معدات أساسية للإنتاج الآلي لمبيد الأعشاب الجديد غلوفوسينات الأمونيوم، وجهاز غسيل مرشح أسطواني مخروطي جديد ثنائي الوظيفة

يُعدّ غلوفوسينات الأمونيوم أحد أنواع المبيدات الحشرية واسعة الانتشار عالميًا. وبالمقارنة مع الغليفوسات، يتميز غلوفوسينات الأمونيوم بفعاليته الأفضل في القضاء على بعض الأعشاب الضارة المعمرة، كما أنه أكثر قدرة على المنافسة في حقول المحاصيل ذات القيمة الاقتصادية العالية. وباعتباره مبيدًا عشبيًا ممتازًا، يُعدّ غلوفوسينات الأمونيوم مناسبًا جدًا لجينات المقاومة.

لا تقتصر زراعة هذه المحاصيل المعدلة وراثيًا على أمريكا الشمالية فحسب، بل امتدت لتشمل بعض الدول والمناطق في آسيا وأستراليا وأوروبا في السنوات الأخيرة. ومع التطور السريع لتقنية الهندسة الوراثية، تبدو آفاق سوق غلوفوسينات الأمونيوم واعدة للغاية.

عملية التنقية الحالية لمبيد الأعشاب الجديد غلوفوسينات الأمونيوم

(1) تحضير المركز

بعد تحلل محلول 1-(ميثيل إيثوكسي فوسفونو)-بوتيرونيتريل بالارتداد الحمضي لحمض الهيدروكلوريك، يتم الحصول على محلول تفاعل غلوفوسينات-هيدروكلوريد الأمونيوم، ثم يتم تقطير محلول تفاعل غلوفوسينات-هيدروكلوريد الأمونيوم تحت ضغط منخفض لإزالة حمض الهيدروكلوريك المخفف للحصول على المحلول المركز A؛ أضف ماء الأمونيا إلى المحلول المركز A، واضبط الرقم الهيدروجيني إلى 5-10، وسخنه واستمر في التسخين والتحريك بعد التوزيع بالتساوي، ثم قم بالتقطير تحت ضغط منخفض لإزالة الماء للحصول على المحلول المركز B؛

(2) التبلور الخام وفصل الطور الصلب عن السائل لغلوفوسينات الأمونيوم

أضف الكحول المذيب للتعويم إلى المحلول المركز B، وسخّنه حتى يتوزع بالتساوي، ثم برّده، واستمر في التقليب حتى تتوزع المادة بالتساوي؛ عند درجة حرارة التعويم من 15 إلى 50 درجة مئوية، ضع المادة التي تم تقليبها بالتساوي ببطء في المجرى، وبعد المجرى، وبسبب اختلاف الكثافة النوعية بين المكون الرئيسي والملح الثانوي، يتم نقل من 10% إلى 30% من جزيئات المكون الرئيسي إلى خزان التجميع مع تدفق الكحول المذيب للتعويم، بينما تترسب من 70% إلى 90% من جزيئات الملح الثانوي بسبب الكثافة النوعية في المجرى؛ يتم جمع الملح الثانوي في المجرى وفصله عن المواد الصلبة والسائلة؛

(3) تنقية غلوفوسينات الأمونيوم، والترشيح، والغسل، والتجفيف

تُغسل كعكة الترشيح مرتين بمذيب التعويم الكحولي، ويُخلط الراشح مع محلول الكحول الذي يحتوي على المكون الرئيسي في خزان التجميع؛ يُنقل محلول الكحول الذي يحتوي على المكون الرئيسي في خزان التجميع إلى غلاية الاسترجاع للتقطير وإزالة المذيب تحت ضغط منخفض، ثم يُضاف الميثانول المحتوي على الماء. بعد ارتفاع درجة الحرارة وتجانس التشتت، يتم ضبط الرقم الهيدروجيني ليكون أكبر من أو يساوي 8 بتمرير الأمونيا، ثم تُخفض درجة الحرارة، ويتم فصل المواد الصلبة والسائلة، وتُغسل كعكة الترشيح مرتين بالميثانول المائي ثم تُجفف للحصول على المنتج النهائي غلوفوسينات الأمونيوم.

المشاكل التقنية لعملية التخليق والتنقية الحالية لغلوفوسينات الأمونيوم

تُعدّ عملية إنتاج غلوفوسينات الأمونيوم عملية معقدة، إذ تستغرق أكثر من نصف شهر لإتمامها عبر 13 تفاعلاً. وتتميز هذه العملية بضخامة الاستثمار، وتعقيد عملية الإنتاج، وارتفاع المتطلبات التقنية، وضغوط السلامة العالية، والالتزام الصارم بمعايير حماية البيئة.

(1) يصعب التحكم في سلامة المواد الخام وتفاعلات العمليات

تتضمن عملية تصنيع غلوفوسينات الأمونيوم الحالية أكثر من عشرة أنواع من المواد الكيميائية الخام، معظمها قابل للاشتعال والانفجار، وله خصائص كيميائية ذات نقطة وميض منخفضة، وخاصة سيانيد الصوديوم الذي يُعد مادة شديدة السمية، وأي إهمال بسيط قد يتسبب في حوادث خطيرة. كما تتطلب العملية إجراء خطوات متعددة في بيئة محكمة الإغلاق وخالية تمامًا من الماء والأكسجين.

(2) تصريف كميات كبيرة من ثلاثة أنواع من النفايات

تتسم عملية التخليق بطولها النسبي، إذ تنقسم إلى أكثر من اثنتي عشرة وحدة تشغيلية، كعمليات التقطير والتكرير والترشيح، وتنتج كل وحدة منها ثلاثة أنواع من النفايات، يصعب التعامل معها، مما يزيد الضغط على حماية البيئة. فمقابل كل طن من منتج غلوفوسينات الأمونيوم التقني، تُنتج حوالي 60 طنًا من مياه الصرف الصناعي. ويتطلب الحصول على مخلفات النفايات تبخير معظم هذه المياه حتى الجفاف. ويصعب إعادة استخدام بعض مخلفات النفايات وبقايا التبلور.

(3) إنتاجية المنتج منخفضة

بالمقارنة مع شركة باير في ألمانيا، فإن تكلفة الإنتاج المحلي لغلوفوسينات الأمونيوم مرتفعة نسبياً، وليس لها ميزة سعرية في السوق الدولية.

(4) عدم القدرة على تحقيق الإنتاج المستمر والآلي، وارتفاع الاستثمار في معدات خط الإنتاج

بالمقارنة مع الدول الأجنبية، يوجد تفاوت ملحوظ في جودة المنتجات التقنية من غلوفوسينات الأمونيوم التي تنتجها الشركات المحلية. إذ تتطلب هذه الشركات معدات إنتاج عالية الجودة، وتحتاج إلى استثمار مبالغ طائلة في صيانتها.

معدات أساسية للإنتاج الآلي لمبيد الأعشاب الجديد غلوفوسينات الأمونيوم، نوع جديد من غسيل مرشح مخروطي أسطواني ثنائي الوظيفة

تتمثل وظيفة معدات الترشيح والغسيل في فصل المواد الصلبة عن السائلة في معلق غلوفوسينات الأمونيوم الخام الناتج عن التفاعل، ثم استخدام سائل الغسيل لغسل كعكة الترشيح الناتجة من غلوفوسينات الأمونيوم لإزالة كلوريد الأمونيوم والأملاح غير العضوية المتبقية فيها، بالإضافة إلى المنتجات الثانوية الأخرى. في الوقت الحالي، يستخدم معظم مصنعي غلوفوسينات الأمونيوم معدات ترشيح وغسيل متكاملة، تشمل بشكل أساسي مكابس الترشيح، وأجهزة الطرد المركزي، والمرشحات الدقيقة المسامية، ومعدات الترشيح والغسيل الأسطوانية المخروطية الحديثة ثنائية الوظيفة، وغيرها.

(1) مكبس الترشيح

تُعدّ مكابس الترشيح من المعدات الشائعة الاستخدام في عمليات الترشيح والغسيل. تتطلب مكابس الترشيح التقليدية عادةً تشغيلًا يدويًا كاملًا لعملية الترشيح، بما في ذلك التغذية والضغط والنفخ الهوائي والتفريغ. يُعدّ التفريغ عمليةً شاقةً، ويصعب إزالة كعكة الترشيح، كما أن دورة تشغيل مكبس الترشيح طويلة، وقدرته الإنتاجية منخفضة، وتأثيره في التجفيف والغسيل ضعيف، وعادةً ما يُصنع من الحديد الزهر، مما يجعله ثقيلًا وعرضةً للتآكل.

شهدت مكابس الترشيح تطوراً تقنياً ملحوظاً في السنوات الأخيرة، وبرزت مكابس الترشيح الأوتوماتيكية على نطاق واسع. تتم عملية الترشيح بأكملها آلياً، وتُصنع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد اصطناعية، مع تصميم مُحسّن لحجرة الترشيح، وهيكل غشائي، وضغط ترشيح مُعزز، وقدرة معالجة عالية، ودورة ترشيح قصيرة، وكفاءة تجفيف عالية، وتأثير غسيل ممتاز، ما يُلبي متطلبات إنتاج تنقية غلوفوسينات الأمونيوم.

(2) جهاز الطرد المركزي

جهاز الطرد المركزي هو آلة تستخدم قوة الطرد المركزي لفصل الجزيئات السائلة والصلبة أو المكونات المختلفة في خليط سائل. المكون الأساسي لجهاز الطرد المركزي هو الوعاء، وهو عبارة عن أسطوانة تدور بسرعة عالية حول محورها، وعادةً ما يتم تشغيلها بواسطة محرك كهربائي. بعد دخول الخليط الصلب والسائل إلى الوعاء، يدور بسرعة بنفس سرعة دوران الوعاء، ويتم فصل المواد الصلبة والسائلة بفعل قوة الطرد المركزي، حيث تُحجز الجزيئات الصلبة على الجدار الداخلي للوعاء، بينما يُصرّف السائل من جهاز الطرد المركزي.

تشمل أنواع أجهزة الطرد المركزي الشائعة الاستخدام أجهزة الطرد المركزي ثلاثية الأرجل، وأجهزة الطرد المركزي اللوحية، وأجهزة الطرد المركزي اللولبية الأفقية، وفواصل الأقراص، وفواصل الأنابيب، وما إلى ذلك. ومن بينها، تعتبر أجهزة الطرد المركزي ثلاثية الأرجل وأجهزة الطرد المركزي المسطحة مناسبة لتخليق غلوفوسينات الأمونيوم وإنتاجه النقي.

(3) مرشح دقيق المسام

المرشح ذو المسام الدقيقة هو نوع جديد من معدات فصل المواد الصلبة عن السائلة، يتميز بكفاءة تشغيل عالية ودقة ترشيح فائقة. يتكون هيكل هذا المرشح من أنابيب دقيقة المسام مصنوعة من بوليمرات خاصة (PE و PA) معلقة داخل جسم رأسي محكم الإغلاق، ويتم تصريف السائل المرشح عبر هذه الأنابيب.

في السنوات الأخيرة، شهدت عمليات الترشيح والغسل في إنتاج المساحيق فائقة النعومة تطورًا ملحوظًا. استخدم تشانغ يوشين وزملاؤه مرشحًا دقيق المسام لترشيح وغسل مسحوق كربونات الكوبالت فائق النعومة ذي الحجم الصغير للجسيمات واللزوجة العالية. بلغ استهلاك مياه الغسل النهائي 4.0 طن/ساعة، مما أدى إلى خفض محتوى الصوديوم إلى أقل من 0.005%، ورفع معدل استخلاص المعدن إلى أكثر من 99.7%، وبلغ محتوى الكوبالت المعدني في المحلول الأم 20 ملغم/لتر، بينما بلغت نسبة الماء في كعكة الترشيح حوالي 20%.

(4) نوع جديد من مرشحات المخروط الأسطوانية ثنائية الوظيفة

إن جهاز "اثنان في واحد" للترشيح والغسيل هو منتج مبسط يعتمد على جهاز "ثلاثة في واحد" للترشيح والغسيل والتجفيف.

تُكمل هذه العملية عمليتي الترشيح والغسل في حاوية مغلقة، وتُستخدم بشكل أساسي في صناعة الأدوية، لحل مشكلة الإنتاج المستمر للمنتجات القابلة للاشتعال والانفجار والسامة، وهي مناسبة بشكل خاص للمواد ذات متطلبات تأثير الغسيل العالية، ويمكنها تقليل الجهد المبذول في عملية التشغيل، مما يقلل من فقدان المنتجات النهائية.

المزايا

(1) يمكن لمجموعة الترشيح والغسيل الجديدة ذات الأسطوانة والمخروط إكمال التفاعل والاستخلاص والترشيح والترشيح المتكرر والغسيل والتجفيف وغيرها من العمليات على آلة واحدة، والحصول مباشرة على المنتج النهائي.

(2) تتميز العملية بالمرونة، ويمكن تعديل دورة التشغيل عن طريق ضبط فرق ضغط المرشح، وسرعة الدوران، وقضيب توجيه بثق البرغي، وما إلى ذلك، للتكيف مع التغيرات في ظروف العملية.

(3) يمكن لهذه الآلة أن تشكل طبقة رقيقة من كعكة الترشيح على سطح وسط الترشيح، دون الحاجة إلى ترشيح كعكة الترشيح، وسرعة ترشيح عالية لكل وحدة مساحة ترشيح، وهيكل معدات مدمج.

(4) نظام مغلق بالكامل مع بيئة تشغيل جيدة، مناسب بشكل خاص للتعامل مع المنتجات السامة والقابلة للاشتعال والمتفجرة الخطرة والمنتجات البيولوجية الغذائية الطازجة التي لا تسمح بالتلوث.

(5) يمكن غسله وتصفيته.

وخاصة عندما تحتاج المادة إلى الشطف، يتم تنظيفها جيدًا في حالة معلقة، ثم يتم ترشيحها في النهاية لتقليل عملية نقل المواد، وتقليل التلوث والنفايات، وبالتالي تكون المنتجات المعالجة ذات جودة عالية.

(6) يمكن استخدامه لثلاث عمليات هي التفاعل والترشيح والتجفيف، ويكمل وظائف ثلاث وحدات من المعدات، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة المعدات ومساحة الأرضية وكثافة العمل واستهلاك الطاقة وما إلى ذلك.

(7) استهلاك الطاقة لهذه الآلة منخفض، والكعكة المبثوقة تحتوي على نسبة ماء أقل من النوع المسطح العادي ذي المجموعات الثلاث، كما أنها سهلة التشغيل.

تُعدّ عملية تنقية مبيد الأعشاب الجديد غلوفوسينات الأمونيوم خطوةً أساسيةً في عملية إنتاجه، ويُعدّ اختيار المعدات الرئيسية المستخدمة فيها أمرًا بالغ الأهمية لكفاءة المادة. وباعتبارها طريقةً جديدةً لفصل المواد الصلبة عن السائلة، وتكريرها، وتنقية غلوفوسينات الأمونيوم، فإنّ نظام الترشيح والغسيل المخروطي الأسطواني الجديد، الذي طوّرته وأنتجته شركة ووشي تشانغ هوا للآلات، يُسهم بفعالية في تقليل النفايات الثلاثة في عملية تنقية غلوفوسينات الأمونيوم، وإطالة عمر المعدات، وتبسيط عملية التنقية. كما يُحسّن هذا النظام نقاء المنتج، ويُخفّض تكلفة التنقية، ويُبشّر بآفاق تطبيقية واعدة.