دستگاه سرند صنعتی چیست؟

در دنیای تولید صنعتی، از فرآوری مواد معدنی گرفته تا تولید مواد غذایی و بازیافت پلاستیک، دستیابی به یک محصول نهایی با اندازه یکنواخت و استاندارد، یک اصل بنیادین برای تضمین کیفیت است. اما چگونه می‌توان میلیون‌ها ذره ریز را از یکدیگر تفکیک کرد، دانه‌های درشت را از ریز جدا نمود و یا گرد و غبار را از یک محصول ارزشمند حذف کرد؟ راه حل این چالش، استفاده از یک دستگاه کلیدی و بسیار پرکاربرد به نام دستگاه سرند صنعتی یا الک صنعتی است.

این دستگاه، که در ظاهر ساده به نظر می‌رسد، دارای انواع مختلف و پیچیدگی‌های فنی خاص خود است که انتخاب صحیح آن، تأثیر مستقیمی بر راندمان و کیفیت محصول نهایی دارد. ما در این راهنمای کامل، به صورت جامع به دنیای سرندهای صنعتی وارد می‌شویم. با ما همراه باشید تا با اصول کار این دستگاه، انواع اصلی آن (مانند سرند ویبره و دوار)، کاربردهای متنوع آن در صنایع گوناگون و نکات کلیدی برای انتخاب یک دستگاه مناسب آشنا شوید.

دستگاه سرند (الک صنعتی) چیست؟

اساسی‌ترین عملکرد یک دستگاه سرند صنعتی را می‌توان با یک الک ساده آشپزخانه مقایسه کرد؛ هر دو بر یک اصل بنیادین استوار هستند: جداسازی مواد بر اساس اندازه. یک الک صنعتی، دستگاهی مکانیکی است که از یک سطح سوراخ‌دار (معمولاً توری مشبک) با ابعاد مشخص استفاده می‌کند. هر ذره‌ای که از این سوراخ‌ها کوچکتر باشد، از آن عبور می‌کند و هر ذره‌ای که بزرگتر باشد، روی سطح باقی می‌ماند. این جداسازی ساده، اساس کار این ماشین پرکاربرد است.

اما چیزی که یک دستگاه سرند را از یک الک ساده متمایز می‌کند، افزودن حرکت به این فرآیند است. این دستگاه با ایجاد یک حرکت مکانیکی (مانند لرزش یا چرخش)، سه کار کلیدی را انجام می‌دهد: اول، مواد ورودی را به طور یکنواخت در تمام سطح توری پخش می‌کند. دوم، با به جنبش درآوردن ذرات، به هر ذره فرصت پیدا کردن یک سوراخ و عبور از آن را می‌دهد. و سوم، ذرات بزرگتر را که روی توری باقی مانده‌اند، به سمت خروجی هدایت می‌کند.

هدف نهایی از این فرآیند، کنترل کیفیت و استانداردسازی مواد است. این هدف از طریق چند عملیات اصلی محقق می‌شود. گاهی هدف، دانه‌بندی (Sizing) دقیق مواد است، مانند تفکیک شن و ماسه به اندازه‌های مختلف. گاهی هدف، تفکیک (Separation) یا حذف ذرات ناخواسته است، مانند جدا کردن کلوخه‌ها از پودر آرد یا حذف گرد و غبار از گرانول‌های پلاستیکی. در کاربردهای خاصی نیز، از این دستگاه برای آبگیری (Dewatering) و جداسازی مایعات از جامدات استفاده می‌شود. عملکرد صحیح یک الک صنعتی، تضمین‌کننده یکنواختی محصول، افزایش ارزش آن و بهینه‌سازی فرآیندهای تولیدی بعدی است.

مفاهیم و اصطلاحات کلیدی در دنیای سرندها

برای صحبت کردن به زبان صنعت غربالگری و درک مشخصات فنی دستگاه‌های سرند، ابتدا باید با چند اصطلاح بنیادین آشنا شویم. این مفاهیم به شما کمک می‌کنند تا نیازهای خود را به درستی تعریف کرده و دستگاه مناسب را انتخاب نمایید.

۱. مش (Mesh) چیست و چگونه اندازه‌گیری می‌شود؟

«مش» واحد استاندارد برای بیان اندازه سوراخ‌های توری‌های مشبک است. عدد مش، به تعداد سوراخ‌های موجود در یک اینچ طول خطی از توری اشاره دارد.

• مثال: یک توری با مش ۱۰، به این معناست که اگر یک خط به طول یک اینچ (حدود ۲.۵۴ سانتی‌متر) روی آن رسم کنیم، دقیقاً ۱۰ عدد سوراخ در طول این خط قرار می‌گیرد. یک توری با مش ۱۰۰، بسیار ریزتر است و در یک اینچ طول، ۱۰۰ عدد سوراخ دارد.

نکته کلیدی: یک رابطه معکوس بین عدد مش و اندازه سوراخ وجود دارد. هرچه عدد مش بالاتر باشد، اندازه سوراخ‌ها و در نتیجه، ذراتی که از آن عبور می‌کنند، ریزتر است.

۲. دانه‌بندی یا سایزبندی (Sizing/Grading) به چه معناست؟

دانه‌بندی، اصلی‌ترین کاربرد یک دستگاه سرند است و به فرآیند جداسازی یک توده مواد به دو یا چند دسته با اندازه‌های مشخص گفته می‌شود. هر یک از این دسته‌ها، یک «فراکشن» (Fraction) نامیده می‌شود. برای مثال، یک دستگاه سرند می‌تواند سنگدانه‌های ورودی را به سه فراکشن مختلف سایزبندی کند:

• فراکشن اول: ذرات بزرگتر از ۱۰ میلی‌متر
• فراکشن دوم: ذرات بین ۴ تا ۱۰ میلی‌متر
• فراکشن سوم: ذرات کوچکتر از ۴ میلی‌متر

۳. سرند تک طبقه در مقابل سرند طبقاتی

این اصطلاح به تعداد سطوح توری (دک) در یک دستگاه سرند اشاره دارد.

• سرند تک طبقه: تنها یک سطح توری دارد و مواد را فقط به دو فراکشن (ذرات بزرگتر از سایز توری و ذرات کوچکتر از آن) تقسیم می‌کند.
• سرند طبقاتی: دارای دو، سه، یا چند سطح توری است که به صورت موازی روی هم قرار گرفته‌اند. توری بالایی، درشت‌ترین سوراخ‌ها را دارد و هر طبقه پایین‌تر، توری ریزتری دارد. یک دستگاه سرند سه طبقه می‌تواند مواد ورودی را به صورت همزمان به چهار فراکشن مختلف دسته‌بندی کند که این امر، بهره‌وری فرآیند را به شدت افزایش می‌دهد.

انواع اصلی دستگاه سرند صنعتی کدامند؟

اگرچه اصل غربالگری در تمام سرندها یکسان است، اما روش ایجاد حرکت و طراحی مکانیکی دستگاه‌ها می‌تواند بسیار متفاوت باشد. هر نوع طراحی برای کاربرد، نوع ماده و ظرفیت تولید خاصی بهینه‌سازی شده است. انتخاب نوع صحیح دستگاه سرند، اولین قدم برای دستیابی به یک فرآیند جداسازی کارآمد است. در ادامه، سه نوع از رایج‌ترین و اصلی‌ترین سرندهای صنعتی را بررسی می‌کنیم.

۱. سرند ویبره یا لرزشی (Vibrating Screen)

سرند ویبره، رایج‌ترین، پرکاربردترین و تطبیق‌پذیرترین نوع سرند صنعتی در جهان است. این دستگاه به دلیل راندمان بالا و توانایی پردازش طیف وسیعی از مواد، از پودرهای بسیار ریز گرفته تا سنگ‌های درشت معدنی، در اکثر صنایع به عنوان انتخاب اول شناخته می‌شود.

• مکانیزم کار: عملکرد این دستگاه بر پایه ایجاد یک لرزش سریع و پرقدرت در کل بدنه و سطح توری استوار است. این لرزش توسط یک یا چند موتور ویبره که بر روی بدنه دستگاه نصب شده‌اند، ایجاد می‌شود. این موتورها دارای وزنه‌های نامتعادل (لنگ) هستند که با چرخش آن‌ها، یک نیروی گریز از مرکز ایجاد شده و کل دستگاه را به ارتعاش در می‌آورد. نوع و جهت این ارتعاش می‌تواند به دو شکل اصلی باشد:
  • حرکت دایره‌ای (Circular Motion): در این مدل، کل بدنه سرند یک حرکت دورانی ملایم را انجام می‌دهد. این حرکت برای طبقه‌بندی و جداسازی مواد خشک و دانه‌بندی شده بسیار مؤثر است.
  • حرکت خطی (Linear Motion): در این مدل، بدنه سرند در یک مسیر مستقیم و شیب‌دار به جلو و عقب حرکت می‌کند. این حرکت تهاجمی‌تر بوده و برای آبگیری مواد و همچنین انتقال سریع مواد در ظرفیت‌های بالا بسیار مناسب است.
• ویژگی‌های کلیدی و مزایا:
  • راندمان بالا: سرعت و فرکانس بالای لرزش، ظرفیت پردازش بالایی را فراهم می‌کند.
  • دقت بالا: برای جداسازی و دانه‌بندی دقیق مواد در چندین سایز مختلف (در مدل‌های طبقاتی) بسیار کارآمد است.
  • تطبیق‌پذیری: برای طیف وسیعی از مواد خشک، از پودرهای دارویی گرفته تا شن و ماسه، قابل استفاده است.
• محدودیت‌ها: برای مواد بسیار مرطوب، چسبنده یا الیافی که تمایل به گرفتگی و کور کردن سوراخ‌های توری (پدیده Blinding) دارند، ممکن است کارایی لازم را نداشته باشد.

۲. سرند دوار یا ترومل (Rotary or Trommel Screen)

سرند دوار که به آن ترومل نیز گفته می‌شود، از یک استوانه بزرگ و مشبک تشکیل شده که با یک شیب ملایم و با سرعتی آهسته حول محور خود می‌چرخد. این دستگاه برای جداسازی مواد با تفاوت اندازه بسیار زیاد و همچنین مواد مرطوب و چسبنده، ایده‌آل است.

• مکانیزم کار: مواد از دهانه ورودی در قسمت بالاتر استوانه وارد می‌شوند. با چرخش استوانه، مواد به سمت بالا حرکت کرده و سپس به پایین سقوط می‌کنند (عملکردی شبیه به ماشین لباسشویی). این حرکت غلتشی مداوم، چند کار را انجام می‌دهد:
  1. باعث شکستن کلوخه‌ها و جدا شدن ذرات به هم چسبیده می‌شود.
  2. به ذرات ریز فرصت کافی برای رسیدن به سطح توری و عبور از آن را می‌دهد. مواد ریزتر از سوراخ‌های توری به پایین ریخته و جمع‌آوری می‌شوند، در حالی که مواد درشت‌تر به دلیل شیب استوانه، به تدریج به سمت انتهای آن حرکت کرده و از خروجی دیگر خارج می‌گردند. در مدل‌های پیشرفته، می‌توان طول استوانه را به چند بخش با اندازه‌های مش متفاوت تقسیم کرد تا چندین سایزبندی به صورت همزمان انجام شود.
• ویژگی‌های کلیدی و مزایا:
  • عملکرد عالی برای مواد مرطوب و چسبنده: حرکت غلتشی مداوم، از گرفتگی و کور شدن سوراخ‌های توری جلوگیری می‌کند.
  • استحکام بالا: برای جداسازی مواد سنگین و نامنظمی مانند زباله‌های شهری یا کمپوست بسیار مناسب است.
  • استهلاک پایین: به دلیل سرعت چرخش پایین، استهلاک قطعات در آن کم است.
• محدودیت‌ها: راندمان و دقت دانه‌بندی آن برای ذرات ریز، پایین‌تر از سرند ویبره است و فضای بسیار بیشتری را اشغال می‌کند.

۳. سرند گریزلی (Grizzly Screen)

سرند گریزلی، ساده‌ترین، قوی‌ترین و ابتدایی‌ترین نوع سرند صنعتی است. این دستگاه برای جداسازی اولیه و «سرک‌کنی» (Scalping) مواد بسیار درشت و سنگین طراحی شده است.

• مکانیزم کار: ساختار آن از مجموعه‌ای از میله‌های فولادی موازی، ضخیم و مقاوم تشکیل شده که با فاصله مشخصی از یکدیگر قرار گرفته‌اند. این مجموعه معمولاً با یک شیب تند نصب می‌شود. مواد (مانند سنگ‌های حاصل از انفجار در معدن) مستقیماً از کامیون یا لودر بر روی این میله‌ها ریخته می‌شوند.
  • قطعاتی که از فاصله بین میله‌ها کوچکتر هستند (مانند خاک و سنگ‌های ریز)، از آن عبور کرده و به پایین سقوط می‌کنند.
  • سنگ‌های بسیار بزرگ که از این فاصله بزرگتر هستند، به دلیل شیب زیاد، به سمت پایین سر خورده و از مسیر اصلی جدا می‌شوند. این کار باعث می‌شود که سنگ‌های غول‌پیکر وارد دستگاه سنگ‌شکن اولیه نشوند و از آسیب به آن جلوگیری کنند. سرندهای گریزلی می‌توانند به صورت ثابت یا مجهز به سیستم لرزاننده برای افزایش کارایی باشند.
• ویژگی‌های کلیدی و مزایا:
  • استحکام فوق‌العاده: قادر به تحمل ضربات ناشی از سقوط سنگ‌های چند تنی است.
  • ظرفیت بسیار بالا: می‌تواند حجم عظیمی از مواد را در زمان کوتاه پردازش کند.
  • ساختار ساده و استهلاک کم: به خصوص در مدل‌های ثابت، تقریباً هیچ قطعه متحرکی ندارد.
• محدودیت‌ها: دقت آن بسیار پایین است و فقط برای جداسازی ابعاد بسیار درشت (معمولاً بالای ۱۰ سانتی‌متر) کاربرد دارد و برای دانه‌بندی دقیق مناسب نیست.

سرند ویبره چگونه کار می کند؟ (بررسی دقیق مکانیزم)

عملکرد دقیق و کارآمد یک سرند ویبره، حاصل یک طراحی مهندسی هوشمندانه برای تبدیل یک حرکت چرخشی ساده به یک ارتعاش کنترل‌شده و مؤثر است. درک این مکانیزم به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چگونه این دستگاه می‌تواند حجم عظیمی از مواد را با دقت بالا جداسازی کند. در این بخش، به کالبدشکافی اجزای کلیدی و فرآیندهای فیزیکی حاکم بر این دستگاه می‌پردازیم.

۱. نقش موتور ویبره و انواع حرکت (خطی در مقابل دایره‌ای)

منبع اصلی تمام انرژی در یک سرند ویبره، یک یا چند موتور ویبره (Vibration Motor) است. این دستگاه در ظاهر شبیه به یک الکتروموتور معمولی است، اما یک تفاوت کلیدی دارد: در دو سر شفت آن، وزنه‌های نامتعادل (لنگ) نصب شده است که قابل تنظیم هستند.

• مکانیزم تولید لرزش: هنگامی که موتور روشن می‌شود و شفت آن با سرعت بالا می‌چرخد، این وزنه‌های نامتعادل یک نیروی گریز از مرکز قدرتمند ایجاد می‌کنند. از آنجایی که موتور به صورت کاملاً صلب به بدنه دستگاه سرند متصل است، این نیرو به کل ساختار منتقل شده و آن را به ارتعاش در می‌آورد. با تنظیم زاویه این وزنه‌ها نسبت به یکدیگر، می‌توان شدت و دامنه لرزش را به دقت کنترل کرد.
• انواع حرکت: نحوه نصب و زاویه قرارگیری موتورهای ویبره، نوع حرکت ارتعاشی دستگاه را تعیین می‌کند که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند:
  • حرکت دایره‌ای (Circular Motion): در این حالت، معمولاً یک موتور در مرکز ثقل دستگاه نصب می‌شود. این کار باعث ایجاد یک حرکت لرزشی یکنواخت و دایره‌ای در کل سطح توری می‌گردد. این نوع حرکت برای جداسازی و دانه‌بندی مواد خشک بسیار کارآمد است، زیرا به هر ذره فرصت کافی برای پیدا کردن سوراخ و عبور از آن را می‌دهد.
  • حرکت خطی (Linear Motion): در این حالت، معمولاً از دو موتور ویبره استفاده می‌شود که در خلاف جهت یکدیگر می‌چرخند. این کار باعث خنثی شدن نیروهای جانبی و ایجاد یک حرکت لرزشی قدرتمند و مستقیم (خطی) در یک جهت مشخص می‌شود. این حرکت تهاجمی‌تر، مواد را با سرعت بیشتری به سمت جلو پرتاب می‌کند و برای کاربردهایی مانند آبگیری مواد و همچنین برای سرندهای شیب‌دار با ظرفیت بسیار بالا، ایده‌آل است.

۲. فرآیند جداسازی ذرات بر روی توری مشبک دستگاه سرند

ارتعاش ایجاد شده توسط موتور ویبره، یک لرزش تصادفی و بی‌هدف نیست، بلکه یک فرآیند مهندسی شده است که سه پدیده فیزیکی کلیدی را به صورت همزمان بر روی توده مواد ایجاد می‌کند. هماهنگی این سه پدیده، منجر به یک فرآیند جداسازی سریع و دقیق می‌شود.

پدیده اول: طبقه‌بندی (Stratification)

هنگامی که مواد بر روی سطح توری ریخته می‌شوند، لرزش شدید باعث می‌شود توده مواد حالتی شبیه به یک سیال به خود بگیرد. در این حالت نیمه‌سیال، ذرات شروع به حرکت نسبت به یکدیگر می‌کنند. ذرات ریزتر و سنگین‌تر به دلیل ابعاد کوچکتر، از میان فضاهای خالی بین ذرات بزرگتر عبور کرده و به تدریج به پایین توده مواد سقوط می‌کنند تا با سطح توری در تماس مستقیم قرار گیرند. همزمان، ذرات درشت‌تر و سبک‌تر به سمت بالای توده مواد رانده می‌شوند. این فرآیند طبقه‌بندی، حیاتی‌ترین بخش کار است، زیرا به ذرات ریز اجازه می‌دهد تا خود را به سطح جداسازی (توری) برسانند.

پدیده دوم: غربالگری (Sieving)

پس از اینکه ذرات ریز به سطح توری رسیدند، لرزش مداوم باعث جنبش و پرش آن‌ها بر روی سطح می‌شود. هر پرش، یک فرصت جدید برای هر ذره است تا خود را با یکی از سوراخ‌های توری تطبیق داده و از آن عبور کند. این فرآیند احتمالی است؛ یعنی هرچه تعداد ارتعاشات بیشتر باشد، شانس عبور ذرات ریز از توری نیز افزایش می‌یابد.

پدیده سوم: انتقال (Conveying)

همزمان با دو فرآیند بالا، جهت‌گیری حرکت لرزشی (چه دایره‌ای و چه خطی) باعث می‌شود کل توده مواد، به آرامی و به صورت یکنواخت از سمت ورودی دستگاه سرند به سمت خروجی‌ها حرکت کند. در طول این مسیر، ذرات ریزتر از توری عبور کرده و در زیر دستگاه جمع‌آوری می‌شوند، در حالی که ذرات درشت‌تر که نتوانسته‌اند از توری عبور کنند، به حرکت خود ادامه داده تا در انتهای توری، از خروجی مخصوص مواد درشت (Oversize) خارج شوند.

۳. تأثیر شیب و فرکانس لرزش بر عملکرد دستگاه سرند

برای دستیابی به حداکثر کارایی و دقت در یک دستگاه سرند ویبره، دو پارامتر کلیدی باید به درستی تنظیم شوند: شیب دستگاه و فرکانس لرزش. این دو عامل، سرعت حرکت مواد بر روی توری و در نتیجه، کیفیت جداسازی را کنترل می‌کنند.

تأثیر شیب (Inclination Angle)

شیب نصب دستگاه سرند (زاویه آن نسبت به سطح افق) یک پارامتر تعیین‌کننده است:

• شیب کم: باعث می‌شود مواد با سرعت آهسته‌تری بر روی سطح توری حرکت کنند. این زمان اقامت (Residence Time) طولانی‌تر، به ذرات ریز فرصت بیشتری برای عبور از سوراخ‌های توری می‌دهد. نتیجه این کار، دقت جداسازی بالاتر و راندمان غربالگری بهتر است.
• شیب زیاد: باعث می‌شود مواد با سرعت بسیار بالایی از روی سطح توری عبور کنند. این کار ظرفیت (تن در ساعت) دستگاه را به شدت افزایش می‌دهد، اما ممکن است به قیمت کاهش دقت تمام شود، زیرا ذرات ریز فرصت کافی برای عبور از توری را پیدا نمی‌کنند و همراه با مواد درشت از دستگاه خارج می‌شوند. انتخاب شیب بهینه، یک موازنه بین ظرفیت و دقت است که باید بر اساس نوع ماده و نیاز فرآیند تنظیم شود.

تأثیر فرکانس و دامنه لرزش (Frequency & Amplitude)

این پارامترها که توسط موتور ویبره کنترل می‌شوند، انرژی وارد شده به مواد را تعیین می‌کنند:

• فرکانس (Frequency): به تعداد ارتعاشات در یک بازه زمانی مشخص (معمولاً با واحد هرتز) گفته می‌شود. فرکانس‌های بالاتر، پرش‌های سریع‌تر و کوتاه‌تری را در ذرات ایجاد می‌کنند که برای دانه‌بندی پودرهای بسیار ریز مؤثر است.
• دامنه (Amplitude): به میزان جابجایی (بزرگی حرکت) سطح توری در هر ارتعاش گفته می‌شود. دامنه‌های بزرگتر، انرژی بیشتری به مواد منتقل کرده، آن‌ها را بالاتر پرتاب می‌کنند و برای جداسازی مواد درشت، سنگین و چسبنده که نیاز به نیروی بیشتری برای حرکت دارند، مناسب‌تر هستند. تنظیم صحیح این دو پارامتر از طریق تنظیم وزنه‌های لنگ موتور ویبره، به اپراتور اجازه می‌دهد تا الگوی حرکت مواد بر روی توری را دقیقاً مطابق با مشخصات ماده ورودی، بهینه‌سازی کند.

کاربرد سرند صنعتی در صنایع مختلف چیست؟

قابلیت منحصربه‌فرد دستگاه‌های سرند در جداسازی دقیق مواد بر اساس اندازه، آن‌ها را به یکی از پرکاربردترین و ضروری‌ترین تجهیزات در زنجیره تولید صنایع بی‌شماری تبدیل کرده است. هر صنعتی که با مواد فله (جامدات دانه‌ای یا پودری) سروکار دارد، برای کنترل کیفیت، استانداردسازی محصول و بهینه‌سازی فرآیندهای خود به نوعی از تکنولوژی غربالگری نیازمند است. در ادامه، به بررسی دقیق نقش و کاربرد الک صنعتی در مهم‌ترین این صنایع می‌پردازیم.

۱. کاربرد سرند در صنعت معدن و مصالح ساختمانی (شن و ماسه)

این حوزه، بزرگترین و سنگین‌ترین کاربرد دستگاه‌های سرند در جهان است. در یک کارخانه تولید شن و ماسه یا یک واحد فرآوری مواد معدنی، سرندها نقشی حیاتی در تولید محصولات با دانه‌بندی استاندارد و قابل فروش ایفا می‌کنند.

• فرآیند در عمل: مواد استخراج شده از معدن (سنگ‌های درشت)، ابتدا توسط دستگاه‌های سنگ‌شکن خرد می‌شوند. محصول خروجی از سنگ‌شکن، مخلوطی از ذرات با اندازه‌های کاملاً نامنظم است که هیچ ارزش تجاری مشخصی ندارد. این مخلوط سپس به دستگاه‌های سرند طبقاتی بزرگ و قدرتمند (معمولاً از نوع ویبره) تغذیه می‌شود. یک سرند سه طبقه می‌تواند این مخلوط را به صورت همزمان به چهار محصول استاندارد و قابل فروش تبدیل کند:
  1. بار رویی (Oversize): سنگ‌هایی که روی بالاترین و درشت‌ترین توری باقی می‌مانند، برای خردایش مجدد به سنگ‌شکن بازگردانده می‌شوند.
  2. شن بادامی: ذراتی که از توری اول عبور کرده اما روی توری دوم (با سوراخ‌های متوسط) باقی می‌مانند.
  3. شن نخودی: ذراتی که از توری دوم نیز عبور کرده اما روی توری سوم (ریزتر) باقی می‌مانند.
  4. ماسه: ریزترین ذرات که از هر سه طبقه توری عبور کرده و در پایین‌ترین بخش جمع‌آوری می‌شوند.
• اهمیت کاربرد: بدون دستگاه سرند، تولید شن و ماسه با دانه‌بندی استاندارد که برای تولید بتن باکیفیت و آسفالت ضروری است، غیرممکن بود. این دستگاه‌ها با تفکیک دقیق مواد، به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا محصولاتی مطابق با استانداردهای مهندسی عمران تولید کرده و به فروش برسانند. در این صنعت، معمولاً از سرندهای گریزلی برای جداسازی اولیه سنگ‌های بسیار بزرگ و از سرندهای ویبره خطی برای دانه‌بندی نهایی استفاده می‌شود.

۲. کاربرد در صنایع غذایی و دارویی

در صنایعی که محصول نهایی مستقیماً با سلامت انسان در ارتباط است، کنترل کیفیت، یکنواختی و خلوص مواد اولیه از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است. دستگاه سرند صنعتی در این صنایع، نه تنها برای دانه‌بندی، بلکه به عنوان یک ابزار حیاتی برای کنترل کیفیت و ایمنی به کار می‌رود.

• فرآیند در عمل (مثال کارخانه آرد یا ادویه): در این صنایع، دستگاه سرند (که معمولاً به آن الک صنعتی گفته می‌شود) چندین وظیفه کلیدی را در نقاط مختلف خط تولید بر عهده دارد:
  1. سرند کردن ورودی (Safety Screening): مواد اولیه (مانند گندم یا ادویه‌جات خشک) قبل از ورود به آسیاب، از یک سرند عبور داده می‌شوند تا هرگونه ناخالصی درشت مانند سنگ، تکه‌های فلز، نخ یا سایر اجسام خارجی که ممکن است در حین حمل‌ونقل وارد مواد شده باشند، جدا شوند. این کار از آسیب به تجهیزات بعدی (آسیاب) و آلودگی محصول جلوگیری می‌کند.
  2. دانه‌بندی پس از آسیاب: پس از اینکه مواد آسیاب شدند، محصول خروجی (پودر) برای دستیابی به یک اندازه ذره یکنواخت و استاندارد، وارد یک دستگاه سرند طبقاتی می‌شود. این دستگاه، پودر را به دسته‌های مختلف (مثلاً آرد نول، آرد ستاره و سبوس) تفکک می‌کند.
  3. حذف کلوخه‌ها (De-lumping): پودرها (مانند شکر یا نمک) در حین انبارداری به دلیل جذب رطوبت، تمایل به کلوخه شدن دارند. قبل از بسته‌بندی نهایی، این مواد از یک سرند ویبره عبور داده می‌شوند تا تمام کلوخه‌ها شکسته و جدا شده و محصولی یکدست و روان به دست آید.
• الزامات بهداشتی: دستگاه‌های سرند مورد استفاده در این صنایع باید از بالاترین استانداردهای بهداشتی برخوردار باشند. آن‌ها معمولاً به طور کامل از فولاد ضد زنگ (Stainless Steel 304/316) ساخته می‌شوند تا به راحتی قابل شستشو و ضدعفونی باشند. تمام سطوح باید کاملاً صیقلی و بدون درز باشند تا از تجمع مواد و رشد میکروبی جلوگیری شود. همچنین، موتور ویبره و سایر اجزا باید به گونه‌ای طراحی شوند که هیچ‌گونه آلودگی (مانند روغن) از آن‌ها به محصول نشت نکند.

۳. کاربرد در صنعت پلاستیک و بازیافت (گرانول و پرک)

در صنعت پلاستیک، یکنواختی اندازه مواد اولیه، یک پارامتر حیاتی برای تضمین یک فرآیند تولید پایدار و تولید محصولی باکیفیت است. دستگاه سرند صنعتی در این صنعت به عنوان یک ابزار کنترل کیفیت نهایی عمل می‌کند و وظیفه آن، اطمینان از هم‌اندازه بودن و تمیزی محصولاتی مانند پرک و گرانول است.

فرآیند در عمل (مثال خط بازیافت)

نقش دستگاه سرند در دو مرحله کلیدی در خط تولید گرانول بازیافتی قابل مشاهده است:

غبارگیری پرک (Dedusting of Flakes)

پس از اینکه ضایعات پلاستیکی سخت در دستگاه آسیاب پلاستیک خرد می‌شوند، محصول خروجی که به آن «پرک» گفته می‌شود، حاوی مقدار قابل توجهی ذرات بسیار ریز و گرد و غبار (که به آن خاکه می‌گویند) است. این خاکه برای فرآیند بعدی، یعنی اکستروژن، بسیار مضر است، زیرا به سرعت در دستگاه اکسترودر سوخته و باعث ایجاد گاز، حباب و نقاط سیاه در گرانول نهایی می‌شود. برای حل این مشکل، پرک‌ها قبل از ورود به اکسترودر، از یک سرند ویبره عبور داده می‌شوند. لرزش دستگاه، خاکه و ذرات ریز را از پرک‌های درشت‌تر جدا کرده و از توری عبور می‌دهد. این فرآیند غبارگیری، کیفیت خوراک ورودی به اکسترودر را به شدت افزایش می‌دهد.

دانه‌بندی گرانول نهایی (Granule Sizing)

حتی پس از خروج گرانول از دستگاه پلتایزر، ممکن است محصول نهایی کاملاً یکدست نباشد. برخی دانه‌ها ممکن است به هم چسبیده باشند (دوپل یا چندتایی) یا مقداری خاکه در اثر برش ایجاد شده باشد. برای تولید یک محصول درجه یک و استاندارد، گرانول‌های نهایی وارد یک دستگاه سرند طبقاتی می‌شوند.

• توری بالایی (با سوراخ‌های کمی درشت‌تر از سایز استاندارد گرانول) دانه‌های به هم چسبیده و بزرگتر از حد را جدا می‌کند.
• توری میانی، گرانول‌های با اندازه استاندارد و ایده‌آل را روی خود نگه داشته و به سمت خروجی محصول اصلی هدایت می‌کند.
• توری پایینی (بسیار ریز)، خاکه و ذرات کوچکتر از حد را جدا می‌کند.

این فرآیند سایزبندی نهایی تضمین می‌کند که محصولی که به دست مشتری می‌رسد، کاملاً یکدست بوده و در ماشین‌آلات تزریق یا اکستروژن او، هیچ مشکلی ایجاد نخواهد کرد.

۴. کاربرد در کشاورزی (غلات و بذر)

در صنعت کشاورزی و فرآوری محصولات آن، دستگاه سرند نقشی حیاتی و چندمنظوره ایفا می‌کند. از تمیز کردن اولیه غلات برداشت شده تا آماده‌سازی بذر برای کاشت، این دستگاه به عنوان ابزار اصلی برای جداسازی و کنترل کیفیت به کار می‌رود. هدف اصلی در این صنعت، جداسازی محصول اصلی از انواع ناخالصی‌ها و همچنین دسته‌بندی خود محصول بر اساس اندازه و کیفیت است.

فرآیند در عمل (مثال واحد بوجاری گندم)

گندمی که از مزرعه برداشت می‌شود، مخلوطی از دانه‌های گندم و انواع ناخالصی‌هاست. قبل از انبارداری یا ارسال به آسیاب آرد، این محصول باید کاملاً تمیز شود. این فرآیند که به آن «بوجاری» گفته می‌شود، عمدتاً توسط دستگاه‌های سرند طبقاتی (که گاهی با سیستم‌های مکنده هوا ترکیب می‌شوند) انجام می‌پذیرد:

جداسازی ناخالصی‌های درشت

گندم ورودی ابتدا از روی یک توری با سوراخ‌های درشت عبور می‌کند. دانه‌های گندم از توری عبور کرده، اما ناخالصی‌های بزرگتر مانند کاه، کلوخ، سنگ‌های درشت و سایر بقایای گیاهی روی توری باقی مانده و از مسیر خارج می‌شوند.

جداسازی ناخالصی‌های ریز

سپس، گندم‌ها بر روی یک توری با سوراخ‌های ریزتر ریخته می‌شوند. این بار، ناخالصی‌های ریزتر از دانه گندم، مانند شن، خاک، بذر علف‌های هرز و دانه‌های شکسته، از توری عبور کرده و از محصول اصلی جدا می‌شوند. دانه‌های سالم گندم روی توری باقی مانده و به سمت خروجی محصول تمیز شده هدایت می‌شوند.

کاربردهای دیگر در کشاورزی

• سایزبندی بذر: برای اطمینان از کاشت یکنواخت و جوانه‌زنی همزمان، بذرهایی مانند بذر ذرت یا حبوبات، قبل از بسته‌بندی با استفاده از دستگاه سرند بر اساس اندازه، دسته‌بندی می‌شوند.
• جداسازی در فرآوری حبوبات: در خطوط بسته‌بندی حبوبات، از الک صنعتی برای جداسازی سنگریزه‌ها و سایر ناخالصی‌ها از محصولاتی مانند عدس یا لوبیا استفاده می‌شود.
• فرآوری دانه‌های روغنی: در کارخانه‌های روغن‌کشی، از سرند برای جداسازی پوسته و ناخالصی‌ها از دانه‌هایی مانند تخمه آفتابگردان یا سویا قبل از فرآیند روغن‌گیری استفاده می‌گردد.

۵. کاربرد در صنایع شیمیایی (کود و پودرها)

در صنایع شیمیایی، که با تولید طیف وسیعی از محصولات پودری، دانه‌ای و کریستالی سروکار دارند، دستگاه سرند صنعتی یک ابزار فرآیندی ضروری برای کنترل کیفیت و تضمین مشخصات فیزیکی محصول نهایی است. یکنواختی اندازه ذرات در این صنعت می‌تواند بر خواصی مانند سرعت انحلال، واکنش‌پذیری و جلوگیری از جدا شدن اجزای مخلوط تأثیر مستقیم داشته باشد.

فرآیند در عمل (مثال کارخانه تولید کود شیمیایی)

کودهای شیمیایی گرانوله، برای اینکه توسط دستگاه‌های کشاورزی به صورت یکنواخت در سطح مزرعه پخش شوند، باید دارای دانه‌بندی کاملاً مشخص و استانداردی باشند.

دانه‌بندی محصول نهایی

پس از فرآیند گرانول‌سازی، محصول خروجی که حاوی گرانول‌هایی با اندازه‌های مختلف، به همراه مقداری پودر و خاکه است، وارد یک دستگاه سرند طبقاتی (معمولاً از نوع ویبره یا دوار) می‌شود.

• تفکیک فراکشن‌ها: این دستگاه، محصول را به سه یا چهار دسته اصلی تفکیک می‌کند:
• ذرات بزرگتر از حد استاندارد (Oversize): این کلوخه‌ها و گرانول‌های درشت، برای خردایش مجدد به ابتدای خط تولید بازگردانده می‌شوند.
• محصول استاندارد (On-size): گرانول‌هایی با اندازه مطلوب که بخش اصلی و قابل فروش محصول را تشکیل می‌دهد.
• ذرات کوچکتر از حد استاندارد (Undersize): این ذرات ریز و پودری نیز برای فرآوری مجدد و تبدیل به گرانول، به چرخه تولید بازگردانده می‌شوند.

کاربردهای دیگر در صنایع شیمیایی

• صنعت شوینده‌ها: برای دانه‌بندی پودرهای لباسشویی و جداسازی کلوخه‌های ایجاد شده در حین انبارداری.
• صنعت داروسازی: در این صنعت، از الک‌های صنعتی بسیار دقیق (معمولاً با سیستم‌های اولتراسونیک برای جلوگیری از گرفتگی توری) برای دانه‌بندی پودرهای دارویی و تضمین یکنواختی دوز در تولید قرص‌ها استفاده می‌شود.
• صنعت رنگ و پلیمر: برای الک کردن پودرهای رنگی (پیگمنت‌ها) و جداسازی هرگونه ناخالصی قبل از استفاده از آن‌ها در تولید مستربچ یا کامپاندهای پلیمری.

در این صنایع، به دلیل ماهیت شیمیایی مواد، دستگاه‌های سرند اغلب از فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) ساخته می‌شوند تا در برابر خوردگی مقاوم باشند.

چگونه دستگاه سرند مناسب را انتخاب کنیم؟ (راهنمای خرید)

انتخاب دستگاه سرند مناسب، تصمیمی فراتر از یک خرید ساده است؛ این یک سرمایه‌گذاری بر روی کیفیت محصول و راندمان خط تولید شماست. بازار مملو از انواع و مدل‌های مختلفی است که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. انتخاب دستگاهی که با ماده و فرآیند شما سازگار نباشد، می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند ظرفیت پایین، دقت جداسازی ضعیف، گرفتگی مکرر توری و استهلاک سریع شود. در این راهنما، ما یک چارچوب چهار مرحله‌ای و منطقی ارائه می‌دهیم تا به شما کمک کنیم بهترین الک صنعتی را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

قدم اول: تحلیل دقیق ماده ورودی (اندازه، رطوبت، چگالی)

این قدم، بنیادی‌ترین و مهم‌ترین مرحله است که باید قبل از بررسی هر دستگاهی انجام شود. مشخصات ماده اولیه شما، نوع و ابعاد سرند مورد نیاز را تعیین می‌کند. شما باید یک پروفایل کامل از ماده خود تهیه کنید:

• توزیع اندازه ذرات (Particle Size Distribution): ماده شما از چه بازه‌ای از اندازه‌ها تشکیل شده است؟ بزرگترین و کوچکترین ذره موجود در آن چقدر است؟ و تقریباً چند درصد از کل مواد، کوچکتر از اندازه مش مورد نظر شما هستند؟ این اطلاعات به تخمین ظرفیت و راندمان دستگاه کمک می‌کند.
• رطوبت ماده (Moisture Content): آیا ماده شما کاملاً خشک است، کمی رطوبت سطحی دارد یا کاملاً خیس و به صورت دوغاب است؟ مواد مرطوب و چسبنده، تمایل زیادی به کور کردن (Blinding) سوراخ‌های توری دارند و ممکن است به جای سرند ویبره، به یک سرند دوار (ترومل) نیاز داشته باشند.
• شکل و چگالی ذرات: آیا ذرات شما کروی و روان هستند (مانند گرانول) یا شکلی نامنظم و تیز دارند (مانند پرک آسیابی)؟ آیا مواد سبک هستند یا سنگین؟ مواد سنگین و ساینده به دستگاهی با ساختار بدنه و توری مستحکم‌تر نیاز دارند.

تحلیل دقیق این موارد به شما کمک می‌کند تا از همان ابتدا، گزینه‌های نامناسب را از لیست خود حذف کنید.

قدم دوم: تعیین ظرفیت مورد نیاز (تن در ساعت)

پس از اینکه مشخصات ماده اولیه خود را شناختید، قدم بعدی، تعیین ظرفیت (Throughput) مورد نیاز برای دستگاه سرند شماست. ظرفیت به سادگی به معنای میزان موادی است که دستگاه باید در یک بازه زمانی مشخص (معمولاً یک ساعت) پردازش کند و با واحد تن در ساعت (t/h) یا کیلوگرم بر ساعت (kg/hr) بیان می‌شود. انتخاب ظرفیت صحیح، یک تصمیم اقتصادی حیاتی است.

عواقب انتخاب ظرفیت نامناسب

چگونه ظرفیت مورد نیاز را محاسبه کنیم؟ محاسبه ظرفیت مورد نیاز، یک فرآیند ساده است. شما باید حجم کل موادی که قصد دارید در یک دوره زمانی مشخص (مثلاً یک شیفت کاری) پردازش کنید را بر تعداد ساعات کاری تقسیم نمایید.

مثال: اگر شما نیاز دارید در یک شیفت کاری ۸ ساعته، ۴۰ تن شن را دانه‌بندی کنید، ظرفیت مورد نیاز شما برابر است با:
40÷8=5 تن در ساعت

در نظر گرفتن حاشیه اطمینان

یک نکته بسیار مهم این است که هرگز دستگاهی را با ظرفیت دقیقاً برابر با نیاز محاسبه شده خود انتخاب نکنید. همیشه یک حاشیه اطمینان (Safety Margin) حداقل ۲۰ تا ۳۰ درصدی را در نظر بگیرید. این حاشیه اطمینان به شما اجازه می‌دهد تا برای افزایش احتمالی تولید در آینده آماده باشید و همچنین نوسانات احتمالی در فرآیند را پوشش دهید. بنابراین، در مثال بالا، انتخاب یک دستگاه سرند با ظرفیت ۶ تا ۷ تن در ساعت، یک تصمیم هوشمندانه خواهد بود.

ظرفیت یک الک صنعتی ارتباط مستقیمی با سطح مفید توری (Screening Area) آن (طول × عرض) دارد. هرچه به ظرفیت بالاتری نیاز داشته باشید، به دستگاهی با ابعاد بزرگتر و سطح توری وسیع‌تر نیاز خواهید داشت.

قدم سوم: انتخاب نوع سرند (ویبره، دوار و…) بر اساس ماده

پس از مشخص شدن مشخصات ماده و ظرفیت مورد نیاز، اکنون زمان آن رسیده که تکنولوژی اصلی دستگاه سرند را انتخاب کنید. این انتخاب، مهم‌ترین تصمیم فنی در فرآیند خرید است، زیرا هر نوع سرند برای دسته خاصی از مواد بهینه‌سازی شده است. انتخاب نادرست در این مرحله می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند گرفتگی مداوم توری، راندمان پایین و استهلاک سریع دستگاه شود.

چه زمانی سرند ویبره را انتخاب کنیم؟

• سرند ویبره به عنوان انتخاب استاندارد و پرکاربردترین گزینه برای طیف وسیعی از مواد شناخته می‌شود. این دستگاه را زمانی انتخاب کنید که:
• ماده شما خشک یا با رطوبت کم باشد: سرند ویبره بالاترین راندمان را برای مواد خشک و روان دارد.
• نیاز به دانه‌بندی دقیق دارید: اگر هدف شما تفکیک مواد به چند فراکشن با اندازه‌های نزدیک به هم و با دقت بالا است، حرکت سریع و لرزشی این دستگاه بهترین عملکرد را ارائه می‌دهد.
• ظرفیت بالا و فضای محدود دارید: این دستگاه‌ها در ابعاد مشابه، ظرفیت پردازش بسیار بالاتری نسبت به سرندهای دوار دارند. کاربردهای ایده‌آل: دانه‌بندی شن و ماسه، جداسازی گرانول و پرک پلاستیک، الک کردن پودرهای شیمیایی و غذایی خشک.

چه زمانی سرند دوار (ترومل) را انتخاب کنیم؟

سرند دوار یک راه حل تخصصی برای مواد چالش‌برانگیز است. این دستگاه را زمانی انتخاب کنید که:

• ماده شما مرطوب، چسبنده یا کلوخه‌ای است: حرکت غلتشی ملایم در داخل استوانه دوار، به شکستن کلوخه‌ها کمک کرده و از چسبیدن مواد به توری و کور شدن آن جلوگیری می‌کند.
• تفاوت اندازه ذرات بسیار زیاد است: این دستگاه برای جداسازی اولیه مواد با ابعاد بسیار متفاوت (مانند جداسازی خاک از سنگ درشت در کمپوست یا زباله) بسیار کارآمد است.
• مواد شما سبک و الیافی هستند: موادی مانند تراشه‌های چوب یا زباله‌های شهری که ممکن است در سرند ویبره ایجاد گرفتگی کنند، در سرند دوار به راحتی پردازش می‌شوند.

چه زمانی سرند گریزلی را انتخاب کنیم؟

سرند گریزلی یک ابزار تخصصی برای جداسازی اولیه و «سرک‌کنی» (Scalping) است و کاربرد بسیار محدودی دارد. این دستگاه را تنها زمانی انتخاب کنید که:

• ماده شما سنگ‌های بسیار بزرگ و سنگین است: مانند سنگ‌های حاصل از انفجار در معدن.
• هدف شما فقط جداسازی قطعات غول‌پیکر از بقیه مواد است: تا از ورود آن‌ها به سنگ‌شکن اولیه و آسیب به آن جلوگیری شود. کاربرد ایده‌آل: ورودی خطوط سنگ‌شکن در معادن و کارخانه‌های بزرگ تولید مصالح ساختمانی.

قدم چهارم: انتخاب صحیح اندازه مِش و تعداد طبقات

پس از اینکه نوع تکنولوژی اصلی سرند (ویبره، دوار و…) را انتخاب کردید، آخرین قدم، تعیین مشخصات دقیق سطح جداسازی، یعنی اندازه مش و تعداد طبقات است. این انتخاب، مستقیماً بر روی دانه‌بندی و تعداد محصولات نهایی خروجی از دستگاه سرند شما تأثیر می‌گذارد.

• انتخاب اندازه مش: اندازه مش یا ابعاد سوراخ‌های توری، بر اساس استاندارد محصولی که قصد تولید آن را دارید، تعیین می‌شود. شما باید بدانید که مشتریان شما یا فرآیند بعدی شما، به چه بازه ابعادی از مواد نیاز دارند.
  • مثال در صنعت مصالح: اگر استاندارد مهندسی برای «شن نخودی» ذرات بین ۶ تا ۱۲ میلی‌متر را تعریف می‌کند، شما به یک توری با سوراخ‌های حدود ۱۲ میلی‌متر برای جداسازی این فراکشن نیاز خواهید داشت.
  • نکته فنی: همیشه به خاطر داشته باشید که شکل ذرات نیز اهمیت دارد. برای ذرات سوزنی شکل یا پولکی، ممکن است نیاز به انتخاب مش کمی متفاوت نسبت به ذرات کروی داشته باشید تا از عبور ناخواسته آن‌ها جلوگیری شود.
• انتخاب تعداد طبقات: تعداد طبقات دستگاه سرند شما به تعداد فراکشن‌ها یا دسته‌های محصولی که می‌خواهید به صورت همزمان تولید کنید، بستگی دارد.
  • اگر فقط به دو دسته محصول نیاز دارید: (مثلاً جداسازی گرد و غبار از محصول اصلی)، یک سرند تک طبقه کافی و اقتصادی است. این دستگاه مواد را به دو خروجی (مواد روی توری و مواد زیر توری) تقسیم می‌کند.
  • اگر به بیش از دو دسته محصول نیاز دارید: (مثلاً تولید همزمان ماسه، شن نخودی و شن بادامی)، باید از یک سرند طبقاتی استفاده کنید.
    • یک سرند دو طبقه، مواد ورودی را به سه دسته محصول تفکیک می‌کند.
    • یک سرند سه طبقه، مواد ورودی را به چهار دسته محصول تفکیک می‌کند.

انتخاب یک دستگاه سرند طبقاتی، اگرچه هزینه اولیه بالاتری دارد، اما با حذف نیاز به سرند کردن مجدد مواد، بهره‌وری فرآیند را به شدت افزایش داده و در فضا و هزینه‌های عملیاتی صرفه‌جویی می‌کند.

سوالات متداول (FAQ)

در این بخش به چند پرسش پرتکرار و فنی در مورد دستگاه‌های سرند صنعتی پاسخ می‌دهیم تا اطلاعات کلیدی این راهنما را تکمیل کنیم.