التكوير

التكوير هو عملية ضغط أو تشكيل مادة ما على هيئة حبيبات. تُكوير مجموعة واسعة من المواد المختلفة، بما في ذلك المواد الكيميائية ، وخام الحديد ، وأعلاف الحيوانات المركبة ، والبلاستيك ( الحبيبات البلاستيكية )، والنفايات، وغيرها. تُعد هذه العملية خيارًا ممتازًا لتخزين ونقل هذه المواد. ^{[ 1 ]} تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في هندسة مساحيق المعادن والصناعات الطبية. ^{[ 2 ]}

يُنسب الفضل إلى إدوارد دبليو ديفيس من جامعة مينيسوتا في ابتكار عملية تكوير خام الحديد.

تُجرى عملية تكوير خام الحديد نظرًا لخصائصه الفيزيائية والمعدنية الممتازة . ^{[ 1 ]} تتكون كريات خام الحديد من كرات يتراوح قطرها عادةً بين 6 و16 ملم (0.24-0.63 بوصة) وتُستخدم كمادة خام لأفران الصهر . تحتوي هذه الكريات عادةً على نسبة حديد تتراوح بين 64 و72% ، بالإضافة إلى مواد أخرى متنوعة تُعدّل تركيبها الكيميائي وخصائصها المعدنية. ^{[ 3 ]} يُضاف عادةً الحجر الجيري والدولوميت والأوليفين ، ويُستخدم البنتونيت كمادة رابطة.   

تتضمن عملية التكوير خلط المواد الخام، وتشكيل الكريات، ومعالجة حرارية لتحويل الكريات الخام اللينة إلى كرات صلبة. تُدحرج المواد الخام على شكل كرة، ثم تُحرق في فرن أو على شبكة متحركة لتلبيد الجزيئات وتحويلها إلى كرات صلبة. ^{[ 4 ]}

يُتيح تكوين كريات خام الحديد على شكل كرات متراصة في الفرن العالي تدفق الهواء بين الكريات، مما يُقلل مقاومة الهواء المتدفق عبر طبقات المادة أثناء عملية الصهر. أما تكوين مسحوق خام الحديد في الفرن العالي فيكون أكثر تراصًا، مما يُعيق تدفق الهواء. لهذا السبب، يُفضل استخدام خام الحديد على شكل كريات بدلًا من جزيئات أدق. ^{[ 5 ]} تعتمد جودة كريات خام الحديد على عوامل مختلفة، تشمل حجم جزيئات الخام، وكمية الماء المستخدمة، وسرعة دوران القرص، وزاوية ميل قاع القرص، ومدة بقاء الخام في القرص، بالإضافة إلى نوعية وكمية المادة الرابطة المستخدمة. ^{[ 1 ]}

تشكيل

تهدف عملية تشكيل كريات خام الحديد، والمعروفة أيضًا باسم التكوير، إلى إنتاج كريات بأحجام مناسبة وخصائص ميكانيكية عالية الكفاءة، مما يجعلها مناسبة للاستخدام أثناء عمليات النقل والتحميل والاستخدام. على سبيل المثال، تُطحن المواد الخام قبل تسخينها وإدخالها في مكبس للضغط. ^{[ 6 ]} تُستخدم كل من القوة الميكانيكية والعمليات الحرارية للحصول على خصائص الكريات المطلوبة. من ناحية المعدات، يوجد خياران لإنتاج كريات خام الحديد صناعيًا: الأسطوانة وقرص التكوير.

في المجال الطبي، يُشار إلى عملية التكوير بأنها عملية تجميع المساحيق أو الحبيبات الدقيقة وتحويلها إلى كريات كروية الشكل تقريبًا. ^{[ 7 ]} وقد ازداد استخدام هذه التقنية نظرًا لقدرتها على التحكم في إطلاق الدواء، مما يؤدي إلى امتصاص منتظم مع تقليل تهيج الغشاء المخاطي في الجهاز الهضمي. ^{[ 7 ]} وتُستخدم عمليات تكوير مختلفة في صناعة الأدوية، وتختلف هذه العمليات عادةً باختلاف قوى الترابط. ^{[ 8 ]} ومن أمثلة هذه العمليات: التكوير، والضغط، والتجميد بالرش. ^{[ 8 ]} ويُشبه التكوير عملية التكوير الرطب (أو الأخضر) المستخدمة في صناعة خام الحديد. ^{[ 9 ]}

يمكن أن ينتج عن عملية تحبيب أعلاف الحيوانات حبيبات بأحجام تتراوح من 1.2 مم (0.047 بوصة) (أعلاف الروبيان)، إلى 3-4 مم (0.12-0.16 بوصة) (أعلاف الدواجن)، وصولاً إلى 8-10 مم (0.31-0.39 بوصة) (أعلاف الماشية). تتم عملية تحبيب أعلاف الماشية باستخدام آلات تحبيب خاصة ، وذلك داخل مصنع الأعلاف .      

تُطحن مكونات العلف عادةً أولاً لتقليل حجم جزيئاتها. ثم تُجمع المكونات وتُخلط جيداً باستخدام خلاط الأعلاف . وبمجرد تجهيز العلف لهذه المرحلة، يصبح جاهزاً للتكوير.

تتم عملية التكوير في مطحنة التكوير ، حيث يتم عادةً تكييف العلف ومعالجته حرارياً في وحدات التكييف المجهزة في مطحنة التكوير. ثم يُدفع العلف عبر الثقوب ويخرج من مطحنة التكوير على شكل علف مُكوّر.

تُستخدم حبيبات الخشب، المصنوعة من نشارة الخشب أو غيرها من المواد الخشبية المطحونة المضغوطة، في تطبيقات متنوعة، سواءً في مجال الطاقة أو غيرها. ففي قطاع الطاقة، تُستخدم حبيبات الخشب غالبًا كبديل للفحم في محطات توليد الطاقة، مثل محطة دراكس في إنجلترا، التي استبدلت معظم استهلاكها للفحم بحبيبات الخشب. ولأن الخشب المُستدام لا يُؤدي إلى زيادة طويلة الأمد في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، تُعتبر أنواع الوقود الخشبي مصدرًا منخفض الكربون للطاقة. ^{[ 10 ]} كما تُستخدم حبيبات الخشب في التدفئة المنزلية والتجارية، إما في شكل غلايات آلية أو مواقد حبيبات. وبالمقارنة مع أنواع الوقود الأخرى المصنوعة من الخشب، تتميز الحبيبات بكثافة طاقة أعلى، وسهولة في التعامل معها نظرًا لانسيابها المشابه للحبوب، وانخفاض نسبة الرطوبة فيها.

أُثيرت مخاوف بشأن التوازن الكربوني قصير الأجل لإنتاج حبيبات الخشب، لا سيما إذا كان ذلك يدفع إلى حصاد الأشجار القديمة أو الناضجة التي ما كانت لتُقطع لولا ذلك. ^{[ 11 ]} وتشمل المناطق التي تثير القلق الغابات المطيرة الداخلية في كولومبيا البريطانية. وتُعارض صناعات حبيبات الخشب والغابات هذه الادعاءات.

بعد عملية التكوير، تُبرّد الحبيبات باستخدام مُبرّد لخفض درجة حرارة العلف. تشمل التطبيقات الأخرى بعد التكوير: التكييف، والفرز باستخدام منخل، وربما التغليف إذا لزم الأمر.

تُستخدم حبيبات البلاستيك ، المعروفة باسم "الحبيبات البلاستيكية"، في صناعة البلاستيك . ^{[ 12 ]} ويمكن أن تلوث الأنهار والمحيطات عند انسكابها، حيث تأكلها الطيور والأسماك ظنًا منها أنها بيض. ^{[ 13 ]}

• فرن الصهر
• خام الحديد
• كريات (توضيح)
• مطحنة الكريات
• بريل