تقنية الأسطوانة الجديدة تلبي الطلب على الدقة

يتزايد طلب السوق على الجسيمات الدقيقة. نظرا لأن الشركات تسعى جاهدة لتحسين خصائص المنتج ، وتحقيق كفاءات أعلى في العملية واستخدام طاقة أقل ، تصبح تقنيات مطحنة الأسطوانة أكثر أهمية من أي وقت مضى.

إنه عالم يتقلص. يجتمع النقل الأسرع ومعلومات الإنترنت الفورية والاتصال الفوري لجعل كوكبنا الهائل ، لجميع الأغراض العملية ، أصغر بكثير وأكثر تطلبا مما كان عليه من قبل.

في عالم التصنيع اليوم ، تطالب الشركات أيضا بالكثير من معدات المعالجة الخاصة بها. وبشكل أكثر تحديدا ، يسعون إلى الحصول على مزايا تنافسية من خلال تحسين خصائص المنتج ، وكفاءة العمليات العالية واستخدام أقل للطاقة.

Why Maximize Uniformity?

في العديد من تطبيقات تقليل الجسيمات ، يكون الهدف الأكثر أهمية هو تعظيم توحيد الجسيمات.

خذ القهوة ، على سبيل المثال. في الولايات المتحدة ، عادة ما يتم طحن القهوة لتحقيق أقصى عائد على نطاق حجم 16 × 40 شبكة أمريكية (1،170 إلى 590 ميكرون) مع الحد الأدنى من “الغرامات” (في هذه الحالة ، جزيئات أصغر من 40 شبكة). بعد الطحن ، لا يتم تصنيف القهوة ولكنها تنتقل مباشرة إلى التعبئة والتغليف.

يتطلب هذا النوع من العمليات المبسطة كلا من التوحيد الدقيق للطحن واتساق المنتج النهائي. إذا اختلف حجم الطحن أو تم إنشاء غرامات إضافية (أو غبار) ، فإن القهوة تفرط في استخلاصها أثناء عملية التخمير. هذا الإفراط في الاستخلاص يزيد من مرارة القهوة.

في تطبيقات تقليل الجسيمات الأخرى ، يجب استيفاء متطلبات حجم الجسيمات الصارمة ، وبالتالي ، يلزم تصنيف المنتج. عندما يكون هذا هو الحال ، غالبا ما يتم التخلص من الغرامات أو إعادة معالجتها أو استخدامها في سوق ثانوية (الشكل 1). في كلتا الحالتين ، يتم فقدان المال وإهدار الطاقة.

Optimal Applications

بشكل عام ، هناك عاملان يستبعدان استخدام تقنية الأسطوانة الأحدث للاختيار كطريقة مثالية لتقليل الجسيمات لأي تطبيق: (1) المنتج المراد طحنه غير قابل للتفتيت أو هش / قابل للكسر ، أو (2) لا توجد قيمة يمكن اكتسابها من الحفاظ على حجم جسيمات موحد مع الحد الأدنى من الغرامات.

ومع ذلك ، إذا تم استيفاء كلا الشرطين المذكورين أعلاه ، فإن تقنية الأسطوانة الأحدث ستوفر نتائج فائقة لتقليل الجسيمات مقارنة بأي طريقة طحن أخرى ، لا سيما في تلك التطبيقات التي يتراوح فيها متوسط حجم الجسيمات المطلوب بين 100 و 1,500 ميكرون.

The Variables at Play

تلتزم تقنية مطحنة الأسطوانة الأحدث (MPE Gran-U-Lizer) بثلاثة مبادئ أساسية من أجل الحفاظ على توزيع ممتاز للحجم (الشكل 2).

أولا ، البكرات المستخدمة ليست ناعمة عادة. هم ، في الواقع ، مموج مخصص (أو مخدد) لتناسب كل تطبيق محدد.

هناك حرفيا الآلاف من التموجات المختلفة التي يمكن تطبيقها على لفة معينة. من خلال إجراء اختبارات معملية بيئة في العالم الحقيقي ، يمكن تحديد أفضل تكوين لتطبيق معين.

يمكن أن تكون اللفائف مخددة بتموجات تمتد إما على طول اللفة (طولية) أو حول محيط الأسطوانة (محيطية). يمكن أن تختلف المزامير داخل كل تمويج من حيث الشكل وكذلك الحجم.

على سبيل المثال ، تتطلب بعض المنتجات ثمانية مزامير لكل بوصة ، بينما يستخدم البعض الآخر 30 مزامير اعتمادا على متغيرات مثل صلابة المواد والحجم المحدد.

المتغير المميز الثاني المهم هو نسبة سرعة التدحرج النسبية ، أو سرعة التدحرج التفاضلية. سيؤدي تشغيل اللفات بالسرعة النسبية المثالية أثناء مرور المادة عبرها إلى تحقيق تأثير القص المطلوب.

على سبيل المثال، إذا كانت إحدى البكرات تدور عند 500 دورة في الدقيقة والأخرى عند 1,000 دورة في الدقيقة، يتم تحديد سرعة الدوران النسبية عند 2:1 (1,000:500).

تتناسب نسبة سرعة التدحرج النسبية مع كمية القص الموضوعة على جسيم يمر عبر نقطة “ارتشف” الأسطوانة (الشكل 3). كلما زاد القص ، زاد تمزيق الجسيمات المسحوقة. اعتمادا على خصائص المواد وقطع الأسطوانة المستخدمة ، فإن هذه العلاقة لها تأثير واضح على توزيع حجم الجسيمات.

ثالثا ، المشغل لديه القدرة على التحكم في حجم المنتج عن طريق توسيع أو تضييق الفجوة بين القوائم. يمكن ضبط فجوات التدحرج أثناء التنقل لتغيير توزيعات حجم الجسيمات “أثناء التنقل” في ثوان ، مما يلغي الحاجة إلى إيقاف العملية المستمرة والسماح بأوقات التبديل السريع بين إعدادات الطحن المختلفة.

العنصر الأكثر أهمية في قدرة الضبط الدقيق هذه هو الحاجة إلى الحفاظ على القوائم متوازية. اللفات المتوازية تماما هي حجر الزاوية في تقنية مطحنة الأسطوانة هذه.

Controlled Explosions

تطورت تقنية الأسطوانة وأصبحت أكثر دقة على مدار الخمسين عاما الماضية. قد لا يزال البعض يفكر في تقنية الأسطوانة في أكثر أشكالها فظاظة ، حيث تقوم “الكسارات” بسحق المواد القابلة للتفتيت بشكل عشوائي وصولا إلى حجم مصغر ، ولكن تم تصميم بكرات اليوم لإنتاج “انفجارات خاضعة للرقابة” تحقق تقليلا للجسيمات يتم التحكم فيه بالكامل وهندسيا للغاية.

يمكن الآن تقليل حجم المواد القابلة للتفتيت – أي مواد يمكن أن تنكسر بدلا من التسطيح تحت الضغط – بغبار أقل وغرامات أقل وتوحيد أكبر.

في الواقع ، بالمقارنة مع الطرق البديلة للطحن ، تصبح المزايا المحدودة لتقنية مطحنة الأسطوانة هذه واضحة بشكل كبير. على سبيل المثال ، قارن المطاحن الدوارة مع مطاحن المطرقة ، التي تطحن عن طريق الصدمات بسرعات عالية وتعتمد على شاشة تحجيم مثقبة للتحكم في حجم الجسيمات. عادة ما تخلق مطاحن الأسطوانة غبارا أقل بنسبة 50-75٪ وتحسن توحيد الجسيمات المطلوب بنسبة 50-100٪.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرا لأن مطاحن المطرقة وطرق الطحن الاستنزاف الأخرى تعتمد على تأثيرات متعددة ، فإنها تتطلب عادة استخداما أعلى نسبيا للطاقة. يمكن أن يكون توفير الطاقة سببا رئيسيا للذهاب مع المطاحن الأسطوانية على الطرق التقليدية. في الواقع ، نظرا لعملها الاختزال الفعال ، ستنتج مطاحن المطاحن الأسطوانية حمولة أكثر بنسبة 15-40٪ في الساعة بقوة حصانية معينة من مطاحن المطرقة.

تقنية مطحنة الأسطوانة ليست بالضرورة أفضل تقنية لكل تطبيق. إذا كنت تتطلع إلى إنتاج طحن ناعم جدا مع جزيئات نهائية في نطاق 40 ميكرون ، فقد تكون مطاحن الدبوس هي الخيار الأفضل ، على الرغم من أن مطاحن الدبوس لها بعض العيوب المتأصلة ، بما في ذلك السعات المنخفضة نسبيا مع تكاليف التشغيل ورأس المال المرتفعة إلى حد ما.

ومع ذلك ، إذا كنت تبحث عن تخفيض متفوق ومتحكم فيه لأهداف التوزيع التي تتراوح من 100 إلى 1,500 ميكرون وكنت تعمل بمواد قابلة للتفتيت ، فإن تقنية مطحنة الأسطوانة هي خيارك الأفضل.

Growing Markets

يتزايد طلب السوق على الجسيمات الدقيقة. نظرا لأن الشركات تسعى جاهدة لتحسين خصائص المنتج ، وتحقيق كفاءات أعلى للعملية واستخدام طاقة أقل ، فإن تقنيات مطحنة الأسطوانة المستخدمة تصبح أكثر أهمية من أي وقت مضى.

بشكل عام ، نرى شركات الأغذية والكيماويات والمعادن والأدوية في طلب مستمر على تحسينات تقليل الجسيمات.

وبشكل أكثر تحديدا ، هناك سوقان لدينا توقعات عالية جدا بشأنهما في السنوات القليلة المقبلة هما صناعات الكربون والصناعات فائقة الامتصاص.

نظرا لأن هذه المواد أصبحت أكثر تسليعا ، أصبحت كفاءات التصنيع وجودة المنتج ذات أهمية متزايدة.

يجب أن يكون هناك طلب كبير على الكربون المنشط لتنقية الهواء والماء وكذلك إلكتروليتات الكربون المستخدمة في عملية تصنيع الصلب.

نفس القصة تنطبق على المواد فائقة الامتصاص ، والتي تستخدم في تطبيقات مختلفة من المناديل إلى الزراعة. مع نضوج السوق فائقة الامتصاص ، تزداد المنافسة ، وتصبح كفاءات التصنيع أكثر أهمية بشكل تدريجي.

في الأساس ، إذا كانت الشركة تتطلع إلى تقليل حجم الجسيمات القابلة للتفتيت والنفايات والتكاليف ، فإن تقنية تقليل الجسيمات الخاضعة للرقابة لمصانع الأسطوانة أصبحت بشكل متزايد هي السبيل للذهاب.