي هذه المقالة، سنسلِّط الضوء على أهم المواصفات.

المبادئ الأساسية في التصميم وتحديد أبعاد السلة

إن جهاز الطرد المركزي ذو كيس السحب مبني حول الطبلون أو السلة. ويقوم هذا المكوّن بالدوران بسرعة عالية لفصل السائل عن المادة الصلبة. ومن أول الأمور التي يأخذها العملاء في الاعتبار حجم السلة. فعلى سبيل المثال، تقدّم شركة «هوا دا» سلالًا بأحجام مختلفة تماشيًا مع أحجام الإنتاج المختلفة. وفي ورقة المواصفات، ستجد قطر السلة إلى جانب الحجم التشغيلي لها. ومن البديهي أن السلة الأكبر تعني سعة حجم تشغيلي أكبر يمكن معالجتها في دورة واحدة. وهذا صحيحٌ فعلاً، لكن قد لا تكون الأحجام الأكبر دائمًا مناسبةً وفقًا لحجم الدفعة أو المساحة المتاحة على الأرضية. ويُعبَّر عن حجم السلة باللترات، وهو ما يحدّد دائمًا أقصى سعة للمواد الصلبة التي يمكن معالجتها في دورة واحدة. وهذا، بطبيعة الحال، يؤثر تأثيرًا مباشرًا على معدل إنتاجك (Throughput)، ولذلك فمن الضروري للغاية أن تُطابق هذه السعة مع أهداف إنتاجك.

الحمولة القصوى وقدرة استيعاب المواد الصلبة

إلى جانب حجم السلة، يجب أن تأخذ بعين الاعتبار السعة القصوى للحمل. وعادةً ما تُقدَّم هذه القيمة بالكيلوجرامات. وهي تشير إلى إجمالي وزن المادة الصلبة التي يمكن للجهاز معالجتها في عملية واحدة فقط. وهذه السعة لا تتعلَّق فقط بالمساحة الفيزيائية المتاحة داخل السلة، بل ترتبط أيضًا بقوة التصميم الخاصة بالمحور والمحامل ومحرِّك الدوران. وإن أفرطت في تحميل جهاز الطرد المركزي، فسوف يؤثر ذلك سلبًا على الجهاز، مسببًا مشكلات ميكانيكية وقد يؤدي في النهاية إلى عطله قبل انتهاء المدة المصمَّم من أجلها للعمل.

بالنسبة لجهاز الطرد المركزي ذي الكيس القابل للسحب، فإن سعة المواد الصلبة تُعَدُّ مواصفةً هامةً لأن الغرض الأساسي من هذا النوع من أجهزة الطرد المركزي هو التخلص الكامل من كعكة المواد الصلبة. وعليك أن تأخذ في الاعتبار ما إذا كان الجهاز قادرًا على استيعاب حجم ووزن المواد الصلبة التي ينتجها عمليتك في كل دورة تشغيل. فإذا كنت تُنتِج بلورات كثيفة وثقيلة، فمن المرجح أن سلة سعة ١٠٠ لتر قادرة على احتواء وزنٍ أكبر بكثير مما لو كنت تعالج مسحوقًا خفيفًا ورقيقًا. ولذلك، فمن المهم أن تبحث عن المواصفة التي تحدّد نطاق كثافة المواد الصلبة أو متوسط وزن الكعكة التي صُمِّم الجهاز لمعالجتها.

السرعة والقوة الطاردة المركزية

عاملٌ آخر مهمٌ هو سرعة دوران السلة. ويُشار عادةً إلى هذه السرعة باسم «السرعة الدورانية»، وتُقاس بعدد الدورات في الدقيقة. ومع ذلك، فإن العدد الأهم في عمليات الفصل هو القوة الطاردة المركزية، التي تُعرف عادةً باسم «قوة الجاذبية G». وهذه هي القوة التي تدفع السائل عبر قماش الفلتر، وتدفع المواد الصلبة نحو جدار السلة. وفي معظم الحالات، تشير ورقة المواصفات الفنية إلى أقصى قيمة لقوة الجاذبية G التي يمكن أن تحققها الآلة.

تتطلب المواد المختلفة كميات مختلفة من قوة الجاذبية (Gforce). فعلى سبيل المثال، قد ينفصل بلورٌ خشنٌ وذو تصريف حر جيد بكفاءة عند سرعة منخفضة، في حين أن المادة الدقيقة واللزجة تتطلب قوة جاذبية أكبر بكثير لتصبح جافة. وفي جهاز الطرد المركزي ذي أكياس السحب الجيدة، يكون المحرك مزوّدًا بمكوّن متغير السرعة، ما يسمح للمستخدم بضبط عدد الدورات في الدقيقة (RPM) بدقة للوصول إلى النطاق الأمثل لمنتج معين. ومن الأفضل أن تشير المواصفات الفنية إلى مدى السرعة، لأن اتساع هذا المدى يتيح للمستخدم معالجة طائفة أوسع من المواد باستخدام نفس الجهاز.

مساحة الترشيح ونوع القماش

بصفته جهاز طرد مركزي ترشيحياً، فإن مساحة الترشيح تُعَدُّ واحدةً من أهم المواصفات. وهي تشير إلى إجمالي المساحة السطحية للقماش المرشِّح التي تسمح بمرور السائل من خلالها. وكلما زادت مساحة الترشيح، قلَّ زمن دورة الترشيح، ما يؤدي إلى الحصول على كعكات أكثر جفافاً. وستُبيِّن وثيقة المواصفات نوع القماش المرشِّح المتوافق مع الجهاز، إلى جانب أبعاده، لتكون دليلاً لكيفية طلب القطعة البديلة الصحيحة.

في جهاز الطرد المركزي ذي كيس السحب، يُصمَّم القماش المرشِّح بحيث يسمح بسحبه أو فصله عن جدار السلة أثناء مرحلة التفريغ. ويُشار إلى هذه المنظومة باسم «آلية سحب الكيس». وقد تتضمَّن المواصفات شرحاً لكيفية عمل هذه الآلية—سواء كانت ميكانيكية أو هيدروليكية—وأثرها في مساحة الترشيح الفعَّالة المتاحة للاستخدام. وبالمثل، فإن التصميم المثالي هو الذي يحافظ على جزءٍ كبيرٍ من مساحة الترشيح السطحية، مع تمكين الإزالة الكاملة للجسيمات الصلبة في نهاية دورة التشغيل.

قدرة المحرك ومنظومة الدفع

لا يحدث أي من هذا دون وجود محرك. ويُعبَّر عن قوة المحرك الرئيسي للدفع بوحدة الكيلوواط. وهذا يُخبرك بمقدار القوة التي يمتلكها الجهاز لتدوير السلة الثقيلة المليئة بالمواد الصلبة الرطبة حتى تصل إلى السرعة المطلوبة. وباستخدام محرك أقوى، يمكن تدوير السلة بسرعة أكبر والتعامل مع أوزان أكبر. كما أن المحرك الأقوى يكون أكثر تكلفةً أيضًا، ولذلك فإنك ترغب في اختيار محركٍ ملائمٍ تمامًا لاحتياجاتك، وليس فقط أقوى محركٍ متاح. وهذه خيارة عقلانية.

وبالإضافة إلى المحرك الرئيسي، يحتوي بعض أجهزة الطرد المركزي ذات آلية سحب الكيس على نظام هيدروليكي منفصل أو محرك منفصل خاص بآلية سحب الكيس. وهذه مكوِّن أساسي من المواصفات الفنية. ويجب أن تتأكد من أن هذا النظام يوفِّر كمية طاقة كافية لفصل القماش عن الكعكة وتفريغها بشكلٍ موثوق، لا سيما إذا كانت مادتك مُحكمة التعبئة بشكل مفرط. وقد تتضمَّن المواصفات ضغط النظام الهيدروليكي أو عزم دوران نظام التفريغ.

مواد البناء

تشمل مواصفات الأجزاء المبللة عادةً المواد المستخدمة في صنع الجهاز؛ وهذه المواد حاسمةٌ لوظائف الجهاز. ويُصنع الغالب الأعظم من الأجزاء المستخدمة في التطبيقات الكيميائية والصيدلانية من الفولاذ المقاوم للصدأ، رغم أن درجة الفولاذ قد تتفاوت. ويعتبر فولاذ 316L المقاوم للصدأ فولاذاً شائع الاستخدام في هذه التطبيقات نظراً لمقاومته الجيدة للتآكل. أما الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور عالي الدرجة والسبائك البديلة الأخرى مثل التيتانيوم وهاستيلوي (Hastelloy) فتُستخدم لمكافحة التآكل في البيئات الكيميائية الأكثر عدوانية.

يجب ذكر المواد المستخدمة في صنع السلة، والغلاف، والمكونات الأخرى التي يتفاعل معها تدفق العملية في ورقة المواصفات. والهدف الرئيسي من هذه الآلة هو تحمل البيئة الكيميائية الموجودة في الجزء الداخلي منها، مع ضمان بقاء السطح الخارجي خاليًا من الصدأ. كما يجب ألا تتلامس هذه الآلة مع منتجك لتفادي التلوث. ومن المفيد أيضًا أن تكون لديك معرفة مسبقة بنوع التشطيب المستخدم على أسطح الآلة، لا سيما في التطبيقات الصحية. فالأسطح المصقولة والناعمة أقل عرضةً لتراكم البكتيريا، وبالتالي فهي أسهل في التنظيف.

أنظمة التحكم والتحكم الآلي

أصبحت أجهزة الطرد المركزي التي تُستخدم لسحب الأكياس حديثةً أكثر من أي وقت مضى. وهي تستخدم وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة وتتطلب مستوىً معينًا من الأتمتة. ويجب أن تتضمن مواصفات أجهزة الطرد المركزي التي تُستخدم لسحب الأكياس هندسيًّا بعض الميزات التالية: شاشات لمس لتسهيل التشغيل والتشخيص الفني؛ وقدرة على حفظ وصفات متعددة لمختلف المنتجات؛ بل وحتى أتمتة عمليات مثل غسل الكيس وسحبه لإفراغ المحتويات.

توفر أجهزة الطرد المركزي التي تُستخدم لسحب الأكياس والمُؤتمتة بالكامل تكاليف العمالة وتُوحِّد النتائج لكل دفعة. كما تتكامل أنظمة التحكم مع ميزات السلامة مثل مراقبة الاهتزاز وأجهزة استشعار درجة الحرارة في المحامل وأنظمة القفل التي تمنع الوصول إلى الجهاز أثناء دوران جهاز الطرد المركزي.

الأبعاد ومتطلبات التركيب

وأخيرًا، تأكَّد من أن الجهاز سيتناسب مع مصنعك. فالأبعاد الكلية للطول والعرض والارتفاع تُعَدُّ قياساتٍ بالغة الأهمية. ويجب أن تأخذ في الاعتبار ليس فقط مساحة أرضية الجهاز (المساحة التي يشغلها على الأرض)، بل أيضًا المساحة اللازمة لفتح الأبواب ولوحات الوصول لغرض الصيانة. علاوةً على ذلك، فإن وزن الجهاز— سواءً وهو فارغ أو عند التحميل الكامل— يُعَدُّ عاملًا حاسمًا في تخطيط قدرة تحمل الأرضية لديك وأي أساساتٍ قد تكون مطلوبة.

كما تتضمَّن متطلبات التركيب المرافقَ المساندة. فما نوع التغذية الكهربائية المطلوبة؟ وما الجهد والطور المطلوبان؟ وهل يتطلَّب الجهاز إمدادًا بالهواء المضغوط لتشغيل الصمامات أو آلية سحب الأكياس؟ وهل هناك حاجةٌ لإمدادٍ بماء التبريد لتبريد الحشوات أو النظام الهيدروليكي؟ إن التحقُّق من هذه المتطلبات بدقة منذ المرة الأولى سيوفِّر عليك مشاكل وصعوبات في المستقبل.

الاستنتاج

عندما يتعلق الأمر بطرابيش سحب الأكياس، فإنك ترغب في أخذ العملية التي ستستخدمها من أجلها في الاعتبار، ونوع المواد التي سيُصنع منها الجهاز، والقوة الطاردة المركزية (G-force) المناسبة لتجفيف المواد، والحجم الملائم لسلة الدفعة الخاصة بك، والحجم الكلي ومواد التصنيع الخاصة بالجهاز. كما أن نظام الدفع، ونظام الترشيح، والأنظمة الآلية ستكون جميعها تفاصيل يجب أن تأخذها في الاعتبار عند اختيار الجهاز، إذا كنت تبحث عن شريكٍ يعمل معك في خط إنتاجك، وليس مجرد قطعة معدات إضافية. وبفضل الخبرة الواسعة التي تمتلكها شركات التصنيع مثل شركة «هوا دا»، والعديد من التصاميم المتوفرة مثل سلسلة PLD، فإن هذه الشركات تكون في موقع ممتاز لحل هذه المشكلات وتصميم المنتجات المذكورة أعلاه. وسوف يساعدك فهم المواصفات الفنية إلى حدٍ كبير في تبسيط الأسئلة التي قد تطرأ عليك.