المنظم الحراري: 10 تطبيقات صناعية

أصبحت وحدات التحكم الحرارية شائعة بشكل متزايد في الصناعة لأنها توفر تحكمًا دقيقًا وموثوقًا في درجة الحرارة لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.

من مختبرات الاختبار في صناعة الأدوية إلى تصنيع البوليمرات والبلاستيك، هناك العديد من القطاعات التي يمكن أن تساعد فيها أجهزة التحكم في درجة الحرارة على تحسين الأداء والإنتاجية.

في هذه المقالة، نلقي نظرة على 10 تطبيقات صناعية حيث يمكن أن يؤدي تركيب وحدات التحكم الحرارية إلى تحسين العمليات الصناعية بشكل كبير.

استخدام أجهزة التحكم في درجة الحرارة في صناعة المستحضرات الصيدلانية

في حالة المستحضرات الصيدلانية، تعد إمكانية تتبع القياسات في جميع مراحل عملية التصنيع ضرورية لضمان امتثال جميع المنتجات والتجارب للوائح الجودة والفعالية الصارمة.

من خلال التزود بأجهزة التحكم في درجة الحرارة، يمكن لشركات الأدوية التأكد من أن تصنيع كل منتج أو دواء يتم وفقًا للمعايير المعمول بها. بالإضافة إلى التمكين من تتبع القياسات الدقيقة، تساعد هذه الأداة على ضمان سير المعدات وأنواع مختلفة من أعمال البحث المختبرية بسلاسة.

أجهزة التحكم في درجة الحرارة ضرورية لنجاح العديد من عمليات التصنيع الكيميائي.

• في المفاعلات الكيميائية لضمان التفاعل الأمثل والآمن.
• في عمليات التقطير للفصل الفعال للمكونات المختلفة.
• في عملية تجفيف المنتج، مما يطيل عمره الافتراضي.
• في عمليات البلمرة لتفاعل متجانس ومتحكم فيه.
• في عمليات اختزال الأكسجين لمنع تحلل المنتج. تُستخدم هذه التقنية لحفظ الزيوت النباتية والمذيبات العضوية والبوليمرات.

يتم استخدام التحكم في قياس درجة الحرارة في المختبرات أيضًا في أنظمة التخزين للحفاظ على استقرار وجودة العناصر الكيميائية المنتجة.

يعد التحكم في درجة الحرارة عاملاً مهمًا يجب مراعاته في الصناعة الكيميائية، حيث إن التركيب البسيط لجهاز التحكم في درجة الحرارة يمكن أن يحسن بشكل كبير عملية التصنيع ونتائج التجارب التي يتم إجراؤها.

أجهزة التحكم في درجة الحرارة للتطبيقات البترولية

• التكرير: تتكون هذه العملية من تحويل النفط الخام إلى منتجات نهائية مثل البنزين والديزل وزيت التدفئة، وذلك بتمريره عبر برج التقطير لتسخينه إلى درجات حرارة عالية جداً.
• التكسير الحفزي: تُستخدم هذه التقنية لتحويل الهيدروكربونات الأثقل إلى منتجات بتروكيماوية أخف من خلال تعريضها لدرجة حرارة تبلغ حوالي 500 درجة مئوية.
• استخلاص النفط بمساعدة البخار: تُستخدم هذه التقنية لاستخراج النفط الثقيل اللزج من المكامن الجوفية عن طريق حقن البخار في درجة حرارة عالية جداً لتسييل النفط.

أجهزة التحكم في درجة الحرارة لتطبيقات الغاز

• تسييل الغاز الطبيعي: تنطوي هذه العملية على تبريد الغاز الطبيعي إلى درجات حرارة منخفضة للغاية لتحويله إلى سائل يمكن تخزينه ونقله بسهولة.
• إنتاج الهيدروجين: تتضمن هذه التقنية غالبًا تفاعل الميثان مع البخار لإنتاج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون.
• معالجة الغاز: عندما يتم إنتاج غازات صناعية مثل الأكسجين أو النيتروجين، يجب تنقيتها وفقًا للمواصفات المطلوبة في ظل ظروف ضغط ودرجة حرارة دقيقة لنجاح التنقية.

يضمن تركيب أجهزة التحكم في درجة الحرارة أن تكون الظروف مثالية لاستخراج النفط والغاز الطبيعي ومعالجتهما. يزيد التحكم السريع والموثوق في درجة الحرارة من كفاءة المراحل المختلفة في معالجة الوقود الأحفوري.

وبمجرد إنتاج اللب، يجب تحويله إلى صفائح يتم بعد ذلك تجفيفها وتجفيفها، ويمكن تحسين عملية التصنيع هذه باستخدام أجهزة التحكم في درجة الحرارة.

• التشكيل: يكون لب الورق رطبًا جدًا ويتم تصفيته على مصفاة سلكية قبل كبسه لتقليل محتواه من الرطوبة.
• التجفيف: يتم تمرير ورقة الورق عبر مجففات في درجات حرارة تصل إلى 120 درجة مئوية.
• التقويم: يتم تمرير الورق بين بكرات ساخنة لتنعيمه وحمايته. سيبدو الورق مختلفاً حسب درجة حرارة البكرات.
• اللف: يتم لف الورق لتشكيل بكرات يتم قصها حسب مواصفات العميل.

عملية صناعة الورق هي عملية معقدة تتطلب حلقة تحكم دقيقة في متغير درجة الحرارة لضمان استمرار الإنتاج. وإلا فإن صانعي الورق يخاطرون بوقت تعطل مكلف وجودة رديئة للمنتج النهائي. للحفاظ على درجة حرارة ثابتة طوال عملية صناعة الورق، تحتاج الشركات إلى أنظمة موثوقة وفعالة لإدارة درجة الحرارة.

أولاً وقبل كل شيء، تستخدم الماكينات المستخدمة في تصنيع العبوات جهاز تسخين لتشكيل وتشكيل أنواع العبوات المختلفة:

• ماكينات التشكيل الحراري لتشكيل المنتجات البلاستيكية مثل العلب والأكياس.
• ماكينات نفخ القوالب لإنتاج الزجاجات البلاستيكية التي يتم التحكم في درجة حرارتها.
• ماكينات القولبة بالحقن لإنتاج الأجزاء البلاستيكية ذات الشكل الخاص.

لا يمكن التقليل من أهمية التحكم في تحسين إعدادات درجة الحرارة لعمليات التعبئة والتغليف المختلفة.

لتعبئة الحاويات المصنعة، تستخدم صناعة التعبئة والتغليف معدات يجب التحكم في درجة حرارتها حتى لا تتغير جودة المنتج المعبأ:

• ماكينات تعبئة السوائل: لتعبئة المنتجات السائلة مثل المشروبات والصلصات والزيوت.
• آلات التعقيم لتعقيم المنتجات الغذائية والطبية، على سبيل المثال.

وأخيرًا، تستخدم مصانع التعبئة والتغليف أيضًا آلات لإغلاق العبوات من أجل إطالة فترة صلاحيتها أو لحماية المواد المختومة:

ماكينات الختم الحراري لختم العبوات تحت التفريغ أو في جو واقٍ.

• ماكينات لحام لختم العبوات البلاستيكية والورقية.
• ماكينات ختم الأكياس لختم الأكياس البلاستيكية والورقية للأغذية والمواد الكيميائية وغيرها من المنتجات.
• آلات الختم الحراري لختم العبوات الورقية والبلاستيكية باستخدام عنصر تسخين.
• ماكينات ختم بالحث لإغلاق الأكياس الورقية والبلاستيكية باستخدام مجال كهرومغناطيسي لتسخين الجزء البلاستيكي من غطاء الحاوية.

يلعب تنظيم درجة حرارة ماكينات التغليف والتحكم فيها دورًا أساسيًا في ضمان الجودة المثلى للمنتج النهائي. لذلك يحتاج المصنعون في هذا القطاع إلى النظر في تركيب أجهزة تحكم دقيقة وموثوقة في درجة الحرارة لضمان أفضل أداء لتغليف منتجاتهم وختمها.

مبدأ تشغيل الغلاية الصناعية بسيط. 

يقوم نظام التسخين بغلي الماء في خزان الغلاية. ثم ينتج هذا الماء المغلي بخاراً. ويدير هذا البخار توربيناً متصلاً بمولد لتوليد الكهرباء. من المهم الحفاظ على التوازن في مستوى الماء في أسطوانة الغلاية الصناعية عند توليد الكهرباء. ويسمح الجمع بين تدفق البخار وتدفق مياه التغذية مع عنصر مستوى الأسطوانة بتنظيم أكثر دقة لكمية المياه داخل الأسطوانة، مما يحسن المراقبة.

تختلف التقنيات المستخدمة في صناعة الزجاج باختلاف أنواعه - المجوّف أو المسطح أو التقني - لكن عملية الإنتاج تبقى في الأساس دون تغيير.

• تحضير قاع الصهر: تتضمن هذه المرحلة سحق وخلط المواد الخام المختلفة التي سيتكون منها الزجاج.
• الذوبان: يتم حرق الزجاج على درجة حرارة ترتفع تدريجياً حتى تصل إلى 1,300 - 1,400 درجة مئوية.
• التكرير والتجانس: يتم تعريض الزجاج إلى درجة حرارة أعلى لتسييله وتصحيح أي عيوب أو فقاعات في التركيبة.
• الجمرة: يتم تقليل درجة حرارة الزجاج لجعله أكثر مرونة، لإعطائه شكلاً معيناً.
• التشكيل: إما باستخدام تقنية النفخ بالضغط أو تقنية النفخ بالنفخ.
• الحرق: يتم تسخين الزجاج أولاً إلى درجة حرارة 650 درجة مئوية، ثم يخضع للمعالجة الحرارية عند درجة حرارة تتراوح بين 500 و550 درجة مئوية.
• مراقبة الجودة: يتم فحص الزجاج وفقًا لمعايير مختلفة للتأكد من جودته.

يعد التحكم في درجة الحرارة جزءًا أساسيًا من عملية تصنيع الزجاج ويتطلب إدارة دقيقة. فبدون نظام تحكم فعال وموثوق به، يمكن أن يتعرض تصنيع المنتج للخطر، نظرًا لأن نطاقات درجات الحرارة عالية جدًا ودقيقة جدًا في كل مرحلة من مراحل العملية الصناعية. وباستخدام أجهزة تحكم دقيقة في درجة الحرارة، يمكن للمصنعين في صناعة الزجاج ضمان المعالجة الحرارية الفعالة في جو محكوم، بالإضافة إلى التحكم الموثوق والدقيق في درجة حرارة العملية.

لننظر إلى حالة قطاع المخابز

وبالإضافة إلى الاستمرار في تقديم منتجات عالية الجودة للمستهلكين بالسعر المناسب، يجب عليهم أيضًا الانتباه إلى تكاليفهم وإيجاد طرق لتحسين أدائهم.

بفضل نظام إدارة درجة الحرارة بنظام pid، يمكن لمصنعي الأفران الصناعية ضمان جودة الإنتاج وإنتاجية أفران المخابز.

عندما يتعلق الأمر بالتعبئة والتغليف والتغليف، ووضع المنصات النقالة وإدارة المخزون ونقل المنتجات الغذائية إلى الموزعين، يجب على تجار الجملة والموزعين عدم خرق مبدأ سلسلة التبريد.

من أجل ضمان جودة المواد المخزنة ومنع تلفها، يجب الحفاظ على مناطق التخزين ضمن نطاقات درجة حرارة محددة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون جميع المركبات المستخدمة في النقل والغرف المبردة مجهزة بأجهزة قياس درجة الحرارة من أجل الحفاظ على سلسلة التبريد.

ويزيد من ذلك أن المكونات تتعرض لدرجات حرارة شديدة ودقيقة أثناء عملية التصنيع.

• يمكن استخدام المنظمين الحراريين في عدة مراحل في تصنيع المكونات الإلكترونية، ولا سيما أثناء :
• لحام الدوائر المتكاملة للحفاظ على درجة حرارة مستقرة عند لحام المكونات بالرقاقة.
• اختبارات الموثوقية لمحاكاة الظروف البيئية القاسية للمكونات الإلكترونية.
• تصنيع أجهزة ذاكرة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة أثناء المعالجة الحرارية للمواد.
• معالجة حرارية لحلقة المكونات الإلكترونية، لتحسين الموثوقية والأداء.
• تجفيف المكونات في غرف التجفيف لتجفيف الطلاءات وطبقات المواد على لوحات الدوائر المطبوعة.
• لحام الضميمة للحفاظ على درجة حرارة مستقرة للحام العبوات البلاستيكية أو المعدنية بالمكونات الإلكترونية.
• اختبار التقادم المعجل لمحاكاة تأثير التقادم على أداء المكونات الإلكترونية في درجات الحرارة العالية.

يضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة باستخدام منظم درجة الحرارة خلال جميع مراحل الإنتاج هذه جودة أفضل وعمر أطول للمنتج النهائي.

تأتي البوليمرات المستخدمة في تصميم البلاستيك بشكل أساسي من منتجات صناعة النفط والغاز.

• التقطير التجزيئي: يتم تعريض الزيت لدرجات حرارة عالية جدًا لاستخراج النافثا، وهو سائل يستخدم لإنتاج البلاستيك.
• التكسير: تعمل هذه المرحلة على تكسير الجزيئات الهيدروكربونية الكبيرة في النافثا إلى مكونات أصغر من خلال تسخينها إلى درجات حرارة عالية جدًا قبل تبريدها. وتشكل الجزيئات الصغيرة الناتجة البوليمرات اللازمة لصنع البلاستيك.
• التشكيل: يتم حقن البوليمرات في قالب لإعطاء الشكل النهائي. ثم يتم تبريد المنتج قبل إزالته من القالب.
• التبريد: يجب أن يخضع المنتج النهائي لعملية تبريد أو تجميد لضمان الجودة والاستخدام الأمثل.

من تكرير النفط إلى تكسير الهيدروكربونات إلى جزيئات أصغر لتصنيع البلاستيك، يجب أن يكون قياس درجة الحرارة وإدارتها دقيقًا وموثوقًا في كل مرحلة من مراحل العملية.

لماذا الاستثمار في معدات Fuji Electric للتحكم في درجة الحرارة وإدارتها؟