تركيب PP+CaCO₃ عالي التعبئة: خط SAT110 ثنائي اللولب مع التحبيب تحت الماء

العميل في هذا المشروع مؤسسة كبرى في تصنيع البلاستيك والأنابيب، متخصّصة في تركيب البوليمرات بمحتوى عالٍ من المواد المالئة غير العضوية.

ولتلبية الطلب الإنتاجي المتزايد، خطّط العميل للاستثمار في خط تركيب PP+CaCO₃ عالي الطاقة الإنتاجية.

وكان المطلب الأساسي خطًا متكاملًا بنظام تسليم المفتاح قادرًا على الحفاظ على تغذية وتحبيب مستمرّين ومستقرّين عند مناولة كميات كبيرة من مسحوق كربونات الكالسيوم، مع درجة عالية من الأتمتة لتقليل التدخل اليدوي.

عند تصميم خط تركيب عالي الطاقة الإنتاجية وعالي التعبئة، تبرز عادةً عدة تحديات هندسية فنية:

1. تغذية المسحوق والتحكم في البيئة

   تتّسم النسب العالية من مسحوق CaCO₃ بكثافة ظاهرية منخفضة وبقابلية لتوليد الغبار. وكثيرًا ما تؤدي التغذية المباشرة عبر فتحة التغذية الرئيسية إلى تكوّن جسور من المادة، وتزيد صعوبة التحكم في الغبار داخل الورشة.

2. تراكم ضغط النظام عند الطاقة الإنتاجية العالية

   عند طاقة مستهدفة تقترب من 4000 كجم/ساعة، تكون انسيابية مصهور المواد عالية التعبئة محدودة. وقد يسبّب ذلك تذبذبًا في ضغط رأس القالب، مما يعرقل عمليات التحبيب المستمر.

3. التبادل الحراري والتشكيل عند الطاقة الإنتاجية العالية

   تعني الطاقة الإنتاجية العالية متطلبات ضخمة من التبادل الحراري في وحدة الزمن. وتجد طرق التبريد التقليدية صعوبة في تحقيق تبادل حراري فعّال والحفاظ على تشكّل متجانس للحبيبات ضمن مساحة محدودة.

بناءً على الخصائص المحددة للمواد والطاقة الإنتاجية المستهدفة في المشروع، قدّمت USEON تكوينًا متكاملًا للخط من مناولة المواد الخام حتى التعبئة النهائية:

1. نقل المواد ومعايرتها

   يشمل محطة لتفريغ الأكياس الكبيرة، وأجهزة تحميل بالتفريغ، وعدة مغذّيات وزنية بفقد الوزن (LIW) لمكوّنات التركيبة المختلفة.

2. نظام آلة البثق الرئيسية

   آلة البثق ثنائية اللولب SAT110 بنسبة طول إلى قطر L/D تبلغ 56.

3. التغذية الجانبية ونزع الغازات

   مغذٍّ جانبي (مزوّد بنظام تفريغ) مخصّص لإضافة المسحوق؛ كما زُوّدت آلة البثق الرئيسية بمضخة تفريغ ثنائية المرحلة بالحلقة المائية.

4. ترشيح المصهور ورفع الضغط

   رُكّب مبدّل مصافٍ لوحي كبير المساحة ومضخة مصهور على التوالي بين أسطوانة آلة البثق ورأس القالب.

5. وحدة التحبيب تحت الماء

   تضم صمام تحويل يعمل هيدروليكيًا، ورأس قطع UWP، ووحدة نزع ماء بالطرد المركزي، ونظامًا كبيرًا لتدوير المياه.

1. مغذٍّ جانبي

   بإدخال المسحوق جانبيًا إلى الجزء الأوسط الخلفي من آلة البثق، يُتجاوز مقطع انصهار الراتنج. ويساعد ذلك على تقليل خطر تكوّن الجسور عند فتحة التغذية الرئيسية. ومع نزع الغازات الموضعي بالتفريغ، يسهم ذلك في تحسين كفاءة تغذية المسحوق والحدّ من الغبار في الورشة.

2. نسبة L/D=56

   يوفّر تكوين اللولب الممتد مناطق القص والتشتيت والخلط اللازمة لدعم تجانس راتنج PP مع الكميات الكبيرة من المواد المالئة غير العضوية.

3. استخدام مضخة المصهور

   تُركَّب مضخة المصهور بين آلة البثق ثنائية اللولب ولوح قالب UWP، وتهدف إلى عزل نبضات آلة البثق وتوفير تراكم ضغط خطي ومستقر نسبيًا. ويُعدّ هذا التصميم الميكانيكي حاسمًا لاستمرار تشغيل عملية التحبيب تحت الماء عالية الطاقة الإنتاجية.