دليل هندسة التطبيقات لشركة كوريا إيفر-باور
دودة وعجلة دودة لناقلات أفران المخابز ومعالجة العجين
يقع زوج التروس الدودية الذي يُشغّل ناقل فرن نفق على بُعد 400 مم من حجرة تعمل عند درجة حرارة 230 درجة مئوية. ترفع الحرارة الإشعاعية سطح غلاف التروس إلى 85-110 درجة مئوية، أي أعلى بكثير من الحد الأقصى المسموح به للشحوم المعدنية القياسية وهو 80 درجة. في غضون ستة أسابيع، يتفحم الشحم القياسي على أسنان التروس الدودية، ويزداد الاحتكاك، ويتسع الخلوص، ويتوقف الناقل عن العمل أثناء الخبز مع وجود 200 رغيف بداخله. يُعد اختيار مادة التشحيم هو العامل الحاسم الذي يُحدد ما إذا كان زوج التروس سيدوم خمس سنوات أم سيتعطل بعد ستة أسابيع فقط.
تضع سيور نقل أفران المخابز، ومحركات أجهزة التخمير، ومعدات معالجة العجين، زوج التروس الدودية في بيئة ساخنة خارجياً - تتراوح درجة حرارتها بين 60 و120 درجة مئوية نتيجة حرارة الفرن الإشعاعية - بدلاً من توليد الحرارة داخلياً بسبب عدم كفاءة التروس. يتطلب هذا التحدي الحراري الخارجي استخدام مواد تشحيم مصممة خصيصاً لدرجة حرارة الغلاف الفعلية، وليس درجة الحرارة المرجعية المذكورة في الكتالوج. تحدد مصفوفة اختيار مواد التشحيم عالية الحرارة درجة حرارة الغلاف المناسبة لنوع الشحم المناسب: الليثيوم القياسي حتى 80 درجة مئوية (معالجة العجين بعيداً عن الأفران)، وشحم PAG الاصطناعي من 80 إلى 120 درجة مئوية (المحركات المجاورة للفرن)، وشحم السيليكون من 120 إلى 150 درجة مئوية (المحركات المثبتة على الفرن)، وشحم PFPE لأكثر من 150 درجة مئوية (الآليات الداخلية للفرن). يؤدي التمدد الحراري عند درجات الحرارة المرتفعة إلى تغيير المسافة بين مركزي التروس الدودية بمقدار 0.03 إلى 0.08 مم لكل ارتفاع قدره 50 درجة مئوية - وهو ما يكفي لتغيير الخلوص ونمط التلامس. تحتوي بيئات المخابز أيضًا على غبار الدقيق (قابل للاشتعال - احتمالية منطقة ATEX 22) وتتطلب مواد تشحيم آمنة غذائيًا (NSF H1) لأي محرك في منطقة الإنتاج.
لماذا تُمثل معدات المخابز تحديًا حراريًا مختلفًا عن التطبيقات الأخرى؟
في معظم تطبيقات التروس الدودية، يتدفق الحر إلى الخارج: يُولّد زوج التروس حرارة الاحتكاك، ويُبددها الغلاف إلى المحيط. يُعتبر زوج التروس مصدر الحرارة، بينما يُعتبر المحيط مُبدّدها. في تطبيقات أفران المخابز، تنعكس هذه العلاقة: يُصبح الفرن مصدر الحرارة، ويستقبل زوج التروس الدودية الحرارة الإشعاعية والحملية الخارجية. يمتص زوج التروس الحرارة من البيئة بدلاً من توليدها.
يُعدّ هذا التمييز مهمًا لأنّ النموذج الحراري القياسي (المادة A08 من قانون السلالم المتحركة: T_housing = T_ambient + P_heat / (h × A)) يفترض أنّ درجة الحرارة المحيطة ثابتة وأقل من درجة حرارة الغلاف. في المخبز، قد تتراوح درجة الحرارة المحيطة بغلاف التروس بين 60 و120 درجة مئوية، وتكون درجة حرارة الغلاف مساوية أو أعلى من درجة الحرارة المحيطة لأنّ الغلاف لا يستطيع تبديد الحرارة إلى هواء ساخن بالفعل.
النتيجة العملية: قد لا يُنتج زوج تروس دودي مُصمم لتحمل عزم دوران 2000 نيوتن متر عند درجة حرارة محيطة 20 درجة مئوية سوى 1400 إلى 1600 نيوتن متر عند درجة حرارة محيطة 100 درجة مئوية، وذلك لأن ارتفاع درجة الحرارة يُقلل من لزوجة المُزلق، ويزيد من معامل الاحتكاك، ويُخفض من مقاومة الخضوع للبرونز، ويُسرّع من التحلل الحراري للشحم. يتراوح عامل خفض قدرة زوج التروس الدودي عند ارتفاع درجة الحرارة المحيطة عادةً بين 15 و30 بالمئة لكل 50 درجة مئوية فوق القيمة المرجعية في الكتالوج (عادةً 20 درجة مئوية). غالباً ما يتم تجاهل هذا الخفض في مواصفات معدات المخابز، حيث يتم اختيار زوج التروس الدودي بكامل قدرته المُدرجة في الكتالوج، ثم يُوضع بجوار فرن درجة حرارته 230 درجة مئوية، حيث يعمل بنسبة 70 إلى 80 بالمئة من طاقته المُصنفة منذ اليوم الأول.
مصفوفة اختيار مواد التشحيم ذات درجات الحرارة العالية - من درجة حرارة الغلاف إلى درجة الشحم
يعتمد اختيار مادة التشحيم لأزواج التروس الدودية في المخابز على قياس واحد: درجة حرارة سطح الغلاف في حالة الاستقرار أثناء تشغيل الفرن. تحدد هذه الدرجة نوع الشحم الذي يتحمل التعرض الحراري. يوضح الجدول أدناه نطاقات درجات حرارة الغلاف ومادة التشحيم المناسبة، مع الإشارة إلى أنواع الشحوم الآمنة للاستخدام مع الأغذية (NSF H1) لكل نطاق.
يُعدّ تفاوت التكلفة حادًا: إذ يتراوح سعر شحم PFPE بين 250 و600 دولار أمريكي للكيلوغرام الواحد، أي ما يعادل 20 إلى 40 ضعف تكلفة شحم الليثيوم القياسي. مع ذلك، فإن كمية الشحم اللازمة لتعبئة زوج التروس الدودية صغيرة (50 إلى 200 غرام)، لذا فإن التكلفة الإجمالية لكل تعبئة تتراوح بين 12 و120 دولارًا أمريكيًا لشحم PFPE مقابل 0.50 إلى 3 دولارات أمريكية للشحم القياسي - وهو فرق ملحوظ ولكنه ليس باهظًا بالنسبة للمعدات التي تحمي المخبوزات التي تُقدّر قيمتها بآلاف الدولارات لكل حمولة فرن.
تحذير بشأن استخدام الشحوم السيليكونية. يتحمل شحم السيليكون درجات الحرارة العالية، لكن أداءه تحت الضغط الشديد أقل بكثير من شحوم الليثيوم أو البولي أكريليك أسيد (PAG). في ظل الأحمال الثقيلة المعتادة في ناقلات أفران الأنفاق الكبيرة (عزم دوران خرج من 200 إلى 500 نيوتن متر)، قد يفشل شحم السيليكون في الحفاظ على طبقة التشحيم اللازمة لمنع احتكاك البرونز بالفولاذ. بالنسبة لأزواج التروس الدودية التي يزيد عزم دوران خرجها عن 100 نيوتن متر في نطاق درجة حرارة من 120 إلى 150 درجة مئوية، غالبًا ما يتفوق البولي أكريليك أسيد الاصطناعي ذو لزوجة زيت أساسي أعلى (ISO VG 680 أو 1000) على السيليكون، على الرغم من انخفاض تصنيف درجة حرارته الاسمية - حيث تعوض الحماية الفائقة لطبقة التشحيم تحت الضغط الشديد عن الهامش الحراري المنخفض قليلاً. يُنصح باختبار الشحم المحدد تحت الحمل عند درجة الحرارة المطلوبة على زوج التروس الدودية قبل اعتماد مواصفات الإنتاج.
التمدد الحراري - كيف تؤثر حرارة الفرن على المسافة المركزية والارتداد
عندما ترتفع درجة حرارة زوج التروس الدودية من 20 درجة مئوية (درجة حرارة التجميع) إلى 100 درجة مئوية (درجة حرارة التشغيل المجاورة للفرن)، يتمدد غلاف التروس الدودية ومحاورها. يبلغ معامل التمدد الحراري للفولاذ والحديد الزهر حوالي 11 إلى 12 ميكرومتر لكل متر لكل درجة مئوية. بالنسبة لزوج تروس بمسافة مركزية 100 مم وارتفاع في درجة الحرارة بمقدار 80 درجة مئوية، تزداد المسافة المركزية بمقدار 0.09 إلى 0.10 مم تقريبًا. يتمدد البرونز بشكل أسرع (18 ميكرومتر/متر/درجة مئوية)، لذا يتمدد دولاب البرونز أكثر من دودة الفولاذ، مما يزيد من اتساع التعشيق.
التأثير المُجتمَع: يزداد الخلوص الحراري بمقدار يتراوح بين 0.03 و0.08 ملم تقريبًا لكل ارتفاع في درجة الحرارة بمقدار 50 درجة مئوية في زوج تروس دودة نموذجي بحجم مناسب للمخابز (بمسافة مركزية تتراوح بين 80 و125 ملم). هذا الخلوص الحراري قابل للعكس، إذ يختفي عند تبريد الزوج إلى درجة حرارة التجميع. ولكن أثناء التشغيل، يُغيّر ازدياد الخلوص نمط تلامس تروس الدودة (يُزيح نطاق التلامس نحو أطراف الأسنان) ويزيد من ضوضاء التشغيل. بالنسبة لمعدات المخابز التي يسخن فيها الزوج ويبرد يوميًا (تشغيل الفرن أثناء وردية الخبز، وإيقافه ليلًا)، فإن دورة الخلوص الحراري اليومية تُجهد منطقة تلامس الأسنان بشكل مختلف عن زوج يعمل عند درجة حرارة ثابتة.
تخفيف المخاطر في التصميم. حدد الخلوص الأولي عند الطرف الضيق لنطاق التفاوت (بدلاً من المنتصف الاسمي) بحيث يؤدي التمدد الحراري إلى فتح التعشيق إلى الخلوص التشغيلي الاسمي عند درجة حرارة الفرن. بالنسبة لزوج تروس مُصمم للعمل عند درجة حرارة غلاف 100 درجة مئوية، اضبط خلوص التجميع بحيث يكون أضيق بمقدار 0.05 إلى 0.08 مم من المواصفات القياسية في الكتالوج. سيبدو الزوج متصلبًا بعض الشيء عند تجميعه في درجة حرارة الغرفة، ولكنه سيعمل بالخلوص المطلوب بمجرد تسخينه إلى درجة حرارة التشغيل. يتطلب هذا النهج من مُورّد زوج التروس معرفة درجة حرارة التشغيل، مما يعني أنه يجب على مُصمم معدات المخابز توضيح البيئة الحرارية، وليس فقط عزم الدوران والنسبة.
قامت مخبزة صناعية كورية بتركيب فرن نفق جديد بطول 25 مترًا لإنتاج خبز الساندويتش. كان الفرن يعمل عند درجة حرارة 210 درجة مئوية. يقع محرك ناقل الفرن عند مخرج الفرن، على بُعد 400 مم من جدار الفرن، بدون أي عازل حراري. مواصفات زوج التروس الدودية: بدء تشغيل أحادي، وحدة 4، مسافة مركزية 100 مم، نسبة 30:1 - مملوء بشحم الليثيوم المعدني القياسي (NLGI 2، أقصى درجة حرارة تشغيل مستمرة 80 درجة مئوية). تم قياس درجة حرارة سطح الغلاف في اليوم الثالث من الإنتاج: 95 درجة مئوية. بدأ الشحم القياسي بالتأكسد في غضون أسبوعين - تشكلت قشرة بنية على أسنان التروس الدودية مرئية من خلال نافذة مراقبة الزيت. بحلول الأسبوع السادس، تحول الشحم إلى كربون، وتضاعف معامل الاحتكاك تقريبًا، وارتفع تيار المحرك بنسبة 40%، وتوقف الناقل عن العمل مع وجود 200 رغيف في حجرة الفرن. الإصلاح الطارئ: غسل الغلاف بمذيب، وإعادة تعبئته بشحم PAG H1 الاصطناعي (مصنف حتى 120 درجة مئوية). تكلفة تغيير الشحم: 180 دولارًا أمريكيًا (تشمل المذيب، وشحم PAG، و3 ساعات عمل فني). تكلفة احتراق 200 رغيف بالإضافة إلى 4 ساعات من الإنتاج الضائع: حوالي 3200 دولار أمريكي. نتجت التكلفة الإجمالية للعطل - 3380 دولارًا أمريكيًا - عن خطأ في اختيار الشحم، كان من الممكن تجنبه بتكلفة 35 دولارًا أمريكيًا فقط في مرحلة تحديد المواصفات (فرق السعر بين الشحم المعدني القياسي وشحم PAG H1 لتعبئة زوج واحد من تروس الدودة). قام المخبز لاحقًا بتركيب واقي حراري من الفولاذ المقاوم للصدأ بين جدار الفرن وعلبة التروس، مما خفض درجة حرارة العلبة إلى 72 درجة مئوية - ضمن نطاق الشحم القياسي. بلغت تكلفة الواقي الحراري 85 دولارًا أمريكيًا. إجمالي تكلفة الوقاية: 120 دولارًا أمريكيًا مقابل 3380 دولارًا أمريكيًا تكلفة الإصلاح.
تصنيف المناطق الغذائية لأزواج التروس الدودية واعتبارات غبار الدقيق
تجمع بيئات إنتاج المخابز بين بعدين تنظيميين: سلامة الغذاء (مادة التشحيم NSF H1 للمحركات في منطقة الإنتاج) والغبار القابل للاشتعال (يمكن أن يشكل غبار الدقيق أجواءً قابلة للانفجار فوق الحد الأدنى للتركيز القابل للانفجار الذي يبلغ حوالي 60 جم/م³).
لا تتطلب جميع أزواج التروس الدودية في المخابز مواصفات غذائية. فمحركات التروس الدودية الموجودة قبل الخبز (خلاط العجين، آلة تقسيم العجين، آلة تشكيل العجين، آلة التخمير) تقع ضمن منطقة الأغذية وتتطلب شهادة NSF H1. أما محرك ناقل الفرن ومحرك ناقل التبريد فيقعان عادةً بعد منطقة الخبز، حيث يتم خبز المنتج ولا يلامس آلية المحرك. ويمكن استخدام مواد تشحيم صناعية قياسية لهذه المحركات إذا أكد تقييم HACCP عدم وجود أي مسار للتلوث.
محركات الأقراص: خلاط العجين، وجهاز تقسيم العجين، وجهاز تشكيل العجين، وناقل التخمير.
مادة التشحيم: NSF H1 إلزامي (خطر ملامسة العجين).
درجة حرارة: درجة حرارة الغرفة 20-35 درجة مئوية (الشحم القياسي كافٍ).
تراب: وجود غبار دقيق - غلاف محكم الإغلاق، منطقة ATEX 22 إذا تجاوز التركيز الحد الأدنى للانفجار. سطح الغلاف غير قابل للاشتعال.
محركات الأقراص: ناقل فرن نفق، محرك حزام شبكي، فهرسة سطح حجري.
مادة التشحيم: مادة PAG أو السيليكون أو PFPE - يتم اختيارها حسب درجة حرارة الغلاف. يُفضل استخدام NSF H1 ولكن ليس إلزاميًا دائمًا (منطقة ما بعد الخبز).
درجة حرارة: درجة حرارة الغلاف تتراوح بين 60 و150 درجة مئوية حسب القرب والحماية.
تراب: غبار دقيق قليل (يحترق في منطقة الفرن). لا يتطلب الأمر عادةً ترخيص ATEX.
ثلاث حالات لمواصفات زوج تروس دودة فرن الخباز
الحالة 1 - مخبز صناعي كوري: فرن نفق بطول 25 مترًا، خبز، محرك معزول حراريًا
حدد مخبز صناعي كوري (ينتج 30,000 رغيف يوميًا) زوجًا من التروس الدودية لمحرك ناقل التفريغ في فرن نفق يعمل بالغاز بطول 25 مترًا عند درجة حرارة 210 درجة مئوية. كان المحرك مثبتًا عند مخرج الفرن، على بُعد 400 مم من جدار الفرن - حيث بلغت درجة حرارة الغلاف 95 درجة مئوية (انظر ملاحظة مكتب الهندسة). بعد تركيب واقي حراري من الفولاذ المقاوم للصدأ (85 دولارًا أمريكيًا)، انخفضت درجة حرارة الغلاف إلى 72 درجة مئوية. المواصفات النهائية لزوج التروس الدودية: بدء تشغيل أحادي، وحدة 4، مسافة مركزية 100 مم، نسبة 30:1. المحرك: 2.2 كيلوواط، 1450 دورة في الدقيقة. عزم الدوران الناتج: 180 نيوتن متر (شد حزام الشبكة + احتكاك وزن الرغيف). الشحم: شحم صناعي NSF H1 PAG (مصنف حتى 120 درجة مئوية - مما يوفر هامش أمان 48 درجة فوق درجة حرارة التشغيل البالغة 72 درجة مئوية). فترة إعادة التشحيم: 12 شهرًا (معدلة وفقًا لمعادلة أرهينيوس لدرجة حرارة 72 درجة مئوية من درجة الحرارة المرجعية 40 درجة). المادة: دودة من الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304، وعجلة من البرونز الفوسفوري. مانع التسرب: FKM (فيتون) - مقاوم لدرجات الحرارة العالية. سعر الزوج: 195 دولارًا أمريكيًا. التكلفة الإجمالية لمحرك الفرن (الزوج + واقي الحرارة + شحم PAG): 315 دولارًا أمريكيًا. الإنتاج السنوي للخبز من خلال هذا الفرن: حوالي 1.8 مليون دولار أمريكي قيمة الجملة.
الحالة الثانية - مصنع ياباني لإنتاج النودلز سريعة التحضير: فرن قلي سريع، غلاف بدرجة حرارة 160 درجة مئوية، شحم سيليكون
حددت شركة يابانية مصنعة للنودلز سريعة التحضير زوجًا من التروس الدودية لمحرك ناقل داخل فرن قلي سريع يُستخدم لقلي مكعبات النودلز في زيت بدرجة حرارة 150 درجة مئوية. كان المحرك داخليًا في الفرن، مثبتًا على هيكل الفرن داخل الحجرة الساخنة، ولم يكن من الممكن توفير أي حماية حرارية. بلغت درجة حرارة الغلاف 135 درجة مئوية أثناء التشغيل المستقر. يتلف شحم PAG القياسي (المصنف عند 120 درجة مئوية) في غضون أشهر عند 135 درجة مئوية. المواصفات: بدء تشغيل واحد، وحدة 3، مسافة مركزية 80 مم، نسبة 25:1. الشحم: شحم سيليكوني عالي الحرارة مصنف حتى 180 درجة مئوية، مسجل لدى NSF H1. يتميز شحم السيليكون بأداء مقاومة للضغط الشديد أقل من شحم PAG، وقد تم التحقق من أنه مقبول عند عزم دوران خرج 85 نيوتن متر (ضمن سعة طبقة مقاومة الضغط الشديد المنخفضة). المادة: دودة من الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316L (حيث أن تناثر زيت القلي يصبح حمضيًا بمرور الوقت)، وعجلة من برونز الألومنيوم. فترة إعادة التشحيم: 3 أشهر (يتحلل السيليكون أسرع من PAG بسبب تطاير الزيت الأساسي عند درجات الحرارة العالية المستمرة). سعر الزوج: 165 دولارًا أمريكيًا. تكلفة تعبئة شحم السيليكون H1: 18 دولارًا أمريكيًا. صيانة الشحم السنوية (4 عمليات تعبئة): 72 دولارًا أمريكيًا. تصفح مخفض تروس دودي عالي الحرارة خيارات مصممة لتطبيقات المخابز المجاورة للفرن والداخلية للفرن.
الحالة 3 - مصنع خبز الباغيت الفيتنامي: فرن تحميل سطحي، مُحسَّن التكلفة، حرارة متوسطة
حدد مصنعٌ فيتناميٌّ للخبز الفرنسي أزواجًا من التروس الدودية لآليتي تحميل فرن ذي طبقتين، حيث تقوم هذه الآليات بإدخال صواني العجين إلى فرن خبز ثلاثي الطبقات عند درجة حرارة 240 درجة مئوية. وُضِعَ محرك التحميل على بُعد 1.2 متر من واجهة الفرن، خلف جدار عازل من الطوب. درجة حرارة الغلاف: 58 درجة مئوية، أي أقل من الحد القياسي للشحم البالغ 80 درجة مئوية. سمح هذا باستخدام شحم الليثيوم المركب NSF H1 القياسي، مما تجنب التكلفة الإضافية للشحم الاصطناعي PAG أو السيليكون. زوج التروس الدودية: بدء تشغيل أحادي، معامل 2.5، مسافة مركزية 63 مم، نسبة 20:1. عزم الدوران الناتج: 55 نيوتن متر (وزن الصينية بالإضافة إلى الاحتكاك الانزلاقي على سطح حجري). المحرك: 0.75 كيلوواط. المادة: دودة من الفولاذ الكربوني المطلي بالزنك، وعجلة من البرونز الفوسفوري. فترة إعادة التشحيم: 12 شهرًا (وفقًا للجدول الزمني القياسي عند 58 درجة مئوية). تكلفة الزوج: 72 دولارًا أمريكيًا. تُظهر هذه الحالة أن ليس كل أزواج التروس الدودية في المخابز تحتاج إلى مواد تشحيم عالية الحرارة، إذ يعتمد القرار على درجة حرارة الغلاف الفعلية، والتي تتحدد بدورها بمسافة الفرن وأي حواجز حرارية. يوفر قياس درجة الحرارة لمدة 30 ثانية باستخدام مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء أثناء تشغيل الفرن البيانات اللازمة لتحديد ما إذا كان الشحم القياسي أو الاصطناعي مطلوبًا.
الأسئلة الشائعة
س: كيف يمكنني قياس درجة حرارة الغلاف لاختيار مادة التشحيم؟
استخدم مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء موجهًا نحو سطح غلاف التروس الدودية أثناء تشغيل الفرن في حالة الاستقرار (بعد ساعتين على الأقل من بدء تشغيل الفرن للسماح بالوصول إلى التوازن الحراري الكامل). قِس درجة الحرارة عند أقرب نقطة إلى الفرن. سجّل درجة الحرارة في أشد أيام الإنتاج حرارةً (حيث تُضاف حرارة الصيف المحيطة إلى الحرارة الإشعاعية للفرن). يُحدد هذا القياس في أسوأ الحالات نوع مادة التشحيم. إذا لم يكن الغلاف مُركّبًا بعد (تصميم معدات جديد)، فاستخدم المحاكاة الحرارية للتقدير أو ركّب مزدوجًا حراريًا مؤقتًا أثناء التشغيل التجريبي قبل تحديد شحم الإنتاج. لا تفترض أبدًا درجة حرارة غلاف التروس الدودية من درجة حرارة الفرن، فالعلاقة بينهما تعتمد على المسافة، والحماية، والعزل، وتدفق الهواء، وكلها عوامل تختلف باختلاف التركيب.
س: هل يمكن لدرع حراري أن يحل مشكلة درجة الحرارة بدلاً من الشحوم باهظة الثمن؟
في كثير من الحالات، نعم، وهو الحل الأمثل من حيث التكلفة. يعكس عاكس حراري من الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول، موضوع بين جدار الفرن وعلبة التروس الدودية، ما بين 70 و90 بالمئة من الحرارة الإشعاعية. وتتراوح تكلفة صفيحة من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 المصقولة بسماكة 1 مم، والمقطوعة حسب المقاس والمثبتة بمسامير على إطار الفرن، بين 50 و150 دولارًا أمريكيًا، وعادةً ما تخفض درجة حرارة العلبة بمقدار 20 إلى 40 درجة مئوية. غالبًا ما يؤدي هذا الانخفاض إلى إعادة درجة حرارة العلبة من نطاق PAG (80-120 درجة مئوية) إلى نطاق الليثيوم القياسي (أقل من 80 درجة مئوية)، مما يلغي الحاجة إلى الشحوم الاصطناعية باهظة الثمن تمامًا. تكلفة استخدام واقي حراري مع شحم قياسي أقل من تكلفة استخدام شحم PAG بدون واقي، كما أن الشحم القياسي يتمتع بخصائص طبقة مقاومة للضغط العالي أفضل. لذا، يُنصح دائمًا بتقييم فعالية الحماية الحرارية قبل تحديد نوع مادة التشحيم المناسبة لدرجات الحرارة العالية.
س: هل يتطلب غبار الدقيق بالقرب من أزواج التروس الدودية في المخابز مواصفات ATEX؟
غبار الدقيق قابل للاشتعال (الحد الأدنى لتركيز الانفجار حوالي 60 غ/م³، والحد الأدنى لدرجة حرارة الاشتعال حوالي 380-440 درجة مئوية حسب نوع الدقيق). إذا كان زوج التروس الدودية يعمل في منطقة مصنفة ضمن منطقتي ATEX 21 أو 22 (حيث قد تتشكل سحابة غبار أثناء التشغيل العادي أو غير العادي)، فيجب أن يتوافق الغلاف مع فئة معدات ATEX المطبقة. عمليًا، تكون معظم أغلفة التروس الدودية في المخابز محكمة الإغلاق ولا تحتوي على مصدر اشتعال داخلي، وعادةً ما تتوافق مع متطلبات المنطقة 22 دون تعديل، لأن درجة حرارة سطح الغلاف المحكم (حتى عند 120 درجة مئوية) أقل بكثير من درجة حرارة الاشتعال الذاتي لغبار الدقيق. يتمثل الاحتياط الرئيسي في منع تراكم الدقيق على السطح الخارجي للغلاف، والذي قد يشتعل من السطح الساخن، ويحافظ التنظيف المنتظم لسطح الغلاف أثناء الإنتاج على طبقة الغبار دون العمق الحرج.
س: كيف يؤثر التناوب الحراري (تشغيل/إيقاف الفرن يوميًا) على زوج التروس الدودية؟
يؤدي التذبذب الحراري اليومي (من 20 درجة مئوية باردة إلى أكثر من 90 درجة مئوية ساخنة ثم العودة) إلى تأثيرين. أولًا، يتسبب التمدد والانكماش الحراري للغلاف في ضخ الهواء بشكل دقيق عند موانع التسرب - حيث يُسحب الهواء أثناء التبريد ويُطرد أثناء التسخين - مما يؤدي على مدى أشهر إلى دخول رطوبة الجو وغبار الدقيق عبر موانع التسرب. ثانيًا، يتشكل التكثيف داخل الغلاف أثناء مرحلة التبريد عندما تتجاوز درجة حرارة الغلاف نقطة الندى. يُؤدي هذا التكثيف إلى استحلاب الشحم وتآكل الأسطح الفولاذية غير المطلية. للوقاية: تركيب صمام تهوية صغير مزود بخرطوشة مجففة تسمح بمعادلة الضغط مع منع الرطوبة والغبار. استبدل الخرطوشة المجففة كل 6 أشهر. يمنع هذا الملحق الذي يبلغ سعره 15 دولارًا أمريكيًا تدهور الشحم الناتج عن الرطوبة والذي يُقصر عمر الشحم بنسبة 30 إلى 50 بالمائة في بيئات المخابز ذات التذبذب الحراري.
س: ما هو العمر الافتراضي لزوج تروس دودة فرن المخبز؟
مع استخدام المُشحِّم المناسب لدرجة حرارة الغلاف الفعلية: من 4 إلى 8 سنوات في تشغيل المخبز بنظام وردية واحدة (من 2500 إلى 3000 ساعة سنويًا). العجلة البرونزية هي الجزء الأكثر عرضة للتآكل، بينما يدوم الدودة الفولاذية لأكثر من 10 سنوات. مع استخدام مُشحِّم غير مناسب (شحم عادي في مكان ذي درجة حرارة عالية): من 3 إلى 12 شهرًا قبل أن يتسبب تفحم الشحم في تسارع التآكل واحتمالية توقف التشغيل. يُعد اختيار المُشحِّم العامل الأهم في تحديد عمر الخدمة في تطبيقات المخابز - يدوم زوج من التروس مع الشحم المناسب 5 أضعاف مدة نفس الزوج مع الشحم غير المناسب في درجات الحرارة المرتفعة. يجب أن يشمل الفحص السنوي قياس درجة حرارة الغلاف، وفحص حالة الشحم (اللون، القوام)، وقياس الخلوص.
تُشكّل سيور نقل أفران المخابز ومعدات معالجة العجين تحديًا حراريًا فريدًا من نوعه بين تطبيقات التروس الدودية: الحرارة الخارجية الناتجة عن قرب الفرن بدلًا من الحرارة الداخلية الناتجة عن احتكاك التروس. تُعدّ مصفوفة اختيار مواد التشحيم عالية الحرارة - بدءًا من درجة حرارة الغلاف وصولًا إلى نوع الشحم - أهم أداة لتحديد مواصفات أزواج التروس الدودية في المخابز، لأن مادة التشحيم تُحدّد ما إذا كان الزوج سيدوم 5 سنوات أو 5 أسابيع فقط في درجات الحرارة المرتفعة. يؤدي التمدد الحراري عند درجات حرارة تتراوح بين 60 و120 درجة مئوية إلى تغيير ملحوظ في المسافة المركزية والارتداد، وهو ما يُمكن تعويضه بتحديد ارتداد أولي أقل عند درجة حرارة التجميع. غالبًا ما يكون العزل الحراري بين الفرن وغلاف التروس هو الحل الأمثل من حيث التكلفة، حيث يُخفّض درجة حرارة الغلاف بمقدار 20 إلى 40 درجة مئوية، ويُمكن أن يُغني عن استخدام مواد التشحيم الاصطناعية باهظة الثمن. يُحدّد تصنيف منطقة الطعام (ما قبل الفرن مقابل منطقة الفرن) ما إذا كان استخدام مادة التشحيم NSF H1 إلزاميًا أم اختياريًا، ويُحدّد تقييم غبار الدقيق ما إذا كان الامتثال لمعايير ATEX مطلوبًا للغلاف.
بالنسبة لمصنعي معدات المخابز ومهندسي المصانع، يقوم قسم الهندسة لدينا بتحليل اختيار مواد التشحيم بناءً على درجة حرارة الهيكل المقاسة أو المقدرة. الكتالوج القياسي مجموعات تروس دودة صالحة للاستخدام مع المواد الغذائية تتوفر خيارات الشحم القياسي، وشحم PAG، وشحم السيليكون بمسافة مركزية تتراوح من 63 إلى 160 مم. أرسل طلبًا مواصفات طريق المخبز مع قياس درجة حرارة الفرن، وموضع المحرك (المسافة من الفرن)، ودرجة حرارة الغلاف إن وجدت.
تحديد أزواج التروس الدودية لأفران المخابز أو معدات معالجة العجين؟
أرسل درجة حرارة الفرن، وموقع القرص الصلب بالنسبة للفرن، ودرجة حرارة الغلاف (أو سنقوم بتقديرها)، وما إذا كان القرص الصلب في منطقة الطهي أو منطقة ما بعد الخبز. سنوصي بنوع المُزَلِّق والمواد المستخدمة وطريقة إدارة الحرارة.
المحرر: Cxm
