تكنولوجيا ومعدات تصنيف الهواء: قيادة صناعة المسحوق نحو الدقة

في مجال معالجة المساحيق، تُعدّ تقنية تصنيف الهواء من أهم تقنيات المعالجة العميقة للمساحيق. وهي ضرورية لتحقيق تنقية المساحيق في قطاع المواد غير العضوية وغير المعدنية. ومع تزايد متطلبات الصناعة الحديثة للتحكم في حجم الجسيمات على مستوى الميكرون، أصبح التحدي الرئيسي هو إنتاج مساحيق فائقة الدقة وموحدة بكفاءة وتوفير الطاقة.

مبادئ التصنيف والأنواع

التصنيف واسع النطاق: يُفصل جزيئات المواد بناءً على اختلاف خصائصها الفيزيائية (مثل الحجم، والشكل، والكثافة، والمغناطيسية، والنشاط الإشعاعي) وفقًا لمتطلبات الإنتاج. الطريقة الشائعة هي الفرز عبر الشبكات، وهو مناسب للجسيمات التي يزيد حجمها عن 50 ميكرومتر. مع ذلك، غالبًا ما تشغل معدات الفرز مساحة كبيرة، وقد تُسبب سحقًا ثانويًا.

• التصنيف الضيق: يعتمد على اختلاف القوة المحصلة التي تتعرض لها الجسيمات ذات الأحجام المختلفة في وسط مائع، مما يؤدي إلى اختلاف مساراتها، وبالتالي تحقيق الفصل. بناءً على الوسط، يُقسم تصنيف المساحيق إلى تصنيف جاف (باستخدام الهواء) وتصنيف رطب (باستخدام الماء أو سوائل أخرى). يتطلب التصنيف الرطب تجفيف الجسيمات وتجفيفها لاحقًا، ويستهلك كميات كبيرة من الماء، ويستهلك طاقة أكبر. وبالتالي، يُستخدم التصنيف الجاف (تصنيف الهواء) على نطاق أوسع في الإنتاج الصناعي.

معدات التصنيف

يمكن تصنيف مصنفات الهواء إلى نوعين بناءً على وجود أجزاء داخلية دوارة: مصنفات الهواء الساكنة (أو الثابتة) ومصنفات الهواء الديناميكية.

01 مصنفات الهواء الثابتة

تتميز هذه الأجهزة ببنية بسيطة نسبيًا وسهولة صيانتها، إلا أنها توفر دقة تصنيف أقل وتوفر وسائل أقل لضبط حجم الجسيمات. وتُصنف هذه الأجهزة، بناءً على القوة المهيمنة، إلى أجهزة تصنيف جاذبية وأجهزة تصنيف طرد مركزي.

① المُصَنِّف التجاذبي: تُصنِّف هذه الطريقة الجسيمات بناءً على اختلاف قوة الجاذبية وسرعة الترسيب للجسيمات ذات الأحجام المختلفة، وتفاعلها مع السائل. وحسب اتجاه تدفق السائل ومجال القوة، يمكن أن يكون التدفق رأسيًا أو أفقيًا.

كانت المصنفات الجاذبية أقدم الأنواع التي طُوّرت، وتُستخدم الآن في مجالات مُختلفة. ومع ذلك، مع تطور الصناعات الدقيقة وتكنولوجيا المساحيق، تُعدّ كفاءتها ودقتها في التصنيف محدودة. يُمكن تحسين الكفاءة من خلال الفصل متعدد المراحل، مما يجعل المصنفات المتعرجة محورًا بحثيًا حاليًا. كما يُمكن لربط التدفقات الرأسية والأفقية تحسين مجال التدفق الداخلي. مزاياها، مثل انخفاض الضغط، وتبديد الحرارة الجيد، والسعة الكبيرة، تجعلها مناسبة للمعالجة المُسبقة للجسيمات أو المواد الأكبر حجمًا التي لا تتطلب تصنيفًا دقيقًا.

② مصنف الطرد المركزيفي التصنيف الطارد المركزي، تنفصل الجسيمات الخشنة والدقيقة عن بعضها البعض بالتحرك في اتجاهات مختلفة تحت تأثير مقاومة الهواء وقوى الطرد المركزي. عادةً ما تستخدم مصنفات الطرد المركزي الساكنة مداخل مماسية تُنتج تدفق هواء دوارًا عالي السرعة، أو ريش توجيه تُدير الجسيمات. تتميز هذه المصنفات بالبساطة، وانخفاض التكلفة، وسهولة الصيانة. وبالمقارنة مع الأنواع التي تعمل بالجاذبية، تُحسّن هذه المصنفات من الكفاءة والدقة بشكل ملحوظ، مما يؤدي إلى استخدام صناعي أوسع. غالبًا ما تُركز الأبحاث الحالية على بنية مدخل مصنفات الأعاصير أو إضافة مداخل. الدراسات الميكانيكية حول تصادم الجسيمات وتكتلها داخل هذه المصنفات قليلة؛ إذ يُمكن لأدوات مثل CFD-DEM تحليل تفاعلات الجسيمات للكشف بشكل أعمق عن آلية التصنيف.

02 مصنفات الهواء الديناميكية

تتميز أجهزة تصنيف الهواء الديناميكية بأجزاء دوارة داخلية، مما يوفر كفاءة ودقة تصنيف أعلى بكثير مقارنةً بالأجهزة الثابتة، مما يجعلها من المعدات الشائعة اليوم. ورغم أن بنيتها الداخلية أكثر تعقيدًا، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل واستهلاك الطاقة، إلا أنها توفر كفاءة أعلى، ومعايير أكثر قابلية للتعديل، وهي أكثر ملاءمة للتصنيف الدقيق.

بناءً على اتجاه قفص الدوار، تُقسّم هذه الأجهزة إلى مُصنّفات هواء دوامية رأسية وأفقية. يؤثر هذا الاتجاه بشكل كبير على الأداء.

• الهيكل الميكانيكي: تتميز المصنفات الأفقية بقفص دوار مدعوم بذراع كابولي، مما يتطلب مغازل ومحامل أكبر. أما المصنفات الرأسية، فتتميز بهيكل عام أكثر تعقيدًا وتكاليف تصنيع أعلى.

كفاءة التصنيف: تضمن المصنفات الرأسية إجراء التصنيف على مساحة تزيد عن 90% من محيط قفص الدوار، بغض النظر عن طريقة التغذية. عادةً ما تحتوي المصنفات الأفقية على مدخل هواء أحادي الجانب، مما يترك ربع المساحة على الأقل غير مُشارك.

دقة التصنيف: تسمح المصنفات الرأسية بدخول الهواء من جميع الجوانب، مما يُنشئ مجال تدفق مستقرًا ويُنتج حجمًا موحدًا للمنتج. في الأنواع الأفقية، تكون سرعة الهواء أعلى عند أسفل الدوار منها عند أعلاه/جوانبه، مما يُوسّع نطاق حجم التصنيف، ويُتيح إمكانية انتقال الجسيمات الخشنة.

• انخفاض الضغط: يخضع تدفق الهواء في المصنفات الرأسية لتغيرات متعددة في الاتجاهات، مما يؤدي إلى فقدان ضغط أكبر. أما المصنفات الأفقية، فهي مدمجة وتحتوي على مكونات داخلية أقل، مما يُقلل من فقدان الضغط.

خاتمة

من الفصل التجاذبي البسيط إلى الفصل الدوامي الدقيق، أصبحت تقنية تصنيف الهواء محركًا رئيسيًا، فهي تُسهم في تطوير صناعة المساحيق بجودة عالية. ومع تعميق فهم سلوك الجسيمات وديناميكيات مجال التدفق، ستصبح معدات تصنيف الهواء المستقبلية أكثر كفاءة. سيوفر هذا التقدم حلولًا أكثر فعالية لمعالجة المساحيق في المجالات الاستراتيجية الناشئة، مثل المواد الجديدة والطاقة الجديدة.

آلات مسحوق ملحمة

يُعد استخدام تقنية التصنيف المناسبة أمرًا أساسيًا لتحقيق التوزيع الدقيق لحجم الجسيمات الذي يتطلبه تطبيقك. في شركة Epic Powder Machinery، نتخصص في حلول تصنيف الهواء المتقدمة المصممة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والدقة والموثوقية. سواء كنت تعمل في مجال المواد الجديدة أو الأدوية أو أي قطاع آخر يتطلب مساحيق دقيقة، مسحوق ملحمي نوفر لكم المعدات المصممة خصيصًا لكم. دعوا خبرتنا تساعدكم على الارتقاء بمستويات الأداء في عمليات معالجة المساحيق.