دليل كامل لخطوط غسيل الأغشية البلاستيكية: من التقطيع إلى التجفيف

تشكل خطوط غسيل الأغشية البلاستيكية عنصرًا أساسيًا في عملية إعادة تدوير البلاستيك. وهي تتكون من سلسلة من المعدات المصممة لتنظيف الأغشية المتسخة (مثل أغشية البولي إيثيلين منخفض الكثافة والأكياس المنسوجة) من خلال الاحتكاك والعمل عالي السرعة، وتحويلها إلى مواد خام نظيفة مناسبة للتكوير. ومن ثم يمكن استخدام حبيبات الأغشية المنظفة هذه كمواد خام لإنتاج منتجات جديدة.

يشتمل خط غسيل الفيلم البلاستيكي النموذجي بشكل أساسي على المعدات الأساسية التالية:

1. آلة التقطيع أو السحق
2. غسالة احتكاك عالية السرعة
3. خزان عائم
4. آلة تجفيف المياه/نظام التجفيف

يتم نقل المواد بين المعدات عبر ناقلات لولبية أو نقل هوائي. وفي حين أن هناك أنواعًا مختلفة من معدات الغسيل، فإن المبادئ الأساسية متشابهة. لتحسين جودة المنتج، يمكن إضافة معدات مساعدة مثل شاشات الأسطوانة، ومناخل الرياح، وفواصل الارتداد لإزالة الملوثات.

المعالجة المسبقة: التقطيع والسحق

الخطوة الأولى في خط الغسيل هي تقسيم الفيلم إلى قطع صغيرة، مما يعالج العديد من القضايا:

• منع الأكياس البلاستيكية الكاملة من الالتفاف حول المعدات، مما يؤثر على الإنتاج والسلامة
• تشتيت الأفلام الملتصقة (مثل الفيلم البلاستيكي وفيلم LLDPE)
• تسهيل تدفق المواد بين المعدات

يتم عادةً استخدام المطاحن الرطبة أو الممزقات الصناعية لهذه العملية التكسير.

آلات التقطيع

تعتبر آلات التقطيع من المعدات الثقيلة منخفضة السرعة وعالية عزم الدوران. يتم تثبيت شفرات القطع على أعمدة تدور ببطء، وهي قادرة على تمزيق المواد الكبيرة إلى قطع غير منتظمة مقاس 1-5 بوصات. يضمن التشغيل بسرعة منخفضة توليد الحد الأدنى من الغبار أو عدم توليده على الإطلاق.

يمكن تصنيف آلات التقطيع حسب عدد الأعمدة: أنواع ذات عمود واحد، وعمودين، وأربعة أعمدة. بالإضافة إلى صناعة البلاستيك، تُستخدم آلات التقطيع على نطاق واسع في:

• إعادة تدوير المطاط
• إعادة تدوير المعادن
• معالجة النفايات الالكترونية
• معالجة الأخشاب
• إتلاف العناصر الحساسة (على سبيل المثال، الأطعمة منتهية الصلاحية، والأدوية)
• محطات معالجة مياه الصرف الصحي والتطبيقات الحكومية الأخرى
• المعالجة المسبقة للنفايات الصلبة (على سبيل المثال، الطعام، المنصات، البراميل البلاستيكية، الأثاث)

في خطوط غسيل البلاستيك الآلية بالكامل، تكون آلات التقطيع مفيدة بشكل خاص. حيث يمكنها معالجة رزم كاملة من الفيلم، وهو أمر مهم لمراكز إعادة التدوير التي تهدف إلى توفير المساحة وتقليل تكاليف الخدمات اللوجستية. يختلف حجم رزم الفيلم البلاستيكي حسب آلة التكديس والمشغل، وعادة ما يتراوح حجمها بين 3 إلى 5 أقدام على كل جانب، ويتراوح وزنها بين 500 إلى 1500 رطل.

كسارات

على عكس آلات التقطيع، تعمل آلات التكسير بسرعات أعلى، عادةً ما تتراوح بين 200 و800 دورة في الدقيقة. يتم تثبيت شفرات بزاوية شديدة التحمل على العمود. عندما تلامس السكاكين الدوارة الشفرات الثابتة في حجرة التكسير، يتم تقطيع المادة إلى شظايا أصغر. تضمن الشاشة ذات الفتحات القابلة للتخصيص في الجزء السفلي أو حول العمود مرور المادة فقط عندما تصل إلى الحجم المطلوب.

في حين أن الكسارات يمكن أن تنتج إنتاجًا أصغر، فإن تشغيلها عالي السرعة يولد المزيد من الضوضاء والغبار. عادةً ما يوفر مصنعو الكسارات عالية الجودة حاويات عازلة للصوت وتدابير تقليل الغبار، مثل الشاشات الإضافية وتقليل السرعة والنقل الهوائي والسحق الرطب.

بالنسبة لغسل الأغشية البلاستيكية، يوصى عادةً باستخدام المطاحن الرطبة. فهي ترش الماء باستمرار في حجرة التكسير أثناء العملية، ولا تكمل عملية التكسير فحسب، بل تغسل أيضًا الأغشية المتسخة مسبقًا. كما يعمل الماء كمواد تشحيم، مما يقلل من الحرارة والتآكل، وبالتالي يطيل عمر الشفرة.

مقارنة بين آلات التقطيع والسحق

يتطلب اختيار معدات التكسير المناسبة الموازنة بين إيجابياتها وسلبياتها. تستخدم بعض خطوط الغسيل كلا النوعين من المعدات: آلة التقطيع لمعالجة قطع الفيلم الكبيرة مسبقًا إلى حجم راحة اليد، تليها آلة التكسير الرطبة لمزيد من التكسير والغسيل المسبق.

مميزات وعيوب آلة التقطيع:

المميزات:

• يمكن معالجة رزم الفيلم بالكامل، مما يقلل من العمالة اليدوية
• تشغيل بسرعة منخفضة، ضوضاء أقل، غبار أقل
• مناسب لمعالجة الأفلام ذات الجودة المنخفضة والمحتوى العالي من الملوثات
• توفر بعض الموديلات وظيفة التقطيع الرطب

العيوب:

• شظايا الإخراج غير متساوية في الحجم والشكل، وكبيرة نسبيًا
• صيانة صعبة، واستبدال الشفرة يستغرق وقتًا طويلاً

مميزات وعيوب الكسارة:

المميزات:

• ينتج شظايا أصغر وأكثر تناسقًا
• صيانة سهلة، استبدال الشفرة بشكل مريح

العيوب:

• يتطلب الفصل اليدوي لبالات الفيلم قبل التغذية
• تشغيل عالي السرعة، صاخب، مليء بالغبار
• يتلف بسهولة بسبب الأجسام الصلبة، ولا يصلح للمواد الملوثة بشدة

غسالة احتكاك عالية السرعة

رغم أن الغسالات الاحتكاكية عالية السرعة ليست ضرورية، إلا أنها مفيدة جدًا في خطوط الغسيل. يتكون قلبها من عمود طويل بشفرات دوارة عالية السرعة. حول العمود توجد قناة غربال لتجفيف المياه. الجهاز بالكامل محاط بغلاف مستطيل مع أنابيب مياه ترش على الغربال. الجهاز مائل، مع تغذية المواد من الطرف السفلي وخروج المواد المنظفة من الطرف العلوي.

يتم وضع الغسالات الاحتكاكية عالية السرعة عادة بعد الكسارة الرطبة. يدخل خليط المياه المتسخة والمواد الملوثة إلى الغسالة التي تدور بسرعة تزيد عن 1000 دورة في الدقيقة. تضرب الشفرات الدوارة شظايا الفيلم بسرعة عالية، مما يخلق احتكاكًا شديدًا. تعمل القوة الطاردة المركزية على إخراج المواد الملوثة عبر الشاشة. يمنع رش الماء المستمر انسداد الشاشة ويجدد الماء في الغسالة.

بالنسبة للمواد التي تحتوي على كميات صغيرة من ملوثات الورق، تكون الغسالات الاحتكاكية عالية السرعة فعالة بشكل خاص، حيث يمكن للاحتكاك الشديد أن يكسر الورق إلى لب ويطرده عبر الشاشة.

تعمل الزاوية المائلة للشفرات على تحريك المواد إلى الأعلى، لتخرج أخيرًا من الأعلى إلى خزان عائم أو جهاز فصل سائل عن صلب أكثر تقدمًا. قد تختار بعض مصانع المعالجة استخدام خزانات مياه طويلة أو خزانات عائمة بدلاً من الغسالات الاحتكاكية عالية السرعة لتمديد وقت النقع من أجل فصل الملوثات بشكل أفضل.

خزان عائم

تتمتع الخزانات العائمة (المعروفة أيضًا بخزانات الطفو والغرق) بوظيفتين رئيسيتين:

1. التنظيف: نقع الأفلام لتسهيل فصل الملوثات
2. الفصل: استخدام فروق الكثافة لتعويم الأغشية الخفيفة وإغراق الشوائب الثقيلة

الخزان العائم النموذجي عبارة عن خزان مياه مستطيل كبير، يبلغ عرضه حوالي 2-3 أمتار، وطوله 4-6 أمتار، وارتفاعه 2-3 أمتار. عندما يدخل الفيلم البلاستيكي إلى الخزان، يتم تحريكه للأمام عن طريق مجاديف دوارة ببطء أو تدفق المياه. وبسبب اختلاف الكثافة، يطفو الفيلم البلاستيكي (كثافة <1 جم/سم³) على السطح ويتحرك للأمام، بينما تغرق الشوائب الأكثر كثافة من الماء (مثل الحجارة والرمل) في القاع.

الجزء السفلي من خزان الفصل مخروطي الشكل، ويتم إزالة النفايات المجمعة عبر حزام ناقل يتم التحكم فيه بواسطة صمامات هوائية. يمكن حرق هذه النفايات، التي تحتوي في الغالب على الماء، أو إرسالها إلى مكبات نفايات متخصصة.

فاصل الأعاصير

فاصلات الأعاصير، تستخدم عادة في إعادة تدوير زجاجات PETكما أنها مناسبة لغسيل الأغشية البلاستيكية. وهي تعمل بشكل مشابه للخزانات العائمة ولكن بكفاءة فصل أفضل، حيث تولد قوة طرد مركزي تعادل حوالي 20 ضعف قوة جاذبية الأرض. وفي عملية فصل الإعصار، يكون ضغط الهواء أعلى بكثير من الضغط في أجهزة خلط الخزانات. وتتسبب قوة الطرد المركزي التي تولدها الإعصار في دوران الأغشية الخفيفة للخارج وللأعلى، بينما تغرق المواد الثقيلة.

نظام التجفيف

التجفيف هو الخطوة الأخيرة في خط غسيل الفيلم وعملية بالغة الأهمية قبل عملية التكوير بالبثق. يمنع التجفيف الكامل ظهور جيوب هوائية أثناء عملية البثق؛ ويجب التحكم في محتوى رطوبة الفيلم بما يقل عن 15%. هناك طريقتان شائعتان للتجفيف:

1. جهاز تجفيف المياه (الطرد المركزي) + التجفيف بالهواء الساخن:
   تستخدم آلة تجفيف المياه قوة الطرد المركزي لإزالة معظم الرطوبة، مما يقلل من محتوى الرطوبة في الفيلم إلى 20-30%. ثم يجففه الهواء الساخن إلى حوالي 15%.
2. مكبس لولبي:
   طريقة اقتصادية لإزالة الماء عن طريق الضغط على الفيلم ولفه.

ماكينة تجفيف المياه/مجفف الهواء الساخن

تتشابه ماكينات إزالة الماء في بنيتها مع الغسالات الاحتكاكية عالية السرعة، حيث يوجد عمود شفرة مركزي يدور بسرعة عالية (حوالي 1000 دورة في الدقيقة) محاط بشاشة. عندما يدخل الفيلم الرطب، تقوم القوة الطاردة المركزية بطرد الماء عبر الشاشة.

تتضمن عملية التجفيف بالهواء الساخن خلط الفيلم المجفف بالهواء الساخن، وتدويره في قناة نقل، وأخيرًا تمريره عبر فاصل إعصاري لمزيد من تبخير الرطوبة المتبقية. عادةً، يتم استخدام 1-3 مراحل من التجفيف بالهواء الساخن، حسب المتطلبات.

مكبس لولبي

تُستخدم مكابس البراغي على نطاق واسع في إنتاج الأغذية وصناعة الورق ومعالجة مياه الصرف الصحي وغيرها من الصناعات. فهي تعمل على تجفيف المياه بفعالية دون الحاجة إلى معدات تجفيف بالهواء الساخن باهظة الثمن.

يتكون قلب مكبس اللولب من عمود حلزوني يتزايد قطره تدريجيًا، ويحيط به قناة تصريف مثقبة. عندما يدخل الفيلم الرطب، يتم ضغطه مع زيادة قطر العمود الحلزوني، مما يجبر الماء على الخروج من خلال فتحات صغيرة. يمكن للفجوة الضيقة في نهاية الجهاز تقليل محتوى الرطوبة إلى حوالي 15%.

تخصيص خط غسيل الفيلم

يعتمد التكوين المحدد لخط الغسيل على نوع الفيلم المراد معالجته ومستوى تلوثه. على سبيل المثال، تعد آلات التقطيع أكثر ملاءمة من آلات التكسير عند التعامل مع المواد الملوثة بشدة أو متطلبات حجم الإنتاج المرتفع.

قد يتضمن خط غسيل فيلم البولي إيثيلين منخفض الكثافة (98/2 أو فيلم الدرجة أ) النموذجي ما يلي: كسارة مبللة، وغسالة احتكاك عالية السرعة، وخزان عائم، وآلة تجفيف بالطرد المركزي، ومجفف هواء ساخن. بدلاً من ذلك، يمكن تمديد خزان المياه، مما يلغي الحاجة إلى غسالة احتكاك عالية السرعة. تستخدم بعض المصانع غسالتين احتكاك عاليتي السرعة، واحدة قبل وأخرى بعد خزان الغسيل. لتقليل تآكل الكسارة، يمكن إضافة آلة تمزيق للمعالجة المسبقة.

يؤدي استخدام المزيد من المعدات إلى إنتاج منتجات أنظف، ولكن أيضًا إلى زيادة تكاليف الاستثمار والتشغيل. وفي المناطق التي تكون فيها تكاليف العمالة أقل، يمكن للعمالة اليدوية أن تحل محل بعض المعدات، مثل استخدام النقل اليدوي بين المعدات بدلاً من الناقلات.

خاتمة

تقدم هذه المقالة المعدات النموذجية المستخدمة عادة في خطوط غسيل الأغشية البلاستيكية. لا يوجد معيار ثابت لطرق إعادة التدوير؛ والمفتاح هو الاختيار بعناية بناءً على نوع الأغشية ومستوى التلوث. ونظرًا للاختلافات الكبيرة في الأداء بين المعدات، فمن المستحسن زيارة مصانع الشركة المصنعة قبل اتخاذ القرارات.