تتمثل الأنشطة الرئيسية لهذا المُجفف، المعروفة باسم «الامتصاص»، في امتصاص الماء وتجفيف الهواء. فعندما تتراكم جزيئات الرطوبة في الهواء، قد تتسبب في حدوث الصدأ في المعدات وتشكل الجليد، وكلاهما يمكن أن يكون خطيرًا وضارًا. ونتيجة لذلك، من الضروري التخلص من هذه الجزيئات حتى تتمكن الآلات والمعدات من الاستمرار في العمل بسلاسة.

يُعد تنشيط الألومينا إجراءً بسيطًا. فالرطوبة الموجودة في الهواء تلتصق بالألومينا، تمامًا مثل الممسحة التي تمتص الماء، أثناء مرورها بجانبها. ثم تُحتجز هذه الرطوبة داخل الألومينا المنشطة، منع الرطوبة من الدخول إلى الهواء. وبعبارة مبسطة، يشبه هذا عملية تصفية الرطوبة عبر منخل، حيث تُترك الرطوبة في المنخل بينما يبقى الهواء جافًا.

الآن، إذا كنت تخطط لاستخدام الألومينا المنشطة في مجفف الهواء، فنحن على يقين من أن هناك عددًا من الأمور التي يجب أن نطلعك عليها حتى تكون مستعدًا تمامًا. فلننتقل إلى التفاصيل! 

كيف يعمل مجفف الهواء؟

هناك عدة أنواع من مجففات الهواء التي يمكنك استخدامها في منشأتك الصناعية. وتشمل هذه المجففات مجففات الهواء التبريدية، مجففات الهواء بالمواد المجففة، والمجففات بالانحلال، والمجففات الغشائية، على سبيل المثال لا الحصر. لكننا سنركز هنا على مبدأ عمل مجفف الهواء بالمادة المجففة.

تعمل مجففات المجففات على امتصاص الرطوبة من الهواء باستخدام مواد ماصة للرطوبة. والمجففات هي حبيبات جافة تعمل وفقًا لآلية الامتصاص. وتُعد المسام الموجودة على السطح الخارجي لهذه المواد مواقع امتصاص لجزيئات معينة بفضل التفاعل بين الجزيئات. ويُشار إلى قدرة هذه المواد على القيام بذلك باسم «الامتصاص الفيزيائي». ويُعد السيليكا والألومينا المنشطة من أكثر مواد الامتصاص الفيزيائي شيوعًا في الصناعة (المناخل الجزيئية).

تُخزَّن المادة المجففة في وعاء واحد أو أكثر داخل مجفف يعمل بالمادة المجففة. وتُستخدم الأجزاء الداخلية، مثل الشبكات أو الصواني أو الألواح، لتثبيت المادة المجففة في مكانها مع السماح للهواء بالدوران عبر الوعاء. وعادةً ما يدخل الهواء من الجزء السفلي ويُطرد من الجزء العلوي للوعاء. تتشبع المادة المجففة مع تدفق الهواء وتجفيفه، مما يقلل من قدرتها على امتصاص الرطوبة. يتم تنفيذ مرحلة التجديد قبل الوصول إلى هذه المرحلة من أجل استعادة كفاءة التجفيف.

يُعد التذبذب الضغطي، وحرارة الانضغاط، وتجديد الهواء بواسطة المنفاخ الآليات الثلاث المستخدمة لتجديد النظام. ويُحدد نوع المجفف بالمادة المجففة بناءً على آلية التجديد المستخدمة.

ما هو الألومينا المنشط؟

تتخذ الألومينا المنشطة شكل كريات دقيقة عالية النفاذية تم «ضغطها» بشكل طفيف للغاية. ونتيجة لذلك، فإنها قادرة على القيام بمجموعة واسعة من المهام. وهي مناسبة للاستخدام مع الغازات الجافة. وغالبًا ما يكون جفاف الغازات شرطًا ضروريًّا لنقل الغازات البخارية بأمان. كما تُستخدم كعامل تجفيف في العديد من التطبيقات الصناعية. 

كيف يعمل الألومينا المنشط في مجفف الهواء؟

يتعرض المادة الماصة، باعتبارها الجزء الرئيسي من مجفف الهواء، لضغوط متكررة وبخار الماء والصدمات الحرارية، مما يؤدي بسهولة إلى حدوث أعطال ميكانيكية وتلف للوسط، مما يقلل من فعالية المادة الماصة. ونظرًا لأن الألومينا المنشطة تحل محل هلام السيليكا باعتبارها المادة الماصة الرئيسية، فإن العديد من الخصائص، ولا سيما قوة الانضغاط ومقاومة امتصاص الماء السائل، تتحسن بشكل ملحوظ لتصل إلى مستوى عالٍ، طالما لم تظهر أنشطة مثل «استخدام الطاقة المتجددة» وغيرها. وتضمن هذه التقنية جوانب مثل معالجة الألومينا المنشطة، واستقرار نقطة الندى للهواء المضغوط حتى -40 درجة مئوية، وعمر تشغيلي يصل إلى سنتين إلى ثلاث سنوات.

الهواء المضغوط القادم من الجزء الخلفي للضاغط هو نوع من الهواء المضغوط فائق التشبع الذي يحتوي على بعض المكثفات. ولا يؤثر وجود كمية قليلة من المكثفات بشكل كبير على جهاز التجفيف. أما إذا لم يتم تركيب فاصل الغاز عن الماء وفلتر أمام جهاز التجفيف، أو إذا توغلت كمية كبيرة من الماء المتكثف إلى برج الامتصاص لأسباب غير ملائمة، فسوف ينخفض معدل الامتصاص، وسترتفع درجة حرارة نقطة الندى بشكل كبير. قد يتحلل المادة الماصة إلى مسحوق في الظروف القاسية، مما يؤدي إلى خروج المسحوق من كاتم الصوت وانسداد مرشح الأوساخ الخلفي، فضلاً عن الحاجة إلى استبدال المادة الماصة.

ونظرًا لأن المادة الماصة غير موصلة للحرارة، فإن حرارة الامتصاص لا يمكن أن تتبدد تدريجيًّا عبر الماء السائل الموجود في المسام الدقيقة للمادة الماصة عندما تكون هناك كمية كبيرة من الماء المتكثف في برج الامتصاص. وعندما ترتفع درجة الحرارة بدرجة كافية، يتبخر الماء ويتحول إلى غاز، مما يؤدي إلى تمدد المادة الماصة. ونتيجة لذلك، يجب وضع آلية فصل الماء مباشرةً أمام مجفف الامتصاص.

تعد المرونة العالية للألومينا المنشطة في مواجهة المكونات القلوية مثل الأمونيا والأمينات والمركبات العضوية الأخرى عالية القلوية، فضلاً عن مرونتها العالية نسبيًا في وجود الرطوبة السائلة، من أهم ميزاتها. وتُعد الألومينا المنشطة خيارًا مناسبًا وموفّرًا للمجففات التي تعمل بالتجديد الحراري نظرًا لتوافرها بكميات كبيرة وتكلفتها المنخفضة.

وعلى العكس من ذلك، فإن الألومينا المنشطة تنطوي على عيوب كبيرة، مثل تعرضها للهيدروكربونات الثقيلة طويلة السلسلة (مثل أبخرة زيت ضاغط الهواء)، التي تميل إلى التراكم على السطح وإعاقة نظام المسامية في الألومينا، مما يقلل من خصائصها في امتصاص الماء. ومن العيوب الأخرى لاستخدام الألومينا المنشطة أنها تتحلل بعد إعادة ترطيبها. وإعادة الترطيب هي عملية يتم فيها تحويل جزء من أكسيد الألومنيوم إلى هيدروكسيد الألومنيوم في وجود الرطوبة عند درجات حرارة عالية، وهي تقنية تُعرف باسم التبخير.

تفتقر هيدرات الألومنيوم، على عكس أكسيد الألومنيوم، إلى المساحة السطحية الكبيرة والنفاذية المطلوبتين من أجل امتصاص فعال للماء. عند استخدامها في مجففات الهواء المضغوط الساخن، فإن تعطيل الألومينا ينتج في المقام الأول عن إعادة الترطيب والتلوث بالهيدروكربونات المشبعة.

تفتقر هيدرات الألومنيوم، على عكس أكسيد الألومنيوم، إلى المساحة السطحية الكبيرة والنفاذية اللازمتين لامتصاص الماء بفعالية. وعند استخدامها في مجففات الهواء المضغوط الساخن، ينتج تعطيل الألومينا بشكل أساسي عن إعادة الترطيب والتلوث بالهيدروكربونات المشبعة.

مواد تجفيف أخرى يمكنك استخدامها

بالإضافة إلى الألومينا المنشطة، هناك مواد مجففة أخرى يمكنك استخدامها في مجففات الهواء الصناعية الخاصة بك. 

المنخل الجزيئي

أ المنخل الجزيئي هي مادة قابلة للنفاذية تحتوي على فتحات ذات حجم ثابت. ويكافئ حجم هذه الفتحات حجم الجزيئات الصغيرة جدًّا. ونتيجة لذلك، لا تستطيع الجزيئات الكبيرة المرور عبر هذه الفتحات وتبقى محاصرة فيها، في حين أن الجزيئات الأصغر حجمًا يمكنها المرور. 

عندما يمر خليط من الجزيئات عبر طبقة ثابتة ذات مسامية ومواد شبه صلبة (المنخل)، فإن الجزيئات ذات الوزن الجزيئي الأكبر تميل إلى المرور أولاً، تليها تلك ذات الوزن الجزيئي الأقل. ونتيجة لذلك، يمكن أن تساعد هذه المناخل الجزيئية في عمليات الكروماتوغرافيا. كما يمكن استخدام أنواع معينة من المناخل الجزيئية في صناعة أجهزة التجفيف.

آلية الامتصاص هذه قابلة للعكس من خلال عملية تُعرف باسم «التجديد»؛ إلا أنها تمثل تحديًا كبيرًا مقارنةً بجل السيليكا. فجل السيليكا يمكن تجديده عند درجات حرارة تصل إلى 180 درجة فهرنهايت، في حين أن المناخل الجزيئية يمكن تجديدها عند درجات حرارة تصل إلى 550 درجة مئوية، مما يؤدي إلى تحرير الماء المحتبس. 

الخصائص

• يتراوح محتوى الرطوبة في العلف بين مستويات عالية ومنخفضة.
• نقطة ندى منخفضة جدًّا في النفايات السائلة
• قلق بسيط بشأن انجراف الماء السائل
• لا توجد قيود على القدرة على إعادة التوليد (الحرارة)

ألومينو-سيليكات وهلامات السيليكا

جل السيليكا هو مادة تجفيف تُباع غالبًا في أكياس ورقية أو قماشية صغيرة على شكل لآلئ شفافة صغيرة أو بلورات صخرية شفافة. ولمنع تلف المنتجات بسبب الرطوبة، تُرفق هذه الأكياس عادةً مع المنتجات التجارية. وتحتوي الأطعمة والملابس والأجهزة الإلكترونية جميعها على أكياس من جل السيليكا.

نظرًا لأن هلام السيليكا غير سام وعديم الرائحة وغير تآكلي، فإنه يمكن استخدامه في مجففات المجففات ذات السعة الكبيرة بتكلفة طاقة أقل. ويتميز بخصائص حرارية وكيميائية مستقرة بشكل استثنائي مقارنةً بالمجففات الأخرى. المادة الماصة غير المُشيرة هي نوع من المواد المجففة التي تكون عادةً بيضاء اللون. ومن الناحية المنطقية، لا يتغير لون الجل بمجرد امتصاصه للرطوبة. وعند تصنيع جل ذاتي الإشارة، تُضاف مادة مضافة إلى الجل الأساسي لتغيير لونه عند امتصاص الماء. ويوفر هلام السيليكا ذاتي الإشارة مؤشراً مرئياً لدرجة النشاط الحالية.

الخصائص

• يوفر القدر الضئيل المطلوب من نقطة الندى في السائل المُصرف.
• تتمتع بقدرة محدودة على الوصول إلى مصادر التجديد (الحرارية).
•  لا داعي للقلق بشأن انجراف الماء السائل
• نقطة ندى منخفضة جدًّا في النفايات السائلة

لماذا يجب عليك استخدام الألومينا المنشطة في مجفف الهواء الخاص بك؟

يُعتبر الألومينا المنشط عمومًا أكثر المواد المجففة فعاليةً في التجفيف بالهواء، على الرغم من أن المواد المجففة الأخرى تتمتع بقدرات امتصاص أعلى ومزايا إضافية متنوعة. وتتميز هذه المادة بمجموعة متنوعة من خصائص فريدة التي لا توجد في المواد الأخرى. وفيما يلي بعض منها:

1. القدرة على استيعاب كميات كبيرة من المياه: تعمل مواد التجفيف المصنوعة من الألومينا المنشطة عالية الجودة، والمستخدمة في مجففات الهواء بالامتصاص، على تحسين العوامل المهمة مثل الكثافة الظاهرية والمساحة السطحية والنفاذية، مما يتيح استخلاص كمية أكبر من الماء في كل دورة. أما مواد التجفيف ذات الجودة الرديئة، فلن يتم الاستفادة منها على النحو الأمثل، مما يؤدي إلى عدم كفاية القدرة على امتصاص الماء. وقد يتسرب الماء إلى نظام الهواء من خلال مادة تجفيف من الألومينا المنشطة ذات السعة المنخفضة، مما يؤدي إلى ظهور الصدأ والتبريد الزائد وتعطل الآلات.
2. التشغيل بدون غبار: في مجففات الهواء بالمادة الماصة، تتميز المواد الماصة المصنوعة من الألومينا المنشطة عالية الجودة بمعدل تآكل منخفض. أما الغبار الناتج عن المواد الماصة المصنوعة من الألومينا المنشطة منخفضة الجودة فيمكن أن يسد الأنابيب والصمامات وأجهزة القياس، مما يستلزم إصلاحات أو استبدالًا مكلفًا.
3. المتانة على المدى الطويل: في مجففات الهواء المضغوط، توفر مواد الامتصاص المصنوعة من الألومينا المنشطة عالية الجودة قدرة ممتازة على امتصاص الماء لفترة طويلة من الزمن. ونظرًا لأن استبدال مواد إزالة الرطوبة المصنوعة من الألومينا المنشطة لا يتطلب سوى القليل من المرات، فإن عمرها الافتراضي الأطول بكثير يساهم في خفض التكاليف.
4. أداء مجفف الهواء المضغوط الذي يمكن الاعتماد عليه: يعمل مجفف الهواء المضغوط بسلاسة بفضل مواد الامتصاص المصنوعة من الألومينا المنشطة عالية الجودة. وتعد سعة امتصاص الماء وقوة الضغط وفقدان الكتلة نتيجة التآكل من المزايا التي تتمتع بها مواد الامتصاص المصنوعة من الألومينا المنشطة عالية الجودة. قد تتدهور المواد الماصة منخفضة الجودة من الناحية الفيزيائية بمرور الوقت، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الضغط عبر مجفف الهواء المضغوط. يجب استبدال مزيل الرطوبة المصنوع من الألومينا المنشطة بمجرد تدهوره الفيزيائي، مما يؤدي إلى ضعف أداء مجفف الهواء المضغوط.

الخلاصة

على الرغم من وجود العديد من المواد المجففة الأخرى في هذا المجال، فإن الألومينا المنشطة هي الخيار الأفضل. والآن، ستحتاج إلى شركة تصنيع وتوريد معتمدة التي تشتهر برضا العملاء وتفوقها على معايير الجودة السائدة في السوق. حسنًا، هذا هو جالون من أجلك. ونؤكد لك أنك لن تندم على التعاون معنا. اتصل بنا ودعونا نثبت لكم كفاءتنا. سنكون في انتظاركم!