حليب الجير (ملاط حليب الجير) - مراقبة وضبط التركيز الأمثل في الوقت الفعلي

بالنسبة لمهندسي العمليات، من الضروري تطوير طريقة فعالة وموثوقة لرصد ومراقبة معجون حليب الجير في إنتاج المنتج المستهدفيكمن مفتاح هذه العملية في إيجاد طريقة تحافظ على جودة المادة الجيرية، وتحقق تحكمًا دقيقًا، وتستجيب بسرعة لأي تغييرات في المواد الخام أو تركيز المادة الجيرية المطلوب. ستناقش هذه الوثيقة الوضع الحالي لإنتاج حليب الجير، والتقنيات المختلفة المتاحة للتحكم، ومزاياها وعيوبها، وستحدد أفضل نهج لعملية الإنتاج مع مراعاة عوامل مثل التركيز، وحجم النظام، ونقاء المواد الخام، والمنتج النهائي المطلوب، مع التركيز على مزايا... Rheonics مقياس الكثافة واللزوجة SRD.

1. نظرة عامة على ملاط ​​الجير

إنتاج معجون حليب الجير

تتضمن عملية إنتاج ماء الجير خلط أكسيد الكالسيوم (CaO) بالماء في تفاعل كيميائي ينتج عنه حرارة، يُعرف باسم إطفاء الجير. ينتج عن هذا التفاعل في البداية محلول مسحوق ناعم من هيدروكسيد الكالسيوم يُعرف بالجير المطفأ. بإضافة المزيد من الماء، يتكون المحلول السائل المسمى ماء الجير. يُخلط هذا المزيج عادةً حتى يصل إلى تركيز يسمح له بالتدفق بسهولة مع الحفاظ على نسبة عالية من هيدروكسيد الكالسيوم الصلب.

لضمان التعامل الآمن مع الحرارة المتولدة أثناء تفاعل إطفاء الجير، يلزم استخدام جهاز متخصص يُسمى جهاز إطفاء الجير. ويحافظ الحفاظ على درجة حرارة التفاعل المناسبة على جودة الهيدرات الناتجة، ويضمن تفاعلية جيدة، مما يُسهم في تقليل الأثر البيئي، وبالتالي تحسين إنتاجية المنتج النهائي. يُمكن لمستخدمي حليب الجير إطفاء الجير الحي في الموقع، أو الحصول على هيدروكسيد الكالسيوم الجاف المُطفأ مسبقًا. يُمكن خلط الأخير بسهولة بالماء دون الحاجة إلى جهاز إطفاء. كما يُمكن الحصول على حليب الجير الجاهز من الموردين. 

تتميز المعلقات المائية الناتجة بتركيز كتلة المادة الصلبة (نسبة المواد الصلبة)، وتفاعلها الكيميائي في معادلة الحمض، وتوزيع أحجام الجسيمات المعلقة (الذي يتحكم جزئيًا في اللزوجة). وتحدد هذه الخصائص خواص المعلق، ولا سيما لزوجته وتفاعليته.

يُعدّ التخزين السليم لحليب الجير أمرًا بالغ الأهمية، إذ تتدهور جودته بمرور الوقت. تتفاعل جزيئات هيدروكسيد الكالسيوم مع ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تكوين كربونات الكالسيوم (CaCO3). يؤثر هذا سلبًا على فعالية المادة في مختلف العمليات والتطبيقات.

الشكل 2: مخطط عملية معلق حليب الجير [2].

مصادر وبدائل لمحلول حليب الجير

المادة الخام الأساسية لمحلول الجير الحي، المعروف باسم الجير الحي، تُستخرج من الحجر الجيري، وهو صخر رسوبي يتكون أساسًا من كربونات الكالسيوم (CaCO₃). يتوفر الحجر الجيري بكثرة في جميع أنحاء العالم، ويُستخرج تجاريًا في البلدان التي تحتوي على رواسب كبيرة منه، بما في ذلك الولايات المتحدة الأمريكية والصين والهند.

توجد عدة بدائل لمحلول الجير، خاصةً في التطبيقات التي يُستخدم فيها للتحكم في درجة الحموضة أو معالجة المياه. تشمل هذه البدائل رماد الصودا (كربونات الصوديوم)، والصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم)، وهيدروكسيد المغنيسيوم. مع ذلك، لكل بديل من هذه البدائل مزاياه وعيوبه، وغالبًا ما يعتمد اختيار البديل المناسب على التطبيق المحدد والاعتبارات الاقتصادية المحلية.

جدول كثافة معلق حليب الجير

كما سبق شرحه، فإنّ معلق الجير، من الناحية الكيميائية، هو عبارة عن أكسيد الكالسيوم (CaO) معلق في الماء، ويُسمى الجير الحي. أما الجير المطفأ (Ca(OH)2) فهو عبارة عن معلق من جزيئات هيدروكسيد الكالسيوم الصلبة (مسحوق) (Ca(OH)2) بتركيز يتراوح بين 18% و40% في الماء، ويُعرف باسم الجير المائي، ويُستخلص من عملية ترطيب الجير الحي.

يوضح الرسم البياني التالي أن كثافة معلق حليب الجير تزداد مع زيادة التركيز. ويعود ذلك إلى أن جزيئات الكالسيوم في المعلق تحل محل الماء، وهو أقل كثافة.

الشكل 3: جدول كثافة معلق حليب الجير.

يُظهر الرسم البياني أيضًا أن كثافة معلق الجير تتغير بتغير درجة الحرارة. ويعود ذلك إلى أن جزيئات هيدروكسيد الكالسيوم أكثر قابلية للذوبان في الماء الساخن، مما يقلل من كثافة المعلق.

يوضح الجدول التالي كثافة معلق الجير عند نسب مختلفة من هيدروكسيد الكالسيوم في الماء. تزداد الكثافة خطيًا مع زيادة النسبة المئوية لكتلة الجير في المعلق. تجدر الإشارة إلى أن هذه قيم تقريبية، وقد تختلف الكثافة الفعلية تبعًا لعوامل مثل درجة الحرارة والضغط.

عند نسب تتجاوز 30%، تصبح بعض معاجين الجير شديدة الصلابة. وعند نسبة 35%، تُستخدم إضافات لجعل المعجون قابلاً للضخ. وبشكل عام، عند نسبة 40%، يصبح ضخ المعجون مستحيلاً.

الجدول 1: الكثافة المرجعية لملاط الجير [3].

قوام معجون الجير مع التركيز

توجد ثلاثة أنواع من معلقات الجير:

• مادة رطبة تشبه المعجون تحتوي على 30-35% من الجير الحي.
• مادة كريمية يمكن سكبها أو ضخها، تحتوي على حوالي 20-25% من الجير الحي - والمعروفة باسم حليب الجير.
• قوام مائي، لون حليبي، بتركيز أقل من حوالي 18% (عادةً 10-15% أو 1-1.5 رطل/غالون)

بمجرد استقرارها، تصبح عجينة الجير معلقًا مستقرًا وغير قابل للتآكل. ويحدث الاستقرار عندما يتفاعل كل الماء تمامًا مع هيدروكسيد الكالسيوم.

التطبيقات الصناعية لمحلول حليب الجير

– معالجة المياه: يُستخدم الجير في العديد من عمليات معالجة المياه، بما في ذلك تليين المياه، وتكتلها، وتلبيدها، وضبط درجة حموضتها. ويُضاف عادةً إلى مياه الشرب للتحكم في ترسب الكربونات وإطالة عمر شبكات التوزيع.

في معالجة مياه الصرف الصحي، يعمل الجير كمادة مُخثِّرة عن طريق معادلة الشحنة على جزيئات الغرويات، مما يُسهِّل إزالتها. كما يُعزِّز تكتل الشوائب العالقة، مما يجعل عملية الترسيب أكثر كفاءة. يُمكن استخدام الجير مع الأملاح المعدنية أو البوليمرات كعامل مُخثِّر.

بالإضافة إلى ذلك، يُمكن للجير أن يزيد من درجة حموضة الماء، مما يؤدي إلى ترسيب المعادن الثقيلة على شكل هيدروكسيدات. وهذا يُسهّل جمعها وإزالتها. كما يُساعد الجير في ترسيب الفوسفات والكبريتات، بالإضافة إلى المعادن الثقيلة، على شكل أملاح غير قابلة للذوبان، مما يُعزز كفاءة إزالتها.

الشكل 4: عملية معالجة المياه ومقياس الكثافة واللزوجة SRD

– تكرير السكر: تتضمن عملية تنقية عصير الشمندر السكري أو قصب السكر إضافة ماء الجير وغاز الكربنة. ويُعدّ رصد جودة ماء الجير في مراحل متعددة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق نتائج تنقية أفضل وعملية مُحسّنة.

الشكل 5: عملية تكرير السكر ومقياس الكثافة واللزوجة SRD

– إزالة الكبريت من غازات المداخن: يستخدم على نطاق واسع في محطات الطاقة والصناعات التي تحتوي على غلايات كبيرة، ويساعد معلق حليب الجير في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت عن طريق التفاعل مع هذه الغازات الضارة وتحييدها.

– صناعة الورق: في صناعة الورق، يُستخدم معجون حليب الجير لهضم الخشب في عملية الكبريتات أو الكرافت. فهو يُفكك مادة اللجنين الموجودة في الخشب، مما يجعل إنتاج الورق أكثر كفاءة.

الشكل 6: عملية تصنيع الورق ومقياس الكثافة واللزوجة SRD

– إنتاج الصلب: تستخدم صناعة الصلب معلق حليب الجير في عمليات الصهر وإزالة الكبريت، وفي عملية إنتاج الصلب بالأكسجين الأساسي. ويساعد ذلك في إزالة الشوائب، وتحسين جودة الصلب المنتج.

– استخراج المعادن غير الحديدية: تُستخدم عملية إزالة المعادن غير الحديدية من الخام في عمليات التعويم، حيث يُستخدم ماء الجير كمُعدِّل لدرجة الحموضة لتحسين فعالية عوامل الرغوة والمُجمِّعات، أو في تفاعلات الإحلال المزدوج حيث يُستخدم لترسيب ملح المعدن غير الحديدي. كما يُستخدم معلق الجير للتحكم في درجة الحموضة في عملية معادلة الأحماض وعملية ترشيح السيانيد في تكرير الذهب.

– الصناعات الكيميائية: Lيُستخدم معلق الجير كمنظم لدرجة الحموضة، أو كمجفف، أو لتفاعل التبادل.

- بناء: يُستخدم حليب الجير لتثبيت التربة لأغراض البناء وكعنصر من عناصر مواد البناء.

– التبييض: يُستخدم معجون الجير لتبييض مواد مثل الكتان والزجاج ولب الورق.

2. تقنيات الرصد والتحكم

الطريقة الأولى: قياس الكثافة دون اتصال بالإنترنت

• المزايا: فعالية من حيث التكلفة؛ سهولة التنفيذ
• العيوب: غير موثوق به؛ بطيء الاستجابة للتغييرات؛ يتطلب تدخلاً يدوياً
• قابلية التطبيق: يمكن استخدامه في متطلبات الدقة المنخفضة، وأحجام الأنظمة الأصغر، أو تغييرات التركيز غير المتكررة.

تعتمد هذه التقنية على أخذ قياسات دورية لكثافة معلق حليب الجير باستخدام مقياس كثافة منفصل عن خط الإنتاج. هذا المقياس منفصل عن خط الإنتاج ويتطلب تدخلاً يدوياً. قد تكون هذه الطريقة فعّالة من حيث التكلفة وسهلة التطبيق نسبياً، إلا أنها قد تكون بطيئة وغير موثوقة في الاستجابة لتغيرات التركيز.

الطريقة الثانية: قياس الكثافة المباشر وضبط معدل التغذية يدوياً

• المزايا: قياسات أسرع للكثافة؛ دقة أعلى من الطريقة الأولى
• العيوب: بطء تعديل معدلات التغذية؛ التدخل اليدوي؛ مخاطر الخطأ البشري
• قابلية التطبيق: قد يكون هذا مفيدًا في الحالات التي لا يتغير فيها تركيز المادة المعلقة بشكل متكرر، وتتوفر القوى العاملة لإجراء التعديلات اليدوية.

هنا، مقياس كثافة مدمج مثل Rheonics يُستخدم مقياس كثافة العمليات SRD لقياس كثافة معلق حليب الجير بشكل مستمر. يوفر هذا المقياس مراقبة فورية لتدفق العملية، مما يجعله أسرع وأكثر دقة من القياسات غير المتصلة بالإنترنت. مع ذلك، لا تزال تعديلات معدل التغذية تتم يدويًا، مما قد يؤدي إلى إبطاء أوقات الاستجابة واحتمالية حدوث أخطاء بشرية، مثل التخفيف الزائد أو الناقص للمحلول.

الطريقة الثالثة: المراقبة والتحكم التلقائيان المباشران (موصى بها)

• المزايا: قياسات دقيقة في الوقت الفعلي؛ تعديلات تحكم سريعة؛ تدخل بشري محدود؛ جودة ثابتة
• العيوب: ارتفاع تكلفة التركيب الأولية
• قابلية التطبيق: مثالي للأنظمة الأكبر حجماً، أو تغييرات التركيز المتكررة، أو متطلبات الدقة العالية.

تستخدم هذه الطريقة مقياس كثافة العملية المدمج مثل Rheonics يستخدم هذا النظام مقياس كثافة SRD لمراقبة كثافة معلق حليب الجير في الوقت الفعلي، بالإضافة إلى وحدة تحكم بسيطة لضبط معدلات التغذية تلقائيًا. يوفر هذا النظام قياسات دقيقة للكثافة، ويتيح لوحدة التحكم إجراء تعديلات سريعة استجابةً لتغيرات التركيز، مما يحافظ على جودة المعلق ويضمن تحكمًا دقيقًا. على الرغم من أن هذه الطريقة تتطلب تكلفة تركيب أولية أعلى، إلا أن مزاياها من حيث الجودة والأداء المتسقين، وتقليل الحاجة إلى العمالة، تجعلها الخيار الأمثل.

الشكل 7: مقياس كثافة العملية المضمن SRD للتحكم في تركيز كتلة معلق حليب الجير

3. Rheonics مقياس كثافة العملية المضمن SRD

استخدم Rheonics مقياس الكثافة المدمج SRD هو مقياس كثافة مثالي للتحكم في كثافة ماء الجير في جهاز إطفاء الجير. يتميز SRD بالدقة والموثوقية، ويمكنه العمل في نطاق واسع من درجات الحرارة والضغوط.

الرقم 8: Rheonics مقياس الكثافة واللزوجة المدمج من SRD

الملاءمة للتحكم في Lime Slaker

استخدم Rheonics يُعد مقياس كثافة العملية المدمج SRD مناسبًا تمامًا للتحكم في مُطفأ الجير للأسباب التالية:

• نطاق درجة حرارة واسعة: يمكن لجهاز SRD أن يعمل في نطاق درجة حرارة من -40 إلى 300 درجة مئوية (-40 إلى 572 درجة فهرنهايت)، وهو ما يغطي نطاق درجة الحرارة الكامل لجهاز إطفاء الجير.
• دقة عالية: يتمتع جهاز SRD بدقة تبلغ 0.001 جم/سم مكعب (مع توفر دقة أعلى)، وهو ما يكفي لمعظم تطبيقات إطفاء الجير لأنه يحل تغيرات الكتلة/التركيز التي تقل عن 1٪.
• وقت استجابة سريعيتميز جهاز SRD بوقت استجابة سريع في غضون ثوانٍ مما يسمح بالتحكم في جهاز إطفاء الجير في الوقت الفعلي.
• سهل التثبيت: جهاز قياس الكثافة SRD سهل التركيب، ولا يتطلب أي معايرة أو خطوات تشغيل. يمكن تركيب الحساس مباشرةً في الخزان أو الخط وتشغيله لبدء القياس. في بعض الحالات، قد تُسبب خزانات الخلط تشويشًا في قراءات جهاز SRD، مما يجعله غير مناسب لعمليات الخلط عالية السرعة. للمزيد من المعلومات اضغط هنا. 
• سهولة التكامل مع وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC): يدعم مجموعة واسعة من البروتوكولات الصناعية ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC). تحقق من نطاق وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) والبروتوكولات المستخدمة من قبل قسم البحث والتطوير (SRD). والتي يستخدمها العملاء للتكامل مع وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) ووحدات التحكم الصناعية (IPC) التي يختارونها.
• القياس المتزامن للزوجة ودرجة الحرارة: تُعتبر لزوجة معلق الجير مؤشراً جيداً على جودته. ويمكن لتقنية SRD الكشف عن التدهور الناتج عن التقادم في معلق الجير [1].

الجدول 2: مقارنة بين أنواع مختلفة من ملاط ​​الجير في الخزانات وخصائصها المتعلقة بالتقادم. [1]

استخدام Rheonics نظام مراقبة المواد البديلة 

مقياس كثافة العملية المدمج، Rheonics يُعد جهاز SRD أداة متعددة الاستخدامات يمكن استخدامها لمراقبة ليس فقط معلق حليب الجير، بل أيضًا بدائله مثل رماد الصودا، والصودا الكاوية، وهيدروكسيد المغنيسيوم. ونظرًا لاختلاف كثافة هذه المواد وخصائص تدفقها، فإن Rheonics بفضل دقتها وقابليتها للتعديل، تُعد تقنية SRD خيارًا ممتازًا لمراقبة تركيزاتها في الوقت الفعلي. وهذا يضمن استخدام الكميات الصحيحة، والحفاظ على مستوى الرقم الهيدروجيني الأمثل أو فعالية العلاج. علاوة على ذلك، فإن تكاملها مع Rheonics تتيح أنظمة التحكم في نظام SRD إجراء تعديلات تلقائية، مما يوفر عملية سلسة، بغض النظر عن المادة المستخدمة.

فوائد استخدام Rheonics مقياس كثافة العمليات المضمن SRD

• قياس الكثافة في الوقت الفعلي عبر الإنترنت، يمكن التحكم في العملية وتشغيلها باستمرار دون الحاجة إلى عينات قياس
• مخرجات مباشرة من جهاز القياس للكثافة، والوزن النوعي، والتركيز، و°Be (درجات بوميه)، و°Bx (درجات بريكس)
• الاستخدام الأمثل لمحلول الجير، مما يحسن الجودة ويوفر التكاليف
• مقياس موثوق، قابل للتكرار، قابل للاستنساخ ودقيق
• قياس مباشر دون تأثير درجة حرارة التشغيل أو وجود مواد صلبة في السائل
• تحسين إنتاجية عملية الإنتاج باستخدام معجون الجير
• سهولة التركيب في خطوط المعالجة والخزانات والمفاعلات دون الحاجة إلى خلية تدفق خارجية
• استخدم نفس الجهاز لقياس المنتج النهائي أيضًا، باستخدام الإخراج المباشر بالوحدة المختارة (°Bx، °Be، SG، التركيز، وغيرها).

الشكل 9: تركيب مقياس كثافة SRD في الخزان وخط إعادة التدوير

مزايا Rheonics مقياس الكثافة القائم على الرنان الالتوائي المتوازن (BTR) مقارنةً بالبدائل

• القياس المباشر للكثافة بدلاً من القياس التجريبي القائم على امتصاص الموجات الدقيقة أو الإشعاع (تحدد الطرق القائمة على الموجات الدقيقة والإشعاع التغير النسبي في الامتصاص وتربطه بالكثافة من خلال معايرة السوائل وتحتاج إلى إعادة معايرة دورية).
• القياس المباشر في مركز خط التدفق بدلاً من القياس على الجدار (كما هو الحال في القياسات القائمة على الأقطاب الكهربائية)
• لا يوجد تأثير للترسبات على الجدران (مقابل تأثير شديد على التقنيات القائمة على الميكروويف)
• يعمل على تبسيط عنصر الاستشعار مع شهادات EHEDG و 3-A، مما يزيل أي فرصة للانسداد (مقارنة بالتقنيات القائمة على الشوكة الرنانة).
• القدرة على العمل مع السوائل ذات اللزوجة المنخفضة والسوائل ذات اللزوجة العالية
• لا حاجة لإعادة المعايرة أثناء التشغيل أو طوال فترة الاستخدام 
• التحقق من المعايرة المدمج لتلبية معايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ومعايير مراقبة الجودة الأخرى

الجدول 3: مقارنة بين أجهزة قياس الكثافة المختلفة القائمة على تقنيات مختلفة.

الخصائص	تقنيات القياس
	رنان التواء متوازن	تحول الشوكة	أنابيب الاهتزاز	فوق صوتي	ميكروويف	الإشعاع
نطاق الكثافة	0-4 جم/سم مكعب	0-3 جم/سم مكعب	0-3 جم/سم مكعب	يقيس سرعة الصوت في السوائل 0-4 جم/سم مكعب	يقيس إجمالي المواد الصلبة من 1% إلى 50% 0-2 جم/سم مكعب	0-1 جم/سم مكعب
دقة الكثافة	0.001 g / cc	0.001 غ/سم مكعب أو أفضل في ظل ظروف محددة	0.001 غ/سم مكعب أو أفضل في أفضل الظروف	0.005 g / cc	0.005 g / cc	0.01 g / cc
تصنيف اللزوجة وتأثيرها	يقيس في وقت واحد لزوجة السوائل الديناميكية حتى 10,000 سنتي بواز	حتى 50 سنتي بواز يزداد الخطأ (0.004 جم/سم مكعب) عند السوائل ذات اللزوجة العالية (200 سنتي بواز).	يلزم معايرة لكل سائل ذي لزوجة	لم يتم قياسها	لم يتم قياسها	لم يتم قياسها
تصنيف الضغط وتأثيره	0 إلى 15,000 رطل/بوصة مربعة (1000 بار) مُعوَّض بالكامل، لا حاجة للمعايرة	0 إلى 3000 رطل/بوصة مربعة (200 بار) تأثير كبير، لم يتم تعويضه	0 إلى 750 رطل/بوصة مربعة (50 بار)	0 إلى 1500 رطل/بوصة مربعة (100 بار)	0 إلى 1500 رطل/بوصة مربعة (100 بار)	0 إلى 3000 رطل/بوصة مربعة (200 بار)
تصنيف درجة الحرارة وتأثيرها	-40 إلى 300 درجة مئوية استقرار عند درجة حرارة 0.1 درجة مئوية كتلة صغيرة من المستشعر تتيح الظروف متساوية الحرارة دقة ممتازة في الكثافة لا يوجد فرق بين ظروف المصنع وظروف الميدان.	-50 إلى 200 درجة مئوية لا يوجد مستشعر حرارة مدمج استقرار أقل من درجة مئوية واحدة، كتلة كبيرة للمستشعر يتطلب قياس درجة الحرارة الخارجية	ماكس. 150 درجة مئوية استقرار عند درجة حرارة 0.1 درجة مئوية أنابيب استشعار مغلفة بعازل ومزودة بسخانات يتم التحكم بها تؤدي التغيرات السريعة في درجات الحرارة إلى أخطاء كبيرة في القياس	شنومكس إلى شنومكس ° c	شنومكس إلى شنومكس ° c	0 to 400 ° C
ظروف التدفق	سواء كان التدفق ساكناً أو متدفقاً، لا يوجد تأثير لمعدل التدفق على عمل المستشعر.	يحتاج إلى نظام تدفق محدد جيدًا. يحتاج إلى محول كبير لكل قطر أنبوب.	ثابت أو متدفق. يحتاج إلى تعويض معدل التدفق.	السوائل أحادية الطور. تتأثر بوجود الفقاعات أو المواد الصلبة أو الشوائب الأخرى.	ثابت أو متدفق. لا يوجد تأثير لمعدل التدفق. يتحمل الشوائب في السوائل	التدفقات أحادية الطور أو متعددة الأطوار. لا تتأثر بالشوائب.
التركيب	أصغر مستشعر لكثافة العمليات المدمجة في السوق (1 بوصة × 2.5 بوصة) توفر وصلات متعددة للعمليات	يحتاج إلى محول كبير لكل قطر أنبوب مستشعر كبير (2 بوصة × 10 بوصة)	غير مناسب لأقطار الأنابيب الكبيرة نظام استشعار كبير (10 بوصة × 20 بوصة)	المتغيرات الخارجية والداخلية مستشعر كبير وثقيل يتطلب الأمر غلافًا فريدًا للخطوط الصغيرة	خارجي مستشعر وغطاء كبيران وثقيلان للأنابيب بقطر 2 بوصة أو أكبر	خارجي بالنسبة للأنابيب الصغيرة، يجب وضع جهاز الإرسال والاستقبال على مسافة أبعد المعايرة مطلوبة
تركيب الخزان			لا تتوافق	أنماط متوافقة ولكنها تعاني من مشكلة الودائع	لا تتوافق	لا تتوافق
المتغيرات	قابلة للتخصيص من حيث الطول (مستوي، قصير وطويل) والتصميم (جسم قياسي بقطر 30 مم ونسخة بقطر 19 مم)	قابل للتخصيص من حيث الطول	بدون سلوفان	بدون سلوفان	بدون سلوفان	يتكيف مع الأنابيب المستقيمة والمنحنية
تكاليف الوحدة	$	$$ يحتاج إلى تنظيف متكرر بسبب الانسداد وإعادة المعايرة	$ $ $	$$ المعايرة باستخدام السوائل لتحديد خط الأساس	$$ المعايرات الأساسية مطلوبة	$ $ $ معايرة خط الأساس لوائح مراقبة مصادر الإشعاع
جهد التثبيت	من 0 إلى منخفض صفر الصيانة لا يوجد معايرة ميدانية تصميم التنظيف الذاتي	مرتفع يتم توصيله بالكهرباء بشكل متكرر، ويحتاج إلى تنظيف يحتاج إلى إعادة معايرة على فترات دورية	متوسط يحتاج إلى معايرة التشغيل	متوسط يحتاج إلى معايرة التشغيل	متوسط يحتاج إلى معايرة التشغيل	مرتفع
الدورية	لا يوجد ترسب على عنصر الاستشعار إن وجد	تلف الطلاء وترسبات على المستشعر	المعايرة المتكررة	المعايرة المتكررة	المعايرة المتكررة	المعايرة المتكررة
التكلفة الإجمالية للعميل	$	$ $ $	$ $ $ $ $	$$	$	$$
الضعف	بدون سلوفان	تأثير جداري هائل، يتطلب محولات خاصة لكل حالة تدفق	تركيب ضخم إعادة المعايرة مطلوبة	شديدة الحساسية لظروف التدفق	دقة منخفضة	الأخير من حيث الدقة

4. استراتيجية التنفيذ

يمكن تقسيم عملية تنفيذ نظام المراقبة والتحكم الآلي المباشر إلى الخطوات التالية:

اختيار المعدات: 

اختيار مقياس كثافة مناسب مدمج مثل Rheonics يُعدّ نظام SRD الخطوة الأولى. تأكد من اختيار طراز يُناسب المتطلبات الخاصة بعمليتك، مثل خصائص المادة المعلقة ومستوى دقة التحكم المطلوب. تعرّف على جميع أنواع أنظمة SRD هنا.

تركيب: 

يمكن تركيب مقياس الكثافة المدمج مباشرةً في أنابيب العملية أو في خزان، وذلك حسب متطلبات التطبيق المحددة. راجع Rheonics متطلبات تركيب جهاز SRD. 

لتركيب خطوط الإنتاج:

Rheonics يمكن دمج مقياس كثافة SRD بسهولة في خط أنابيب موجود، وذلك بفضل وصلات العملية القابلة للتخصيص ومتغيرات مسبار الاستشعار. 

تُعدّ التركيبات العمودية والأفقية على الأنابيب من أكثر أنواع التركيب شيوعًا. ويُتخذ القرار بناءً على قيود التركيب المتعلقة بالمساحة والوظائف ونوع السائل وغيرها. انظر الجدول التالي لمقارنة النوعين فيما يخصّ طين حليب الجير.

الجدول 4: تركيب الأنابيب المضمنة - مقارنة بين التركيب المتوازي والتركيب العمودي 

	عمودي	موازية
الوصف	يتم تركيب مسبار الاستشعار بزاوية 90 درجة من الأنبوب. يوصى بمحاذاة طرف مسبار جهاز SRD مع اتجاه التدفق، انظر المزيد هنا.	يتم تركيب مسبار الاستشعار على طول الأنبوب أو بشكل محوري معه. يتطلب الأمر عادةً أنبوبًا منحنيًا. يوصى بوضع السائل مقابل محور مسبار جهاز قياس الانعكاس الطيفي (SRD). عنصر الاستشعار متمركز في منتصف الخط.
المزايا	سهولة التركيب - عادةً ما يتطلب الأمر فقط وصلة لحام.	إن وجود السائل على طول محور مسبار المستشعر هو التركيب المثالي لجهاز SRD. من غير المرجح أن تؤثر الرواسب على عنصر الاستشعار. Rheonics عروض ملحقات خلية التدفق للتثبيت المتوازي
عيوب	بالنسبة للسوائل عالية اللزوجة، هناك خطر الترسيب والترسبات حول قاعدة وطرف عنصر الاستشعار. يتطلب الأمر في الغالب استخدام أنابيب بقطر لا يقل عن 2.5 بوصة (2 بوصة وفقًا لمعيار ANSI - القطر الخارجي 60.3 مم). أما الأنابيب ذات القطر الأصغر فتُعرّضها لخطر تراكم الرواسب وعدم توفير مساحة كافية لعنصر الاستشعار.	في حالة استخدامها مع مجسات استشعار قصيرة، يتطلب التركيب تقصيرًا أو ثنيًا مخصصًا. Rheonics يوفر FET-15T وانحناءة انحناء للتوصيل مع NPT 1.25 بوصة و Tri-Clamp. تتطلب بعض التطبيقات، في حالة التركيب المتوازي، مسبار إدخال طويل. احتمال انخفاض في المقطع العرضي. في أغلب الأحيان، يتطلب الأمر انحناءً أو زاوية 90 درجة في خط الأنابيب.
عند التركيب في أنبوب حيث توجد احتمالية للترسيب (بسبب خلط CacO3 بشكل غير صحيح في كثير من الأحيان)، يجب تركيب مسبار المستشعر لتجنب تكون الرواسب حول عنصر الاستشعار.

لتركيب الخزانات:

بالنسبة للتركيبات في الخزانات أو الأوعية أو المفاعلات، لا يكفي أن يكون عنصر استشعار SRD خاليًا من العوائق، ولكن يجب أن يكون مسبار المستشعر بعيدًا عن الأجسام المتحركة التي يمكن أن تصطدم بالوحدة أثناء التشغيل.

Rheonics أكثر الحلول شيوعًا للتركيب في الخزانات هي استخدام محول التثبيت على الخزان (TMA-34N)، واستخدام مجسات إدخال طويلة مثل (SRD-X5). يتيح كلا الحلين تركيبًا آمنًا وموثوقًا دون الحاجة إلى تفريغ الخزان. يقارن الجدول التالي بين الخيارين.

الجدول 5: تركيب الخزان المدمج - مقارنة بين محول تثبيت الخزان ومسبار الإدخال الطويل 

	ملحق TMA-34N	مسبار إدخال طويل
الوصف	يستخدم الاختصار SRD-X1-34Nيتم تثبيته داخل قفص واقٍ. يتم تمديد المجموعة بواسطة أنبوب بطول مخصص. يتم غمر مسبار الاستشعار في السائل، ويتم تثبيت الطرف الآخر لضمان التثبيت الآمن.	مسبار استشعار من قطعة واحدة مصمم خصيصًا من حيث الطول ووصلة العملية. يشير إلى SRD-X5 (قياسي طويل)، -X6 (رفيع) -X7 (مسبار المفاعل).
المزايا	يسهل على المستخدم تغيير طول الإدخال. يحمي القفص المسبار من الصدمات.	يمكن استخدامه للخزانات المفتوحة والمغلقة. المرونة في التصميم (قطر الجسم). تتوفر أقفاص واقية
عيوب	شائع في الغالب بالنسبة للخزانات المفتوحة.	حل أكثر تكلفة مقارنة بـ TMA.

للمزيد من المعلومات، تفضل بزيارة المقال على الرابط التالي: مقارنة بين التركيب المباشر في الخزان والأنبوب. 

المعايرة والاختبار: 

بعد تركيب جهاز قياس الكثافة، يجب اختباره للتأكد من دقة القياسات. تتضمن هذه الخطوة التحقق من تطابق قراءات الجهاز مع كثافة الملاط المعروفة، وضبط الجهاز حسب الحاجة.

التكامل مع أنظمة التحكم: 

ينبغي دمج مقياس الكثافة مع أنظمة التحكم. وهذا يسمح بإجراء تعديلات تلقائية على معدل التغذية استجابةً للتغيرات في كثافة المادة اللزجة.

باتباع استراتيجية التنفيذ هذه، يمكنك ضمان تركيب وتشغيل نظام مراقبة وتحكم آلي متكامل لمحلول حليب الجير بنجاح. سيؤدي ذلك إلى تحسين التحكم في العملية، والحفاظ على جودة ثابتة للمحلول، وتحسين أداء المنتج النهائي.

أفضل الممارسات لصيانة أنظمة المراقبة والتحكم

1. تأكد من تفاعل جميع كربونات الكالسيوم مع الماء لتكوين معلق مستقر، وهذا يستغرق بعض الوقت. يمكن لقياس كثافة المحلول (SRD) أن يُظهر متى استقرت الكثافة (واللزوجة)، مما يدل على اكتمال الاستقرار.
2. التحقق المنتظم من معايرة مقياس الكثافة المدمج، مما يضمن قياسات موثوقة.
3. الصيانة الدورية وتنظيف مقياس الكثافة لمنع التلوث وضمان الأداء السليم.
4. إجراء فحص دوري لوحدة التحكم PID ومعدات التحكم الأخرى للحفاظ على نظام مثالي بشكل عام.
5. التدريب المناسب للموظفين المشرفين على أنظمة المراقبة والتحكم للتعامل مع الاختلافات في المواد الخام، واستكشاف المشكلات المحتملة وإصلاحها، وضمان السلامة.
6. تطبيق إجراءات التشغيل القياسية (SOPs) للمراقبة والتحكم والإبلاغ لتسهيل التواصل والحفاظ على سير عمل متسق وفعال.

باستخدام طريقة مراقبة وتحكم آلية مباشرة، يمكن للمشغلين الحفاظ على جودة معجون حليب الجير والتحكم فيه بثقة لتحقيق أداء المنتج النهائي المطلوب وسلامته.

5. اختتام

يُعدّ رصد ومراقبة معلق حليب الجير جانبًا بالغ الأهمية في العديد من العمليات الصناعية. عند اختيار التقنية، ينبغي مراعاة عوامل مثل الدقة، وحجم النظام، وتواتر تغييرات التركيز. مع ذلك، وللحصول على أفضل أداء وجودة ثابتة، نوصي باستخدام طريقة رصد ومراقبة آلية مباشرة. يضمن الصيانة الدورية والالتزام بإجراءات التشغيل القياسية نتائج موثوقة، بالإضافة إلى توفير... Rheonics يُعد مقياس كثافة العملية المدمج مع مخرج اللزوجة، SRD، إضافة ممتازة لمجموعة أدوات المشغلين لمراقبة والتحكم في وتحسين اتساق ملاط ​​الجير الخاص بهم لتحقيق عائد استثمار مرتفع.

مراجع حسابات

[1]: كوتلوباي، ج. (2016) عملية تصنيع حليب الجير المطفأ عالي النعومة وحليب الجير عالي النعومة الناتج عنهWO 2016/037972 A9 

[2]:  كيمباينن، ج. (2016) نمذجة عملية إنتاج حليب الجير والتحقق من صحتها.

[3]: الرابطة الوطنية للجير. خصائص منتجات الجير التجارية النموذجية 

[4]: نظرة عامة على سوق الجير السائل العالمي 2019-2025، تقرير أبحاث السوق

[5]: مخططات تدفق عملية السكر لشركة S&D Sucden

[6]: ويكيبيديا. معجون حليب الجير

[7]: جمعية السكر 

[8]: رابطة صناعة الورق 

[9]: جمعية معالجة المياه