یک کارخانه مواد غذایی تقریباً 4 درصد از هر دسته را به عنوان گرد و غبار و دانه های شکسته در طول انتقال از میکسر به خط بسته بندی از دست می داد. مشکل مرحله اختلاط نبود. این یک خط انتقال فاز رقیق بود که با سرعت 22 متر بر ثانیه کار می کرد و اجازه می داد هر ذره به دیواره لوله و هر خمش برخورد کند. پس از تبدیل به فاز متراکم انتقال پنوماتیک، تلفات محصول به زیر 0.5 درصد کاهش یافت و عمر لوله از حدود یک سال به بیش از چهار افزایش یافت. این نتیجه برای موادی که ساینده، شکننده یا مستعد جداسازی هستند معمول است: فاز متراکم همان جامدات حجیم را با کسری از سرعت حرکت میدهد، بنابراین ذرات به جای برخورد با اتصالات با سرعت بالا، از طریق خط میلغزند.
انتقال پنوماتیک فاز متراکم چیست؟
انتقال پنوماتیک فاز متراکم یک روش با سرعت کم و فشار بالا برای جابجایی پودرها و گرانول های حجیم است. این ماده در جریان هوا معلق نیست. در عوض، یک کمپرسور یا دمنده هوا را تقریباً 2 تا 8 بار (30 تا 100 PSIG) ارسال میکند و ستونی از محصول را از طریق خط لوله فشار میدهد. این مواد به صورت تپه های شنی در امتداد انتهای لوله یا به صورت راب های تمام سوراخ که توسط حفره های هوا از هم جدا شده اند حرکت می کنند.
چگالی انتقال در خط معمولاً حدود 50 درصد چگالی ظاهری ماده در حالت استراحت است، به همین دلیل است که این روش "متراکم" نامیده می شود. سرعت محصول معمولا بین 1 تا 8 متر بر ثانیه است، در حالی که برای انتقال فاز رقیق 15 تا 35 متر بر ثانیه است. این ترکیب فشار بالا و سرعت کم چیزی است که از محصول و لوله محافظت می کند.
فاز متراکم در مقابل فاز رقیق: آنچه در واقع تغییر می کند
ساده ترین راه برای مقایسه این دو روش، نحوه حرکت محصول است. در فاز رقیق، مواد به طور کامل معلق می شوند و جریان هوا را دنبال می کنند، بنابراین ذرات جداگانه به سرعت حرکت می کنند و با دیواره لوله برخورد می کنند. در فاز متراکم، مواد بهعنوان دوشاخههای آهسته به جلو رانده میشوند و بیشتر انرژی هوا به جای سرعت، به فشار تبدیل میشود.
| پارامتر | فاز رقیق | فاز متراکم |
|---|---|---|
| سرعت محصول | 15-35 متر بر ثانیه | 1-8 متر بر ثانیه |
| فشار هوا | 0.2-1 بار | 2-8 بار |
| نسبت محصول به هوا | کم | بالا |
| سایش اجزا | بالا | کم |
| تخریب محصول | بالا | کم |
| هزینه فشرده سازی هوا | کمer | بالاer |
| فاصله انتقال معمولی | کوتاه تا متوسط | متوسط تا بلند |
هزینه تراکم هوا بیشتر دلیل اصلی نصب نشدن فاز متراکم در همه جا است. این صرفه جویی ناشی از کاهش سایش، آسیب کمتر محصول، و نگهداری کمتر در خم ها، دیورترها و شیرهای چرخشی است.
چگونه یک سیستم فاز متراکم کار می کند
یک سیستم فاز متراکم دارای سه عنصر اصلی است: یک مخزن فشار یا مخزن دمنده که مواد را به خط تغذیه می کند، یک منبع هوای فشرده و نقاط تزریق هوا در طول خط لوله. چرخه عملیاتی ساده است:
- مخزن ضربه در حالی که به اتمسفر تخلیه می شود پر می شود.
- دریچه ورودی بسته می شود و هوای فشرده به ظرف فشار وارد می کند.
- هنگامی که فشار کشتی بر مقاومت خط لوله غلبه می کند، مواد از مخزن به داخل خط خارج می شوند.
- نقاط تزریق هوا در امتداد لوله، هوا را در فواصل زمانی آزاد می کند، ستون مواد را به عنوان شاخه حرکت می کند و از بسته شدن جامد آن جلوگیری می کند.
نکته ای که هنوز باعث سردرگمی می شود، تفاوت بین یک تانک ضربه و عملیات فاز متراکم واقعی است. استفاده از مخزن ضربه به تنهایی رفتار فاز متراکم را تضمین نمی کند. اگر سرعت هوا به اندازهای زیاد باشد که مواد را معلق کند، سیستم در فاز رقیق عمل میکند حتی اگر توسط یک مخزن تحت فشار تغذیه شود. عامل تعیین کننده سرعت است، نه نوع تغذیه کننده.
کدام مواد بیشترین سود را دارند
فاز متراکم برای هر محصولی انتخاب مناسبی نیست. هزینه عملیاتی خود را از موادی که در غیر این صورت آسیب می بینند یا به خط آسیب می رساند، به دست می آورد. چهار دسته به ویژه مناسب هستند:
- محصولات ساینده مانند آلومینا، ماسه سیلیس و بسیاری از آنها واسطه های شیمیایی . سرعت کم به معنای فرسایش کمتر لوله ها به خصوص در پیچ ها است.
- محصولات شکننده و شکننده از جمله گرانول های دارویی ، قهوه فوری و ذرات پوشش داده شده. عمل فشار ملایم باعث حفظ اندازه ذرات و کاهش گرد و غبار می شود.
- دسته های مخلوط هنگامی که هوا از میان آنها دمیده می شود، تمایل به جدا شدن دارند. فاز متراکم طبقه بندی ذرات معمولی جریان های با سرعت بالا را به حداقل می رساند.
- مواد نرم و قابل تراکم مانند بسیاری از پودرهای غذایی و گرانول های پلیمری که در اثر ضربه در فاز رقیق تغییر شکل داده یا لکه دار می شوند.
پودرهای ریز و بسیار منسجم استثنای اصلی هستند. آنها می توانند قوس های پایدار را به جای راب های تمیز تشکیل دهند. به همین دلیل، انتقال آزمایشی با محصول واقعی اختیاری نیست. این تنها راه قابل اعتماد برای تأیید اینکه فاز متراکم کار می کند و اندازه خط درست است.
تطبیق رویکرد انتقال با خط شما
قبل از اینکه به یک سیستم فاز متراکم کامل متعهد شوید، مهندسان کارخانه باید فاصله انتقال و رفتار محصول را با تجهیزات ساده تر بسنجید. برای فواصل انتقال کوتاه، یک نوار نقاله خلاء یک جایگزین پنوماتیک ارزان قیمت ارائه می دهد و به طور گسترده ای برای جابجایی پودرها از گونی ها، سطل ها یا تجهیزات فرآیند کوچک بدون فرار گرد و غبار استفاده می شود.
انتقال خلاء معمولاً به فواصل کمتر از 30 متر محدود می شود، اما در این محدوده از هزینه سرمایه مخزن تحت فشار و ایستگاه کمپرسور جلوگیری می کند و تمیز کردن آن بین تغییرات محصول آسان است.
در سمت مکانیکی، یک نوار نقاله پیچ راهی مطمئن و محصور برای تغذیه مواد با سرعت کنترل شده در مخلوط کن، گرانولاتور یا ماشین بسته بندی فراهم می کند. نوار نقاله های پیچی اغلب برای جابجایی های کوتاه افقی یا شیب دار استفاده می شود که در آن محصول جریان آزاد دارد و چیدمان ثابت است.
نوار نقاله پیچی گرانول مواد غذایی LS برای انتقال مواد در فواصل کوتاه این نوار نقاله پیچ فولادی ضد زنگ برای تغذیه کنترل شده پودرهای خشک و گرانول های آزاد با جریان آزاد در مسیرهای کوتاه افقی یا شیبدار مناسب است و سیستم های فاز متراکم طولانی تری را در کارخانه های مواد غذایی، شیمیایی و دارویی تکمیل می کند. مشاهده محصول → برای کارکردهای طولانی، توان عملیاتی بالا، یا محصولاتی که نمی توانند حمل و نقل مکانیکی را تحمل کنند، فاز متراکم انتخاب ارجح باقی می ماند. بسیاری از کارخانه های مواد غذایی، شیمیایی و دارویی ترکیبی را اجرا می کنند: انتقال خلاء یا پیچ برای بخش های کوتاه، فاز متراکم برای خط اصلی بین ساختمان ها یا سیلوها.
ملاحظات کلیدی قبل از خرید
هنگامی که شما یک سیستم فاز متراکم را مشخص می کنید، بحث با تامین کننده باید حداقل چهار نقطه قبل از نقل قول از تجهیزات حل شود.
- تامین هوا. فاز متراکم به منبع هوای با فشار بالاتر نسبت به فاز رقیق نیاز دارد. تصمیم بگیرید که آیا یک کمپرسور اختصاصی راه اندازی کنید یا به هوای کارخانه ضربه بزنید. عرضه اختصاصی معمولاً قابل اعتمادتر است، زیرا فشار هوای کارخانه با شروع و توقف سایر تجهیزات در نوسان است.
- طرح بندی خط. هر خمیدگی مقاومت میافزاید و به رابها مکانی برای توقف میدهد. خمیدگی ها را به حداقل برسانید، از زانوهایی با شعاع بلند استفاده کنید، و برای محصولات ساینده پوشش های قابل تعویض یا خم های با روکش سرامیکی نصب کنید.
- تست مواد هرگز یک خط فاز متراکم را تنها از روی چگالی حجمی اندازه نکنید. توزیع اندازه ذرات، محتوای رطوبت، انسجام و شکنندگی همگی بر تشکیل پلاگین تأثیر میگذارند. آزمایش کنترل شده روی محصول واقعی تنها راه قابل اعتماد برای تنظیم قطر خط، جریان هوا و فشار است.
- کیفیت کامپوننت دریچه تخلیه مخزن ضربه، اتصالات تزریق هوا و خمیدگی خط لوله در اولین سرویس ساینده خراب می شوند. اجزایی را مشخص کنید که برای فشار عملیاتی درجه بندی شده و برای تعویض سریع طراحی شده اند.
هزینه عملیاتی نیز باید صادقانه ارزیابی شود. سیستم های فاز متراکم معمولاً به کمپرسورهای بزرگتر و انرژی بیشتری در هر تن انتقال یافته نسبت به فاز رقیق نیاز دارند. بازپرداخت ناشی از تلفات کمتر محصول، نگهداری کمتر و انسداد خط کمتر است. گیاهانی که محصولات ساینده یا شکننده را تولید می کنند، معمولاً این تفاوت را در اولین چرخه کامل تولید بازیابی می کنند.
سوال تعیین کننده ساده است: محصول شما وقتی با سرعت 25 متر بر ثانیه حرکت می کند چه می کند؟ اگر پاسخ شکستگی، گرد و غبار، جداسازی یا سایش سریع لوله باشد، انتقال پنوماتیک فاز متراکم ارزش سرمایه گذاری بیشتر کمپرسور را دارد. اگر محصول مستحکم، جریان آزاد و فاصله کوتاه باشد، یک سیستم خلاء یا پیچ سادهتر این کار را انجام میدهد. در هر مورد، سرعت ها، فشارها و رفتار مواد اندازه گیری شده در طول آزمایش با محصول خود شما باید مشخصات نهایی را تعیین کند.
