تجهیزات سیانتریفیوژ دکنتر: بهینه‌سازی عملکرد

وقتی به کارکرد تجهیزات سانتریفیوژ دکنتر در واحد صنعتی شما اشاره می‌شود، قطعاً می‌توان گفت که این تجهیزات از فناوری باکیفیتی برخوردارند. احتمالاً دکنتر مهم‌ترین بخش فرآیند کنترل جامدات شما خواهد بود، صرف‌نظر از اینکه این فرآیند در حوزه‌ی تصفیه فاضلاب، فرآوری شیمیایی یا تولید مواد غذایی انجام می‌شود. با این حال، لازم است تأکید شود که حتی بهترین ماشین‌ها نیز ممکن است از منطقهٔ بهینهٔ کارکرد خود خارج شوند. شاید خروجی جامدات کمی مرطوب‌تر شده باشد، مصرف انرژی افزایش یافته باشد یا فرآیند به‌طور کلی به‌اندازهٔ کافی کارآمد نباشد. اما خبر خوب این است که در اکثر موارد، رفع این مشکلات وابسته به خرید ماشین جدید نیست؛ بلکه احتمالاً تنها نیازمند اعمال برخی تنظیمات در فرآیند عملیاتی و توجه بیشتر به جزئیات است. تجربهٔ بیش از سه دهه‌ای تیم هوادا در طراحی و توسعه این ماشین‌ها، آن‌ها را به‌عنوان متخصصانی کاملاً صلاح‌دید برای ارائه پیشنهاداتی جهت بهبود عملکرد تجهیزات سانتریفیوژ دکنتر شما معرفی می‌کند. در این مقاله، قصد داریم راهکارهایی را برای بهبود عملکرد تجهیزات شما ارائه دهیم تا بتوانید به بازدهی عملیاتی بهینه دست یابید.

کیفیت تغذیه: کیفیت ورودی، کیفیت خروجی

کیفیت تغذیه بیشترین تأثیر را بر عملکرد دسانتور شما دارد. اگر دسانتور را با تغذیه‌ای با کیفیت پایین تغذیه کنید، حتی با جدیدترین فناوری‌های پیشرفته نیز عملکرد ضعیفی خواهید داشت. همه چیز از آنچه به دسانتور منتقل می‌کنید آغاز می‌شود.

اول از همه، نرخ تغذیه را در نظر بگیرید. اگر پمپ را بیش از حد تحت فشار قرار دهید، زمان کافی برای انجام وظیفه ماشین فراهم نمی‌شود. اگر زمان کافی برای آب‌گیری جامدات در نظر گرفته نشود، ممکن است حتی بخشی از جامدات از انتهای مایع از دست برود. در مقابل، تغذیه بسیار آهسته پمپ منجر به استفاده‌ی غیربهینه از ظرفیت ماشین می‌شود. بهترین حالت آن است که نرخی را انتخاب کنید که در آن ماشین در ظرفیت کامل خود کار کند، بدون اینکه بیش از حد تحت فشار قرار گیرد.

به ثبات خوراک توجه کنید. اگر در هر مرحله‌ای غلظت خوراک (مایع حاوی ذرات جامد) بسیار پایین باشد، دستگاه باعث ناراحتی شما خواهد شد. دیسک‌سنتیفیوژ (دِکَنتر) بدون هیچ مشکلی عملکرد مورد انتظار شما را فراهم می‌کند. در این صورت، دستگاه ممکن است کنترل گشتاور را تنظیم کند که منجر به جداسازی ضعیف می‌شود. در صورت امکان، از یک پمپ مناسب برای همگن‌سازی مواد استفاده کنید. پمپ ارتقاء عملکردی ارزان‌قیمت و بسیار مؤثر است؛ حتماً از آن بهره ببرید. برای دستیابی به نتایج بهتر، سرعت و دبی تغذیه را به‌صورت ثابت نگه دارید.

تغییر سرعت دیفرانسیل

سرعت دیفرانسیل را قلب دیسک‌سنتیفیوژ (دِکَنتر) در نظر بگیرید. این پارامتر تفاوت سرعت بین بدنه (کاسه) و پیچ‌ران (اسکرول) را توصیف می‌کند. این اختلاف سرعت، سرعت عبور جامدات از دستگاه و میزان خشکی نهایی جامدات را تعیین می‌کند. اولویت‌دهی به این تنظیمات از اهمیت بالایی برخوردار است.

وقتی سرعت دیفرانسیل افزایش می‌یابد، پیچ‌گردان (اسکرول) بسیار سریع‌تر از ظرف چرخیده و جامدات را به‌طور قابل توجهی سریع‌تر از دستگاه خارج می‌کند. اگرچه این موضوع به دلیل افزایش نرخ عبور مواد جذاب به نظر می‌رسد، اما از آنجا که جامدات با سرعت بیشتری از دستگاه عبور می‌کنند، در عمل رطوبت آن‌ها به‌طور قابل توجهی افزایش یافته و خروجی نهایی بسیار مرطوب‌تر خواهد شد. این وضعیت مشابه آن است که فردی را بدون اینکه فرصت جمع‌آوری وسایلش را داشته باشد، به سرعت از درب خروجی بیرون هل دهیم. در مقابل، هنگامی که سرعت دیفرانسیل کاهش می‌یابد، جامدات با سرعت بسیار کمتری از دستگاه عبور می‌کنند؛ در واقع، تا حدی ممکن است خشک‌تر شوند، اما ممکن است به اندازه‌ای در دستگاه تجمع یابند که پیچ‌گردان (اسکرول) تحت بار زیادی قرار گرفته و گشتاور اضافی ایجاد شود که ممکن است منجر به توقف (استال) دستگاه شود. هدف در این حالت، یافتن نقطهٔ بهینه («نقطهٔ طلایی») است. اکثر سانتریفیوژهای دکنتر دارای دفترچه راهنمای کاربر با توصیه‌های سازنده هستند؛ بنابراین بهترین رویکرد این است که ابتدا از این توصیه‌ها شروع کنید و سپس الگویی از تنظیمات کوچک و تدریجی ایجاد نمایید. هم گشتاور و هم میزان خشکی کیک (رسوب) را به دقت زیر نظر داشته باشید؛ زیرا تفاوت‌ها ممکن است بسیار جزئی باشند، اما تأثیری بسیار قابل توجه داشته باشند.

بهینه‌سازی سرعت چرخش ظرف و نیروی G

شما همچنین می‌توانید سرعت چرخش ظرف را کنترل کنید. نیروی G، که نیروی واقعی جداسازی است، با توان دوم سرعت افزایش می‌یابد. بنابراین، تغییر جزئی در دور بر دقیقه (RPM) ظرف می‌تواند عملکرد جداکننده را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشد.

معمولاً، افزایش نیروی گرانشی (Gforce) منجر به خشک‌تر شدن جامدات و کاهش کدری مایع می‌شود. با این حال، عیب این روش این است که هرچه از جداکننده بیشتر استفاده شود، هزینه‌های عملیاتی و نگهداری آن نیز بیشتر می‌شود؛ مثلاً سرعت چرخش بالاتر نیازمند تعویض مکرر بلبرینگ‌ها و غیره است. علاوه بر این، بسته به موادی که قرار است جدا شوند، بار وارد بر دستگاه ممکن است بیش از حد باشد. برای مثال، اگر با موادی کار می‌کنید که به‌راحتی آب‌گیری می‌شوند، می‌توانید سرعت را تا حدی افزایش دهید تا عملکرد جداسازی بهبود یابد، در عین حال مصرف انرژی نیز حفظ شود. بنابراین مهم‌ترین هدف، اطمینان از تعادل مناسب بین نیروی گرانشی و نوع کار جداسازی است. در کارهای دشوار جداسازی مانند لجن‌ها یا جداسازی ذرات ریز، نیروی گرانشی بالاتری مورد نیاز است، در حالی که در کارهای جداسازی درشت‌تر، نیروی گرانشی کمتری کافی است. گزینه مناسب‌ترین برای دستیابی به این تعادل در تجهیزات سانتریفیوژ دکنتر شما، نصب درایو فرکانس متغیر (VFD) است که همچنین از استفاده ناقص پردازنده جلوگیری می‌کند.

تنظیم عمق استخر

این تنظیم اغلب نادیده گرفته می‌شود، اما تأثیر قابل توجهی بر عملکرد دارد. عمق استخر (Pond Depth) مقدار مایع موجود در ظرف را نشان می‌دهد. این مقدار را با تغییر اندازهٔ صفحات سرریز (Weir Plates) یا سدها (Dams) در انتهای تخلیهٔ مایع تنظیم می‌کنید.

استخر عمیق‌تر، جامدات را مدت طولانی‌تری در مایع نگه می‌دارد تا زمانی که در طول ظرف جابه‌جا می‌شوند. این امر به جامدات زمان بیشتری برای ته‌نشین‌شدن می‌دهد و ممکن است منجر به حصول مایعی شفاف‌تر شود. با این حال، جامدات باید مسافت بیشتری را درون استخر طی کنند؛ بنابراین ممکن است خروجی آن‌ها مرطوب‌تر باشد. از سوی دیگر، استخر کم‌عمق‌تر به معنای قرار گرفتن زودتر جامدات در معرض ساحل خشک‌کننده (Drying Beach) است که منجر به تولید کیکی خشک‌تر می‌شود؛ اما مایع ممکن است کدرتر باشد، زیرا جامدات در بخش کوتاه‌تری از ساحل خشک‌کننده قرار می‌گیرند. اگر هدف شما دستیابی به شفاف‌ترین مایع ممکن است، استخر عمیق‌تر را انتخاب کنید. اگر هدف شما تولید خشک‌ترین جامدات ممکن باشد و نگرانی کمتری دربارهٔ کیفیت مایع دارید، استخر کم‌عمق‌تر را انتخاب کنید. یافتن بهترین تنظیم نیازمند آزمایش و خطا است؛ بنابراین با مواد خود آزمایش‌های لازم را انجام دهید.

بازرسی و نگهداری قطعات سایشی

عملکرد حتی با تنظیمات کامل نیز در صورت فرسودگی دستگاه کاهش می‌یابد. این امر به‌ویژه در مورد روکش‌های ظرف (Bowl Liners) و پره‌های اسکرول (Scroll Flights) در سانتریفیوژ دکنتر صادق است. در طول زمان، این قطعات توسط مواد ساینده فرسوده می‌شوند. وقتی پره‌های اسکرول فرسوده می‌شوند، توانایی آن‌ها در جابجایی جامدات کاهش می‌یابد. این امر ممکن است منجر به نوسانات جریان (Surging) و تخلیه نامناسب کیک (Cake Discharge) شود.

بازرسی‌ها را می‌توان روی دستگاه انجام داد و این کار بسیار مفید است. حتماً به‌طور دوره‌ای دستگاه را از خط تولید خارج کرده و از داخل آن بازرسی انجام دهید. فاصله بین اسکرول و ظرف را بررسی کنید. اگر این فاصله بیش از حد باشد، زمان تعمیر یا تعویض قطعات فرا رسیده است. سایش در یاتاقان‌های نقاله (Conveyor Bearings) را بررسی کنید و زمان‌بندی نگهداری را با زمان‌های تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده هماهنگ کنید تا از بروز ناگهانی خرابی در حین تولید جلوگیری شود. اکثر محیط‌های سخت‌گیرانه نیازمند پیش‌بینی و رفع سایش و فرسودگی در برنامه‌های نگهداری هستند.

بهینه‌سازی پلیمر و فلوکولانت

هنگامی که به‌درستی بهینه‌سازی شوند، استفاده از پلیمرها یا فلوکولانت‌ها می‌تواند عملکرد فرآیندهای آب‌گیری را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشد. به‌طور خاص، کاربرد پلیمرها یا فلوکولانت‌ها می‌تواند در رفع مشکل ذرات ریزی که در مایع پساب در حالت معلق باقی مانده‌اند، و همچنین رفع مشکل گل‌آلودگی غلیظ کمک کند.

با توجه به نیازهای خاص شما، افزودن مقدار بهینه پلیمر یا فلوکولانت می‌تواند علاوه بر مزایای ذکرشده قبلی مانند حذف ذرات ریز، غلیظ‌سازی لجن و شفاف‌سازی مایع خروجی، از هدررفت شیمیایی جلوگیری کند. در برخی موارد، پلیمر یا فلوکولانت باید به‌طور کامل قبل از افزودن لجن به سانتریفیوژ مخلوط شود؛ بنابراین اغلب توصیه می‌شود از روشی برای ایجاد آشفتگی (توربولانس) برای دستیابی به این نیازهای اختلاط استفاده شود. آزمون‌های ساده جار (ظرفی) می‌توانند برای آزمایش و تعیین غلظت بهینه پلیمر یا فلوکولانت جهت بهبود نتایج در مایع خروجی و جامدات کیک سانتریفیوژ انجام شوند. توصیه می‌شود برای بهبود غلظت پلیمر یا فلوکولانت در جامدات کیک خود، این آزمون‌ها را در اسرع وقت آغاز کنید.

نظارت و ثبت داده‌ها

اگرچه ممکن است بهبود یک فرآیند بدون اندازه‌گیری آن امکان‌پذیر باشد، اما این امر بسیار مشکل به نظر می‌رسد. برای مثال، اگر سانتریفیوژ دیکنتر شما دارای سیستم کنترلی با قابلیت ثبت داده‌ها باشد، باید از آن استفاده کنید. در غیر این صورت، شاید افزودن برخی ابزارهای اولیه ثبت داده یا اندازه‌گیری ضروری باشد. به عنوان مثال، ثبت و پیگیری مقادیر دبی جریان ورودی، جامدات ورودی، گشتاور، سرعت تفاضلی و مصرف توان بسیار اطلاع‌دهنده است.

داده‌ها، زمانی که در طول زمان جمع‌آوری می‌شوند، اغلب الگوهایی را نشان می‌دهند. برای مثال، آیا گشتاور هر بار که کارمندان برای ناهار خارج می‌شوند، افزایش تیزی (اسپایک) پیدا می‌کند؟ اگر چنین باشد، این موضوع ممکن است نشانه‌ای از تغییرات احتمالی در ترکیب جریان ورودی باشد. یا آیا میزان خشکی کیک (کیک رسوبی) زمانی کاهش می‌یابد که دما از یک نقطه تنظیم‌شده خاص پایین‌تر رود؟ آگاهی از این موارد به شما کمک می‌کند تا عیب‌یابی کرده و فرآیند را بهبود بخشید. درست است که ماشین‌های مدرن اغلب می‌توانند تنظیمات توصیه‌شده‌ای ارائه دهند و بنابراین عملکرد هوشمندانه‌تری داشته باشند. با این حال، نباید فراموش کرد که حتی یک دفترچه ثبت داده‌ها (لاگ‌بوک)، که در آن اپراتور اطلاعات مهمی را ثبت می‌کند، می‌تواند منبعی ارزشمند برای بهینه‌سازی فرآیند باشد.

نتیجه‌گیری

بهینه‌سازی عملکرد سانتریفیوژ دکنتر شما کاری جادویی نیست، بلکه درک جزئیات کوچک و مکانیزم داخلی دستگاه است. تمرکز خود را بر دستیابی به جریان تغذیه‌ای پایدار، تنظیم سرعت ظرف و سرعت تفاضلی متناسب با مادهٔ پردازش‌شده قرار دهید. عمق استخر (Pond Depth) را بسته به میزان خشکی جامدات و شفافیت مایعات مورد نظرتان تغییر دهید. در صورت استفاده از مواد شیمیایی خاص، مطمئن شوید که دوز آن‌ها به‌درستی تعیین شده است. در نهایت و مهم‌تر از همه، اطمینان حاصل کنید که نگهداری دوره‌ای دستگاه همواره انجام می‌شود. صادقانه بگوییم، این اقدامات کوچک و قابل کنترل، مهم‌ترین عواملی هستند که شما می‌توانید برای اجرای مؤثر و پایدار سانتریفیوژ دکنتر خود به کار ببرید. با انجام این اقدامات، هزینه‌های خود را کاهش داده و نتایج جداسازی مطلوب را در فرآیند خود به‌دست می‌آورید. دستگاه‌هایی مانند Huada بر اساس دهه‌ها تجربهٔ گستردهٔ مهندسان طراحی و ساخته شده‌اند تا عملکرد مناسبی داشته باشند. با این حال، بهینه‌سازی آن‌ها بر عهدهٔ خود شماست.