المبدأ

يُعد مجفف اللوفر الدوار (المعروف أيضاً باسم مجفف اللوفر) نوعاً من المجففات الدوارة ذات التلامس المباشر والمصمم لتجفيف المواد الحبيبية والبلورية وسهلة التدفق مثل المعادن والأسمدة والحبوب والمواد الكيميائية. يشبه في شكله المجفف الدوار المتسلسل، لكنه يختلف في تصميمه الداخلي — فبدلاً من ريش الرفع، يحتوي على ألواح لوفر ثابتة أو شبه ثابتة ومائلة مثبتة على طول المحيط الداخلي للأسطوانة.

يعتمد تشغيله على مبدأ انتقال الحرارة المباشر بالحمل الحراري، حيث يمر الهواء الساخن أو الغاز عبر ألواح اللوفر وطبقة المادة أثناء تحركها داخل الأسطوانة الدوارة. يضمن ترتيب ألواح اللوفر أن يتم تقليب وخلط وتهوية المادة باستمرار، مما يعزز انتقال الحرارة بشكل متجانس ويحقق تجفيفاً فعالاً.

مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ عمل مجفف اللوفر الدوار على انتقال الحرارة بالحمل الحراري بين الهواء الساخن (أو غازات الاحتراق) والمواد الصلبة الرطبة التي يتم تحريكها باستمرار داخل أسطوانة دوارة مائلة مزودة بـ ألواح لوفر.

• تدخل المادة الرطبة من أحد طرفي الأسطوانة الدوارة، بينما تمر الغازات الساخنة خلالها إما في اتجاه متوازي أو معاكس لحركة المادة.
• تعمل ألواح اللوفر، وهي صفائح ثابتة أو شفرات مائلة مثبتة على الجدار الداخلي للأسطوانة، على رفع وتقليب ونثر المادة داخل تيار الغاز الساخن.
• مع دوران الأسطوانة، تتساقط المادة مراراً عبر الهواء الساخن، مما يعرّض أسطحاً جديدة للتجفيف.
• يحدث انتقال الحرارة بشكل أساسي بالحمل الحراري، بينما يحدث جزء من التوصيل الحراري أيضاً عبر ملامسة الأسطح المعدنية الساخنة.
• تتبخر الرطوبة من المادة، ويتم سحب الهواء المحمل بالبخار عبر نظام العادم. ويتم تفريغ المنتج المجفف بشكل مستمر من الطرف المقابل.

يوفر تصميم اللوفر هذا تحريكاً محكوماً وتوزيعاً متجانساً للهواء، مما يؤدي إلى تجفيف أكثر كفاءة مقارنة بالأسطوانة الدوارة العادية، مع معالجة ألطف من المجفف المتسلسل المزود بريش رفع.

التركيب

يتكون مجفف اللوفر الدوار من المكونات الرئيسية التالية:

1. الأسطوانة الدوارة:

يتكون المجفف من أسطوانة أسطوانية الشكل تكون مائلة قليلاً (1°–5°) عن الوضع الأفقي، مما يسمح للمادة بالتحرك تدريجياً من جهة التغذية إلى جهة التفريغ بفعل الجاذبية.

• يتم تصنيع الأسطوانة من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ حسب نوع المنتج وظروف التشغيل.
• تتراوح نسبة الطول إلى القطر عادة بين 4:1 إلى 10:1.
• تدور الأسطوانة بسرعة منخفضة تتراوح بين 2–10 دورة في الدقيقة لضمان الخلط الجيد وزمن المكوث المناسب.
• يتم دعم الأسطوانة بواسطة بكرات أو محاور ارتكاز ويتم تشغيلها بواسطة محرك كهربائي وعلبة تروس تخفيض عبر نظام سلسلة أو ترس محيطي.

2. ألواح اللوفر (التجهيزات الداخلية):

أهم ما يميز مجفف اللوفر الدوار هو مجموعة ألواح اللوفر الثابتة أو القابلة للتعديل المثبتة داخل الأسطوانة.

• يتم ترتيب هذه الألواح المائلة في صفوف على طول المحيط الداخلي للأسطوانة.
• صُممت ألواح اللوفر لـ رفع المادة ونثرها بلطف داخل تيار الغاز الساخن مع السماح بمرور الهواء بحرية عبر طبقة المادة.
• يمكن تعديل زاوية وتباعد ألواح اللوفر للتحكم في زمن المكوث وشدة الخلط وكفاءة التجفيف.
• تستخدم بعض التصاميم أقسام لوفر قابلة للتعديل أو الإزالة لتناسب مواد مختلفة أو لتسهيل الصيانة.

يضمن هذا الترتيب توزيع المادة بشكل متجانس وتحريكها باستمرار، مما يمنع تكوّن المناطق الراكدة أو ارتفاع الحرارة الزائد.

3. نظام التغذية:

يتم إدخال المادة الرطبة من الطرف المرتفع للأسطوانة عبر قمع تغذية أو ناقل لولبي. ويمكن التحكم في معدل التغذية باستخدام صمام دوار أو وحدة تغذية متغيرة السرعة للحفاظ على تدفق ثابت للمادة.

4. نظام تزويد الهواء الساخن أو الغاز:

يتم توليد وسط التجفيف (الهواء الساخن أو غازات الاحتراق) بواسطة فرن أو موقد غاز أو مولد هواء ساخن ويتم إدخاله إلى الأسطوانة عبر موزع هواء أو مجرى هوائي.

• يمكن أن يتدفق الهواء بنظام متوازي أو معاكس:
  • التدفق المتوازي: يدخل الهواء الساخن من جهة التغذية ويتحرك في نفس اتجاه المادة — مناسب للتجفيف اللطيف للمواد الحساسة للحرارة.
  • التدفق المعاكس: يدخل الهواء الساخن من جهة التفريغ، مما يوفر كفاءة حرارية أعلى ورطوبة نهائية أقل.

تتراوح درجات حرارة الهواء الداخل عادة بين 150°C إلى 600°C حسب نوع المنتج.

5. نظام العادم:

يخرج الهواء المحمل بالرطوبة من الطرف المقابل للأسطوانة ويمر عبر نظام تجميع الغبار مثل فاصل إعصاري أو فلتر أكياس أو وحدة غسيل لإزالة الجزيئات العالقة قبل إطلاقه إلى الجو.

6. نظام التفريغ:

تخرج المادة المجففة عبر قمع تفريغ أو ناقل لولبي في الطرف المنخفض للأسطوانة. وفي بعض الحالات، يتم تركيب صمام هوائي دوار لمنع تسرب الهواء مع السماح بالتفريغ المستمر.

7. نظام القيادة:

يتم تدوير الأسطوانة بواسطة محرك كهربائي مع علبة تروس تخفيض باستخدام نظام سلسلة أو سير أو ترس محيطي. وغالباً ما يتم توفير مغير تردد (VFD) للتحكم في سرعة الأسطوانة وتحسين زمن التجفيف.

8. العزل والغلاف الخارجي:

يتم عزل السطح الخارجي للأسطوانة باستخدام الصوف المعدني أو الصوف الزجاجي وتغطيته بـ ألواح معدنية لتقليل فقدان الحرارة وضمان سلامة المشغلين.

9. أجهزة القياس والتحكم:

يتم تجهيز مجفف اللوفر الدوار بـ حساسات حرارة ومقاييس تدفق الهواء ومقاييس الضغط عند كلا الطرفين.

كما أن الأنظمة الحديثة مزودة بـ لوحات تحكم PLC–HMI تقوم بتنظيم درجة حرارة الدخول وسرعة الأسطوانة وسرعة الهواء لضمان تجفيف ثابت وكفاءة عالية في استهلاك الطاقة.