ضبط عمل المطحنة – نسبة التنعيم البروفيسور فرحان ألفين

الاستقبال والنظافة و الترطيب Intake , Cleaning , whDampening , Conditioning Section ، أساسيات و تقنيات و فنيات عملية الطحن - Milling Techniques and Technology ، نظم النخل و المناخل و فنياته - Sifting System - Sifters - Plansifters ، تنقية السيمولينا (السميد) وفنياته - Semolina Purification System .
أضف رد جديد
Osama Badr
مؤسس المنتدى
مشاركات: 8628
اشترك في: الخميس مايو 03, 2018 2:46 pm
اتصال:

ضبط عمل المطحنة – نسبة التنعيم البروفيسور فرحان ألفين

مشاركة بواسطة Osama Badr »



ضبط عمل المطحنة – نسبة التنعيم البروفيسور فرحان ألفين

كمية المنتجات الناعمة وخاصة النخالة المنتجة في قسم الكسرات يجب أن يكون بحدوده الدنيا. بسبب صعوبة فصل الدقيق عن النخالة الناعمة إذا انتج في المراحل الأولى لنظام الكسرات فإنه سوف يؤثر سلبا على علمية الطحن اللاحقة لنظام الكسرات. لذلك يعتبر نظام الكسرات عملية حرجة جدا في مطاحن الدقيق. حيث يجب على الطحان استخدام مهارته ومعرفته لتقليل إنتاج الدقيق قدر الإمكان في نظام الكسرات وبالتالي تقاس مهارة الطحان بكمية ونقاوة الدقيق النهائي الذي يمكنه إنتاجه.

Prof. Farhan Alfin Avrasya University رئيس قسم هندسة الأغذية
هدف طحن القمح فصل مكونات بنية حبة القمح بكسر الحبة واسترجاع الاندوسبيرم من الأجزاء الأخرى التي تتشكل من الجنين والقشور ومن ثم تنعيم الاندوسبيرم الى حبيبات بتوزع معين لحجم الحبيبات. لحبة القمح شكل متطاول يوجد في احد طرفيه الجنين والطرف الاخر شعيرات. حجم حبات القمح غير متجانس وللحبة اخدود وهو ميزة تشريحية تجعل من استرجاع الاندوسبيرم نقيا تحديا. تلتف طبقات القشرة لداخل الحبة نفسها. كل هذه الميزات في بنية حبة القمح تجعل فصل اندوسبيرم حبة القمح ليس سهلا وهذا يعني يجب كسر القمح بطرق ميكانيكية (Bunn, 2000; Campbell, 2007).

يوجه الطحان جهوده ليحصل على ثلاثة اهداف أساسية، وهي الحصول على نسبة استخراج مثلى مع أعلى جودة للمنتجات النهائية واستطاعة المطحنة. الغاية من جهوده لهذه الأهداف الحصول على توازن اقتصادي أمثل لهذه الأهداف. (Posner and Hibbs, 2005; Campbell, 2007). لتحقيق الطحان غايته يجب عليه ان يمارس تقنيات طحن فعالة وجعل تيارات المنتجات البينية في المطحنة لكل آلة مثلى ((Bunn, 2000). لذلك تراقب تيارات المنتجات البينية من ناحية الكمية (جدول التوزع) ، النوعية (منحني الرماد)، وحبيباتها (نسبة التنعيم و جدول الحبيبات) وتستخدم هذه البيانات لضبط المطحنة من قبل الطحان (Posner and Hibbs, 2005).

سوف تناقش هذه التقنيات في سلسلة من المقالات. في هذه المقالة سوف يبين أهمية نسبة التنعيم.

نظام الكسرات يمكن تقسيم عملية طحن القمح الى ثلاثة أنظمة أساسية: الكسرات (Break) ، والتخافيض (Sizing) والتنعيم (Reduction). للحصول على أعلى نسبة استخراج للدقيق مع أقل نسبة رماد يجب ان يكون الهدف الأول للطحان ان يكون نظام الكسرات ان يكسر حبات القمح ويستخرج أكبر كمية من حبيبات الاندوسبيرم النقي كبيرة على شكل سميد وفرخة (middling) والحفاظ على النخالة كبيرة تحتوي على اقل كمية من الدقيق (Bunn, 2000; Campbell, 2007; Serna-Saldivar, 2010).

هدف أنظمة التخافيض والتنعيم خفض حجم حبيبات السميد والفرخة الى دقيق (Serna-Saldivar, 2010). يخفض نظام التخافيض حجم حبيبات الاندوسبيرم منتجا حبيبات بأحجام متقاربة وبالتالي يجعل عمل نظام النتعيم يعمل بكفاءة مثلى (Miskelly and Suter, 2010).

يتألف نظام الكسرات عادة من 4-6 مراحل (1BK, 2BK, 3BK,….) من آلات طحن اسطوانية تمتلك أسنان حلزونية تتدرج في صغرها. ينخل المنتج بعد كل عملية طحن في جهاز نخل لفصل الدقيق عن النخالة وحبيبات السميد الكبيرة (Miskelly and Suter, 2010; Serna-Saldivar, 2010). منتجات نظام الكسرات النخالة والسيمد والفرخة والدقيق. السميد هي حبيبات الاندوسبيرم التي يتراوح حجمها بين 210 ميكروميتر حتى 500 ميكروميتر. الفرخة هي حبيبات الاندوسبيرم التي تمر من 210 ميكوميتر و اكبر من 150 ميكروميتر. يجب ان تكون كمية الدقيق اقل ما يمكن وأصغر من 150 ميكروميتر (Serna-Saldivar, 2010). يجب ان تكون النخالة على شكل شرائح وخالية من الاندوسبيرم الملتصق بها. حجم حبيبات النخالى أكبر من 500 ميكرون. نفاضات النخالة (bran finisher) تنزع الدقيق المتبقي من النخالة الكبيرة بعد نظام الكسرات (Miskelly and Suter, 2010).

في أسطوانات الكسرة الأولى والثانية يستخرج أكبر كمية من حبيبات السميد والفرخة النقية بكميات صحيحة مناسبة توازن المطحنة التصميمي ويجب الحفاظ على قشور النخالة كبيرة وإنتاج أقل كمية من حبيبات النخالة الناعمة. الهدف في مراحل الكسرات الرابعة والخامسة تنظيف تيارات الكسرات واسترجاع الاندوسبيرم المتبقي والملتصق بالنخال مع الحفاظ على عدم انتاج حبيبات نخالة ناعمة (Bunn, 2000). مراحل الكسرات الأساسية (الأولى والثانية والثالثة) هي الأكثر حملا في المطحنة وتنتج تيارات منظفات السميد (purifier) واسطوانات التخافيض والتنعيم. الكسرات الثانوية (الرابعة والخامسة) لا تشترك بشكل فعال في مردود انتاج الدقيق. ولكنها تستخرج فرخة ناعمة ترسل الى المراحل النهائية من نظام التنعيم وهي كمية حرجة لإنتاج مردود مقبول من الدقيق (Posner and Hibbs, 2005).

كمية المنتجات الناعمة وخاصة النخالة المنتجة في قسم الكسرات يجب أن يكون بحدوده الدنيا. بسبب صعوبة فصل الدقيق عن النخالة الناعمة إذا انتج في المراحل الأولى لنظام الكسرات فإنه سوف يؤثر سلبا على علمية الطحن اللاحقة لنظام الكسرات. لذلك يعتبر نظام الكسرات عملية حرجة جدا في مطاحن الدقيق. حيث يجب على الطحان استخدام مهارته ومعرفته لتقليل إنتاج الدقيق قدر الإمكان في نظام الكسرات وبالتالي تقاس مهارة الطحان بكمية ونقاوة الدقيق النهائي الذي يمكنه إنتاجه (Bunn, 2000; Campbell, 2007).

يعتمد تكسر حبات القمح في أسطوانة الكسرة الأولى على خصائص القمح (يتضمن توزع حجم الحبات، قساوته ومحتوى الرطوبة) وعلى تصميم وتشغيل آلة الطحن (يتضمن سرعة دوان الأسطوانات والسرعة النسبية وضعية الأسطوانات وشكل الأسنان وعددها وميل السن والمسافة الفاصلة بين الاسطوانتين ودرجة تآكلها و سرعة التغذية). تأثير هذه العوامل جلي على توزع حجم الحبيبات الناتجة عن الكسرة الأولى وعلى توزع تركيب هذه الحبيبات (حيث الحبات الكبيرة غنية بالنخالة في حين الحبيبات الصغيرة اندوسبيرم نقي) وعلى الطاقة اللازمة لطحن القمح وسرعة تأكل الأسطوانات (Campbell, 2007). ماهي نسبة التنعيم ؟

نسبة التنعيم هي كمية المادة المطحونة الناتجة والتي تتألف على الأغلب من السميد والفرخة والدقيق والنخالة الناعمة منسوبة الى كمية المادة الأساسية المنخولة بمنخل ذو أبعاد فتحات محددة. يبين الشكل 1 مخطط اختبار نسبة التنعيم.

المعادلة التالية يجب ان تستخدم في حساب نسب التنعيم:

Break release=(W_1-W_2)/W_1 ×100

حيث W1 وزن العينة، W2 وزن المتبقي فوق المنخل بعد عملية النخل. قيمة نسبة التنعيم هي في الحقيقة نسبة المادة المارة من المنخل.

الشكل 1 مخطط يبين نسبة التنعيم

ماهي ضرورة نسبة التنعيم؟ قبل البدء بضرورة نسبة التنعيم يجب شرح مصطلح توازن المطحنة. يعرف توازن المطحنة في قاموس مصطلحات الطحن بأنه التوزع المناسب للمادة على التجهيزات المختلفة لنظام الطحن كما هو محدد في مخطط الطحن لضمان حمل تغذية مناسب للتجهيزات وكفاءة مطحنة مرتفع (Gwirtz, 2002).

للحصول على الكفاءات المثلى لجميع الآلات في المطحنة يجب استخدام جميع أقسام المطحنة بطاقتها الكاملة وعلى الطحان أن يضمن ارسال كمات صحيحة من أسطوانات الكسرات الى آلات الطحن اللاحقة والمناخل ومنظفات السميد لما صممت المطحنة له للحفاظ على توازن المطحنة. كميات المادة مهمة بقدر نوع المادة – الجودة وحجم الحبات. إذا ما تغيرت هذه الكميات لأي سبب فإن بعض آلات المطحنة ستحمل أكثر من ما هو مصمم وآلات أخرى ستحمل أكثر مسببة عدم توازن نظام الطحن. يسبب عدم التوازن هذا عدم كفاءة المطحنة وانخفاض نسبة الاستخراج و نوعية الدقيق المنتج وارتفاع تكاليف الطحن وانخفاض استطاعة المطحنة (Bunn, 2000; Posner and Hibbs, 2005).

يسبب عدم توازن تدفق المطحنة الى المناخل بانكشاف سطح النخل او زيادة كمية المادة فوق سطح النخل والذي يؤدي لنوعية دقيق سيئة. عند استلام المنخل كمية كبيرة جدا سيبقى نسبة كبيرة من المادة الناعمة في التيار العلوي والذي بشكل مباشر سيؤدي الى حمل زائد للمراحل اللاحقة في النظام. وإذا لم يغذى المنخل بكمية كافية ستكون كمية المادة العلوية قليلة والتي ستؤدي الى مرور حبيبات ناعمة منخفضة الجودة وتؤدي أيضا الى وصول كمية أقل مما هو مصمم الى الآلات اللاحقة وبالتالي تؤدي الى انكشاف مساحات النخل في مساحات النخل اللاحقة (Bunn, 2000).

تستخدم نسبة التنعيم من أجل (Bunn, 2000; Posner and Hibbs, 2005): 1) الوصول لكفاءة مطحنة أمثل وذلك بالحفاظ على المطحنة متوازنة إذا ما حدث خلل ناتج عن تغيرات التكييف او مزيج القمح الذي يؤدي إلى تغير كمية السميد والفرخة والدقيق في نواتج مراحل عملية الطحن الأولية . إن الحفاظ على كفاءة المطحنة الأمثل يؤدي إلى جودة مرتفعة ومستقرة للدقيق مع أعلى استطاعة للمطحنة ونسبة استخراج.

2) تقييم أداء المطحنة خلال فترة. بتعبير آخر، مراقبة اهتراء أسنان الأسطوانات. عند اهتراء أسنان الأسطوانات تنخفض نسبة التنعيم، لذلك يجب على الطحان زيادة الضغط على الأسطوانات محاولا الحصول على الكمية المطلوبة من المنتجات الناعمة من نظام الكسرات. وهذا سوف يتطلب طاقة أعلى التي يمكن مراقبتها في المطاحن الحديثة من خلال مقياس الامبير الموجود على محرك كل أسطوانة.

كيف يمكن مراقبة نسبة التنعيم؟ يجب ضبط طريقة قياس نسبة التنعيم ومنتظمة لتجنب تغير نتائج التجارب وإلا تصبح عديمة الفائدة. يجب على رئيس الطحانين التدرب على الطريقة ويضمن استخدام نفس الطريقة والتجهيزات في كل مرة دون استثناء (Bunn, 2000; Fowler, 2012).

أخذ العينات عملية أخذ العينة لتحليل النخل هي تحد بحد ذاته وهو يتطلب بعض الخبرة. يجب أخذ عينات تمثيلية حقا من التدفق يمكن الحصول عليها مرارا وتكرارا. يجب أخذ عينة من التيار الناتج عند اسفل أسطوانة الطحن من كل طرف وعند الضرورة من الوسط، ويجب جمع العينة بطريقة ثابتة (Bunn, 2000; Fowler, 2012). يستخدم بعض الطحانين وعاء مصمم بشكل خاص مزود بغطاء فاصل لأخذ حجم ثابت من أسفل الأسطوانات. يستخدم اوعية بأحجام مختلفة لتيارات مختلفة. يسجل الوزن الكلي للعينة ويستخدم في حساب نسبة التنعيم (Posner and Hibbs, 2005; Fowler, 2012). يمكن نخل العينة المأخوذة مباشرة أو وزن عينة صغيرة منها. تمنع الطريقة الأولى التي تزن العينة المأخوذة كلها التمايز ولكن تتطلب تجميع احجام متشابه من العينات واجراء حسابات لتحديد نسبة المار من المنخل.

وزن قسم صغير من العينة المأخوذة من عند اسفل الأسطوانات تمنع الحسابات ولكن تسبب الاهتزاز والتمايز غير المقصود في العينة (Bunn, 2000; Fowler, 2012). الحبيبات الصغيرة تميل للتجمع عند أسفل وعاء العينة. على الأغلب ما ينتج عن عملية اخذ قسم من العينة المأخوذة قيم أقل لنسبة التنعيم المحسوبة من القيم الحقيقية (Fowler, 2012). وفقا لذلك، يجب نخل عينة كاملة يتراوح وزنها 100-200 غرام. يمكن ضبط حجم العينة بواسطة حجم الوعاء او زمن أخذ العينة. يجب إجراء عملية وزن العينة بحيث لا يؤدي إلى تمايز حبيبات العينة. من المهم وزن صحيح للعينة ووزن الأجزاء المفصولة بعد النخل (Posner and Hibbs, 2005).

النخل من المهم استخدام منخل تجريبي مناسب في تحديد نسب التنعيم من أسطوانات الطحن. يجب ان يكون المنخل التجريبي كبير كفاية لنخل العينة المأخوذة (Fowler, 2012).

يتم قياس نسب التنعيم باستخدام المنخل اليدوي لتقليد الفواصل الخشنة للمنخل. مؤخرا استخدم المنخل الميكانيكي مع جهاز تحديد زمن النخل. يختار الطحان في تحديد نسبة التنعيم مناخل ذات أبعاد فتحات مشابه للمستخدمة في أعلى جهاز قسم النخل في المطحنة وينخل كل عينة لزمن ثابت (Posner and Hibbs, 2005; Fowler, 2012). يمكن تحديد الزمن المناسب بزيادة زمن النخل 10 ثانية بشكل تدريجي ويكون الزمن المناسب للنخل عندما يصل التغير في كمية المادة المارة من المنخل أقل من 1% من الكمية الأصلية ويكون المتبقي فوق المنخل خال من المادة الناعمة (Gwirtz, 2018).

بشكل عام يوزن المتبقي فوق المنخل ويطرح من وزن العينة الأصلي لحساب وزن المادة المارة من المنخل ويحسب كنسبة من وزن العينة الأصلية (Gwirtz, 2002).

في المطاحن الحديثة يتبع طرق مختلفة لتحديد نسبة التنعيم آليا على الخط. عدلت المناخل التجريبية لتفصل بشكل مستمر المادة إلى متبقي ومار من المنخل ويستخدم اوزانها لحساب نسبة التنعيم ومعايرة المسافة الفاصلة بين أسطوانات الطحن. طريقة أخرى لضبط المسافة الفاصلة بين الأسطوانات وذلك بوزن مخرج احد المناخل بشكل مستمر بواسطة ميزان تدفقي وبتحكم ذو تغذية عكسية (Posner and Hibbs, 2005).

طريقة مبتكرة لمراقبة توزع الحبيبات بواسطة جهاز قياس حجم الحبيبات (PSM) الذي مكن تركيبه بشكل ثابت على خط الإنتاج او محمول. يعتبر جهاز قياس حجم الحبيبات بديل للمنخل المخبري التقليدي (Ziolko, 2018).

متى يجب اجراء اختبار نسبة التنعيم؟ يجب فحص نسبة التنعيم عند حصول تغير في المطحنة أو الأسطوانات أو المناخل.

تغيرات صغيرة في رطوبة قمح غير صحيحة أو زمن تركيب غير ثابت أو قساوة القمح أو ضبط غير جيد لأسطوانات التغذية أو معايرة غير صحية للمسافة الفاصلة بين الأسطوانات أو فراش تنظيف الأسطوانات أو مناخل غير صحيحة أو تضرر في منظفات المناخل أو ضبط غير صحيح لهواء منظفات السميد يمكن ان يسبب نتائج طحن غير صحيحة في مطحنة جيدة (Bunn, 2000).

تحدد نسب التنعيم بشكل روتيني وعلى الأقل مرة في كل وردية. بسبب التغيرات في تركيب التيارات المختلفة التي تحدث نتيجة خلط القمح المطحون فإنه يجب معايرة نسب التنعيم لكل مرحلة من مراحل الكسرات من قبل رئيس الطحانين بعد تغير مزيج القمح (Bunn, 2000; Posner and Hibbs, 2005).

عند اجراء وحسابات منحني الرماد في المطحنة فإنه من المخم التأكد من نسب التنعيم و معايرتها كمرحلة استباقية في الحسابات.

ماهي قيم نسب التنعيم المثلى؟ كل من نوعية القمح ورطوبته وطول خط الطحن وحالة أسطوانات الطحن ونوعية الدقيق المطلوبة تحدد جدول نسب التنعيم المثلى لعمل أي مطحنة (Fowler, 2012). محتوى الرماد في الدقيق المنتج يعتبر دليل جيد للانحراف عن قسم نسبة التنعيم المثلى. يؤثر ضبط نسب التنعيم لمراحل الكسرات الثلاثة الأولى (الكسرات الأولية) في الرماد التكاملي للدقيق المنتج وتوزع المنتجات البينية في المطحنة (Sakhare and Inamdar, 2014).

عند تحديد جدول نسبة التنعيم المثلى لمطحنة فإن إدارة مناسبة لاختبار ومعايرة نسب التنعيم عملية حرجة للحفاظ على توازن صحيح للمطحنة وتحقيق الهدف النهائي والحصول على نسبة استخراج عظمى لمنتج جيد (Fowler, 2012, Fowler, 2014).

على سبيل المثال تضبط نسبة التنعيم وفقا للقيم التالية في مطاحن ذات أربع و خمس كسرات (Posner and Hibbs, 2005; Sebastian, 2018).

copied
https://millerarabic.com/blog/%D8%B6%D8%A8%D8%B7-%D8%B9%D9%85%D9%84-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B7%D8%AD%D9%86%D8%A9-%D9%86%D8%B3%D8%A8%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%AA%D9%86%D8%B9%D9%8A%D9%85-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%B1%D9%88%D9%81-87
مدونة تكنولوجيا الطحن Millingtec
https://millingtec.blogspot.com
-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-
مدونة اعمل صالحا DOSALEH
https://dosaleh.blogspot.com
-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-٠-
قناة زدنى علما zdny3lma
https://www.youtube.com/@zdny3lma
Knowledge is a power
Keep on what you're reading of HOLY QURAN
There is much still to learn
أضف رد جديد

العودة إلى ”تكنولوجيا الطحن Milling Technology“