دستگاه بوجاری : قلب تپنده خطوط فرآوری غلات و دانه های روغنی

تضمین کیفیت و سلامت محصولات غذایی از مزارع آغاز می شود و دستگاه بوجاری به عنوان دروازه بان این کیفیت نقشی کلیدی در حذف ناخالصی ها و ارتقای ارزش افزوده محصولات کشاورزی با برند همیشه در صحنه خرید ادوات کشاورزی با هامین کشت ایفا می کند. این دستگاه که به نام های پاک کننده دانه یا تمیزکننده غلات نیز شناخته می شود با بهره گیری از اصول مهندسی جداسازی مواد طیف وسیعی از ناخالصی ها اعم از مواد خارجی دانه های شکسته بذور علف های هرز و گرد و غبار را از محصول اصلی جدا کرده و بستری مناسب برای مراحل بعدی فرآوری فراهم می آورد. در این مقاله به بررسی جامع دستگاه بوجاری اجزای اصلی اصول عملکرد کاربردهای صنعتی استانداردهای مرتبط فناوری های نوین چالش ها و راهکارهای بهینه سازی آن می پردازیم.

اجزای اصلی و اصول کارکرد دستگاه بوجاری

دستگاه های بوجاری بسته به نوع محصول میزان ناخالصی و ظرفیت مورد نیاز در مدل ها و پیکربندی های متنوعی طراحی و تولید می شوند. با این حال اصول عملکرد و اجزای اصلی تشکیل دهنده آن ها در بسیاری از موارد مشترک است. اجزای اصلی یک دستگاه بوجاری را می توان به شرح زیر دسته بندی کرد :

۱. بخش تغذیه و توزیع مواد :

این بخش وظیفه تغذیه یکنواخت و کنترل شده محصول را به دستگاه بر عهده دارد. تغذیه نامنظم می تواند منجر به بارگذاری بیش از حد یا کمبود مواد بر روی بخش های جداسازی شده و در نتیجه کاهش راندمان و کیفیت بوجاری شود. انواع مختلفی از سیستم های تغذیه مانند فیدر ویبره ای (Vibratory Feeder) فیدر اسکرو (Screw Feeder) و فیدر زنجیره ای (Chain Feeder) بر اساس نوع محصول و ظرفیت مورد نیاز استفاده می شوند. اصل کارکرد این بخش بر پایه حرکت مکانیکی کنترل شده است که با استفاده از الکتروموتورها و گیربکس ها ایجاد می شود.

۲. بخش جداسازی اولیه (هواکش یا آسپیراتور) :

این بخش که اغلب به عنوان آسپیراتور (Aspirator) نیز شناخته می شود با استفاده از جریان هوا ناخالصی های سبک مانند کاه کلش گرد و غبار پوسته های سبک و بذور علف های هرز سبک را از محصول جدا می کند. اصل کارکرد این بخش بر پایه اختلاف در چگالی (Density Difference) بین محصول اصلی و ناخالصی های سبک است. هواکش ها با ایجاد جریان هوای کنترل شده ذرات سبک تر را به سمت بالا مکیده و از جریان اصلی محصول جدا می کنند. انواع مختلفی از آسپیراتورها مانند آسپیراتور کانالی (Channel Aspirator) و آسپیراتور سیکلونی (Cyclone Aspirator) وجود دارد که بر اساس نوع طراحی و کاربرد متفاوت هستند.

۳. بخش جداسازی بر اساس اندازه (غربال ها یا سرندها) :

این بخش قلب تپنده دستگاه بوجاری محسوب می شود و وظیفه جداسازی ناخالصی ها بر اساس اندازه (Size Separation) را بر عهده دارد. غربال ها (Sieves) یا سرندها (Screens) سطوح مشبکی هستند که با سوراخ های دقیق و کالیبره شده ذرات را بر اساس اندازه از هم جدا می کنند. اصل کارکرد این بخش بر پایه عبور ذرات کوچک تر از منافذ غربال و عدم عبور ذرات بزرگ تر است. غربال ها معمولاً به صورت لرزشی (Vibrating Sieves) چرخشی (Rotary Sieves) یا رفت و برگشتی (Reciprocating Sieves) طراحی می شوند تا حرکت مواد بر روی سطح غربال تسهیل شده و جداسازی بهینه انجام شود. انتخاب نوع غربال اندازه منافذ و نوع حرکت غربال به اندازه و شکل محصول اصلی و ناخالصی های هدف بستگی دارد. معمولاً از چندین غربال با اندازه های مختلف به صورت سری استفاده می شود تا طیف وسیعی از ناخالصی ها با اندازه های متفاوت جدا شوند.

۴. بخش جداسازی بر اساس وزن مخصوص (میز بوجاری یا جداکننده ثقلی) :

این بخش که به نام میز بوجاری (Gravity Separator) یا جداکننده ثقلی (Density Separator) نیز شناخته می شود برای جداسازی ناخالصی هایی که چگالی (Density) متفاوتی نسبت به محصول اصلی دارند استفاده می شود. این ناخالصی ها می توانند شامل سنگ ها کلوخه ها دانه های شکسته سنگین و بذور علف های هرز سنگین باشند. اصل کارکرد میز بوجاری بر پایه ترکیب نیروی جاذبه ارتعاش و جریان هوا است. مواد بر روی یک سطح شیب دار و متخلخل که در حال ارتعاش است تغذیه می شوند. جریان هوا از زیر سطح به بالا دمیده می شود و ذرات سبک تر را معلق نگه می دارد در حالی که ذرات سنگین تر به دلیل نیروی جاذبه و ارتعاش به سمت پایین سطح حرکت می کنند. با تنظیم دقیق شیب سطح ارتعاش و جریان هوا می توان جداسازی دقیقی بر اساس وزن مخصوص انجام داد.

۵. بخش انتقال و تخلیه مواد :

این بخش وظیفه انتقال مواد جداشده (محصول تمیز ناخالصی های سبک ناخالصی های سنگین و ناخالصی های بر اساس اندازه) به محل های جمع آوری و تخلیه را بر عهده دارد. برای انتقال مواد معمولاً از نوار نقاله ها (Belt Conveyors) مارپیچ ها (Screw Conveyors) بالابرها (Elevators) و سیستم های پنوماتیک (Pneumatic Systems) استفاده می شود. طراحی این بخش باید به گونه ای باشد که از آلودگی مجدد محصول تمیز جلوگیری شود و تخلیه ناخالصی ها به صورت بهداشتی و کارآمد انجام شود.

۶. سیستم کنترل و پایش :

دستگاه های بوجاری مدرن مجهز به سیستم های کنترل و پایش پیشرفته هستند که امکان تنظیم دقیق پارامترهای عملکرد (مانند سرعت تغذیه جریان هوا ارتعاش غربال ها و میز بوجاری) مانیتورینگ مداوم فرآیند و ثبت داده های عملکرد را فراهم می کنند. این سیستم ها معمولاً شامل کنترلرهای منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) سنسورها (Sensors) اینورترها (Inverters) و صفحات نمایش لمسی (Touch Screen Displays) هستند. استفاده از سیستم های کنترل پیشرفته به بهبود راندمان کاهش ضایعات افزایش کیفیت بوجاری و سهولت اپراتوری دستگاه کمک می کند.

کاربردهای صنعتی دستگاه بوجاری و مثال هایی از صنایع مختلف

دستگاه بوجاری در طیف وسیعی از صنایع که با فرآوری غلات دانه های روغنی حبوبات و سایر مواد دانه ای سروکار دارند کاربرد گسترده ای دارد. برخی از مهم ترین کاربردهای صنعتی آن عبارتند از :

• صنایع غذایی :
  • کارخانجات آرد : بوجاری گندم قبل از آسیاب برای حذف ناخالصی ها و بهبود کیفیت آرد.
  • کارخانجات برنجکوبی : بوجاری شلتوک برای جداسازی کاه و کلش دانه های پوک و سایر ناخالصی ها و آماده سازی برای مراحل بعدی فرآوری برنج سفید.
  • کارخانجات روغن کشی : بوجاری دانه های روغنی مانند سویا کلزا و آفتابگردان قبل از روغن کشی برای حذف ناخالصی ها و بهبود کیفیت روغن.
  • کارخانجات تولید خوراک دام و طیور : بوجاری مواد اولیه خوراک دام و طیور برای حذف ناخالصی ها و بهبود کیفیت و سلامت خوراک.
  • کارخانجات بسته بندی حبوبات و خشکبار : بوجاری حبوبات و خشکبار قبل از بسته بندی برای حذف ناخالصی ها و ارتقای کیفیت محصول نهایی.
  • کارخانجات تولید بذر اصلاح شده : بوجاری بذور اصلاح شده برای حذف بذور علف های هرز دانه های شکسته و سایر ناخالصی ها و تضمین خلوص و کیفیت بذر.
• صنایع کشاورزی :
  • مراکز خرید و فروش غلات و دانه های روغنی : بوجاری محصولات کشاورزی پس از برداشت و قبل از انبارداری یا فروش برای تعیین درجه کیفی و ارزش گذاری محصول.
  • تعاونی های کشاورزی : ارائه خدمات بوجاری به کشاورزان برای ارتقای کیفیت محصولات تولیدی و افزایش درآمد.
  • مزارع بزرگ کشاورزی : استفاده از دستگاه های بوجاری در مزارع بزرگ برای فرآوری اولیه محصولات کشاورزی در محل مزرعه.
• صنایع بازیافت :
  • بازیافت پلاستیک : جداسازی ناخالصی ها و مواد خارجی از پلاستیک های بازیافتی با استفاده از اصول بوجاری.
  • بازیافت کاغذ : جداسازی الیاف کاغذ از ناخالصی ها و مواد خارجی در فرآیند بازیافت کاغذ.

مثال های صنعتی :

• کارخانه آرد زرین دانه : از دستگاه های بوجاری پیشرفته با سیستم کنترل PLC و چندین مرحله جداسازی برای پاکسازی گندم قبل از آسیاب استفاده می کند. این کارخانه با بهره گیری از استانداردهای بین المللی آردی با کیفیت و عاری از هرگونه ناخالصی تولید و به بازار عرضه می کند.
• کارخانه برنجکوبی شمال برنج : از خطوط کامل بوجاری و فرآوری برنج با ظرفیت بالا استفاده می کند. این خطوط شامل آسپیراتورهای سیکلونی غربال های لرزشی چندگانه و میزهای بوجاری دقیق برای تولید برنج سفید با بالاترین درجه خلوص و کیفیت است.
• شرکت تولید بذر پیشگام بذر : از دستگاه های بوجاری اختصاصی برای فرآوری بذور اصلاح شده استفاده می کند. این دستگاه ها با دقت بالا و با رعایت استانداردهای بین المللی بذر بذور با درصد خلوص و قوه نامیه بالا تولید می کنند.

بررسی استانداردهای بین المللی و فناوری های پیشرفته مرتبط

در زمینه دستگاه های بوجاری استانداردهای بین المللی متعددی وجود دارد که به جنبه های مختلفی از جمله عملکرد ایمنی بهداشت و کیفیت بوجاری می پردازند. برخی از مهم ترین این استانداردها عبارتند از :

• استاندارد ISO ۲۲۰۰۰ : سیستم مدیریت ایمنی مواد غذایی : این استاندارد بین المللی چارچوبی برای ایجاد پیاده سازی و نگهداری سیستم مدیریت ایمنی مواد غذایی در زنجیره تامین غذا ارائه می دهد. دستگاه های بوجاری که در صنایع غذایی استفاده می شوند باید با الزامات این استاندارد مطابقت داشته باشند تا ایمنی و بهداشت مواد غذایی تضمین شود.
• استاندارد ISO ۹۰۰۱ : سیستم مدیریت کیفیت : این استاندارد بین المللی الزامات سیستم مدیریت کیفیت را مشخص می کند. تولیدکنندگان دستگاه های بوجاری که گواهینامه ISO ۹۰۰۱ را دریافت کرده اند نشان می دهند که سیستم های کیفیتی برای طراحی تولید و ارائه خدمات خود دارند.
• استانداردهای ملی مرتبط با غلات و دانه های روغنی : بسیاری از کشورها استانداردهای ملی خود را برای کیفیت غلات و دانه های روغنی و روش های آزمون و بوجاری آن ها تدوین کرده اند. این استانداردها معمولاً بر اساس استانداردهای بین المللی و شرایط خاص هر کشور تدوین می شوند.
• استانداردهای ایمنی ماشین آلات : دستگاه های بوجاری باید با استانداردهای ایمنی ماشین آلات مطابقت داشته باشند تا از بروز حوادث و آسیب های احتمالی برای اپراتورها و پرسنل جلوگیری شود. استاندارد ISO ۱۲۱۰۰ : ایمنی ماشین آلات – اصول کلی طراحی – ارزیابی ریسک و کاهش ریسک یکی از مهم ترین استانداردهای ایمنی ماشین آلات است.

فناوری های پیشرفته در دستگاه های بوجاری :

• اتوماسیون و کنترل هوشمند : استفاده از سیستم های کنترل PLC سنسورها و اینورترها برای اتوماسیون فرآیند بوجاری تنظیم دقیق پارامترها مانیتورینگ مداوم عملکرد و کاهش نیاز به اپراتور انسانی.
• سنسورهای نوری و سیستم های بینایی ماشین : استفاده از سنسورهای نوری و سیستم های بینایی ماشین برای تشخیص و جداسازی دقیق تر ناخالصی ها بر اساس رنگ شکل و بافت. این فناوری ها به ویژه در جداسازی بذور علف های هرز و دانه های آسیب دیده بسیار موثر هستند.
• بهینه سازی طراحی اجزا : طراحی بهینه اجزای دستگاه بوجاری مانند غربال ها میزهای بوجاری و سیستم های هواکش برای افزایش راندمان جداسازی کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر دستگاه.
• استفاده از مواد جدید : استفاده از مواد جدید و مقاوم در برابر سایش و خوردگی برای ساخت اجزای دستگاه بوجاری و افزایش دوام و قابلیت اطمینان دستگاه.
• اینترنت اشیا (IoT) و مانیتورینگ از راه دور : اتصال دستگاه های بوجاری به شبکه اینترنت اشیا برای مانیتورینگ از راه دور عملکرد دستگاه جمع آوری داده های عملکرد تشخیص زودهنگام مشکلات و انجام تعمیرات و نگهداری پیشگیرانه.

reference:haminkesht.com