تُنقل أنظمة نقل الثلج الثلج السائب من آلة صنع الثلج أو صندوق التخزين إلى نقطة الوزن أو التوزيع أو التعبئة في أكياس. وفي مصنع الثلج المعبأ، تربط هذه الأنظمة بين مرحلة الإنتاج ومرحلة التعبئة، وتُوصِل الثلج إلى خط التعبئة بالمعدل المطلوب.
ويتوقف اختيار الناقل على نوع الثلج والمسار المطلوب وذروة معدل التعبئة وإمكانية الوصول للتنظيف. وتشمل الأقسام التالية مقارنةً بين ثلاث طرق شائعة، وتتبع مسار الثلج من مرحلة الإنتاج عبر التخزين إلى التعبئة في أكياس.
ما هي أنظمة نقل الثلج؟
يقوم ناقل الثلج بنقل الثلج السائب بين مراحل المعالجة وينسق عمليات التنازل عن الثلج بين الآلات. فآلة صنع الثلج تُنتج الثلج، بينما تقوم معدات الوزن بقياس الكميات، ويتم تعبئتها بواسطة آلة التعبئة في أكياس.
قد يُزاوج مصنع الثلج آلة صنع الثلج الخاصة به مع معدات التخزين والتغليفوأنظمة التفريغ والوزن المنفصلة. ولكل مرحلة وظيفتها الخاصة، حتى عند دمج الوحدات في خط إنتاج واحد.
الأنواع الرئيسية لأنظمة نقل الثلج
تناسب النواقل اللولبية والحزامية والهوائية مسارات مختلفة وظروف الثلج المختلفة. كما أن معدل التدفق المطلوب يساعد أيضًا في تحديد النظام الأنسب لهذه المهمة.
الناقلات اللولبية
تدفع حلزونية دوارة الثلج عبر مجرى أو أنبوب مغلق. ويناسب مسارها المغلق عمليات النقل الخاضعة للتحكم من مخرج صندوق التخزين وغيرها من المسارات المدمجة. ويعتمد سعة الناقل اللولبي على قطر اللولب وخطوته وسرعته ومدى امتلائه والميل الذي يتحرك فيه. وقد يؤدي استخدام لولب صغير جدًا أو ممتلئ بشكل زائد إلى كسر الثلج إلى قطيرات دقيقة، لذا يجب حساب أبعاد اللولب ووحدة التغذية الخاصة به معًا.
الناقلات الحزامية
يحمل حزام متحرك الثلج على طول مسار مفتوح. وتصلح الحزاميات للنقل الأفقي الطويل، ويمكنها التعامل مع المنحدرات عندما يتم تصميم سطح الحزام وجوانبه وفقًا لذلك. أما الحزام الشبكي فيسمح لسائل الذوبان والجسيمات الصغيرة من الثلج بالمرور من خلاله. ويمكن تركيب أغطية لحماية الثلج من الحرارة والمطر والتلوث.
النقل الهوائي
يقوم مروحة بنقل الثلج عبر أنبوب ضمن تيار هواء. وتُدخل وحدة تغذية مثل القفل الدوار الهوائي الثلجَ إلى الخط بمعدل محسوب. ويمكن لأنظمة النقل الهوائي نقل الثلج لمسافات طويلة، أو عبر تغيّرات في الارتفاع، أو إلى عدة نقاط توزيع. ويجب أن يتناسب تدفق الهواء وتصميم الأنبوب مع حجم وشكل الثلج. وقد تؤدي السرعات العالية إلى تصادمات تُنتج قطيرات دقيقة، بينما قد يساهم الهواء الدافئ أو الرطب في ذوبان الثلج.
كيف تندرج أنظمة نقل الثلج ضمن تدفق عملية التعبئة
يربط الناقل بين المعدات التي قد تعمل بمعدلات مختلفة: آلة صنع الثلج ووحدة التخزين ومعدات الوزن وآلة التعبئة في أكياس. ويمكن لوحدة التخزين أن تعمل كوسيلة لموازنة الإنتاج مع الطلب على التعبئة، شريطة أن يكون مسار التفريغ قادرًا على تزويد خط التعبئة بالثلج بمعدل كافٍ خلال فترة التعبئة.
نقل الثلج من آلة صنع الثلج إلى وحدة التخزين
عند الحصاد، يغادر الثلج صانعة الثلج عبر ماسورة تفريغ أو ناقل حزامي ويدخل إلى صندوق تخزين أو غرفة تخزين. ويُستخدم التخزين لتسوية الإنتاج المستمر خلال فترات الطلب المرتفع على التعبئة، بشرط أن يكون نظام التفريغ قادرًا على تزويد آلة التعبئة بالمعدل المطلوب. وفي مصنع ثلج الأنابيب، فإن هذا تدفق الإنتاج إلى التعبئةيصل بين صانعة الثلج ووحدة التخزين ونظام التفريغ وآلة التعبئة في الأكياس.
قد يلتحم الثلج السائب أو يتكون منه جسر أثناء التخزين، ولذلك قد تحتاج الأنظمة الأكبر حجمًا إلى تفريغ ميكانيكي لتحريك الثلج الذي لا يمكن للجاذبية وحدها إزالته. ويمكن لجهاز التحكم في المستوى إيقاف إنتاج الثلج مؤقتًا أو إعادة توجيه تدفقه عند امتلاء وحدة التخزين.
تغذية الثلج من وحدة التخزين إلى عملية الوزن والتعبئة في أكياس
ينقل الناقل الحزامي الثلج من مخرج وحدة التخزين إلى قمع الوزن أو نقطة تغذية آلة التعبئة. وتقوم نظام الوزن بتقسيم الكتلة المطلوبة، بينما تقوم آلة التعبئة في الأكياس بملء كل كيس وإغلاقه. وفي خط تعبئة الثلج في أكياس، تتلقى آلة تعبئة الثلجتغذية الناقل الحزامي، وبالتالي يجب أن تتطابق نقطة تغذيتها وأقصى معدل استهلاك لها مع معدل توصيل الناقل الحزامي.
كيفية مطابقة تدفق الناقل الحزامي مع الطلب على التعبئة
يجب تحديد أبعاد كامل مسار النقل بما يتناسب مع فترة التعبئة الأكثر ازدحامًا. فكمية إنتاج الثلج اليومية وحدها لا توضح ما إذا كان الناقل الحزامي ونظام تفريغ التخزين وقمع الوزن وآلة التعبئة في الأكياس قادرةً على الحفاظ على المعدل المطلوب.
مطابقة معدل تغذية الناقل الحزامي
احسب معدل تغذية الناقل الحزامي من كتلة الثلج المراد تعبئتها والوقت المتاح:
معدل التغذية المتوسط المطلوب = كتلة الثلج المراد تعبئتها ÷ وقت التعبئة
على سبيل المثال، إذا كان الخط يجب أن يعبئ ٦٠٠٠ كجم خلال نافذة تعبئة مدتها ست ساعات، فإن معدله المتوسط للتغذية هو ١٠٠٠ كجم/ساعة. وإذا أدت فترات الاستراحة أو التبديل بين المنتجات إلى تقليل الوقت الفعلي للتشغيل، فيجب استخدام وقت التشغيل الأقصر في الحساب. كما يجب تضمين الطلب الناجم عن أي معدات أخرى تستمد الثلج من نفس وحدة التخزين. ثم طبّق نفس مقارنة ذروة التحميل على سعة التعبئة في الأكياس وإنتاج مصنع الثلج.
الحفاظ على توريد قمع الوزن
يحتاج قمع الوزن إلى كمية كافية من الثلج القابل للاستخدام لمواصلة الملء بينما يقوم الناقل الحزامي بإعادة تعبئته. ويُحدد سعته التشغيلية بناءً على معدل سحب آلة التعبئة وفترة إعادة التعبئة. وتأكد من أن الثلج يمكنه التفريغ دون حدوث انسداد أو تكتل. ويمكن لأجهزة استشعار المستوى أو الوزن أن تطلب إعادة التعبئة وأن توقف التغذية من المراحل السابقة قبل أن يفيض القمع.
مزامنة أنظمة التحكم في الخط
تنسيق تحكم الناقل والماكينة المُعبِّئة والأوعية الوزنية. وعند امتلاء الوعاء أو حدوث عطل في المرحلة التالية، يتم إيقاف تدفق الثلج الداخل قبل أن يتراكم. ويمكن لإشارة مستوى منخفض إعادة تشغيل التغذية عند استعداد الخط للعمل. وخلال الإيقاف العادي، يُوقف تدفق الثلج الداخل ويُسمح لمُجدَّة الناقل اللولبية بإفراغ محتواها قبل إيقاف محركها. ويجب توفير أزرار إيقاف طارئ لضمان إيقاف فوري.
ما الشروط التي تؤثر على اختيار الناقل في خط التعبئة؟
تؤثر تخطيط المسار وحالة الثلج وسهولة الوصول للتنظيف ومتطلبات السلامة جميعها في اختيار الناقل.
مسار النقل ونقاط التحويل
يتم رسم المسار من مخرج التخزين إلى ماكينة التعبئة، بما في ذلك التغيرات في الارتفاع والانحناءات ونقاط التفرع ومواقع التفريغ. وقد تؤدي المنعطفات الضيقة والهبوط المفاجئ وزيادة نقاط التحويل إلى زيادة التآكل أو الانسكاب أو كسر قطع الثلج. ويجب ترك مساحات كافية للوصول لفحص وتنظيف القنوات والمظلات ووصلات التحويل.
جودة الثلج أثناء النقل
وتؤثر شكل الثلج وحجمه ورطوبته السطحية في طريقة حركته. ويجب مطابقة سرعة الناقل وهندسته مع نوع الثلج المراد نقله، إذ قد لا تكون التصميمات المختلفة مناسبة بالتساوي لكل الأشكال. ويجب تقليل الهبوط غير الضروري والانتقالات الحادة. أما في الأنابيب الهوائية، فيجب مطابقة تدفق الهواء والانحناءات مع حجم الثلج للحد من الأضرار الناتجة عن التصادم.
سهولة الوصول للتنظيف والمواد المتلامسة مع الأغذية
ويجب أن تكون المواد والتصنيع المستخدمة في الأجزاء المتلامسة مع الأغذية مناسبة للتشغيل في البيئات الرطبة ولطريقة التنظيف المتبعة. ويجب أن تكون الحزام والقناة والوصلات والقنوات وأنابيب التفريغ سهلة الوصول للفحص والتنظيف. وتُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ عادةً، رغم أن مواد أخرى قد تكون مناسبة أيضًا. وفي المنشآت الخاضعة للبند 21 من قانون اللوائح الاتحادية (CFR) الجزء 117، يجب أن تكون المعدات المستخدمة في تصنيع الأغذية أو معالجتها أو تعبئتها أو تخزينها قابلة للتنظيف بشكل كافٍ وتحت الصيانة المناسبة. ويجب أن تكون الأسطح المتلامسة مع الأغذية مقاومة للتآكل ومناسبة للاستخدام المقصود منها، كما يجب تصميم أنظمة النقل بحيث تبقى في حالة نظافة وصحة جيدة.
وبعد تحديد المسار وطريقة التنظيف ومتطلبات السلامة، يمكن التحقق من التصميم المقترح مقابل أعلى معدل تغذية للخط. إرسال مواصفات المشروع، بما في ذلك نوع الثلج وأعلى معدل تغذية والتغيرات في المسار والارتفاع وجدول التعبئة، لتقييم سعة الناقل وواجهات التحكم.
الأسئلة الشائعة
أي المكونات الخاصة بالناقل تتطلب فحصًا دوريًا؟
افحص المكونات التي تؤثر على تدفق الثلج الرقائقي، واحتوائه، وسلامة العاملين. تحقق من مسامير النقل الحلزونية، والمحامل، والأختام، ووحدات القيادة؛ وتتبع الحزام، وشدّه، ووصلاته، والمكشطات؛ والمنافخ الهوائية، وأقفال الهواء، والأنابيب المرنة، والمفاصل. كما يجب فحص القنوات الانسيابية، والمخازن المؤقتة، وأجهزة الاستشعار، والدرع الحماية، وأجهزة الإيقاف. وحدّد فترات الفحص بناءً على طبيعة التشغيل، ودرجة التآكل الملحوظة، وخطة الصيانة الموصى بها من قبل شركة تصنيع المعدات.
هل يمكن لناقل ثلج رقائقي واحد أن يُغذي عدة خطوط تعبئة؟
نعم، شريطة أن يكون الناقل المشترك قادرًا على تلبية الطلب الأقصى المتزامن لهذه الخطوط، وأن تكون فروعه قادرةً على توجيه التدفق والتحكم فيه نحو كل خطٍّ على حدة. تحقَّق أولًا من معدل التغذية المطلوب لكل مسار، ثم قرِّر ما ينبغي أن يحدث عند توقف أحد آلات التعبئة. وفي حال غياب الفروع الخاضعة للتحكم، قد ينفد الثلج الرقائقي من إحدى الخطوط أو يعود التدفق في الناقل المشترك.
ما أجهزة السلامة المطلوبة على ناقل ثلج رقائقي خاص بخط التعبئة؟
ضع دروع حماية على الأجزاء المتحركة التي يمكن الوصول إليها ونقاط السحب/الانضغاط، ووفِّر أزرار إيقاف الطوارئ في أماكن يسهل على العاملين الوصول إليها. قطِّع مصادر الطاقة الخطرة قبل إزالة الاختناقات أو إجراء أعمال الصيانة. وقد تستخدم النواقل الحزامية الطويلة حبال إيقاف طوارئ تمتد على طول الخط. وفي القطاع الصناعي العام بالولايات المتحدة، يغطي معيار OSHA 29 CFR 1910.212 متطلبات حماية الآلات، بينما يتناول المعيار 1910.147 التحكم في الطاقة الخطرة أثناء عمليات الصيانة والإصلاح المشمولة.
مصادر خارجية
- دليل ASHRAE، الفصل ٤٣: تصنيع الثلج الرقائقي
- منظمة الأغذية والزراعة (FAO)، تصنيع الثلج الرقائقي
- اللوائح الاتحادية الأمريكية 21 CFR § 117.40، المعدات والأواني
- OSHA 29 CFR § 1910.212، المتطلبات العامة لجميع الآلات
- OSHA 29 CFR § 1910.147، التحكم في الطاقة الخطرة
- OSHA، حماية المعدات وحماية الموظفين من البتر
