مقدمه بر بلندینگ
بهره گیری از روش اختلاط یا بلندینگ یکی از روشهای متداول و اصلی به منظور دستیابی به محصولات نهایی با خواص دلخواه در صنایع متنوعی مانند صنایع غذایی، فولاد، ساختمان سازی، دارویی، شیمیایی، پالایشگاهی و روغن سازی می باشد. فرآیندهای بلندینگ به عنوان مرحله ای از مراحل تولید محصول یا به منظور تنظیم خواص نهایی محصول تولیدی با افزودن مواد مختلف به صورت گستره در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. در صنایع غذایی تولید ملات خام قبل از پخت بسیاری از غذاها و فرآورده های غذایی به همراه طعم دهنده ها با استفاده از فرآیند بلندینگ صورت می پذیرد. همینطور از کابردهای دیگر روش بلندینگ به منظور تهیه محلول های شیمیایی با درصد مشخصی از حل شوند یا انجام واکنش شیمیایی خاصی برای تولید مواد شوینده، چسب، رزین، شیشه، لاستیک، سرامیک و کودهای شیمیایی در صنایع شیمیایی نیز می توان اشاره کرد. سادگی در کنترل عملیات، انعصاف پذیری در طراحی و مقرون به صرفه بودن روشهای بلندینگ از جمله مزایای استفاده از این روش هاست. فرآیندهای بلندینگ عموما به انواع مختلفی از جمله میکسرهای اختلاط جامد در جامد، اجیتاتورها و پخش کننده های جامد، مایع و گاز در مایع یا گاز در مایع و همچنین میکسرهای توان بالا برای تولید اختلاط و تولید محصولاتی با رفتارهای غیرنیوتونی و رئولوژیکی پیچیده تقسیم بندی می شوند. در این میان اجیتاتورهای جامد و مایع در مایع در صنایع شیمیایی و نفتی کاربرد گسترده ای دارند. از واحدهای بلندینگ مربوط به محصولات خروجی از برج تقطیر پالایشگاه ها به منظور تولید بنزین گرفته تا بلندرهای تولید روانکارها و روغن های صنعتی در کارخانه های روغن سازی، همگی از فرآیند بلندینگ با استفاده از بلندرها بهره می گیرند.
نمونه هایی از بلندرهای مورد استفاده در صنایع داروسازی، ساختمان سازی، غذایی و نفتی
انواع روش های بلندینگ:
بلندینگ از مهم ترین مراحل تولید محصولات در بسیاری از کارخانه ها به شمار می رود؛ زیرا که کیفیت محصول نهایی در گرو تنظیم دقیق پارامترهای اختلاط در این مرحله می باشد. بلندینگ نادرست به تولید محصولی غیر همگن با مشخصات ظاهری مانند رنگ، بو، بافت، مزه و خواص شیمیایی مانند واکنش پذیری و اشتعال پذیری نامطلوب می انجامد. در دنیای امروز و بازار رقابتی محصولات، استفاده از تجهیزات با راندمان بالا که با استفاده از کمترین انرژی بهترین محصول را تولید کنند، بسیار حائز اهمیت می باشد. دستیابی به بازده ای بالا با توجه به تنوع بسیار زیاد روش ها و پیچیدگی های فنی فرآیندهای بلندینگ نیازمند انتخاب صحیح، طراحی دقیق و به کارگیری ابزار مناسب است. به طور کلی بهره گیری از روش های نوین بلندینگ با راندمان اختلاط بالا، زمان عملیات و بالطبع هزینه ی تمام شده ی محصول را کاهش می دهد که این مهم، لزوم توجه به طراحی و بهینه سازی فرآیند را به روشنی نشان میدهد. فرآیند بلندینگ به دو صورت ناپیوسته و پیوسته قابل انجام است. از تجهیزات مورد استفاده در روشهای ناپیوسته میتوان به بلندرهای ناپیوسته، بلندرهای روبانی، هموژنایزرها و میکسرهای بشکه ای اشاره کرد. همچنین امولسیفایرها و میکسرهای استاتیک از جمله تجهیزات بلندینگ پیوسته یا برخط می باشند.
نمونه هایی از انواع بلندرها
از آنجایی نمونه ی مرسوم و پرکاربرد در صنایع نفتی، شیمیایی، پلیمری، پتروشیمیایی و روغن سازی، بلندرهای ناپوسته می باشند، در ادامه به تفصیل در مورد این دسته از بلندرها مطالبی آورده شده است.
بلندرها تجهیزاتی متشکل از مخزن اصلی، بافل های دیواره، پروانه ها، کویل های حرارتی، الکتروموتور و تجهیزات مکانیکی انتقال قدرت مانند شفت و گیربکس می باشند. از نظر ابعادی این بلندرها تنوع زیادی از نمونه های کوچک آزمایشگاهی تا نمونه های صنعتی با گنجایش بیش از 30000 لیتر را شامل می شود. مواد مورد نظر با توجه به فرمولاسیون محصول نهایی درون مخزن اصلی ریخته می شوند و با استفاده از پروانه های میکسر تعیبه شده در مخزن که توسط الکتروموتور به حرکت در آورده می شوند، همزده شده و فرآیند بلندینگ انجام می گیرد. عوامل عملیاتی متعددی همچون دور همزن، دمای سیال و زمان همزدن بر کیفیت محصول نهایی تاثیرگذار می باشند و هر یک باید به صورت دقیق توسط طراح فرآیند به منظور دستیابی به بهترین محصول تنظیم و اعمال شوند. دور همزن که معمولا بر حسب دور بر دقیقه (RPM) گزارش می شود، با توجه به میزان اختلاط پذیری مواد و خواص ترموفیزیکی سیالات تعیین می گردد. همچنین دمای بلندینگ با توجه به میزان ویسکوزیته ی مواد، وابستگی آن به دما، رفتار رئولوژیکی سیالات و البته میزان حساسیت و پایداری مواد نسبت به دما، مشخص می گردد. علیرغم کاهش مقادیر ویسکوزیته ی سیالات با افزایش دما و افزایش راندمان اختلاط، بعضی مواد در دماهای بالا دچار تخریب و تغییر در خواص شیمیایی می شوند که موجب کاهش کیفیت محصول نهایی خواهد شد.
اجزای اصلی تشکیل دهنده ی بلندرهای ناپبوسته به شرح زیر می باشند.
- مخزن اصلی: محفظهی اصلی نگهدارنده ی سیالات در هنگام انجام عمیالت بلندینگ می باشد. در این نوع از بلندرها، مخزن اصلی استوانه ای شکل و به صورت عمودی است. معمولا پایین این مخزن به صورت مخروطی ساخته می شود تا مواد و محصولات به سهولات به سمت خروجی پایین مخزن هدایت شوند.
- بافل های دیواره: بافلها، صفحاتی فلزی می باشند که در جداره داخلی دیواره ی مخزن اصلی قرار داده می شوند. عرض این بافل ها در نمونه های صنعتی بین 10 تا 25 سانتی متر و معمولا در تمام گستره ارتفاع مایع نصب میشوند. وظیفهی این بافلها که در زوایای مساوی درون مخزن اصلی قرار میگیرند، ایجاد توربولانسی و مغشوش کردن لایه آرام تشکیل شده در کنارهی دیوارههای مخزن اصلی می باشد. این امر سبب میشود تا اغتشاش و بلندینگ به صورت یکنواخت تر و موثرتر انجام شود.
- پروانه: وظیفهی اصلی انتقال نیرو از شفت متصل به الکتروموتور به سیال درون مخزن بر عهده ی پروانه هاست. پروانهها انواع بسیار متنوعی دارند که بایستی با توجه به کاربرد آنها به دقت انتخاب شوند. در یک تقسیم بندی کلی پروانه ها با توجه به نوع جریانی که در سیال ایجاد میکنند به دو دسته ی اصلی شعاعی و محوری تقسیم بندی می شوند. پروانه های شعاعی، جریانی افقی در سیال ایجاد می کنند و بیشتر در مخازن عریض با ارتفاع مایع کم کاربرد دارند و معمولا نسبت به پروانه های محوری با مصرف انرژی بالاتری همراه می باشند. از معروفترین پروانه های شعاعی می توان به پروانه ی توربینی با زاویه پرهی 90 درجه اشاره کرد. این در حالی است که پروانه های محوری، جریانی در جهت محور چرخش با الگوی پایین به بالا تولید می کنند. ازجمله پروانه های محوری می توان به پروانه های تیغه ای زاویهدار، هایدروفویل و مارین اشاره کرد. پروانههای تیغه ای زاویه دار از متداول ترین نوع پروانه های محوری می باشند که به منظور اختلاط دو یا چند مایع و یا مقادیر کم جامد در مایع و تا ویسکوزیته های cp 50000 مورد استفاده قرار میگیرند. این پروانه ها شامل تعدادی تیغه با زاویه ی بین 20 تا 60 درجه می باشند. تعیین دقیق تعداد پره و زوایای آنها با توجه به توع فرآیند و رفتار رئولوژیکی سیالات بستگی دارد. لازم به ذکر است که برای سیالاتی با ویسکوزیته بالا یا مواردی که ارتفاع سیال زیاد می باشد معمولا از دو یا سه پروانه بهره برده میشود تا بلندیگ کامل در تمامی نقاط مخزن را تضمین نماید. البته پره های لنگری و حلزونی هم وجود دارند که به منظور اختلاط سیالاتی با ویسکوزیتهی بالا کاربرد دارند.
برخی از انواع پروانه های متداول
- الکتروموتور و تجهیزات انتقال نیرو: منبع اصلی تولید کشتاور لازم برای همزن سیال های داخل بلندر به عهدهی الکتروموتور می باشد. نیروی تولید شده با استفاده از گیربکس های دور ثابت یا متغیر به شفت اصلی منتقل شده و از آنجا پروانه ها را به حرکت در می آورد. تعیین دقیق میزان توان مورد نیاز الکتروموتور با توجه به شرایط فرآیند از جمله خواص ترموفیزیکی سیالات (چگالی و ویسکوزیته)، رفتار رئولوژیکی، دور پروانه و سایر مقاومت های موجود در سیستم تعیین می گردد.
- کویلهای سرمایشی و گرمایشی: دما از عوامل عملیاتی بسیار مهم در فرآیندهای بلندینگ به شمار میرود. افزایش دما، ویسکوزیته و تنش تسلیم را کاهش داده و رفتار سیال را به سمت نیوتونی شدن سوق میدهد که منجر به کاهش توان مورد نیاز الکتروموتور میشود. در بسیاری از بلندرها از کویل های حرارتی به منظور تامین انرژی گرمایی و افزایش دمای محتویات داخل بلندرها استفاده می شود. معمولا کویل ها بسته به دمای عملیاتی می تواند از نوع روغن داغ یا بخار باشند که جریان این سیال داغ به صورت دستی یا اتوماتیک با شیرهای خودکار دمایی کنترل میگردد. از طرف دیگر در مواردی مانند وقوع واکنشهای گرمازا در هنگام بلندینگ نیاز است تا گرمای تولید شده توسط واکنش به نحوی از سیستم خارج شود؛ زیرا که افزایش دما منجر به تخریب ساختار شیمیایی مواد یا کاهش میزان تبدیل نهایی واکنش می گردد. در این موارد از جکت ها یا کویل های سرمایشی استفاده و عموما از آب به عنوان سیال انتقال حرارتی بهره برده میشود.
توانمندی های شرکت شکوه صنعت در زمینهی ساخت واحدهای بلندینگ:
شرکت فنی مهندسی شکوه صنعت اسپادان با بهرهگیری از توان متخصصان این شرکت آماده ی ارائه ی خدمات طراحی، ساخت و راهاندازی واحدهای بلندینگ مرتبط با صنایع نفت و پتروشیمی می باشد. خدمات این شرکت به طور خلاصه به شرح زیر میباشد:
بررسی اولیه و امکان سنجی طرح بنا بر نظرات کارفرما
کارشناسان مجموعه با جمع آوری اطلاعات فنی و محیطی و همچنین در نظر گرفتن نظرات و مطالبات کارفرما در مورد ظرفیت طرح و میزان برازندگی طرح گزارش های اولیه و امکان سنجی پروژه را ارائه میدهند.
انتخاب روش بلندینگ و طراحی بلندرها
همانطور که پیشتر اشاره شد، روش های بلندینگ و انواع مختلفی از تجهیزات در صنایع مختلف به منظور ساخت محصولات نهایی مورد استفاده قرار میگیرند. در این شرکت کلیه مراحل انتخاب طرح و طراحی تجهیزات توسط کارشناسان و با استفاده از نرم افزارهای پیشرفته صورت میپذیرد. نرم افزار VisiMix یکی از قدرتمندترین نرم افزارهای طراحی میکسرها و بلندرهای صنعتی می باشد. این نرم افزار توانایی شبیه سازی بلندرهای مختلف با ابعاد و اشکال متنوع، پروانههای میکسر دلخواه همراه با تجهیزات انتقال حرارتی را دارا میباشد. نتایج بدست آمده از این نرم افزارها با استفاده از تعدادی نرم افزار برنامه نویسی شده اختصاصی که حاصل تجربیات چندین سالهی کارشناسان این مجموعه می باشد، مقایسه و برآورد میشوند و نتایج نهایی در قالب مدارک طراحی مهندسی به متظور ساخت تجهیزات به واحدهای مربوطه و کارفرما ارائه میگردد.
ساخت تجهیزات
این شرکت با بهره مندی از کارگاه ساخت مجهز، توانایی ساخت تجهیزات طراحی شده در واحد مهندسی را دارد. تمامی اجزا بلندرها اعم از مخازن اصلی، پروانه ها، کویل های انتقال حرارتی و سیستم انتقال نیرو از اکتروموتور تا پروانه ها در کارگاه ساخت، آمادهسازی و مونتاژ میگردند. تصاویری از نمونه تجهیزات بلندرهای ساخته شده در ادامه آورده شدهاند.
نصب و راه اندازی واحد
این مجموعه با اتکا به توان داخلی و تجربه ی 20 ساله در زمینه ی ساخت و بهره برداری از واحد های بلندینگ، تمامی مراحل نصب، پیش راه اندازی و راه اندازی را انجام میدهد و آموزشهای لازم به منظور بهره وری هر چه بیشتر واحد در اختیار کارفرما قرار میدهد.
واحد بلندینگ روغن صنعتی
این شرکت آمادگی لازم جهت انجام مشاوره، طراحی ساخت و اجرای انواع بلندینگ در صنایع روغن سازی، تهیه حلال های صنعتی، رنگ، رزین و روانکنندههای صنعتی را دارا می باشد.
بدون دیدگاه