اختيار خزان المعالجة استنادًا إلى السعة الاسمية باللتر وحدها هو أحد أسهل الطرق لإحداث اختناق في خط إنتاج الألبان أو العصائر أو المشروبات. فخزان «سعته ١٠٠٠ لتر» لا يُنتج تلقائيًّا ١٠٠٠ لتر من المنتج الجاهز للبيع في كل دورة، كما أن الخط المستمر المُقيَّم بوحدة اللتر في الساعة لا يمكن مطابقته مع خزان دفعي دون أخذ الزمن في الاعتبار.
في شركة وييشو، نُصنِّع ونُهيئ خزانات خلط من الفولاذ المقاوم للصدأ كجزءٍ من طلبات المعدات الفردية وخطوط المعالجة الكاملة. وقبل أن نختار سعة الخزان وهندسته ونظام التحريك والتسخين أو التبريد وأنظمة التحكم، فإننا نُطابق الخزان مع منتج العميل وجدول الإنتاج الخاص به.
السؤال المفيد هو:
كم كمية المنتج القابل للاستخدام يجب أن يُحضِّرها الخزان أو يحتفظ بها، وبأي سرعة يجب أن يكرر هذه المهمة للحفاظ على تشغيل باقي الخط؟
ويتم الحصول على الإجابة من خلال الحجم الفعلي للعمل، ودورة الدفعة، وتدفق الخطوط اللاحقة، وعملية التنظيف، وسلوك الوصفة، وجداول الإنتاج اليومي.
يصف الحجم الاسمي أو الإجمالي السعة الداخلية الكلية للوعاء. أما الحجم التشغيلي فهو الكمية التي يمكن استخدامها أثناء الإنتاج العادي مع الحفاظ على مساحة الرأس، وتغطية الخلط، وأداء نقل الحرارة، والحدود التشغيلية المطلوبة من قِبل العملية.
قد يكون الحجم القابل للاستخدام أقل بسبب:
الهامش المطلوب يختلف حسب المنتج والتصميم. ولا ينبغي تعيين نفس نسبة التعبئة التلقائية لسائل منخفض الرغوة ومزيج ألبان غني بالمسحوق دون مراجعة.
في اقتراح الخزان الخاص بنا، نميز بين الحجم الكلي للخزان والمدى الموصى به للحجم التشغيلي حتى يتمكن العميل من معرفة كمية المنتج التي صُمم الخزان للتعامل معها أثناء التشغيل العادي.
قبل حساب الخزان، عيّن ما يلي:
وهذا يكشف عن العدد الفعلي للدُفعات الممكنة. فالمنشأة التي تعمل ثماني ساعات لا تمتلك ثماني ساعات كاملة من الإنتاج، إذا احتلَّت عمليات التشغيل الأولي، وتنظيف الأنظمة أثناء التشغيل (CIP)، وتغيير النكهات، والإيقاف الجزئي جزءًا من اليوم.
للتحقق الأولي من التخطيط:
حجم الدفعة التشغيلي المطلوب = تدفق العمليات التالية × المدة الزمنية التي يجب أن تزودها الدفعة الواحدة
إذا استهلكت إحدى العمليات التالية ٢٠٠٠ لتر في الساعة، وكان من المطلوب أن تزودها دفعة واحدة لمدة ٣٠ دقيقة، فإن متطلبات حجم البداية التشغيلي تكون:
٢٠٠٠ لتر/ساعة × ٠٫٥ ساعة = ١٠٠٠ لتر
هذا لم يُعدّ بعد حجم الوعاء. لا يزال يتعيّن أخذ مساحة الرأس التشغيلية، والكمية المتبقية من المنتج، وتداخل التحضير، وأسلوب النقل، وأدنى مستوى تشغيلي في الحسبان.
ويفترض المثال أيضًا أن الدفعة التالية يمكن أن تكون جاهزة قبل انتهاء الدفعة الأولى. وإذا استغرق التحضير والتسخين والاختبار وقتًا أطول من ٣٠ دقيقة، فلن يتمكّن خزان واحد من ضمان التوريد المستمر. أما الخيارات المتاحة فهي: استخدام دفعة أكبر، أو إضافة خزان تحضير إضافي، أو تعديل الجدول الزمني، أو تقليل معدل التدفق المستمر.
قد تتضمّن دورة دفعة واحدة ما يلي:
أضف هذه المدد بدلًا من الاعتماد على وقت الخلط وحده.
على سبيل المثال، قد تستغرق وصفةٌ ما ٢٠ دقيقةً للخلط، لكنها تتطلب ١٥ دقيقةً للشحن، و٢٥ دقيقةً للتسخين، و١٥ دقيقةً للاختبار والضبط، و٢٠ دقيقةً للتحويل، و٤٠ دقيقةً للتنظيف. وبالتالي فإن مدة احتلال الخزان تفوق بكثير «وقت الخلط» المذكور في الكتيب.
عندما يعتمد الإنتاج على دوران الدفعات بسرعة، فإن قدرة التسخين والتبريد قد تكون بنفس أهمية سعة الخزان. فقد يؤدي خزانٌ أكبر مع مساحة انتقال حراري غير كافية إلى إطالة دورة الإنتاج وتقليل المخرجات اليومية.
غالبًا ما تتم عمليات الخلط والتركيب على دفعات، بينما تتم عمليات البسترة ومعالجة درجة الحرارة العالية جدًّا (UHT) والتجانس أو التعبئة بشكل مستمر. ولذلك يتطلّب الواجهة بينهما استراتيجية عازلة مدروسة.
هناك ثلاثة ترتيبات شائعة:
يُغذّي خزان واحد الخطَّ بينما يُحضّر الخزان الثاني الدفعة التالية. ويمكن لهذا الترتيب دعم التشغيل المستمر عندما يتناسب زمن التحضير مع زمن التوريد، وتتم إدارة عملية التبديل بفعالية.
يُحضّر خزان الإعداد كل دفعة ثم ينقلها إلى خزان توازن أو خزان احتياطي. ويُسهم الخزان الاحتياطي في تنعيم تدفق المنتج، لكنه يزيد من زمن الاحتفاظ، ومتطلبات التنظيف، والتحكم، وتوجيه المنتج.
يُحضّر خزان أكبر كمية كافية من المنتج لتشغيل أطول. وهذا يقلل من عدد عمليات تبديل الخزانات، لكنه قد يزيد من مخاطر الدفعة الواحدة، ومساحة الأرضية المطلوبة، وزمن التسخين/التبريد، ومقدار المنتج المتأثر بأي انحراف.
يعتمد أفضل ترتيب على عدد الوصفات المطلوبة، والمرونة المطلوبة، وحساسية المنتج، وتكلفة التوقف عن التشغيل.
تُركِّز العديد من المشاريع على حجم المعدات الواقعة في الجزء العلوي من خط الإنتاج وفقًا لتدفق العملية الاسمي، لكنها تتجاهل الإنتاج الفعلي المستدام للتعبئة. ويمكن أن تؤدي التغييرات في تنسيق العبوة، وتوريد الغطاء، والترميز، والرفض، وتحميل الفيلم أو الكرتون، والتغليف في الجزء السفلي من الخط إلى خفض الإنتاج الفعلي.
إذا كانت المنظومة الحرارية تعالج ٣٠٠٠ لتر/ساعة، بينما يتعامل المُعبِّئ بشكل مستدام فقط مع ٢٢٠٠ لتر/ساعة بالنسبة لحجم العبوة المختار، فهذا يعني أن الخط يحتاج إلى وحدة تخزين مؤقتة، أو جدول زمني مختلف، أو توازن أفضل في الطاقة الإنتاجية. وببساطة، فإن إضافة خزان خلط أكبر لا يحل مشكلة الاختناق.
عند موازنة الخط، نستخدم نفس المنتج ونفس حجم العبوة ونفس الافتراضات التشغيلية لكل من قسم المعالجة والمُعبِّئ.
الطاقة الإنتاجية ليست المتغير الوحيد في عملية الاختيار. ويؤكد فريق الهندسة لدينا أيضًا ما يلي:
وتؤثر هذه الخصائص في نوع المحرّك الدوار، والمقصّرات، والمحرك وعلبة التروس، وترتيب المنفذ الداخل، والغلاف العازل، والعزل، والمنفذ الخارج، والأجهزة القياسية، ونهاية السطح، والختم، وسهولة التنظيف.
قد يكون حجم الخزان مناسباً باللتر، ومع ذلك يؤدي أداءً رديئاً إذا لم يُبلل المزيج مساحيق الجاف، أو يُعلّق الجسيمات، أو يحمي القوام، أو لا يصل إلى الحد الأدنى لمستوى التشغيل.
نافذة التشغيل لها حدين.
عند الطرف العلوي، يجب توفر حجم حر كافٍ للرغوة والتحريك وإضافة المكونات والتمدد الحراري. وعند الطرف السفلي، يجب أن تظل المُحرِّكة وأجهزة الاستشعار والمخرج تعمل كما هو مطلوب.
هذا أمرٌ بالغ الأهمية في المصانع المرنة. فقد لا تُحقِّق خلية تم اختيارها لدفعة كبيرة خلطًا فعّالًا لدفعة صغيرة. وعندما يتوقع العميل عدة أحجام للدُفعات، فإننا نتحقق من الحد الأدنى والأقصى للحجم التشغيلي ونختار ترتيب التحريك بما يتناسب مع النطاق التشغيلي المطلوب.
أحيانًا توفر خليتان بحجمين مختلفين مرونةً أفضل من خلية واحدة كبيرة جدًّا.
يحتل غسل داخل الموقع (CIP) الخلية والدائرة المتصلة بها. كما يتطلب ماءً ومواد كيميائية وتسخينًا وتدفقًا عائدًا وقدرةً على التصريف.
تشمل:
إذا احتاجت جميع الخزانات إلى التنظيف في الوقت نفسه، لكن محطة التنظيف بالغسيل الدائري (CIP) تخدم دائرة واحدة فقط، فقد يحدّ ترتيب عملية التنظيف من الإنتاج. ولذلك، يجب التحقق من عدد الخزانات مقابل سعة محطة التنظيف بالغسيل الدائري (CIP)، وكذلك مقابل السعة الإنتاجية.
تحقق:
قد يناسب خزانٌ ما مخطط الأرضية، لكنه قد يظل مستحيلاً التثبيت أو الصيانة. ونُجري مراجعة لرسم المبنى الخاص بالعميل، ومسار الوصول، وارتفاع السقف، ومسافات الصيانة المطلوبة قبل تثبيت أبعاد الخزان وخطة التسليم.
قبل طلب عرض سعر، أعدّ:
تتيح لنا هذه المعلومات توضيح سبب ملائمة حجم الخزان المقترح وهندسته ومُحرّك التحريك وحمولة المرافق للعملية. ويمكن للعملاء الذين يحتاجون إلى مقارنة الخزان مع معدات أخرى أيضًا مراجعة وثائقنا الكاملة. مجموعة المنتجات .
ليس بالضرورة. فقد لا يوفّر خزان سعته الإجمالية ١٠٠٠ لتر مساحة كافية فوق السائل أثناء التشغيل لدفعة سعتها ١٠٠٠ لتر. ويجب التأكّد من السعة الإجمالية، والمدى التشغيلي، وتكوين الرغوة، والتمدّد، ومتطلبات الخلط.
يعتمد ذلك على معدل التدفق المستمر، ووقت إعداد الدفعة، ووقت النقل، ووقت التنظيف، وتغيير المنتج، والتشغيل المطلوب دون انقطاع. ولذلك يجب إعداد جدول زمني قبل اختيار خزان واحد أو استخدام خزانات بالتناوب أو ترتيب خزانات احتياطية.
قد يكون السماح بالنمو مفيدًا، لكن الخزان ذا الحجم الكبير جدًّا قد يؤدي أداءً ضعيفًا عند الدفعات الصغيرة ويتطلب مساحةً أكبر ومرافقَ أكثر وتنظيفًا أكثر.
قدِّم لزوجة المنتج وكثافته ومحتواه الصلب وحجم جسيماته وسلوكه في تكوين الرغوة وحساسيته للقص وهدف الخلط ونطاق حجم الدفعة ودرجة الحرارة والوقت المطلوب للخلط.
لا. فالإنتاج اليومي يعتمد على حجم الدفعة القابل للاستخدام مضروبًا في عدد الدورات الممكن تحقيقها، مع مراعاة القيود الناجمة عن التحضير والتسخين والنقل والتنظيف ومعالجة المراحل اللاحقة والتعبئة وعمليات التغيير بين المنتجات.
تواصل مع فريق الهندسة الخاص بنا مع منتجك وحجم الدفعة الأدنى والأقصى والتدفق بالساعة على الخط وزمن الدورة الكامل، وطريقة إضافة المكونات في الوصفة واحتياجات التسخين أو التبريد وخطة التنظيف وأبعاد الغرفة. وسنستخدم هذه المعطيات لإعداد تكوين أولي للوعاء وجهاز التحريك لتأكيد هندسي.
EN