آلة إعادة تدوير قش الأرز: العملية والمعدات

لا تنتج آلة إعادة تدوير قش الأرز منتجًا نهائيًّا واحدًا شاملاً. وتتمثل مهمتها في تحويل بقايا الحقول الموسمية ذات الكثافة المنخفضة، والتي غالبًا ما تكون ملوثة، إلى مادة خام خاضعة للرقابة يمكن أن يقبلها فعليًّا كل من مصنع الحبيبات، أو وحدة الهضم، أو آلة تفكيك الألياف، أو مشغل مصانع السماد العضوي، أو مزارع الفطر. ولذلك، ينبغي أن يحدد العقد الخاص بمرحلة المعالجة اللاحقة خطوات التقطيع والتنظيف والتحضير.

هل يختلف هذا الموضوع عن خط إعادة تدوير القش بشكل عام؟

دليل عام حول... خط إعادة تدوير النفايات الزراعية يجب مقارنة بقايا المحاصيل التي تختلف سلوكياتها اختلافًا كبيرًا. دليل لـ معالجة القش المعبأ في بالات على نطاق صناعي تركز هذه العملية بطبيعة الحال على استلام البالات، وإزالة الأربطة، وفتحها، والتغذية المنتظمة. تنطلق هذه المقالة من تلك القاعدة المشتركة وتطرح سؤالاً أكثر تحديداً: ما الذي يتغير عندما يكون العلف هو قش الأرز تحديداً، وعندما قد تذهب المادة المُعدة إلى عدة مستخدمين مختلفين تماماً؟

هذا التمييز مهم. فقد يحتوي قش الأرز على تربة ورطوبة ومعادن تؤثر على الرماد وتآكل المعدات وجودة المنتج. ويتكون القش بشكل أساسي من السيقان والأوراق المتبقية بعد الحصاد، في حين تُزال قشور الأرز أثناء عملية الطحن.

ابدأ بمواصفات المشتري

يحدد المعهد الدولي لبحوث الأرز (IRRI) خيارات تشمل السماد العضوي، والفحم الحيوي، وإنتاج الفطر، وعلف الماشية، والتدفئة، والكهرباء، والغاز الحيوي، ومواد البناء، والألياف الحيوية.^1,2 تصف تلك القائمة سلاسل القيمة المحتملة، وليس المنتجات التي تخرج من نفس الآلة. ولكل مسار حدود القبول الخاصة به.

حدود المشروع: يُستخدم التقطيع أو التقطيع في تحضير قش الأرز. ولا يُنتج عن ذلك في حد ذاته وقودًا معتمدًا، أو سمادًا جاهزًا، أو علفًا آمنًا للحيوانات، أو لب الورق، أو مادة أولية مضمونة لإنتاج الغاز الحيوي.

تحديد نطاق علف قش الأرز

سعة الكتالوج ليست من مواصفات الأعلاف. قبل اختيار المعدات، يجب أخذ عينات من المواد من مختلف الحقول والموردين وطرق الحصاد ومدد التخزين.¹ على الأقل، يجب توثيق شكل العرض، وأبعاد البالات ووزنها، ومستوى الرطوبة، ونسبة الساق الطويلة، ومحتوى التربة والحجارة، ونوع الخيط، ومخاطر وجود معادن، والعفن المرئي، وحجم التسليم الموسمي.

تزيد الأوساخ من الوزن الزائد، وتسرع من التآكل الاحتكاكي، وتنتقل مع المنتج لتصبح رمادًا أو بقايا عملية. وقد تؤدي تجربة آلية تقوم بوزن البالات الإجمالي دون قياس كمية التربة التي تمت إزالتها إلى إظهار كل من معدل الإنتاجية والعائد بأفضل مما هما عليه في الواقع. وينطبق الأمر نفسه على القش المبلل بالمطر: فالمياه الزائدة تزيد من الحمولة عند الاستلام، بينما تقلل من كمية الألياف الجافة التي تتم معالجتها في الساعة.

استخدم ثلاث فئات مستقبلة بدلاً من مواصفة واحدة غير محددة

قد يؤدي اعتماد معيار واحد فقط للقبول أو الرفض إلى نشوب خلاف يمكن تجنبه عند جسر الوزن. أما خطة الاستلام الأكثر فائدة فهي تلك التي تقسم الشحنات إلى ثلاث فئات تشغيلية. تشغيل تتوافق المواد مع الإعدادات العادية. الحالة لا تزال المادة صالحة للاستخدام، ولكن يجب عزلها من أجل التجفيف أو الخلط أو التنظيف الإضافي أو ضبط سرعة التغذية على مستوى أبطأ. رفض تشكل المواد خطرًا يتعلق بالسلامة أو الجودة أو المعدات لا يمكن للخط المتفق عليه التعامل معه.

هذه فئات استرشادية لاتخاذ القرار، وليست معايير رقمية عامة. فقد يصنف مشتري اللب، ومستخدم الوقود، ومزارع الفطر نفس الشحنة ضمن فئات مختلفة، لأن الآثار المترتبة على وجود الأوساخ أو الرطوبة أو التلف البيولوجي تختلف من حالة إلى أخرى.

عملية معالجة قش الأرز: من بقايا الحقول إلى مادة خام خاضعة للرقابة

1. الاستلام والعزل وأخذ العينات

يجب فصل الشحنات الرطبة أو المتعفنة أو الملوثة بشكل واضح حتى يتم قبولها. ويجب أن تمثل العينة المركبة الدفعة بأكملها، لا السطح النظيف لكتلة واحدة فقط. ويجب تسجيل الكتلة الصافية للقش بعد إزالة الحزم المرفوضة والمواد الغريبة.

2. إزالة الملتصقات والشوائب الخشنة

يمكن أن يلتف الخيط حول الأعمدة ومناطق المحامل. وقد يتسبب السلك في تلف القواطع. كما أن الحجارة والتربة تزيد من التآكل وقد تؤثر سلبًا على عملية الاستلام. لذا، يجب توفير مسار واضح لإزالة المواد ونقطة آمنة لرفضها قبل الآلة الرئيسية.

3. افتح القشة وقم بقياس الكمية

لا ينبغي التعامل مع البالات المضغوطة على أنها كتل إنتاجية متجانسة. ففتح البالة يؤدي إلى تفكيكها؛ بينما يحول نظام القياس التدفق إلى تدفق كتلي خاضع للتحكم. ويمكن أن تساعد أجهزة استشعار المستوى، ومعلومات رد الفعل الخاصة بحمل الناقل، وأجهزة القفل المترابطة لتيار المحرك في منع تعرض الآلة التالية لنقص في المواد لعدة ثوانٍ ثم اصطدامها بسدادة كثيفة.

4. قم بإجراء القطع الأولي

عادةً ما يتطلب قش الأرز الطويل الليفي القص والتمزيق. ويمكن لآلة القص الأولية أو آلة التقطيع ذات السرعة المنخفضة أن تقلل الطول مع الحد من الجسيمات الدقيقة غير الضرورية. ويجب اختبار الدوار المحدد، وفراغ القص، والسرعة، وترتيب الشبكات باستخدام عينة تمثيلية من قش الأرز. والمشترون الذين يقارنون بين قائمة مختصرة بمصنعي آلات التقطيع الصناعية ينبغي أن يُطلب من كل مورد تحديد نوع العلف الذي تم اختباره والمخرجات المقبولة، وليس الاكتفاء بذكر قدرة المحرك المركب.

5. قم بالفرز بناءً على الناتج الفعلي، وليس على الحجم الاسمي للفتحة

لا تتصرف القطع الليفية مثل المكعبات الصلبة. فقد تمر شريحة طويلة عبر الغربال حسب اتجاهها، في حين أن المواد الرقيقة قد تسد الفتحة أو تشكل جسراً عبرها. قم بقياس التوزيع الفعلي للأطوال في المنتج المقبول. لا تقم بإعادة سوى القطع التي تتجاوز المقاس المحدد فعليًّا لإعادة قصها؛ حيث إن تمرير جميع المواد عبر عملية قص متكررة يؤدي إلى إهدار الطاقة وإنتاج جسيمات دقيقة.

6. لا تُجرى عملية الطحن الثانوية إلا عندما يحتاج المشتري إلى ذلك

قد يكون الطحن الدقيق ضروريًا قبل بعض عمليات التكثيف أو التحويل، لكن لا ينبغي أن يكون ذلك أمرًا تلقائيًّا. فكل مرحلة إضافية من الطحن تزيد من الغبار والتآكل واستهلاك الطاقة النوعي. وإذا كان القش المقطّع بشكل خشن يستوفي بالفعل مواصفات التسميد أو الركيزة، فإن استخدام مطحنة المطرقة قد يصبح تكلفة دون فائدة.

حدد الفرق بين القرارات القابلة للتراجع عنها وتلك التي لا رجعة فيها

قد يتم تغيير سرعة الناقل واختيار الغربال وبعض إعدادات القاطع بين الحملات. أما في حالة وجود ممر ضيق في المبنى، أو قناة غبار صغيرة الحجم، أو ناقل مدفون، أو هندسة تخزين ثابتة، أو مطحنة دقيقة مُركبة في مسار التدفق الوحيد المتاح، فإن تصحيح هذه المشكلات يكون أصعب بكثير.

احسب الإنتاج القابل للبيع، وليس فقط إنتاجية الماكينة

قد يسجل خط الإنتاج معدل تغذية مرتفعًا، ومع ذلك يكون أداؤه ضعيفًا إذا تحولت نسبة كبيرة من الإنتاج إلى منتجات مرفوضة، أو غبار، أو جسيمات دقيقة خارج المواصفات، أو جسيمات كبيرة الحجم متداولة في الدورة. وبالنسبة للمشتري، فإن مؤشر الأداء الرئيسي الأكثر فائدة هو الناتج الجاف القابل للبيع — أو على الأقل المقبول في المراحل اللاحقة من عملية التصنيع.

يجب الفصل بين مصطلحي “مقبول” و“قابل للبيع” عندما لا يزال القش المُجهَّز بحاجة إلى عملية التحقق في المراحل اللاحقة. فقد تقبل آلة تصنيع الحبيبات الحجم المادي، لكنها ترفض لاحقًا دفعة الوقود بسبب نسبة الرماد أو الرطوبة. وقد تقبل آلة تفكيك القش القش المقطوع بشكل نظيف، لكنها تحصل على عائد مختلف بعد المعالجة الكيميائية. لذلك، يجب أن يعتمد قبول الخط الميكانيكي على الخصائص التي يتحكم فيها فعليًّا، بينما يسجل العقد التجاري نتائج الاختبارات النهائية التي يجريها المشتري.

ينبغي أن تعرض لوحة معلومات الحملة الكاملة أربعة أرقام على الأقل معًا: العلف الجاف، والمخرجات الجافة المقبولة، وإعادة تدوير المواد ذات الحجم الزائد، والمرفوضات النهائية/المواد الدقيقة.

أخذ عينة من المنتج الليفي دون تفضيل الجزء السهل

ينفصل قش الأرز أثناء المناولة. فالقطع القصيرة والجسيمات الدقيقة الغنية بالتربة تستقر بطريقة تختلف عن السيقان الطويلة الرقيقة، لذا فإن حفنة مأخوذة من أعلى الكومة لا تُعد عينة منتج مقبولة. يجب أخذ عينات متتابعة في أوقات محددة من تدفق الإنتاج المقبول أثناء الحركة على مدار فترة الاختبار بأكملها. ثم يجب دمج هذه العينات وتجميعها باستخدام طريقة متفق عليها، ثم الاحتفاظ بعينة محفوظة مختومة.

بالنسبة لفحوصات الغربلة وإعادة التدوير، يجب جمع عينات متزامنة من المنتج المقبول، والمواد المرتجعة ذات الحجم الزائد، والمواد الدقيقة أو الغبار المُتخلص منه. ويجب أن تشير فترات أخذ العينات إلى نفس فترة التشغيل؛ وإلا فقد يتم مقارنة فترة ذروة في أحد التيارات بفترة هدوء في تيار آخر. ويجب الإبلاغ عن طول الجسيمات وفقًا للفئات المتفق عليها، بدلاً من وصف المنتج بحجم اسمي واحد بالمليمتر.

1. لا تبدأ في أخذ العينات إلا بعد أن يصل الخط إلى مرحلة التشغيل المستقر الموثق.
2. ضع في اعتبارك التباين الطبيعي في العلف؛ ولا تختر فقط البالات الأكثر نظافة.
3. سجل الوقت الدقيق للملاحظة والكتلة الصافية التي يمثلها كل تيار.
4. لا تُعيد المواد ذات الحجم الزائد التي تم جمعها إلى العملية حتى يتم تسجيل كتلة عينتها.
5. قم بتصوير حالات الالتفاف غير الطبيعي أو الانسداد أو وجود الشوائب، واربطها بسجل التوقيت.

كيف تؤثر خصائص قش الأرز الكيميائية على اختيارات المعدات

لا يمكن للمعالجة الميكانيكية أن تزيل كل مشاكل جودة الوقود. فالسيليكا والرماد الغني بالقلويات الموجود في قش الأرز يمكن أن يؤثر على تشغيل الأنظمة الحرارية. وعادةً ما يتأثر مدى ترسب الرماد وتكتله والتآكل بكل من التركيب الكيميائي للمادة الخام وظروف التحويل الفعلية.² لا ينبغي لمورد آلات التقطيع أن يعد بالتوافق مع الغلايات استنادًا إلى حجم الجسيمات وحده.

أولاً، قم بتصميم خط الإنتاج بحيث يقلل من فقدان التربة الذي يمكن تجنبه، ويضمن استقرار مستوى الرطوبة وحجم المنتج. ثانياً، أرسل عينات تمثيلية إلى المستخدم المستهدف للوقود أو إلى مختبر مستقل لتقييم الرماد والوقود. ويُعد الغسل أو إزالة المعادن كيميائيًّا — في الحالات التي يُنظر فيها إلى ذلك — عملية منفصلة تنطوي على آثار تتعلق بالمياه والنفايات السائلة والإنتاجية والتكلفة.

تتطلب كل من الطرق العلفية والبيولوجية نفس القدر من الانضباط. فقش الأرز غير المعالج منخفض في البروتين ويصعب هضمه. ويُسهّل التقطيع التعامل معه وخلطه، لكنه لا يُحسّن من هذه القيود الغذائية ولا يحل مشكلات مثل التلوث أو نسبة التغذية غير المناسبة.³

قم بمطابقة قائمة المعدات مع المهمة

قد تتسبب عمليات الفتح والقطع والغربلة ونقلك في انبعاث غبار الكتلة الحيوية القابل للاشتعال؛ لذا يجب أن تستند إجراءات جمع الغبار ومكافحة الحرائق إلى تقييم للمخاطر خاص بالموقع.⁴

التيار خط تقطيع وإعادة تدوير الكتلة الحيوية في يوشي يمكن تهيئة النظام ليشمل التغذية، والتقطيع الأولي، والمعالجة الثانوية الاختيارية، والغربلة، ومكافحة الغبار، والتفريغ.

استخدم ميزان الكتلة لإجراء اختبار القبول

تستمر التجربة المفيدة لفترة كافية لتشمل التباين الطبيعي في التحميل، وليس مجرد عرض توضيحي قصير باستخدام بالات نظيفة. قم بوزن العلف وكل مسار إنتاج ذي أهمية خلال نفس فترة المراقبة:

1. القش المُعد المُقبول؛;
2. الملابس ذات المقاس الكبير التي تم إرجاعها لإعادة قصها؛;
3. الغرامات أو الغبار الذي تم جمعه؛;
4. الخيوط، والحجارة، والتربة، وغيرها من المواد المهملة؛;
5. المواد غير المحسوبة ضمن حدود التفاوت المسموح بها المتفق عليها.

قم بتسجيل التوقفات، وعمليات الرجوع للخلف، وأحداث الربط، والتدخلات اليدوية، وعمليات فحص القاطع، واستهلاك الطاقة في آن واحد. يجب تعريف السعة على أنها الناتج المقبول المستمر، وليس أسرع معدل لحظي للحزام. إذا تغير المسار النهائي، كرر فحص جودة الناتج باستخدام مواصفات ذلك المسار.

الأسئلة التي يجب إدراجها في طلب عرض الأسعار

1. ما هي ظروف قش الأرز التي تم استخدامها لتحقيق السعة المقترحة؟
2. هل تستند السعة المعلنة إلى الوزن الوارد أم الوزن الجاف، أم يتم تقديم كلا الرقمين؟
3. ما هي أحجام البالات ومواد الربط المقبولة، وما هي الحدود المطبقة فيما يتعلق بالرطوبة والتلوث؟
4. ما هي الآلة التي تتحكم في موجات التغذية قبل القاطع الرئيسي؟
5. كيف يتم أخذ عينات من طول الجسيمات، وما هي النسبة المئوية للجسيمات ذات الحجم الزائد أو الجسيمات الدقيقة؟
6. أين تنتهي هذه المواد — الحجارة والتربة والخيوط والمعادن — في هذه العملية؟
7. ما هي متطلبات المنتج التي حددها المشتري في المرحلة النهائية لاستخدام الحبيبات أو اللب أو السماد العضوي أو زراعة الفطر أو الطاقة الحيوية؟
8. ما هي الأعمال اللاحقة التي لا تدخل ضمن نطاق عمل المورد؟
9. ما هي الافتراضات المتعلقة بالغبار ومخاطر الحريق التي تتطلب التأكيد في موقع التركيب؟

المراجع

1. مكتب تكنولوجيا العلوم في وزارة الطاقة (OSTI)،, جودة المواد الأولية — تباين الكتلة الحيوية.
2. مكتب تكنولوجيا العلوم في وزارة الطاقة (OSTI)،, الترسبات في الغلاية — مادة غير عضوية.
3. منظمة الأغذية والزراعة (الفاو)،, بقايا المحاصيل — استخدام المنتجات الثانوية.
4. OSHA،, الغبار القابل للاشتعال — إرشادات السلامة.