نقل المواد السائبة
يعد نقل المواد السائبة مكونًا أساسيًا في صناعة هندسة الخدمات اللوجستية ويلعب دورًا مهمًا في مختلف القطاعات. وهو أمر شائع في التجارة الدولية والمحلية. حاليًا، يمكن نقل المواد السائبة من خلال النقل السائب أو النقل الميكانيكي أو النقل الهوائي أو النقل اللوجستي الهوائي.
يعد النقل السائب طريقة أساسية لمناولة المواد. تُستخدم طرق النقل الميكانيكية التقليدية، مثل النواقل اللولبية، والنواقل الحزامية، والنواقل الدلوية، على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. يتيح النقل اللوجستي الهوائي النقل السريع والدقيق والآمن للعناصر الصغيرة. أصبح النقل الهوائي جزءًا لا يتجزأ من نقل المواد السائبة بسبب البحث المستمر. يتميز بأنه نظيف وآمن ويوفر المساحة ومرن في التكوين وسهل التشغيل الآلي. إنها تقنية خضراء واسعة النطاق تُستخدم عادةً للمواد السائبة الحبيبية.
تطوير تكنولوجيا النقل الهوائي
تحل أنظمة النقل الهوائية محل الطرق الميكانيكية التقليدية من خلال خطوط الأنابيب المغلقة، مما يسمح بمعالجة المواد بكفاءة ونظافة. نشأت هذه التكنولوجيا في المملكة المتحدة في نهاية القرن التاسع عشر وشهدت تقدمًا كبيرًا على مدار المائة عام الماضية.
بدأت الأبحاث في الصين في أواخر الخمسينيات، وبحلول الستينيات، تم تقديم تقنية النقل الهوائي بالضغط الإيجابي لمضخات المستودعات. بعد الإصلاح والانفتاح، استوردت صناعات البتروكيماويات والكيميائيات العديد من أنظمة نقل تدفق الهواء لأجهزة البولي أوليفين. لم تبدأ الأنظمة المحلية في استبدال الواردات إلا في أوائل القرن الحادي والعشرين.
اليوم، يتم استخدام أنظمة النقل الهوائية على نطاق واسع في صناعة البتروكيماويات، والصناعات الكيميائية، طعاموالصناعات الدوائية وغيرها من الصناعات. كما يتم اعتمادها بشكل متزايد في المجالات الناشئة مثل مواد السيليكون والطاقة الجديدة والمواد الجديدة.
النقل الهوائي: الطور المخفف أو الطور الكثيف
النقل الهوائي هو نوع من تدفق الغاز والصلب ثنائي الطور ويمكن تصنيفه إلى نقل الطور المخفف والنقل الطور الكثيف بناءً على حالة التدفق. بشكل عام، يكون جزء حجم الطور الصلب في النقل الطور المخفف أقل من 15%، بينما في النقل الطور الكثيف، يتجاوز 15%.
مرحلة التخفيف
يستخدم النقل بالطور المخفف غازًا عالي السرعة (حوالي 20-40 مترًا في الثانية) لتشتيت وتعليق المواد المسحوقة والحبيبية في تدفق الهواء للنقل. أثناء هذه العملية، تصطدم المواد بشكل متكرر بالجدار الداخلي لخط الأنابيب، مما قد يؤدي إلى التآكل وتوليد الغبار وتدهور المواد.
يتم تصنيف نقل الطور المخفف بشكل أساسي إلى طريقتين: الشفط الفراغي والتوصيل بالضغط. تنقل طريقة الشفط الفراغي المواد من نقطة واحدة أو نقاط متعددة إلى نقطة واحدة، بينما تنقل طريقة التوصيل بالضغط المواد من نقطة واحدة إلى نقاط متعددة. في التوصيل بالضغط، يكون الضغط في خط الأنابيب أعلى من الضغط الجوي.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصنيف نقل الطور المخفف إلى أنواع ذات ضغط منخفض وضغط مرتفع بناءً على ضغط مصدر الغاز. عادةً ما يكون لمصادر الغاز ذات الضغط المنخفض ضغط سطح لا يتجاوز 50 كيلو باسكال وتُستخدم لنقل كميات صغيرة من المواد المسحوقة والحبيبية لمسافات قصيرة في المصانع الكيميائية. تُستخدم مصادر الغاز ذات الضغط العالي، بضغوط تصل إلى 700 كيلو باسكال، لنقل كميات أكبر لمسافات تتراوح بين 600 و700 متر.
تتضمن مزايا نقل الطور المخفف سعة تصميمية أوسع، واهتزازات أقل للأنابيب، وعدم الحاجة إلى دعامات أنابيب خاصة. ومع ذلك، غالبًا ما تؤدي السرعة العالية لنقل الطور المخفف إلى تدهور كبير في الغبار والمواد. يمكن أن يكون هذا مشكلة بالنسبة للمنتجات التي تتطلب نظافة عالية. تعد التدابير مثل إضافة معدات إزالة الغبار وإزالة المسحوق ضرورية لمعالجة هذه المشكلات.
المرحلة الكثيفة
يستخدم النقل بالطور الكثيف غازًا عالي الضغط لضغط المواد، حيث تصل ضغوط مصدر الغاز إلى 0.7 ميجا باسكال وسرعات نقل تتراوح من 2 إلى 10 م/ث. يتميز بحجم هواء منخفض ونسبة عالية من المواد إلى الهواء. ينقسم النقل بالطور الكثيف إلى تدفق السدادة بالطور الكثيف وتدفق الطور الكثيف المائع. في تدفق السدادة بالطور الكثيف، تشكل الجسيمات شكلًا عموديًا، بينما في تدفق الطور الكثيف المائع، تتدفق الجسيمات في طبقات.
تتضمن فوائد النقل بالطور الكثيف ضغط نقل غاز أعلى وحجم غاز أقل. كما أن هناك استهلاكًا أقل للطاقة وتآكلًا أقل للمنتج مقارنة بالنقل بالطور المخفف. ومع ذلك، فإن قدرته على النقل أقل مرونة، ومتطلبات تقنية أعلى، وهو عرضة للانسدادات، وخطوط الأنابيب الفضفاضة، وتشقق أرصفة الأنابيب. كما أن تكلفة الاستثمار الأولية أعلى من تكلفة النقل بالطور المخفف.
يتضمن تصميم نظام النقل الهوائي الاختيار بين النقل بالطور المخفف والنقل بالطور الكثيف. تعتبر أنظمة الطور المخفف أكثر أمانًا بشكل عام من حيث الموثوقية واستقرار المواد. في حين أن أنظمة الطور الكثيف مناسبة بشكل أفضل للمواد شديدة الكشط والهشة والحساسة للحرارة وذات الكثافة العالية. قد يصبح النقل بالطور المتوسط، الذي يجمع بين فوائد كلتا الطريقتين، نقطة محورية للأبحاث المستقبلية.
خاتمة
يعتمد اختيار طريقة النقل الهوائية الصحيحة - الطور المخفف أو الطور الكثيف - على عوامل مختلفة، بما في ذلك طبيعة المواد، ومسافة النقل المطلوبة، والاحتياجات التشغيلية المحددة. يعد نقل الطور المخفف مفيدًا لسعته الواسعة وسهولة تصميمه. ومع ذلك، فقد يؤدي إلى توليد غبار أعلى وتآكل المواد.
تتطلب عملية النقل في الطور الكثيف، على الرغم من كونها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأقل ضررًا بالمواد، تحكمًا أكثر دقة وتكلفتها الأولية أعلى. ومع تقدم التكنولوجيا، قد توفر عملية النقل في الطور المتوسط حلاً متوازنًا يجمع بين نقاط القوة في كلتا الطريقتين. يتيح فهم هذه الخيارات اتخاذ قرارات أكثر استنارة، وتحسين الكفاءة والفعالية من حيث التكلفة في مناولة المواد السائبة.
