خمسة من أفضل آلات الفرز الميكروني لمختلف الاستخدامات
ما هو القاسم المشترك بين كربون بلك والتوابل والأصباغ وكربيد التنجستن وكربونات الكالسيوم؟
لإنتاج هذه الفئة من المنتجات على شكل ميكرون، فإن في 90 بالمئة منها يتم استخدام أساليب وتقنيات مماثلة، منها على سبيل المثال: مطحنة التصنيف الهوائية والمطحنة الدبوسية والطاحونة المطرقية والمطحنة النفاثة والمطحنة الكروية.
نظرًا لأن المنتجات والتقنيات قد أصبحت في أيامنا هذه أكثر تقدمًا في السوق الحديثة، فقد أصبحت أكثر أهمية الحاجة إلى مواد ذات خصائص معينة لاستخدامات محددة. مع اتساع وتنوع الاستخدامات في الصناعة الحديثة اليوم، لا يمكن لأحد أن يزعم أن بإمكان جهاز واحد تلبية جميع الاحتياجات. في هذا المقال سنتحدث عن 5 من أفضل المطاحن في العالم وعن مختلف استخداماتها.
العديد من المهندسين اليوم على علم بنوعية المواد التي من المقرر استخدامها في عملية معينة، لكنهم ليسوا على دراية بالتقنيات الحديثة اللازمة لتقليل أحجامها. في هذا المقال سوف نستعرض 5 مواد مختلفة وطريقة لتحقيق أفضل أسلوب لتقليل حجمها.
تعرف كونوا على معرفة بالخصائص الميكانيكية والفيزيائية للمواد الداخلة للجهاز والمنتج النهائي
الخصائص الفيزيائية وحجم جسيمات تغذية الجهاز، والحجم المطلوب للجسيمات، النطاق المطلوب في مخطط توزيع الحجم البياني (والذي يسمى بمخطط توزيع الحجم بالمعلومات الرسومية والتي يتم الحصول عليها عن طريق اختبار متوسط حجم الجسيمات لمنتج ما بواسطة الليزر، فكلما زاد مستوى انحدار هذا الرسم البياني، كانت المسافة أقصر بين أصغر وأكبر الجسيمات). يمكن تحويل بعض المواد إلى ميكرون باستخدام نوع واحد فقط من المطاحن، ومع العلم والدراية بالملاحظات المذكورة أعلاه، ستتمكنون من اختيار أفضل طريقة للطحن وتجنب أي خسائر محتملة.
حجم الجسيمات في المغذي أو المدخل
يعني حجم الجسيمات الأكبر أن الجسيمات ستبقى في المطحنة لفترة أطول، وفي هذه الحالة ستحتاجون إلى آلة ذات سعة أكبر.
من المهم معرفة خصائص المواد المدخلة للجهاز.
- المواد الصلبة واللزجة قد تتسبب في انسداد المطحنة وفي التالي انخفاض الضغط
- قد تكون المواد الحساسة للحرارة والتصهر حساسة للطاقة العالية الداخلة إلى المطحنة. هذه الأنواع من المواد قد تحتاج إلى التبريد لتمنحنا كفاءة جيدة.
- تمتص المواد المسترطبة الرطوبة وتتكدس على بعضها البعض فتتسبب في انسداد المطحنة، وفي هذه الحالة، يجب أن يكون للهواء الداخل للمطحنة دور في إزالة الرطوبة أيضا، وفي هذه الحالة نستخدم تقنيات إزالة الرطوبة.
- يمكن للمواد التي تحتوي على رطوبة أن تسمح بإجراء عمليات بطاقات عالية، حيث أنها تقوم بامتصاص الرطوبة الموجودة في المنتج باستخدام الحرارة الحاصلة عن عملية التكسير فتوفر عملية التبريد في العملية.
- المواد ذات الصلادة العالية قد تتسبب أيضًا في تآكل هيكل ومختلف قطع المطحنة. قد يؤدي دخول الطاقة العالية إلى المطحنة إلى التكسير المفرط للمواد الهشة.
- قد تنتج قوى التصادم المستخدمة في المطاحن التي تستخدم مبدأ الاصطدام جسيماتٍ حادة. عادة ما تنتج قوى القص والضغط منتجات بجزيئات ذات أشكال مستديرة.
- تتضرر وتتلف بعض المواد المعينة ذات النسب العالية في بعض تقنيات تصغير الحجم.
- المواد القابلة للاحتراق أو السامة تتطلب أيضًا إجراءات خاصة في تصميم المطحنة.
تقنيات تصغير الحجم
أربعة أساليب عامة يتم استخدامها في عملية تقليل حجم المساحيق الجافة هي الاصطدام والتمزيق والاحتكاك والضغط. في بعض الحالات، يتم استخدام مزيج من هذه الأساليب، أو بتعبير آخر، مزيج من هذه المبادئ. في أجهزة مثل مطحنة التصنيف، المطحنة الدبوسية، المطحنة المطرقية والمطحنة النفاثة، يتم استخدام تقنيتي الاصطدام والاحتكاك. وتستخدم في مطاحن مثل مطحنة الكروية أو مطحنة الميديا أيضًا تقنيات الضغط والتمزيق والاصطدام.
تغطي التكنولوجيات الخمس المقدمة في هذه المقالة 90٪ من عمليات تقليل الحجم في مختلف الصناعات مثل الكيمياء والأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل والمواد العدنية. كما وسنقدم فيما يلي، لكل من هذه الطرق، مادة واحدة خاصة لشرح تركيبة كل مطحنة.
1- مطحنة التصنيف الهوائية لإنتاج مادة كربون بلك عالية الجودة
يستخدم ACM أي مطحنة التصنيف الهوائية 2 آلية التوتير الميكانيكية لتقليل حجم الجسيمات. يتم تطبيق التوتير الأول بواسطة المطارق عبر مس المطارق للمسحوق المميع وضربه المباشر بالمطارق المميع. أما التوتير الثاني فهو احتكاك بين الجسيمات التي تسببها الدوامات المتكونة بالقرب من حواف المطارق المتحركة. تتكفل هاتان الآليتان 80٪ من تأثير الاصطدام الكلي و 20٪ من تأثير الاحتكاك الكلي.
كيف تعمل Mail Classifier Air أي مطحنة التصنيف الهوائية؟
المبدأ الأساسي لهذا النوع من المطاحن هو استخدام الهواء لنقل المواد إلى داخل المطحنة، حيث تستخدم أن صفيحة دوارة تحمل مطارق لتقليل الحجم، والهواء لتصنيف الجسيمات وفترات تكسير، وكذلك أيضا لتوجيه المنتج النهائي إلى خارج المطحنة.
تركيبة مطحنة التصنيف الهوائية
يستخدم هذا الاسم أيضًا لأنواع الطواحين التي تستخدم مبدأ التصنيف باستخدام الهواء لأداء جزء من العملية. تستخدم هذه الآلة على نطاق واسع لمعالجة جميع أنواع المواد الكيميائية الدقيقة والصناعات الغذائية. إحدى أهم مزايا مطحنة Air Classifier أي مطحنة التصنيف الهوائية هي قيامها بعملية تكسير المنتج وتصنيفه في مرحلة واحدة.
القوة التكسيرية لمطحنة التصنيف
القوة التكسيرية لمطحنة التصنيف
2- المطحنة الدبوسية لإنتاج التوابل
تم إنتاج هذه الآلة لأول مرة لأجل طحن مسحوق الكوكا، لكن فيما بعد، ونظرًا للأداء المُرضي للغاية لهذه الآلة، التي كان بمقدورها العمل بشكل مستمر وبدون أي مشاكل، فقد تم استخدامها في صناعات أخرى غير إنتاج مسحوق الكوكا.
تعتبر المطحنة الدبوسية خيارًا مثاليًا لتحويل المواد البلورية أو الإبرية أو الدهنية إلى مواد دقيقة، والتي غالباما توجد في المواد الغذائية والدوائية. . مشاكل مثل الانسداد وإحداث الطبقات داخل الأجهزة هي أقل شيوعًا في المطاحن الدبوسية بسبب حيازتها لغرفة تكسير أكبر. كما وأن استهلاك الطاقة أقل أيضا بحوالي 50٪ مقارنة بسائر الأجهزة الأخرى.
كيف تعمل Pinmail أي المطحنة الدبوسية؟
النوع الأكثر شيوعًا لتصميم المطحنة الدبوسية هو نوع التصميم الذي توجد فيه صفيحة دوارة وفيها ايضا صفيحة أخرى، تعمل كباب للحاوية وهي ثابتة. تتسبب قوى الطرد المركزي الناتجة عن الدوران السريع للقرص الدوار في دوران الجسيمات بسرعة فائقة بين المسامير الثابتة والدوارة المثبتة في دائرة على الأقراص. يصبح حجم المادة أصغر بالمرور والاصطدام بالمسامير أي الدبابيس. يتم أيضًا تثبيت صمام مخرج في الجزء السفلي، والذي يوجه المواد إلى الخارج بفعل قوة الجاذبية. لا توجد ألواح وصفائح مثقبة في المطحنة الدبوسية للتحكم في حجم الجسيمات
كما ويمكن أيضًا تصميم المطاحن لأن تدور في الاتجاه المعاكس لبعضهما البعض، ما يجعلها خيارًا مثاليًا لإنتاج التوابل عالية الدهون. هذا الجهاز لا يحتاج للتبريد. تصميم الحجرة الواسعة بأقراص تدور على شكل معاكس لبعضها البعض تجعل هذه الآلة مناسبة لطحن المواد اللاصقة كما وتمنع أيضا تراكم وتكدس المواد بداخلها.
تركيبة المطحنة الدبوسية
هناك ثلاثة عوامل رئيسية في هذا النوع من المطاحن، وهي معدل تغذية المواد وسرعة دوران القرص وتدفق الهواء. من خلال تغيير هذه المعلمات، يتم الحصول على النتائج التالية:
1- زيادة كمية المواد التي تدخل الغرفة تزيد من حجم الجسيمات والعكس صحيح أيضا، أي إن تقليل عامل التغذية للمادة يؤدي إلى إنتاج جزيئات أصغر.
2- تؤدي زيادة سرعة جهاز التوجيه أو المشغل أيضًا إلى إنتاج مواد أنعم والعكس صحيح أيضا أي التقليل من هذا العامل ينتج عنه جزيئات أكبر.
3- تؤدي زيادة تسارع تدفق الهواء إلى إنتاج جزيئات أكبر والعكس يصح أيضا أي يؤدي التقليل منه إلى إنتاج جسيمات أصغر
قوة التكسير في المطحنة الدبوسية
3- المطحنة المطرقية مع أقراص ضبط حجم الجسيمات، لإنتاج أصباغ
إحدى أفضل الطرق لإنتاج أصباغ دقيقة ومتناسقة من حيث الحجم هي استخدام المطحنة المطرقية مع قطعة شبكية منوعة عليها، والتي تسمى قرص المطحنة. في هذه المطحنة، يوجد عمود دوار مثبتة حوله مطارق بمفصلات كما يتم أيضا تثبيت لوحة قابلة للاستبدال. باستخدام هذا الجهاز، يمكن إنتاج جسيمات دقيقة بحجم جسيم يتراوح من 50 إلى 100 ميكرون. تحتاج هذه الآلة إلى تدفق هواء وبالتالي عدد أقل من محركات إنتاج تدفق الهواء، ولهذا السبب، وبالنظر إلى جودة المنتج النهائي، فهي خيار مناسب لإنتاج الأصباغ.
كيف تعمل المطاحن المطرقية؟
في هذا النوع من المطاحن، هناك عمود دوار مثبتة عليه أعداد من المطارق ومع الدوران السريع للعمود، تصطدم الجسيمات بالمطارق باستمرار، ومن ثم تتسارع الجسيمات بسبب الاصطدام بالمطرقة، وترتطم ايضا بالعمود الواقع على الخط الموازي مع طول الجدار، ثم يتم تصطدم مجددا بالمطارق مرة أخرى لمزيد من التكسير. تقوم الصفيحة الشبكية المثقبة أيضًا بفرز الجسيمات، وتمر الجسيمات الأصغر من هذه الثقوب عبرها، ثم يتم إرجاع الجسيمات الأكبر إلى المطارق الدوارة لتكسيرها. باستبدال هذه الصفيحة بنمط شبكي مختلف، يمكنكم تغيير حجم جسيمات المنتج. سنقوم بإعداد هذه الصفائح لكم ضمن قوالب مختلفة.
تركيبة المطحنة المطرقية
إجمالاً، لدينا 3 أنواع من تصنيفات الفئات من هذا النوع، مخصصة للمواد ذات الخصائص الفيزيائية المختلفة. في نوع واحد من الأنواع، يتم تثبيت المطارق على العمود، وهي مناسبة للمواد الدهنية لمزيد من توفير خصائص القص وفي النوع الذي يتم فيه تثبيت المطارق، يكون تكسير المواد التي تكون على شكل حبيبات أفضل، وهناك أيضًا النوع الرِّكابي، وهو مناسب لإنتاج منتجات دقيقة جدًا نظرًا لخاصية سطح التلامس العالي.
يتم التحكم في حجم الجسيمات أيضًا بواسطة صفيحة مثقبة. يمكن أن يجعل نمط الثقوب المنتج النهائي أصغر أو أكبر، أو يجعل الجهاز أكثر ملاءمة لاستخدام معين.
قوة سحق مطحنة المطرقة
4- مطحنة نفاثة لمواد التنجستن
نظرًا للمبدأ الخاص الذي تستخدمه، يمكن للمطحنة النفاثة أن تجعل المواد الأكثر صلابة والأكثر كشطًا موادا دقيقة إلى مستوى الميكرون، وفي الواقع، لا تتصادم المواد مع الأجزاء الداخلية الموجودة في الماكينة أثناء التكسير، ومن حيث المبدأ، إنها تتكسر وتتفتت وتتحول إلى ميكرون بفعل تصادم بعضها بالبعض. هذه الطريقة في تحويل المواد إلى مواد دقيقة مناسبة للحصول على منتجات فائقة الدقة والصغيرة بالإضافة إلى مواد شديدة الصلادة تصل صلادتها إلى 9.5 على مقياس ماوس.
لمعالجة المواد بدرجة عالية من الصلادة والتآكل العالي، يمكن تعزيز المطحنة النفاثة بالسيراميك أو البولي يوريثين إذ قد وفرت التقنيات الجديدة إمكانية صنع قسم المصنف بكربيد السيليكون أو صنعه بالكامل من أكسيد الألومنيوم بشكل مصبوب. من خلال العمل بهذا الجهاز، يمكن له أن يتلامس مع المواد فائقة الكشط لآلاف الساعات دون أي تسبب له هذه المواد أية مشاكل.
كيف تعمل المطحنة النفاثة؟
تقع منطقة التكسير في المطحنة النفاثة في الجزء السفلي من الجهاز. الجزء المسؤول عن تصنيف المواد يسمى المصنف، والذي يقع في الجزء العلوي من المطحنة النفاثة يتم سكب المادة في الماكينة من الأعلى ثم يتم إرسالها إلى جزء التكسير يالاستعانة بعامل الجاذبية. تقوم الفوهات هنا بنفخ السائل في الغرفة بسرعات تفوق سرعة الصوت، وتتركز جميعها في نقطة واحدة. تتصادم الجسيمات وتنكسر بسبب التسارع العالي جدًا. يتم سحب الجسيمات الدقيقة إلى الأعلى باتجاه المصنف بواسطة تدفق الهواء في وسط الغرفة. وهنا، يُسمح للجسيمات التي قد تم تفتيتها جيدًا بالمغادرة إلى الخارج، أما الجسيمات الأكبر حجما فيتم إرجاعها إلى نقطة التكسير بواسطة الاستعانة الجاذبية المعادة.
تركيبة المطحنة النفاثة
تحتوي جميع المطاحن النفاثة على فوهات رش السوائل. مع تغير حجم المطاحن النفاثة، تتغير أعدادها أيضا. بشكل عام، كلما زاد حجم المطحنة، زادت أيضا أعداد الفوهات حتى نتمكن من رش كمية الهواء اللازمة للتكسير في داخل الغرفة. هناك أنواع مختلفة من الفوهات بتصميمات مختلفة لاستخدامات لمختلف الاحتياجات والمقاصد
للطلب أو الاستفسار عن سعر Jet Mail المطحنة النفاثة يرجى مراجعة هذه الصفحة
5- المطحنة الكروية لإنتاج مسحوق كربونات الكالسيوم الميكروني عالي الجودة
قد طرأت تغيرات على هذه التكنولوجيا بشكل دائم وعلى مر السنين والآن يمكنكم استخدامها لتحقيق منتجات جيدة ودقيقة. في ما سبق، كان حجم الجسيمات باستخدام هذه التقنية يصل إلى 10 ميكرون. أما الآن، ومع التطور الذي شهده العالم في هذه التقنية، يمكن إنتاج جسيمات يبلغ حجمها 3.5 ميكرون باستخدام هذا الجهاز. وحتى أنه باستخدام الإصدار المعروف باسم d50 من هذا الجهاز فإن هذا الرقم سيصل إلى 1.5 ميكرون أيضا. هذا التطور إنما هو بفعل تحسين أداء المصنف وزيادة كفاءة الكرات التي تستخدم في عملية التكسير.
كما أننا نحن أيضا قد تمكنا من التحكم في مقدار الحمولة داخل الحجرة باستخدامنا لمصنف يستخدم مبدأ حلقة مغلقة. من خلال التحكم في وزن المواد المتداولة داخل عمود الكرة، يتم زيادة كفاءة الجهاز وهناك دائمًا كمية مثالية من المواد داخل عمود الكرة. كما ويتم قياس تدفق هواء المصنف أيضًا بواسطة مقياس التدفق الحراري ووحدة التحكم في النطاق من أجل تحقيق جودة المنتج العالية بشكل مستمر ودائم.
كيف تعمل المطحنة الكروية؟
في الأعلى، يدور عمود المادة بكمية معينة من الكرات السيراميكية أو المعدنية، ويتم تعديل سرعة الدوران بحيث تحدث وتنتج المواد تدفقًا متتاليًا مع كل دورة على شكل شلال. في هذه الحالات، يتم سحق المادة عن طريق الاصطدام مع كراتها وجزيئاتها. إذا ازدادت سرعة الدوران، فإن هذا الشلال سوف ينشق من الوسط ويضرب المادة كضربه بسوط، ويتم استخدام مبدأ الاصطدام الميكانيكي للتكسير في هذه العملية لحصول التكسير. بشكل عام يجب تعديل سرعة الدوران الكلية بحيث يتم تطبيق كلا الوضعين في التكسير على المواد بشكل منتظم.
تركيبة المطحنة الكروية
المطاحن الكروية تستخدم مبدأين للتكسير هما القص والاصطدام. تحدث قوة التقطيع عندما يتم سحب المادة بين سطحين يتحركان بشكل معاكس. كما أن الجسيمات تتعرض أيضًا لتأثير الاصطدام وتتفتت عندما تسقط على الكرات. العوامل التي تؤثر في أداء المطحنة الكروية هي:
1- باستخدام العاكس يمكن تغيير سرعة دوران الغرفة
2- يؤدي الضرب الشديد للمواد والكرات فوق بعضها البعض إلى الحصول على مواد أفضل وأفضل.
3- اختيار مادة الكرات من قبيل السيراميك أو الكيليبس أو الفولاذ
4- تصنيف الكرات وفق أحجامها وحسب كمية التغذية وخصائص المنتج النهائي
يعتبر اختيار مادة تقوية المطحنة مؤثرًا أيضًا في تركيبة المطحنة الكروية. بالنسبة للمواد المعدنية اللينة، غالبًاما يستخدم الفولاذ للتعزيز، وأحيانًاما يتم دمجه مع الكروم لمنع تغير اللون في المادة المستخدمة في بعض الأحيان يتم استخدام السيراميك لتقوية الجدار الداخلي لعمود الجناح، حيث من الممكن أن يكون بياض وفتوحة لون المادة عاملين مهمين أو لمنع تلوث المادة بالمعدن.
الاستنتاج:
هناك العديد من التقنيات لتقليل حجم المواد وإنتاج مسحوق ميكروني بواسطة مختلف الشركات المصنعة حول العالم. كما أن بعضها متعددة الاستخدامات ويمكنها معالجة مجموعة واسعة من المواد. ومع توفر كل هذه الخيارات، فإن الحصول على معلومات كافية حول أنواع المطاحن المختلفة تلك التي تغطي أكبر مجموعة من المواد وتزودنا بأفضل قدرات في التكسير وفي النتائج المرجوة سيساعدكم على الاختيار الصحيح الأمثل.