تُعدّ آلات بثق الطعام ثنائية اللولب أساسيةً في خطوط تصنيع الأغذية الحديثة، إذ تُنتج كل شيء بدءًا من أغذية الحيوانات الأليفة والوجبات الخفيفة وصولًا إلى البروتين المُركّب. ولكن وراء أدائها العالي، يكمن سؤالٌ غالبًا ما يُشكّل جوهريًا للمُصنّعين: ما مقدار الطاقة التي تستهلكها هذه الآلات؟ فبدون إجابة واضحة، يُخاطر المُصنّعون بالتقليل من تكاليف التشغيل، أو إجهاد أنظمة إمداد الطاقة، أو تفويت فرصٍ رئيسية لتحسين كفاءة الطاقة. ولحسن الحظ، يُتيح فهم نمط استهلاك الطاقة في آلات بثق الطعام ثنائية اللولب التخطيطَ المُستنير، وتحسين الإنتاج، وتوفير التكاليف على المدى الطويل.

يستهلك جهاز بثق الطعام الصناعي ثنائي اللولب النموذجي ما بين 30 و500 كيلوواط من الطاقة الكهربائية، وذلك حسب حجمه وسعته واستخدامه وتصميم اللولب وتركيبة المادة. تعمل معظم الأنظمة متوسطة الحجم بقدرة تتراوح بين 75 و150 كيلوواط أثناء التشغيل. يتأثر استهلاك الطاقة بقوة المحرك، وعناصر تسخين الأسطوانة، وأنظمة التبريد، ووحدات التغذية، والمعدات اللاحقة.

إذا كنت تُقيّم تكاليف الإنتاج أو تُخطط لإمدادات الطاقة لمصنعك، فتابع القراءة. سنُفصّل نطاقات الاستهلاك الفعلي، والعوامل المؤثرة على استهلاك الطاقة، وكيفية تحسين استخدامها.

\

🔧 العوامل المؤثرة على استهلاك الطاقة في آلات البثق ذات اللولب المزدوج

1. قوة المحرك المثبتة

يستهلك محرك الدفع معظم الطاقة في آلة البثق ثنائية اللولب. حسب حجم التطبيق:

• كفاءة المحرك (غالبًا ما يكون أعلى من 90% في الأنظمة الحديثة) يؤثر أيضًا على استهلاك الطاقة الفعلي.
• تعتبر نسبة الحمل (نسبة استخدام المحرك أثناء التشغيل الفعلي) مهمة: تعمل العديد من أجهزة البثق بسعة تتراوح بين 60–90% من سعة المحرك.

2. عناصر التسخين ومناطق البراميل

تستخدم الطاردات سخانات كهربائية للتحكم في درجات حرارة العملية:

• كل منطقة برميل (عادةً ما تكون من 5 إلى 12 منطقة) تستخدم ملفات تسخين كهربائية منفصلة.
• متوسط الطاقة لكل منطقة: 3-10 كيلو واط اعتمادًا على طول المنطقة وهدف درجة الحرارة.
• بالنسبة لجهاز البثق المكون من 7 مناطق، يمكن أن يتراوح الطلب على التدفئة من 20 إلى 70 كيلو وات إجمالاً.

نصيحة: قد تعمل أنظمة التكييف المسبق (على سبيل المثال، مكيفات البخار) على تقليل الطلب على التدفئة داخل البراميل ولكنها تزيد من استهلاك طاقة البخار.

3. نظام التغذية والمعدات المساعدة

• المغذيات الوزنية أو الحجمية: يستهلك عادة 0.5-2.0 كيلو وات لكل وحدة.
• أنظمة القطع والناقلات والمجففات كما يستهلك المصب الطاقة أيضًا.
• خط البثق الكامل إجمالي الطاقة = طاقة الطارد + المعدات اللاحقة (يمكن أن تضاعف إجمالي طاقة النظام).

4. خصائص المواد وتركيبة الوصفة

• مدخلات عالية الدهون أو عالية الرطوبة تتطلب عمومًا طاقة أقل للمعالجة.
• النشويات الكثيفة ومزيج البروتين (مثل فول الصويا TVP أو طعام الكلاب) تتطلب عزم دوران أعلى ووقت إقامة أطول.

\

⚡ أمثلة على استهلاك الطاقة

✅ دراسة حالة: خط إنتاج أغذية الحيوانات الأليفة (شركة دارين للآلات DSE-65)

• نوع الطارد: برغي مزدوج، قطر البرغي 65 مم
• المحرك: محرك رئيسي بقدرة 75 كيلو وات
• مناطق التدفئة: 6 × 5 كيلو واط = 30 كيلو واط
• المغذي والقاطع: 3 كيلوواط مجتمعة
• السحب الإجمالي عند حمولة 85%: ≈ 90–95 كيلو واط
• الإنتاجية: 500–800 كجم/ساعة
• الاستهلاك النوعي للطاقة (SEC): \~0.12–0.18 كيلوواط ساعة/كجم

✅ دراسة حالة: خط إنتاج بروتين نباتي مُحكم (TVP)

• آلة البثق: برغي مزدوج، 100 مم
• المحرك الرئيسي: 160 كيلو واط
• التدفئة بالبرميل: 8 مناطق × 7 كيلو واط = 56 كيلو واط
• التبريد + التغذية: 4 كيلوواط
• إجمالي الحمل التشغيلي: 180–200 كيلو واط
• المخرجات: \~1500 كجم/ساعة
• هيئة الأوراق المالية والبورصات: \~0.13 كيلوواط ساعة/كجم

📈 كيفية تقدير الطاقة لجهاز البثق المزدوج الخاص بك؟

استخدم هذا صيغة تقدير الطاقة:

إجمالي كيلووات ساعة في الساعة = قوة المحرك (كيلووات) × عامل الحمل + قوة التسخين (كيلووات) + المغذي + المساعد (كيلووات)

ثم احسب الطاقة النوعية (SEC):

SEC (كيلوواط ساعة/كجم) = إجمالي كيلوواط ساعة في الساعة ÷ الناتج بالكيلوجرام/ساعة

🔋 استراتيجيات توفير الطاقة لآلات البثق ذات اللولب المزدوج

1. استخدام محركات الأقراص VFD (محركات التردد المتغير): تحسين سرعة دوران المحرك وتقليل الحمل الخامل.
2. تحسين العزل:منع فقدان الحرارة حول مناطق البراميل.
3. التبديل إلى التدفئة الحثية:أكثر كفاءة واستجابة من التدفئة بالمقاومة.
4. استخدم المُهيئين المسبقين:تقليل الحمل الحراري للبرميل واحتياجات عزم دوران المحرك.
5. الصيانة الروتينية:منع تآكل البراغي ومسامير احتكاك البرميل.
6. اختر تصميم المسمار الصحيح:تقليل عزم الدوران وتراكم الضغط.
7. مراقبة الأحمال والأتمتة:اكتشاف أنماط الطلب في الوقت الحقيقي والتكيف معها.

\

📊 مقارنة: استهلاك الطاقة في الطارد أحادي اللولب مقابل الطارد ثنائي اللولب

✅ الأفكار النهائية

تتميز آلات البثق ثنائية اللولب بالقوة والمرونة، وهي أساسية في تصنيع الأغذية الحديثة، ولكن يجب فهم استهلاكها للطاقة وإدارته. باختيار السعة المناسبة، وتحسين التكوين، وتطبيق تدابير توفير الطاقة، يمكن للمنتجين تحقيق التوازن بين الأداء والاستدامة وكفاءة التكلفة.

📩 اتصل بنا للحصول على تحليل الطاقة المخصص

دارين للآلات متخصصة في تصميم آلات البثق ثنائية اللولب الموفرة للطاقة لأغذية الحيوانات الأليفة، والوجبات الخفيفة، وTVP، وغيرها. تواصل مع فريقنا الفني لتقييم تطبيقك الخاص والحصول على نموذج طاقة مُصمم خصيصًا لتلبية أهدافك الإنتاجية مع تقليل هدر الطاقة.

👉 البريد الإلكتروني: darin4@darin.cn
👉 موقع إلكتروني: https://petreatsmachine.com/
👉 اطلب عرض الأسعار أو الاستشارة اليوم!

5. الأسئلة الشائعة

س1: ما مقدار الطاقة التي يستخدمها عادةً جهاز بثق الطعام ذي المسمار المزدوج؟

أ1: تستهلك آلة بثق الطعام ذات المسمار المزدوج عادةً ما بين من 30 كيلووات ساعة إلى 200 كيلووات ساعةيعتمد استهلاك الطاقة على سعتها، وإنتاجية المواد، وقوة المحرك. قد تتطلب آلات البثق صغيرة الحجم للاستخدامات المختبرية أو البحث والتطوير ما بين 5 و20 كيلوواط/ساعة، بينما قد تتجاوز النماذج الصناعية الكبيرة التي تعالج عدة أطنان في الساعة 150 كيلوواط/ساعة. كما تؤثر عوامل مثل قطر المسمار، ونسبة الطول إلى القطر (L/D)، وإعدادات العملية على الاستهلاك.

س2: ما هي العوامل التي تؤثر على استهلاك الطاقة لآلات بثق الطعام ذات المسمار المزدوج؟

أ2: تشمل العوامل الرئيسية ما يلي:

• حجم المحرك وكفاءته (المحركات الأكبر تستهلك طاقة أكبر)،
• سرعة المسمار ومخرجات عزم الدوران,
• نوع المادة ونسبة الرطوبة,
• تكوين القالب والمقاومة,
• إعدادات درجة الحرارة والضغط للعملية,
• وقت التشغيل وحمل الإنتاج.
  إن التحسين في كل مجال يمكن أن يقلل بشكل كبير من استخدام الطاقة.

س3: كيف يمكنني حساب تكلفة تشغيل آلة بثق الطعام ذات المسمار المزدوج؟

أ3: لحساب تكلفة التشغيل:

• تحديد استخدام كيلووات ساعة في الساعة (من المواصفات الفنية أو مقياس الطاقة)،
• اضرب في عدد ساعات العمل في اليوم، ثم
• اضرب في سعر الكهرباء المحلي لكل كيلوواط/ساعة.
  على سبيل المثال: إذا كان جهاز البثق الخاص بك يستخدم 100 كيلووات ساعة ويعمل لمدة 8 ساعات/يوم بمعدل $0.10/كيلووات ساعة، فإن التكلفة اليومية = $80.

س4: هل الطارد ذو المسمار المزدوج أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الطارد ذو المسمار المفرد؟

A4: غالبًا ما تستهلك الطاردات ذات اللولب المزدوج طاقة أكبر ولكنها تقدم إنتاجية أعلى، وتحكم أفضل، وخلط موحدمما يؤدي إلى كفاءة إجمالية أكبر لكل كيلوغرام من الإنتاج. وهي فعّالة بشكل خاص في عمليات المعالجة عالية الرطوبة، أو التركيبات المعقدة، أو متعددة الوظائف.

س5: كيف يمكن تحسين استخدام الطاقة في عملية البثق بالبرغي المزدوج؟

أ5: لتحسين:

• استخدم محركات موفرة للطاقة (IE3 أو IE4),
• حافظ على تكوين المسمار المناسب لوصفتك,
• تقليل عزم الدوران والضغط غير الضروريين من خلال تصميم القالب بشكل أفضل,
• تنفيذ التحكم PLC لضبط درجة الحرارة والمحرك بدقة,
• صيانة المكونات بانتظام لتجنب الخسائر الميكانيكية.
  يمكن أن تساعد أنظمة مراقبة الطاقة أيضًا في ضبط الاستخدام استنادًا إلى البيانات في الوقت الفعلي.

6. المراجع

1. آلات البثق ذات اللولب المزدوج - نظرة عامة على استهلاك الطاقة - https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/twin-screw-extruder - ساينس دايركت
2. تحسين طاقة البثق – https://www.extru-techinc.com/articles/energy-optimization - إكسترو-تك
3. دراسة مقارنة بين آلات البثق أحادية اللولب وثنائية اللولب https://www.researchgate.net/publication/347548901 - بوابة الأبحاث
4. دليل البثق الفعال – https://www.thermofisher.com/blog/materials/5-ways-to-reduce-energy-use-in-extrusion/ – ثيرمو فيشر
5. دليل عملي لعملية البثق بالبرغي المزدوج – https://www.polymerextrusionguide.com – دليل بثق البوليمر
6. ما الذي يدفع استخدام طاقة الطارد؟ https://www.ptonline.com/articles/tips-and-techniques-energy-management-for-extruders - تكنولوجيا البلاستيك
7. إنتاج الأغذية واستخدام الطاقة – https://www.springer.com/gp/book/9783030419616 – سبرينغر
8. مقاييس الطاقة للبرغي المزدوج مقابل البرغي المفرد - https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=19708 – أزوم
9. تصميم وتشغيل الطاردات ثنائية اللولب – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781119609020 – وايلي
10. كيفية توفير الطاقة في عمليات البثق https://www.processingmagazine.com/process-equipment/energy-efficiency/article/15583746 – مجلة المعالجة