كيف تتحكم في كثافة حبيبات العلف بالإكسترودر؟

[yaseen22]

تُعد كثافة حبيبات العلف من أهم الخصائص التي يجب التحكم فيها عند إنتاج الأعلاف المبثوقة، وخاصة أعلاف الأسماك. فالكثافة تؤثر بصورة مباشرة في قدرة الحبيبات على الطفو أو الغرق، وسرعة وصولها إلى الماء، ومعدل استهلاك الأسماك لها، بالإضافة إلى ثباتها أثناء التخزين والنقل. ويعتمد التحكم في الكثافة على مجموعة متداخلة من العوامل تبدأ من تركيبة الخلطة وطريقة الطحن، وتمتد إلى الرطوبة ودرجة الحرارة وسرعة اللولب والقالب وظروف التجفيف.

ما المقصود بكثافة حبيبات العلف؟

كثافة الحبيبات هي العلاقة بين وزن الحبيبة وحجمها، ولذلك يمكن أن تختلف حبيبتان لهما الوزن نفسه في الكثافة إذا اختلف حجمهما أو بنيتهما الداخلية. وفي الأعلاف الطافية، يكون الهدف عادةً الوصول إلى بنية مسامية وكثافة مناسبة تسمح للحبيبات بالبقاء على سطح الماء لفترة مناسبة.
أما الأعلاف الغارقة، فتكون الكثافة أعلى بحيث تستطيع الحبيبات الوصول إلى عمق المياه المطلوب.
ومن هنا لا توجد كثافة مثالية واحدة لجميع أنواع خط ذبح دواجن آلي الأسماك، بل يتم تحديدها وفق نوع المنتج والأسماك المستهدفة وطريقة التغذية.
دور الإكسترودر في التحكم بالكثافة

يعمل الإكسترودر على تعريض الخلطة للحرارة والرطوبة والضغط والقص، ثم تمر المادة من خلال القالب وتتعرض للتمدد عند خروجها بسبب انخفاض الضغط.
وهذه العملية يمكن أن تؤثر في تكوين مسام داخل الحبيبات، وبالتالي في كثافتها.
وكلما كانت ظروف البثق أكثر ملاءمة للتركيبة المطلوبة، أصبح من الأسهل الوصول إلى بنية مستقرة للحبيبات.
لذلك فإن التحكم في الكثافة لا يعتمد على خطوة واحدة، وإنما على ضبط العملية بأكملها.
1. ضبط رطوبة الخلطة

تعتبر الرطوبة من أهم المتغيرات التي تؤثر في البثق والكثافة.
وتساعد كمية مناسبة من الماء أو البخار على تهيئة الخلطة لعملية البثق، بينما قد يؤدي الاختلاف الكبير في الرطوبة إلى تغير سلوك المادة داخل الإكسترودر.
لكن لا ينبغي التعامل مع زيادة الماء باعتبارها وسيلة مباشرة للحصول على حبيبات طافية، لأن المنتج الخارج يحتاج بعد ذلك إلى التجفيف للوصول إلى الرطوبة النهائية المناسبة.
ولهذا يجب تحديد مستوى الرطوبة وفق نوع التركيبة وتصميم الإكسترودر وتعليمات الشركة المصنعة.
2. التحكم في درجة حرارة البثق

تؤثر درجة الحرارة في خصائص المادة أثناء مرورها داخل الإكسترودر.
ويمكن أن تساعد المعالجة الحرارية المناسبة على حدوث التمدد المطلوب عند خروج المادة من القالب.
لكن رفع درجة الحرارة بصورة عشوائية قد يؤدي إلى تغير خصائص المنتج أو التأثير في بعض المكونات الحساسة.
لذلك يجب مراقبة درجة الحرارة في مناطق الإكسترودر المختلفة، وليس الاعتماد على قراءة واحدة فقط.
3. سرعة اللولب Screw Speed

غلايات بخار صناعية

سرعة اللولب في زمن بقاء المادة داخل الإكسترودر ومستوى القص والطاقة الميكانيكية المستخدمة في عملية البثق.وقد يؤدي تغيير سرعة اللولب إلى

خصائص الحبيبات، ولذلك يجب إجراء التعديلات بصورة تدريجية ومراقبة الكثافة والإنتاج واستهلاك الطاقة في الوقت نفسه.كما ينبغي عدم رفع السرعة بهدف زيادة الإنتاج دون التأكد من أن ظروف البثق ما زالت مناسبة للمنتج.
4. معدل التغذية

يرتبط معدل التغذية بكمية المواد التي تدخل إلى الإكسترودر خلال فترة زمنية محددة.
وعند زيادة معدل التغذية بشكل كبير، قد تتغير ظروف الضغط والقص وزمن المعالجة داخل الماكينة.
وقد يؤدي ذلك إلى تغير بنية الحبيبات وبالتالي تغير كثافتها.
لذلك يجب تحقيق توازن بين معدل التغذية وسرعة اللولب والرطوبة والحرارة.
5. تأثير تركيبة العلف

تلعب التركيبة دورًا أساسيًا في تحديد الكثافة النهائية.
فالمكونات المختلفة لا تتصرف بالطريقة نفسها أثناء البثق، كما أن نسب النشويات والبروتينات والألياف والدهون يمكن أن تؤثر في قابلية الخلطة للتمدد وتكوين البنية الداخلية.
ولهذا يجب أن يتم تصميم التركيبة الغذائية مع مراعاة خصائص البثق المطلوبة، وليس بناءً على القيمة الغذائية فقط.
6. أهمية النشا في الأعلاف الطافية

تساعد النشويات في كثير من التركيبات على تكوين البنية التي تسمح بالتمدد أثناء البثق.
وعند تعرض النشا للرطوبة والحرارة والقص، تحدث تغيرات تساعد على تكوين بنية مناسبة للحبيبات المبثوقة.
لكن تأثير النشا يعتمد على نوعه ونسبته وخصائص باقي المكونات وظروف التشغيل، ولذلك لا يمكن تحديد نسبة واحدة تصلح لجميع التركيبات.
7. درجة نعومة الطحن

يؤثر حجم جزيئات المواد الخام في تجانس عملية البثق.
فالطحن المتجانس يساعد على توزيع الرطوبة والحرارة بصورة أكثر انتظامًا، ويمكن أن يساهم في إنتاج حبيبات ذات بنية أكثر تجانسًا.
أما وجود جزيئات كبيرة أو تفاوت شديد في أحجام المواد فقد يؤدي إلى اختلافات في التمدد والكثافة بين الحبيبات.
ولهذا تعتبر المطحنة والغربال جزءًا مهمًا من منظومة التحكم في كثافة المنتج.
8. تصميم القالب Die

يلعب القالب دورًا مهمًا في تحديد شكل الحبيبات وظروف خروجها من الإكسترودر.
فعند خروج المادة من فتحات القالب، ينخفض الضغط وتحدث عملية تمدد يمكن أن تؤثر في الكثافة.
ويجب اختيار قطر وطول فتحات القالب بما يتناسب مع المنتج والطاقة الإنتاجية وتصميم الإكسترودر.
كما يجب فحص القالب دوريًا، لأن التآكل أو الانسداد يمكن أن يغير ظروف التشغيل.