مغزل الألياف المجوفة

مغزل أغشية TIPS (فصل الطور المُستحث حراريًا) هو المكون الأساسي المستخدم في تحضير أغشية بوليمرية دقيقة المسام بطريقة فصل الطور المُستحث حراريًا. مغزل TIPS من Trusstech هو رأس غزل ألياف مجوف مصمم خصيصًا لطريقة "المسامية المُستحثة بالتبريد والانصهار في درجات حرارة عالية"، ويُستخدم لإنتاج أغشية دقيقة المسام من بوليمرات بلورية مثل PVDF وPP وPE. يجب أن يُلبي هيكله ووظائفه في آنٍ واحد متطلبات عزل الذوبان عند درجة حرارة حوالي 200 درجة مئوية، وتكوين المسام المُستحث بالتبريد السريع، والتحكم في المسامية. يعتمد مبدأ عمله على تغيرات درجة الحرارة لتحفيز فصل الطور في محلول بوليمري، مما يُؤدي في النهاية إلى تكوين مادة غشائية ذات بنية دقيقة المسام.

مغزل الأغشية المتجانسة من الجيل الخامس من Trustech FCT هو جهاز تشكيل الأغشية المتجانسة، المُطور بتقنية التغيير السريع (FCT). يتميز هذا المغزل ببنية "لب دوار منقسم + صفيحة قناة تدفق" ونواة متجانسة عالية الدقة، وهو مصمم خصيصًا لإنتاج أغشية بوليمرية متجانسة، مثل أغشية فصل الغازات، وأغشية التبخير الفائق، وأغشية الترشيح عالية الدقة، والتي تتميز ببنية موحدة دون تدرج واضح في المسام. بناءً على نقاط القوة الأساسية لسلسلة FCT المتمثلة في "الدقة العالية وسهولة الصيانة"، تم تحسين هيكل المغزل وميزاته خصيصًا لتلبية المتطلبات الصارمة للأغشية المتجانسة من حيث تجانس التغذية، والاستقرار الهيكلي، وثبات الأداء. يُعد هذا المغزل عاملًا رئيسيًا في إنتاج الأغشية المتجانسة عالية الجودة على نطاق واسع، مما يحقق تجانسًا عاليًا عبر الثقوب والدفعات. يتمثل هدفه الرئيسي في الإنتاج المتوازي متعدد الثقوب في تثبيت القطر الخارجي.

صفيحة غزل الألياف المجوفة من الجيل الخامس من FCT هي مكون إنتاج أساسي عالي الدقة والكفاءة، طورته شركة Trustech بالاعتماد على تقنية التغيير السريع (FCT) المبتكرة بشكل مستقل لتصنيع أغشية الألياف المجوفة المستخدمة في مفاعلات MBR (مفاعلات حيوية غشائية). إنها صفيحة غزل ثورية، تتميز بفلسفة تصميمية أساسية تعتمد على هيكلية منفصلة ومعيارية، مما يوفر سهولة استخدام استثنائية ودقة عالية وعمر خدمة طويل. تعالج هذه الصفيحة المشكلات التقليدية لصفائح الغزل المجوفة، مثل تعقيد عملية التفكيك/التركيب، وقابلية التلف، وتكاليف الصيانة المرتفعة، مما يضع معيارًا تكنولوجيًا رائدًا في مجال تصنيع أغشية الألياف المجوفة.

لوحة الغزل FCT من الجيل السادس هي المكون الأساسي لتشكيل الأغشية الليفية المجوفة، التي طورتها شركة Trustech استنادًا إلى تقنية التغيير السريع (FCT) وصممت خصيصًا للغزل NIPS (فصل الطور غير المستحث بالمذيبات) بطريقة رطبة.

تُعدّ مغازل أغشية الألياف المجوفة الأجزاء الرئيسية في تصنيعها. وتحدد هندسة المغازل، وخصائصها الوظيفية، ودقة تصنيعها بشكل مباشر مركزية غشاء الألياف، وتجانس جداره، وتوزيع حجم المسام، ومتانته الميكانيكية، وكفاءة فصله الكلية.

مغزل غزل التلبيد بالسول-جل هو تجميع غزل بثق محوري لغشاء ألياف مجوفة غير عضوية/سيراميكية. الطور الخارجي عبارة عن مادة أولية هجينة من السول أو عضوي-غير عضوي، تحتوي على جزيئات غير عضوية أو محلول مادة أولية مع مواد رابطة/مواد مسامية عضوية، بينما الطور الداخلي عبارة عن سائل تجويف داعم قد يكون مادة تخثر، أو مادة غير مذيبة، أو سائل خامل. بعد التشكيل، تخضع الألياف الخضراء لعملية التجلط، وتبادل المذيبات، والتجفيف، وإزالة الروابط، والتلبيد في درجات حرارة عالية، عادةً ما بين 400 و1200 درجة مئوية، لإنتاج غشاء ألياف مجوفة غير عضوية/سيراميكية كثيف أو مسامي، مثل الألومينا، والزركونيا، والسيليكا، والتيتانات. كما أن هذه الطريقة قابلة للتطبيق على أنظمة المواد الأولية المعدنية/الزجاجية.

مغزل الغزل الرطب بالنفث الجاف هو مكون تشكيل القلب المصمم خصيصًا لعملية الغزل الرطب بالنفث الجاف لإنتاج أغشية الألياف المجوفة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لمغزل الغزل هذا في بثق دقيق لمادة صب البوليمر وسائل التجويف عبر قنوات تدفق محورية، بحيث يمر "الخيط السائل" المبثوق أولًا عبر فجوة هوائية تُسمى المنطقة الجافة للتبخر الجزئي للمذيب والسحب الأولي، ثم يدخل إلى حمام تخثر يُسمى المنطقة الرطبة لفصل الطور والتصلب، ليشكل في النهاية غشاء ألياف مجوفة بتركيبات وخصائص محددة. يجب تصميم مغزل الغزل بحيث يستوعب "استقرار الخيط السائل في الفجوة الهوائية" و"بدء فصل الطور في حمام التخثر"، ليكون بمثابة حلقة وصل أساسية بين السحب في الحالة الجافة والتصلب في الحالة الرطبة.

مغزل ثنائي الطبقة المنشط: يُسمى أيضًا مغزل غشاء مركب، وهو مكون تشكيل رئيسي يُستخدم في تصنيع فصل/ترشيح الأغشية. في خطوة بثق مشترك واحدة، يُصفّح مغزلان وظيفيان أو أكثر في بنية طبقية محددة، ويُشكّلهما عبر فتحات أو شقوق دقيقة للغاية في غشاء مُهيكل طبقة تلو الأخرى. يتمثل دوره الأساسي في تكديس وتشكيل تيارات سوائل متعددة بشكل مستقر ودقيق ضمن مساحة تدفق مجهرية.

مغزل البثق بالصهر، المعروف أيضًا باسم مغزل الغزل بالصهر، هو مكون دقيق أساسي في عمليات الغزل بالصهر. يدفع هذا المغزل البوليمرات المصهورة عالية الحرارة (مثل بوليستر PET، بولي بروبيلين PP، نايلون PA، بولي إيميد PI) عبر فتحات دقيقة الصنع تحت ضغط عالٍ، عادةً بأقطار تتراوح بين عشرات الميكرومترات وبضعة مليمترات، لبثق خيوط أو ألياف أو أغشية متصلة بشكل موحد. يجب أن يُعالج تصميمه ثلاثة تحديات رئيسية: التوزيع الموحد للصهر عالي الحرارة، والتشكيل والتحكم الدقيق، ومقاومة التآكل والتلف.

مغزل غشاء الألياف المجوفة المقوى بالأضلاع، والمعروف أيضًا باسم مغزل الغزل المقوى بالألياف الأساسية، هو تجميع مغزل متخصص يُستخدم لتحضير أغشية الألياف المجوفة عبر فصل الطور المُستحث بدون مذيبات (NIPS). يعتمد هذا المغزل على هياكل المغزل المحورية ومتعددة الأطوار التقليدية، ويضيف قناة إدخال وتموضع لخيوط التقوية، والتي يمكنها إدخال خيط أو ثلاثة خيوط دقيقة عالية القوة (مثل خيط صيد من النايلون/خيط أحادي) بشكل مستقر في جدار الغشاء أو في مواضع شعاعية محددة لحظة تكوين الألياف. تتشكل خيوط التقوية مع مصفوفة الغشاء في حمام التخثر، مما يُحسّن بشكل كبير من قوة الشد، ومقاومة التشابك، ومقاومة الكسر، ومقاومة الإجهادات التشغيلية، دون المساس بأداء فصل الغشاء أو بنيته المجوفة.

تُعدّ مغازل أغشية الألياف المجوفة المكونات الأساسية لإنتاج أغشية الألياف المجوفة. ويحدد تصميمها الهيكلي وأدائها ودقة تصنيعها بشكل مباشر مركزية الألياف، وتجانس سمك جدارها، وتوزيع حجم المسام، وقوتها الميكانيكية، وأداء الفصل.