الغلايات البخارية الصناعية. الأنواع والاستخدام في صناعة الأغذية

منذ اختراعها في أواخر القرن التاسع عشر، أصبحت الغلايات عنصرًا رئيسيًا في العديد من الصناعات.

حتى وإن كانت هناك عدة أنواع (البخارية، والسوائل الحرارية، والمياه الساخنة، والمياه فائقة التسخين…)، سنركز في هذا المنشور على الغلايات البخارية نظرًا لأهميتها في صناعة الأغذية.

أنواع الغلايات البخارية واستخدامها في صناعة الأغذية

تطبيقات البخار في صناعة الأغذية والمشروبات

ذكرنا في البداية أن الغلايات عنصر أساسي في العالم الصناعي. وعندما يتعلق الأمر بصناعة الأغذية والمشروبات، هل تُعد الغلايات البخارية ضرورية؟

الإجابة نعم، إذ إن للبخار عدة تطبيقات تبعًا لمرحلة الإنتاج التي نتعامل معها.

يدخل البخار في معظم الأحيان عندما نتحدث عن عمليات تبادل الحرارة.

هذه العمليات حيوية في التصنيع الصناعي للأغذية والمشروبات: السلق والطهي (سواء بالحقن المباشر أو بالجاكيت المزدوج) أو التعقيم في الأوتوكلافات والمبسترّات الأنبوبية.

يُستخدم البخار أيضًا في آلات أخرى لا ترتبط مباشرة بالعمليات الحرارية. فعلى سبيل المثال، تستخدم بعض آلات تعليب السردين بالبخار حقن البخار لخلق فراغ داخل العلب.

ما هي الغلايات البخارية الصناعية؟

الغلايات البخارية الصناعية هي أوعية مغلقة تحرق أنواعًا مختلفة من الوقود (الغاز الطبيعي أو غاز البترول المسال، وزيت الديزل، وزيت الوقود، والكتلة الحيوية…) لتسخين الماء بداخلها حتى يتبخر.

ثم يُنقل هذا البخار عبر شبكة من الأنابيب إلى جميع أنحاء المصنع ويُزوَّد به كل ماكينات المصنع التي تحتاج إليه.

تشغيل الغلايات البخارية الصناعية

لبدء تشغيل الغلاية، نحتاج أولًا إلى ملئها بالماء وتشغيل الحارق.

تحتوي الغلايات عادةً على نظام أوتوماتيكي لتعبئة الماء للحفاظ دائمًا على مستوى التشغيل الصحيح.

1. حارق الغلاية وغرفة الاحتراق

الحارق هو الجهاز الذي يحرق الغاز الطبيعي، وزيت الديزل، وزيت الوقود، والكتلة الحيوية، إلخ… ويحدث ذلك داخل غرفة الاحتراق (أو الفرن) للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة للعملية. وفي هذا الجزء يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 2000ºC.

2. تبادل الحرارة بين الغاز والماء

نتيجةً للاحتراق، تتولد مجموعة من الغازات داخل الغلاية. وتلامس هذه الغازات الماء، ويحدث انتقال للحرارة بفضل شبكة من الأنابيب.

ويتم تبادل الحرارة عبر 3 طرق:

• التوصيل: التلامس المباشر بين الغازات الساخنة والماء ذي الحرارة المنخفضة عبر جدران الأنابيب.

• الإشعاع: من لهب الحارق إلى جدران الغلاية.

• الحمل الحراري: التلامس بين الغازات الساخنة والأجزاء المعدنية الملامسة للماء.

من خلال هذا التبادل، نرفع درجة حرارة الماء بشكل كبير، ما يؤدي إلى غليانه وتحوله إلى بخار.

3. حجرة البخار ومخرج البخار

يُنقل هذا البخار بسرعة إلى حجرة البخار لتخزينه إلى أن تتوافر كمية كافية لإرساله إلى شبكة الأنابيب عند فتح صمامات البخار.

4. تفريغ الماء

كما يُدمج مخرج للماء في الغلايات لتصريف الماء الذي لم يتبخر.

وهنا تتم عملية تفريغ الغلاية. ويجب أن نأخذ في الاعتبار أنه مع تبخر الماء يزداد تركيز الأملاح في السائل المتبقي، وقد يسبب ذلك مشكلات.

5. مدخنة الغلاية

بعد نقل الحرارة إلى الماء، تُطرد الغازات العادمة إلى خارج المصنع عبر المدخنة.

ومن المهم مراقبة الغازات المطرودة إلى الخارج بشكل دقيق للتأكد من عدم تجاوز القيم الحدية للتلوث المنصوص عليها في القانون.

أنواع الغلايات الصناعية

نتحدث إجمالًا عن نوعين، تبعًا لما يدور داخل الأنابيب المذكورة سابقًا: الماء أو غازات الاحتراق.

إذا كان الماء هو ما يمر داخل أنابيب الغلاية في دائرة مغلقة، فإننا نطلق على هذا النوع اسم “غلاية الأنابيب المائية”.

وعلى العكس، إذا كانت الغازات تمر داخل الأنابيب، فإننا نطلق عليها “غلايات الأنابيب النارية”. ويكون هذا النوع عادةً أقل تكلفة نظرًا لكون تشغيله أبسط.

ولهذا السبب، تعمل الغلايات ذات الأنابيب النارية عند درجة حرارة أقل (حتى 300ºC) وضغط أقل (حتى 25-30 bar) من الغلايات ذات الأنابيب المائية. (حتى 600ºC و350 bar).

تعمل الغلايات ذات الأنابيب النارية عند درجة حرارة أقل ↗

3 نصائح حول استخدام الغلايات الصناعية

تُعد الغلايات البخارية الصناعية آلات أساسية في المصانع. وبصفتنا خبراء في الغلايات، في Maquinaria Tomás Guillén، نود أن نشارك قراءنا بعض النصائح.

1. تركيب أجهزة الاسترجاع الحراري

أجهزة الاسترجاع الحراري للغلايات هي أجهزة تستخدم الحرارة المتبقية بعد انتهاء العملية لتسخين الماء خارج الغلاية.

يمكن استخدام هذا الماء الساخن لتغذية الغلاية. وإذا دخل الماء إلى الغلاية بدرجة حرارة أعلى، فسنحتاج إلى موارد ووقت أقل لتبخيره.

هناك تطبيقات أخرى مثل ماء التشغيل في المصنع وتسخين المكثفات.

وخلاصة القول، يُعاد استخدام الطاقة ونخفض استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل.

2. أهمية جودة الماء

ذكرنا سابقًا أن إحدى مراحل تشغيل الغلايات هي تفريغ الماء، بسبب تركيز الأملاح المتبقي داخلها بعد التبخر. وبالطريقة نفسها، تترسب الجسيمات المذابة في الماء أيضًا.

إذا لم نفرغ الماء، فسنجد ترسبات كلسية وتآكلًا في غلايتنا. وبعيدًا عن مشكلات الصيانة الواضحة، فإن الترسبات الكلسية ستؤدي أيضًا إلى انخفاض إنتاجية الغلاية.

يُشكل الكلس طبقة داخل الأنابيب، ما يقلل من قطرها الداخلي. ونتيجة لذلك، يقل تدفق الماء ويقل انتقال الحرارة.

ولحل هذه المشكلة، وبالاقتران مع عمليات تفريغ الماء، ننصح بتركيب جهاز تليين للماء لتحسين جودة الماء الداخل إلى الغلاية.

3. الصيانة الوقائية للغلايات الصناعية مقابل الصيانة التصحيحية

أي نوع من الأعطال التي تحدث في الغلايات قد يسبب خسائر مالية كبيرة إذا اضطررنا إلى إيقاف الإنتاج.

ولهذا السبب، ننصح بإجراء صيانة وقائية تشمل التنظيف المنتظم لأنابيب الغلاية والفحوصات العامة.

وبالمثل، نحتاج إلى تسجيل جميع المعايير بدقة لتحديد المشكلات المحتملة.

كما يجب أن نولي اهتمامًا أيضًا للعزل الحراري (العزل الخارجي). ويتحدد أداء الغلاية بكمية الحرارة التي يمكن الاستفادة منها. لذلك، يجب أن نتأكد من عدم وجود تسربات من خلال تركيب عزل حراري مناسب، يحمي في الوقت نفسه العاملين لدينا.

MAQUINARIA TOMÁS GUILLÉN، مورّدك للغلايات البخارية الصناعية لصناعة الأغذية

إحدى مبادئ كفاءة الطاقة في الصناعة هي اختيار الغلاية التي تتوافق على أفضل وجه مع احتياجاتنا.

في Maquinaria Tomás Guillén لدينا غلايات متوفرة في المخزون تتراوح من 500 كيلو/ساعة إلى 15 طن/ساعة.

للحصول على مشورة تقنية أكثر شمولًا ونصائح حول الغلايات، لا تتردد في التواصل معنا.