سكيد تجريبي لتحضير الندّاف وجرعه

معظم التنديف الذي يقلّ أداؤه ليس بوليمراً خطأً ولا جرعة خطأ، بل بوليمر لم يذب تماماً. يصل بولي أكريلاميد على شكل سلاسل ملتفّة من 5 إلى 25 مليون دالتون. وإذا أُلقي في الماء دون عناية، تترطّب خارجية كل حبيبة فوراً وتشكّل قشرة هلامية ويبقى داخلها جافاً، فيصل إلى المثخّن معلّق من كتل هلامية عديمة الفائدة تسدّ المناخل وتغطي الأنابيب. وُجد سكيد التحضير لمنع ذلك، وليفعله باستمرار حتى لا تنتظر الجرعة دفعة.

ثلاث عمليات وثلاث ثوابت زمنية

الترطيب هو اللحظة التي تلقى فيها كل حبيبة الماء منفردة لا ضمن كتلة. يجرّع مغذي لولبي المسحوق في مخروط ترطيب أو نافخ حيث يشتّته نفّاث ماء عند الدخول؛ ويُقفل معدل المسحوق مع تدفق الماء لأن زيادة المسحوق على الماء المتاح تُنتج «عيون سمك» فوراً. أما البوليمر المستحلب فيستبدل المغذي بمضخة جرع وتفرّع في الخط، لأن المستحلب ينقلب عند ملامسة الماء ويحتاج قصاً لا فصلاً.

الخلط يوزّع البوليمر المرطّب في حجم الدفعة. والإنضاج هو حيث تنفرد السلاسل وتصل إلى لزوجتها ونشاطها الكاملين: 30 إلى 60 دقيقة للمسحوق الجاف و15 إلى 30 للمستحلب. وضغط أي من الثلاث يقلّل النشاط المسلَّم لكل كيلوغرام بوليمر، وهو ما يعني دفع أكثر لكل طن معالَج.

لماذا ثلاث حجيرات لا خزان واحد

الخزان الواحد يكفي إذا ارتضيت العمل بالدفعات والانتظار. أما المحطة المتواصلة فلا ترتضي، لذا يُقسَّم الخزان إلى حجيرات ترطيب وإنضاج وتخزين بفواصل تجبر التدفق على أن يكون شبه قابس. وتُحسب كل حجيرة بالعلاقة نفسها: الحجم يساوي تدفق المحلول مضروباً في زمن المكوث المطلوب. تستقبل الحجيرة الأولى البوليمر المرطّب، فيفيض المحلول إلى الثانية حيث يستمر الإنضاج، وتحتفظ الثالثة بمحلول ناضج لمضخة النقل. والفواصل هي ما يمنع المحلول الطازج من المرور القصير إلى المخرج وترك كل دفعة ناقصة الإنضاج.

يستحق المثال العملي حسابه مرة واحدة. خدمة تحتاج 3 kg/h بوليمر جاف بنشاط 100 %، بمحلول عمل 0,4 %، تتطلب 750 L/h محلولاً، أي أن السكيد يضيف نحو 747 L/h ماء تعويض. وتحجيم حجيرة الإنضاج على 45 دقيقة عند هذا السحب يعطي نحو 560 L حجم إنضاج. هذا هو الحساب كله؛ وكل ما عداه على السكيد موجود لتثبيت هذين الرقمين.

التفاصيل التي تقرر نجاح التشغيل

• مضخة نقل تجويفية متدرجة، لا طاردة مركزية أبداً. الطاردة تقصّ سلاسل البوليمر، وفقدان النشاط لا يُستعاد في المنبع.
• تحريك 30–60 rpm بمروحة محورية. يكفي لتجديد الحجم ولا يكفي لإتلاف السلسلة.
• تفرّع تخفيف عند الحقن. يجب أن يلتقي المحلول الأمّ باللباب مخفَّفاً إلى 0,05–0,1 %، لا ككتلة لزجة.
• دقة المغذي ± 1 %. تحت ذلك تبتعد الجرعة الفعلية عن المحسوبة ويعوّض المشغّل على غير بصيرة.
• تنظيف أسبوعي بهيبوكلوريت وشطف وافر. الكلور المتبقي يهاجم البوليمر، فالشطف ليس اختيارياً.

ما يجب أن يثبته السكيد التجريبي

على السكيد التجريبي أن يعطي أربعة أرقام لا يعطيها أي اختبار كأس: النشاط الفعلي للمحلول المحضّر (اللزوجة مقابل منحنى مرجعي)، والجرعة بـg/t التي تحقق الصفاء المستهدف، واستهلاك البوليمر لكل طن صلب معالَج، وسرعة ترسيب الندفة الناتجة. بهذه الأربعة تُصمَّم المحطة؛ وبدونها يُنسخ التصميم عن محطة أخرى ويُترك الحظ.

ويفيد السكيد أيضاً في اختيار المسحوق أو المستحلب ببياناتك: تحت نحو 25 kg/يوم من البوليمر يكون التحضير اليدوي أو نصف الآلي للمسحوق هو الخيار العملي عادةً، وإن كان المسحوق يتطلب عناية أكبر في الترطيب.