پایلوت پلنت گندله سازی
پایلوت گندله سازی (Pelletizing pilot plant) یک واحد کوچک و نیمه‌صنعتی است که با هدف بررسی، آزمایش و بهینه‌سازی فرآیند تبدیل ریزدانه‌ها به گندله یا گرانول طراحی شده است. این واحد پیش از راه‌اندازی تولید در مقیاس صنعتی، امکان ارزیابی عملکرد مواد اولیه، افزودنی‌ها و شرایط فرایندی را فراهم می‌سازد و به عنوان مرحله‌ای کلیدی در تحقیقات کاربردی و توسعه‌ای محسوب می‌شود.
این سیستم به‌صورت خودکار و در مقیاس آزمایشگاهی طراحی شده و به طور خاص برای توسعه روش‌های گندله‌سازی با تکیه بر فرآیندهای شناخته‌شده‌ای مانند روش‌های آلیس چالمرز (Alice-Ghalmers) و لورگی (Lorgi) استفاده می‌شود. کاربرد اصلی آن در محیط‌های تحقیق و توسعه (R&D) است که در آن شرایط عملیاتی و پارامترهای فرایند با دقت بالا قابل تنظیم و بررسی هستند.
گندله سازی چیست
گندله سازی یک تکنیک بزرگ کردن اندازه ذرات (آگلومره) است که اغلب برای تغییر ویژگی های جابجایی و عملکرد جامدات حجیم استفاده می شود. پلت کردن را می توان برای از بین بردن گرد و غبار، کنترل خواص آزادسازی مواد فعال، بهبود کاربرد و موارد دیگر استفاده کرد.
فرآیند گندله‌سازی در مقیاس آزمایشگاهی
فرآیند گندله‌سازی بسته به نوع مواد اولیه و هدف موردنظر می‌تواند به شیوه‌های مختلفی اجرا شود. در یک واحد آزمایشگاهی، این فرایند معمولاً با استفاده از یک میکسر پین برای آماده‌سازی اولیه و تولید گلوله‌های اولیه (seed pellets) آغاز می‌شود. این گلوله‌ها سپس برای رشد و شکل‌گیری نهایی به یک دستگاه دیسک گندله‌ساز (Pelletizing Disc) منتقل می‌شوند. در ادامه، یک خشک‌کن برای کاهش رطوبت گندله‌های خام به‌کار می‌رود تا محصول آماده ورود به مراحل حرارتی شود.
این تأسیسات به‌عنوان یک کارخانه آزمایشگاهی یکپارچه طراحی شده‌اند و توانایی اجرای کامل فرآیند گندله‌سازی را در مقیاس محدود دارند. ظرفیت اسمی دستگاه حدود ۹۰۰ پوند (۴۰۰ کیلوگرم) خوراک خشک در ساعت است که برای اهداف تحقیقاتی و توسعه فرایند مناسب می‌باشد، نه برای تولید صنعتی. سیستم شامل یک فیدر رومیزی برای تغذیه کنسانتره، فیدر پیچی برای بنتونیت، میکسر تسمه‌ای برای ترکیب مواد، و یک دیسک گندله‌ساز دو مرحله‌ای با قطر ۶ فوت برای تولید گندله‌های خام است.
گندله‌های خام که به آن‌ها گندله سبز (Green Pellets) گفته می‌شود، تازه از دستگاه گندله‌ساز خارج شده‌اند، دارای رطوبت بالا بوده و هنوز پخته یا سخت نشده‌اند. این گندله‌ها در مرحله بعد ابتدا در یک رنده حرارتی متحرک با ابعاد ۱ در ۱۰ فوت خشک و پیش‌گرم می‌شوند. رنده شامل یک ناحیه خشک‌کن با جریان هوای بالا و دو ناحیه پیش‌گرمایش با جریان پایین است که باعث افزایش مقاومت مکانیکی اولیه گندله‌ها می‌شود. سپس گندله‌ها وارد کوره دوار به طول ۳۵ فوت می‌شوند که با شیب ¼ اینچ بر فوت و سرعت چرخش ۱ دور در دقیقه کار می‌کند. یک سد داخلی با قطر ۴.۵ اینچ در انتهای کوره، ظرفیت بارگیری را تا حدود ۱۱٪ کنترل می‌کند. قسمت داغ کوره با آجر نسوز ۷۰٪ آلومینایی به طول ۱۸ فوت عایق‌کاری شده و باقی آن با آجر نسوز سنگین پوشانده شده است. شش ترموکوپل با پوشش Inconel نیز در طول کوره قرار دارند که دمای محیطی داخل کوره را به‌صورت دقیق اندازه‌گیری می‌کنند.
ویژگی گندله کردن مواد
فرآیند گلوله‌کردن یا پلت‌سازی یکی از روش‌های رایج برای تبدیل مواد پودری یا ریزدانه به ذرات کروی‌شکل (گندله) است. این روش به دلیل مزایای متعدد، به ویژه در صنایع معدنی، کشاورزی، شیمیایی و بازیافت، به یک فرآیند کاربردی و مؤثر تبدیل شده است. گلوله‌سازی علاوه بر سهولت در حمل‌ونقل و کاربرد، به بهبود عملکرد محصول، کاهش ضایعات و مهار گرد و غبار کمک می‌کند.
مهار گرد و غبار و کاهش ضایعات
یکی از مزایای اصلی گلوله‌سازی، کنترل گرد و غبار ناشی از مواد ریز است. پودرهای ریز در حین حمل‌ونقل، انبارش و مصرف، مستعد پراکندگی و هدررفت هستند. تبدیل آن‌ها به گندله باعث کاهش قابل توجه تولید گرد و غبار و به‌تبع آن، کاهش ضایعات می‌شود. این موضوع به‌ویژه در صنایعی که با مواد سبک و پرخطر سروکار دارند، اهمیت بالایی دارد.
بهبود عملکرد و کاربرد محصول
مواد گندله‌شده به دلیل داشتن ابعاد یکنواخت، جریان‌پذیری بهتر و توزیع مناسب‌تر، نسبت به حالت پودری عملکرد بالاتری دارند. برای مثال، کودهای گرانوله‌شده یا اصلاح‌کننده‌های خاک به‌صورت گندله‌ای، هم اثربخشی بهتری دارند و هم در برابر باد و شست‌وشو مقاوم‌تر هستند. همچنین در صنایعی مانند شیشه‌سازی، استفاده از گندله به حفظ دقت فرمولاسیون ترکیبات کمک می‌کند.
افزایش قابلیت حمل، ذخیره‌سازی و تغذیه
گندله‌ها به دلیل شکل کروی و سطح صاف، در مقایسه با پودرهای ریز، راحت‌تر جابه‌جا می‌شوند و در فرآیندهای صنعتی قابل کنترل‌تر هستند. تغذیه‌ی یکنواخت و جریان‌پذیری بهتر آن‌ها، بهره‌وری تجهیزات را نیز افزایش می‌دهد.
کاهش ساییدگی و افزایش دوام
در حالی که برخی از روش‌های دانه‌بندی مانند فشرده‌سازی غلتکی منجر به تولید ذرات متراکم با لبه‌های تیز می‌شوند که مستعد ساییدگی هستند، گندله‌سازی به کمک دیسک پلت‌ساز باعث تولید گندله‌های گرد و بدون لبه می‌شود. این موضوع نه‌تنها میزان شکستگی و گرد و غبار را کاهش می‌دهد، بلکه طول عمر مواد در حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی را نیز افزایش می‌دهد.
تجزیه‌پذیری کنترل‌شده و قابلیت فرمولاسیون بالا
گندله‌های تولید شده به روش گلوله‌سازی دارای چگالی مناسب و ساختار متعادلی هستند که ضمن حفظ استحکام در حین جابجایی، امکان تجزیه‌ی سریع‌تری نسبت به گرانول‌های فشرده را فراهم می‌کنند. این ویژگی برای کاربردهایی نظیر کوددهی یا افزودنی‌های قابل‌تجزیه، بسیار ارزشمند است. همچنین، فرآیند گندله‌سازی (خصوصاً با پلت‌ساز دیسکی) قابلیت بالایی در سفارشی‌سازی دارد؛ به‌گونه‌ای که افزودنی‌ها، پارامترهای فیزیکی و خواص عملکردی نهایی قابل تنظیم هستند.
چه موادی را می توان گندله کرد
گندله سازی یک فرآیند فوق العاده متنوع و انعطاف پذیر است که خود را به هزاران ماده اختصاص می دهد. تقریباً هر ماده ای به شکل پودر یا دوغاب می تواند به یک محصول خشک و دانه ای تبدیل شود. کاربردهای رایج گلوله سازی عبارتند از:گچ،سنگ آهک،زغال سنگ،خاکستر بادی،پودرهای شیمیایی،سنگ معدن و بیشتر…
ویژگی دستگاه پایلوت پلنت گندله سازی
استفاده از یک کارخانه آزمایشی چندین مزیت نسبت به تولید در مقیاس کامل دارد:
کاهش هزینه ها: آزمایش و بهینه سازی را می توان در مقیاس کوچکتر انجام داد و هزینه ها و ریسک ها را کاهش داد.
توسعه سریعتر: کارخانه های آزمایشی امکان آزمایش و توسعه سریعتر فرآیند را فراهم می کنند.
بهره وری بهبود یافته: داده های جمع آوری شده از کارخانه های آزمایشی می تواند برای بهینه سازی فرآیندهای در مقیاس کامل استفاده شود.
کاربردها پایلوت پلنت گندله سازی
فرآوری سنگ آهن: تبدیل ریز سنگ آهن به گلوله برای استفاده در فولادسازی.
تولید سوخت زیستی: تولید گلوله از مواد زیست توده.
استخراج: گندله کردن کنسانتره های معدنی برای جابجایی و حمل و نقل آسان تر.
صنایع شیمیایی و دارویی: تولید گلوله برای کاربردهای مختلف.
نتیجه گیری
گندله سازی فرآیندی ارزشمند است که در طیف وسیعی از صنایع برای بهبود عملکرد محصول، بهبود کارکرد و کاربرد، و ایجاد یک محصول ممتاز با مشخصات محصول هدفمند مورد استفاده قرار می گیرد.