الأستاذ الدكتور فرحان ألفين
استشاري مستقل في طحن الدقيق

تُعتبر عملية طحن دقيق القمح إجراءً معقدًا يختلف عن علميات صناعة المواد الغذائية الأخرى. تتكون العمليات النموذجية لإنتاج المواد الغذائية من سلسلة من العمليات، مما يجعل من السهل التحكم في الإنتاج لوجود مادة واحدة تنقل من عملية إلى عملية لاحقة ومنتج أو أكثر من المنتجات الثانوية. بينما في عملية طحن دقيق القمح، يتم طحن المادة الخام، وهي القمح، في آلة طحن الكسرة الأولى، ويتم تقسيم المنتج بواسطة المنخل إلى 4-5 منتجات، ويتم إرسال كل منها إلى آلة طحن مختلفة أو منخل أو فاصل سميد. إن هذه التعقيدات في عملية طحن دقيق القمح تخلق تحديًا في التحكم في تشغيل المطحنة. لذلك، فإن المعايرة الجيدة لكل آلة يعتبر أمرًا أساسيًا في التحكم في العملية، ولضمان جودة المنتج المثلى، وكفاءة التشغيل القصوى، ومردود الدقيق المنتج.

تُعتبر معدلات تغذية آلة الطحن، ومعايرة فجوة الأسطوانات، وتوتر حرير المنخل، وأبعاد فتحات المنخل، وتدفق الهواء في فاصل السميد، وأبعاد فتحات مناخله، ووضعيات موجهات تياراته من بين المتغيرات الرئيسية المطلوب معايرتها في تشغيل مطحنة دقيق القمح.

معايرة آلة الطحن:

تُعتبر آلة الطحن الأسطوانة رئيسة في عملية طحن دقيق القمح. إن سرعة الأسطوانة، والسرعة النسبية، وشكل الأسنان، وميل الأسنان، ودرجة تآكل الأسطوانة متغيرات يصعب تغييرها. يمكن تعديل معدل التغذية والفجوة بين الأسطوانات بواسطة عامل الطحن. يمكن لعامل الطحن ضبط معدل التغذية والفجوة بين الأسطوانات. يؤثر معدل التغذية والفجوة بين الأسطوانات على توزع حجم الحبيبات لمنتج هذه الآلة وبالتالي كميات التيارات الناتجة. إن تغيير أي إعداد في آلة الطحن يمكن أن يؤثر على جودة وإنتاجية الطحين المنتج. واحدة من أحدث الابتكارات في السنوات الأخيرة في المطاحن الأسطوانية هي تجهيزها بجهاز استشعار متطور يمكّنها من قياس الفجوات بين الأسطوانات وآلية لضبط الفجوة.

معايرة المنخل:

الغربلة عملية حيوية أيضاً، يتم فيها فصل المنتجات وفقًا لأحجام حبيباتها. تعتبر عدد الدورات في الدقيقة ومسافة الرمي عوامل حاسمة في تشغيل المنخل، والتي يصعب ضبطها. العوامل الحاسمة التي يمكن للعامل في المطحنة ضبطها في تشغيل المنخل هي توتر المنخل وأبعاد فتحات مناخله.

معايرة فاصل السميد

يقوم فاصل السميد بفصل النخالة من السميد وتصنيف السميد حسب الحجم ودرجة النقاء، والتي تُرسل إلى آلات طحن نظام التخفيض. لضمان تصنيف السميد بشكل صحيح وتقليل اختلاطه مع النخالة يجب معايرة تدفق الهواء، وأبعاد فتحات المنخل بدقة من قبل عامل الطحن.

تعتبر معرفة التقنيات التي تقيس ما إذا كانت عملية الطحن مضبوطة بشكل جيد أم لا بنفس أهمية معرفة المتغيرات التي يجب ضبطها. إن نسبة التنعيم، منحنى التحبحب، جدول التوزيع، ومنحني الرماد التراكمي من أهم التقنيات لقياس ما إذا كانت المطحنة مضبوطة بشكل جيد وتعمل كما يريد الطحان.

توازن المطحنة

يُعرَّف توازن المطحنة في «قاموس مصطلحات الطحن» بأنه «التوزيع المناسب للمواد على الأجزاء المختلفة من نظام الطحن، كما تحدده مخطط التدفق، لضمان تحميل مناسب للمعدات وكفاءات عالية في الطحن». يجب الحفاظ على توازن المطحنة ضمن مقادير تصميم المطحنة للحصول على أداء وكفاءة نظام طحن أعظمي.

الجدول 1. حسابات نسبة الاستخراج التراكمي.

عند خروج المطحنة عن التوازن، فإن بعض آلات الطحن تتعرض للتحميل الزائد بينما تتعرض أخرى للتحميل الناقص، مما يؤدي إلى انسداد المنخل وانسداد خطوط الهواء. للحفاظ على توازن المطحنة، يجب ضبط آلات نظام الطحن بشكل جيد.

نسبة التنعيم

في المقالة السابقة في مجلة الطحان عدد نوفمبر عام 2019، تم توضيح مفصل لعملية قياس نسبة التنعيم.

نظام الكسرات يشير إلى آلات الطحن الأولى في مخطط المطحنة. إنه القسم الرئيسي من عملية طحن القمح. يتم تقسيم نظام الكسر إلى قسمين: الأولي (B1، B2، B3) أو الطرف الأمامي والثانوي (B4 وB5) أو الطرف الخلفي. الهدف الرئيسي من الطرف الأمامي لنظام الكسرات هو إطلاق أكبر قدر ممكن من جزيئات الاندوسبيرم النظيفة والكبيرة، مع ترك النخالة في قطع كبيرة وكمية قليلة من الدقيق. يعتبر نظام الكسرات في عملية طحن الدقيق هو العملية الأكثر حيوية. يجب ضبط نظام الكسرات في عملية طحن الدقيق بشكل جيد لتحقيق توزيع أمثل للمواد إلى العمليات المختلفة من نظام الطحن وتحسين إنتاج دقيق عالي الجودة. يتم تعريف نسبة التنعيم على أنها النسبة المئوية للسميد الخشن والناعم والدقيق، والنخالة الناعمة، المارة من خلال منخل بحجم محدد مسبقًا كنسبة من المادة الأصلية التي يتم اختبارها. يجب تحديد وإعداد نسبة التنعيم المثلى لكل آلة طحن في نظام الكسرات. من الضروري مراقبة توازن نظام الكسرات في المطحنة وتوليد توزيع متسق للمواد الخام في جميع أنحاء المطحنة. نوع القمح، ومدة التكييف، ومعدل التغذية، وتآكل الأسطوانات، والفراغ بين الأسطوانات هي العوامل التي تؤثر على نسبة التنعيم. بشكل رئيسي، تُستخدم نسبة التنعيم لقياس ما إذا كانت الفراغ بين الأسطوانات معاير بشكل صحيح.

الشكل 3. تحديد نسبة حمل فاصل السميد بيانياً.

اختبار نسبة التنعيم هو إجراء بسيط يتطلب أخذ عينة تمثيلية متجانسة تأخذ بالتساوي من الجانب الأيسر والجانب الأيمن من أسطوانة الطحن. ثم يتم غربلة العينة في غربال مناسب لكمية العينة ولفترة زمنية محددة. يجب فحص نسبة التنعيم على الأقل مرة واحدة في اليوم أو عند تغيير مزيج القمح لقياس ومراقبة توازن المطحنة.

الشكل 2. منخل الكسرة الأولى.

يُعَدُّ استخراج نظام الكسرات مفهومًا مفيدًا آخر يُحسب من نسبة التنعيم. وهو النسبة المئوية للكمية المفصولة في كل مرحلة نسبة الى الكمية الإجمالية من القمح الداخل الى الكسرة الاولى. أما استخراج نظام الكسرات التراكمي، فهو الكمية الإجمالية من المواد المفصولة في مراحل نظام الكسرات. يوضح الجدول 1 حساب الاستخراج التراكمي.

الجدول 2. حسابات منحني التحبحب.

منحنيات التحبحب:

منحنى التحبحب هو رسم بياني يوضح بشكل أفضل من نسبة التنعيم النسبة المقاسة من المواد التراكمية المتبقية فوق منخل ذو فتحة بأبعاد معينة للمنتج المطحون من مرحلة. تبين نسبة التنعيم النسبة المئوية من المواد المطحونة المارة من خلال منخل محدد، ولكنه لا يوضح توزيع المنتج الناعم والسميد.

يمكن استخدام منحنى التحبحب لتقدير التوزيع المتوقع للمادة الناتجة عن الطحن واهتلاك أسنان الأسطوانة وفقًا للتغيرات في توزيع المنتج، ولرصد التغيرات في معدل تدفق السميد إلى فاصل السميد ونظام التنعيم، ويمكن أن يتم رسم منحني التحبحب أسبوعيًا.

يتضمن إنشاء منحنى التحبحب غربلة العينة الأساسية باستخدام منخل اختبار مزود بطارات نخل مشابهة في حجم الميكرون للمناخل في تدفق المنخل في المطحنة. يتم وزن كل جزء محتجز على الطارات وفي المجمع السفلي وتسجيله (يوضح الجدول 2 مثالاً لحسابات منحنى التحبحب). يتم حساب النسبة المحتجزة على كل طار بناءً على الوزن الإجمالي للعينة. ثم يتم جمع النسبة المحتجزة على كل طار إلى النسبة المئوية للجزء المحتجز على الطار ذو أبعاد الفتحة الأصغر التالي. ستكون النسبة التراكمية المحتجزة فوق المجمع السفلي 100%. ثم يتم رسم منحنى التحبحب كمخطط بياني مبعثر ورسم خطي على المحاور X-Y، حيث يمثل المحور X حجم فتحات المنخل بالميكرون ويظهر المحور Y النسبة المئوية المحتجزة فوق المنخل. يُظهر الشكل 1 منحنى التحبحب لبيانات الجدول 1.

الشكل 1. منحني تحبحب الكسرة الأولى.

يمكن حساب النسبة المئوية المحتفظ بها فوق منخل معين من بيانات جدول الحساب أو من الرسم البياني؛ حيث إنها الفرق بين النسبة المئوية التراكمية المحتفظ بها فوق ذلك المنخل والمنخل الأكبر منه. دعونا نلقي نظرة على مثال حيث يحتوي منخل التخطيط لعملية الكسرة الأولى على المناخل كما هو موضح في الشكل 2. ما هي نسبة الحمل لفاصل السميد الثاني (S2)؟ من الصعب حسابها من جدول الحساب. يمكن حسابها عن طريق الاستيفاء الرياضي. المادة المرسلة إلى فاصل السميد 2 (S2) هي المادة التي تمر عبر المنخل 475 ميكرومتر ولكنها محتفظ بها فوق منخل 265 ميكرومتر. لتقدير المحتوى التراكمي فوق حجم منخل معين، يتم ذلك من خلال رسم خط عمودي من الحجم المطلوب حتى يتقاطع مع منحنى التحبحب. ثم يتم رسم خط أفقي من نقطة التقاطع إلى محور Y.

بيانيًا، يبدو كما هو موضح في الشكل 3، حيث النسبة التراكمية المقدرة المحتفظ بها فوق منخل 475 ميكرومتر هي 73%، والنسبة التراكمية المقدرة المحتفظ بها فوق منخل 265 ميكرومتر هي 86.5%. وبالتالي، فإن الحمولة إلى فاصل السميد (S2) هي الفرق بين النسبة المحتفظ بها فوق 265 ميكرومتر، والتي هي 86.5%، ومنخل 475 ميكرومتر الأكبر منه، والذي هو 73% (86.5-73 = 13.5%).