1-تصنيف الآلاتالكهربائية.

2-المعطيات الاسمية للآلات الكهربائية.

3-الشروط الواجبتوافرها في الالات الكهربائية.

اولا: سوف نبدأ بتصنيف الآلات الكهربائية:

تصنيف الآلات الكهربية حسب مجالات الاستخدام ، نوع التيار ، مبدأ العمل ،الاستطاعة ، وسرعة الدوران.

تصنيف الآلات حسب الاستخدام:

تنقسم الآلاتالكهربية حسب مجالات استخدامها الى الانواع التالية:

المولدات الكهربية Electric generators

تعمل المولدات الكهربية على تحويل الطاقة الميكانيكية الىطاقة كهربية ، اذا تركب في المحطات الكهربائية الثابتة ويمكن ان تحمل على وسائل نقلمختلفة كالسيارات والطائرات والقطارات الحديدة والبواخر كمجموعات توليد منتقلة، كماتستخدم المولدات في بعض الحالات كمنابع للتغذية فى مراكز الاتصالات communication centers وجمل الاتمتة وتقنيات القياس وغيرها.

المحركات الكهربائية:

تحول الطاقة الكهربية الى طاقة ميكانيكية فهي تدير الآلات والمعدات والاجهزةالميكانيكية المختلفة المستخدمة في ميادين الصناعة والزراعة والاتصالات والنقلوالمجالات العسكرية ومناح الحياة العامة كما تستخدم المحركات الكهربية في جملالتحكم الآلية الحديثة كعناصر تنظيم وتنفيذ وبرمجة .

المبدلات الكهربائيةالدوارة:Rotary converter-invertors

تقوم هذه المبدلات بتحويل التيار المتناوبالى تيار مستمر وبالعكس ، وتستخدم في دوائر التيار المتناوب والمستمر لتغيير التوتروالتردد وعدد الاطوار ….الخ.

وقد تراجع دور هذا النوع من المبدلات الكهربائيةفي العقود الاخيرة الى حد كبير بسبب الانتشار الواسع للمبدلات الالكترونية الساكنة electronic converter-invertors

المعوضات الكهربية الدوارة: Rotary compensators

تستخدم في المنشات الكهربائية المختلفة لتوليد الاستطاعة الردية. بغاية تحسين مواصفات الطاقة الكهربائية في مراكز الاستهلاك والتوليد.

المضخات الكهربائية الدوارة: Rotary amplifiers

تستخدم من اجل التحكمبالبنى الكهربائية ذات الاستطاعة العالية بواسطة اشارات كهربائية صغيرة الاستطاعةترسل الى ملفات التحكم (التهييج) التي تدخل في تكوين هذه المضخات.

تدعى الآلاتالكهربائية الصغيرة التى لا تزيد استطاعتها على 600 وات بالآلات الميكروية micro machines حيث تستخدم هذه الآلات على نطاق واسع في جمل الأتمتة والاجهزة الكهربائيةالمنزلية تقسم الآلات الكهربائية الميكروية المستخدمة في تجهيزات الاتمتة حسبوظيفتها الى المجموعات التالية:

محركات الاستطلاع الميكروية:

تستخدملتدوير العناصر المختلفة التى تدخل في تركيب جمل الاتمتة واجهزة التسجيل الرقميةوالبيانية ذاتية الحركة وغيرها.

المحركات المقودة (لمنفذة):

تحولالاشارة الكهربية المطبقة على دخلها الى حركة ميكانيكية تنتقل الى محور دوران ايانها تقوم بصياغة اوامر محددة.

مولدات التاكو: Tacho-generators

وهيتحول الحركة الميكانيكية لمحور الدوران الى اشارة كهربية- التوتر- تتناسب مع سرعةدوران المحور

المحولات الدوارة: Rotating transformers

يمكن الحصول فيخروج هذه المحولات على توتر يتناسب مع احد توابع زاوية دوران المحور مثل جيب او جيبتمام هذه الزاوية أو الزاوية نفسها.

الآلات الارتباط التزامني :synchrodrive

السينكرونات والمغنيسينات Magnesyns, Synchros

تقوم هذهالآلات بتحقيق الفتل أو الدوران المتزامن لعدة محاور غير مرتبط بعضها مع بعضإرتباطا ميكانيكيا .

الآلات الميكروية المستخدمة في الأجهزة الجيروسكوبية:

gyroscopic micromachines )المحركات وحساسات العزوم والزواية الجيروسكوبية(

تؤمن هذه الألات الحركة الدورانية لمحاور الجيروسكوبات ذات التردد العالي وتقومبتصحيح وضعياتها.

تسمى عادة ألات المجموعاتين الأولى والثانية بألات الإستطاعةالميكروية أما ألات مجموعات الثالثة والرابعة والخامسة فتدعى بالألات الميكرويةالإعلامية information micro machines

تصنيف الألات الكهربائية حسب نوعالتيار ومبدأ العمل:

تصنف الألات الكهربائية حسب نوع التيار ضمن مجموعتين:

ألات التيار المتناوب AC machines وألات التيار المستمر DC machines

تقسمألات التيار المتناوب على أساس مبدأ عملها وخصائصها الكهرومغناطيسية الى المحولات ،الألات اللاتزامنية(التحريضية)،الألات التزامنية وألات التيار المتناوب ذات المجمع .

المحولات :transformers

تستخدم على نطاق واسع من أجل تغيير التوتر فينظم نقل الطاقة الكهربائية وتوزيعها وأجهزة التقويم، وفي تجهيزات الإتصال والأتمتةوالحواسيب الإلكترونية وتقنيات القياس (محولات القياس)،وفي المبدلات الوظيفية(التابعية) function generators (المحولات الدوارة.(

الألات اللا تزامنية(التحريضية):induction or asynchronous machines

تستخدم الآلات اللاتزامنيةبشكل رئيسي كمحركات كهربائية ثلاثية الطور 3 phase electric motor ويمكن بفضل بساطةتركيب هذه الآلات ووثوقيتها العالية استعمالها في مختلف مجالات الصناعة لتدوير آلاتالتشغيل المختلفة وآلات الرفع والحفر والضواغط والمراوح…..الخ.

اما في جملالتنظيم الآلية فتستخدم على نطاق واسع المحركات التحريضية المقودة احادية الطور اوثنائية الطور وبالاضافة الى مولدات التاكو اللاتزامنية والسيكرونات.

الآلاتالتزامنية synchronous machines

تستخدم بصورة اساسية كمولدات تيار متناوب ذاتتردد نظامي في المحطات الكهربية، ومولدات ذات تردد عالى في منابع التغذية المستقلة(في البواخر والطائرات … الخ).

كما تستعمل ايضا في جمل القيادة الكهربائيةذات الاستطاعة الكبيرة كمحركات تزامنية. وتستخدم الآلات التزامنية ذات الاستطاعةالصغيرة على نطاق واسع في جمل الاتمتة (الآلات البروزية Reactive power machines الآلات ذات المغناطيس الدائم ، الآلات التباطئية….الخ.

آلات التيارالمتناوب ذات المجمع :Gommutating machines

وهي ذات استخدامات نادرة نسبيالانها تتميز ببنية معقدة وتحتاج الى صيانة مستمرة.

تستخدم هذه الآلات بصورةاساسية كمحركات كهربية.

اما الآلات العامة ذات المجمع Universal machines التييمكن ان تعمل بالتيار المستمر او المتناوب فهي تستخدم في جمل لاتمتة والاجهزةالمنزلية المختلفة.

الآلات التيار المستمر:dC machines

تستخدم آلاتالتيار المستمر بصورة رئيسية كمحركات كهربائية في جمل القيادة والتحكم التى تتطلبتنظيم سرعة الدوران في حدود واسعة (وسائل النقل البحرية، القطارات، وحداتدلفنةالمعادن، عناصر نقل الحركة في عربات الشحن الضخمة،آلات الرفع والحفر، آلاتمعالجة المعادن وغيرها).

كما تستخدم هذه المحركات عندما تكون منابع التغذيةالمدخرات الكهربية (محركات بدء التشغيل او الاقلاع ، محركات الغواصات البحريةوالمركبات الفضائية…الخر).

اما مولدات التيار المستمر فغالبا ما تستخدم لتغذيةتجهيزات الاتصالات ومن اجل شحن مجموعات المدخرات، كما تستعمل كمنابع تغذية اساسيةفي وسائل النقل ( السيارات، السفن ، الطائرات، القطارات.(

استبدل استخداممولدات التيار المستمر بمولدات التيار المتناب المزودة بوحدات تقويمالتيارRectifier

تستخدم في جمل التنظيم الآلية آلات التيار المستمر على نطاقواسع كمضخات دوارة ومحركات منفذة ومولدات تاكو Tacho generators.

ثانيا: المعطيات الاسمية للآلات الكهربائية:

تزود كل آلة كهربائية بلوحة اسمية Name plate معدنية مثبتة على هيكلها الخارجي

يشار في هذه اللوحة عادة إلى طراز الآلةومعطياتها الاسمية التي تؤخذ كأساس لتحديد شروط عمل الآلة الكهربائية ومواصفاتهاأثناء التصميم.

المعطيات الاسمية:Nominal data

تشمل هذه المعطياتالاستطاعة، التوتر،التيار، سرعة الدوران، التردد، المردود،عدد الأطوار، معاملالاستطاعة ونظام العمل .

كما يشار إلى اللوحة الاسمية إلى الجهة الصانعة وتاريخإنتاج الآلة ودرجة العازلية وبعض المعلومات الإضافية التي تلزم عند التركيبوالاستثمار ( الوزن ، طريقة توصيل الملفات…الخ)

ويمكن استخدام مصطلح الاسمى Nominal للتعبير عن مقادير أخرى غير مذكورة في جدول المواصفات الفنية لكنها تميزحالة العمل الاسمية كعزل الدوران الاسمي Nominal torque والانزلاق الاسمي Nominal slip …..الخ

الاستطاعة الاسمية: Nominal or rated power

وهي التيتصمم على أساسها الآلة الكهربية وتحقق شروط عدم ارتفاع درجة حرارتها على الحدالمسموح والحفاظ على جاهزية العمل خلال فترة الاستثمار المحددة لهذه الآلة.

فبالنسبة للمحركات الكهربائية يقصد بالاستطاعة الاسمية الاستطاعة الميكانيكيةالمفيدة Useful mechanical power على المحور وتقاس بالوات أو الكيلو وات.

أماالاستطاعة الاسمية في مولدات التيار المستمر فإنها تعني استطاعة الخرج الكهربائيةالمفيدة المأخوذة من الآلة وتقاس أيضا بالوات أو الكيلو وات.

كما تشيرالاستطاعة الاسمية في مولدات التيار المتناوب إلى استطاعة الخرج الكلية (الظاهرية)والتي تقاس بالفولت أمبير أو بالكيلو فولت أمبير.

يتم ترتيب الاستطاعات الاسميةلجميع أنواع الآلات الكهربية الدوارة والمحولات ضمن جداول معيارية بالطريقة نفسهاالتي تحدد فيها سرعة الدوران الاسمية للآلات الكهربية.

يمكن تشغيل الآلاتالكهربائية في ظروف عمل غير اسمية ( باستطاعات أو تيارات وتوترات تزيد أو تقل عنالحدود الاسمية).

عند الأحمال التي تقل عن الحمل الاسمي تكون عادة قيم المردودومعامل الاستطاعةpower factor أدنى من مستواهم النظامي.

أما زيادة الحمل overload على القيم الاسمية فتؤدي إلى ظهور الأوان وبالتالي خروج الآلة من العملبشكل مبكر.

أن درجة الحرارة العظمى المسموحة في الملفات تتعلق إلى حد كبيربخواص المادة العازلة المستخدمة ومدة خدمة الآلة وهي تتراوح عادة ما بين 105 و 180درجة مئوية.

تعد الآلات الكهربية آلات معكوسة Reversible أي أنها تستطيعالعمل كمولدات أو كمحركات على حد سواء.

وهذه الخاصية تنطبق على المبدلاتالكهربائية الدوارة والمحولات،إذ يمكن عكس استثمار الطاقة الكهربية في هذه الآلاتأيضا.

بيد أن الآلات التي يتم إنتاجها في فروع الصناعات الكهربائية تخصص عادةللعمل في نظام موحد، وهذا يسمح بجعل الآلة اكثر ملاءمة لشروط الاستثمار واقل حجماواخفض تكلفة.

المواصفات الواجب توافرها في التوتر:

تصنع الآلاتالكهربية بتوترات عيارية محددة تتوافق مع مستويات التوتر العيارية المستخدمة فيالشبكات الكهربية.

تزيد التوترات العيارية الخاصة بالمولدات على توتراتالمحركات بحوالي 5-10%

فمثلا إذا كان التوتر العياري للمحرك 220 فولت يكون توترالمولد 230 فولت.

ويعود السبب في اختلاف قيم التوترات العيارية المستخدمة فيالمحركات والمولدات إلى هبوطات التوتر voltage drops في الشبكات الكهربية التي تربطما بين هذه المحركات و المولدات.

أما في المحولات فتؤخذ التوترات العيارية فيجهة الملفات الأولية مساوية لتوترات المحركات وفي جهة الملفات الثانوية تكون مساويةلتوترات المولدات.

تصمم آلات التيار المتناوب في الغالب للعمل على توترات جيبيةمتناظرة بالنسبة لجميع الأطوار. وتحدد درجة اختلال هذا الشرط في جداول المعاييروالمواصفات.

فعلى سبيل المثال يجب ألا تزيد مقدار انحراف التوتر voltage deviation في تجهيزات الطاقة الكهربائية عن -5% و +10%

كما أن Distortion factor يجب ألا يتجاوز 5%

أما الآلات المخصصة للعمل مع مبدلات التيارRectifiers فتتعرض عادة لتأثير توترات وتيارات غير جيبية تسبب حدوث فقد في القدرةداخل هذه المحولات وارتفاع درجة الحرارة للملفات

ثالثا: الشروط الواجبتوافرها في الآلات الكهربية:

من أهم الشروط الواجب توافرها في الآلاتالكهربائية، الوثوقية العالية أثناء العمل ومحددات الأداء الجيدة( المردود ومعاملالقدرة) وصغر الحجم والكتلة وانخفاض الكلفة ، بالإضافة إلى بساطة التصميم وسهولةالتصنيع والاستثمار والصيانة.

المتطلبات الفنية العامة:

أن المتطلباتالفنية الواجب توافرها في الآلات المخصصة للاستخدامات الصناعية العامة والآلات ذاتالتصاميم الخاصة، مدرجة في جداول المعايير والمواصفات.

تصمم كل آلة كهربائيةللعمل ضمن شروط استثمارية معينة مثل نظام التحميل، زيادة الحمل المسموح، مستوىالتوتر والتردد ، سرعة الدوران ودرجة حرارة وسط التبريد، الارتفاع عن سطح البحرونسبة الرطوبة…..الخ.

ويفترض أن تعمل الآلة في هذه الظروف باستطاعتها الاسميةدون أعطال وتوقف خلال المدة الزمنية المطلوبة ( الفترات الزمنية التى تمتد ما بينمراحل الصيانة الدورية).

يمكن تحقيق الوثوقية العالية المطلوبة للآلة الكهربيةعن طريق اعتماد عوامل أمان Safety factors كافية عند التصميم واستخدام تقنيات تصنيعذات مستوى متطور والتقيد بقواعد الاستثمار الصحيحة (تشغيل الآلة في نظام العمل الذيصممت على أساسه وتنفيذ عمليات الصيانة الدورية بانتظام).

تعمل الآلات الكهربيةذات الاستطاعة الكبيرة والمتوسطة والصغيرة عادة كمبدلات للطاقة ( محركات ، مولدات،محولات ، مبدلات دوارة).

لذلك فمن أجل خفض النفقات المصروفة على استثمار هذهالآلات لابد من إبلاء محددات أدائها التي تشمل المردود ومعامل القدرة أهمية كبيرة.

فعند تصميم الآلة بطريقة الاختيار الأمثل Optimization لمحدداتها الأساسيةوحمولاتها الكهرومغناطيسيةElectromagnetic loading يجري السعي للحصول على افضل قيمممكنة للمردود ومعامل القدرة عند الحمل الاسمي Nominal load بيد أن هذه القيممرتبطة مع القدرة الاسمية للآلة بعلاقة محدودة ، لذلك فكلما كانت القدرة الاسميةصغيرة انخفضت معها قيم المردود ومعامل الاستطاعة.

الشروط الواجب توافرها فيالآلات الميكروية المستخدمة في جمل الأتمتة:

بالإضافة إلى متطلبات الفنيةالعامة، يجب أن تتوافر في الآلات الكهربية الميكروية عدة مواصفات أخرى أهمها:

1- الدقة العالية في تحويل إشارة الدخل إلى خرج، كتحويل سرعة الدوران مثلا إلىتوتر خرج في مولدات التاكو، أو تحويل توتر التحكم إلى سرعة دوران في المحركاتالمنفذة.

2- ثبات مميزات الخرج عند تغير الشروط الاستثمار ، كتغير درجة الحرارةالوسط المحيط مثلا.

3- خطية المميزات عند تغير الحمل وإشارة التحكم.

4- سرعة التنفيذ العالية.

5- سعة مجال التنظيم.

من اجل تحقيق هذه الشروط يضطرالمصممون للابتعاد عن القواعد، التي تستهدف إيجاد الحل الأمثل المتبعة عند تصميمالآلات ذات القدرة الكبيرة والمتوسطة.

فمن اجل خفض نسبة الخطأ في الآلاتالميكروية الإعلامية مثلا تقلل قيمة الحمولات الكهرومغناطيسية لها وتؤخذ الثغرةالهوائية Air-gap ما بين الجزء الثابت والجزء المتحرك بطول اكبر.

ومن اجل زيادةعزم الدوران في المحركات المنفذة وبعض الآلات الميكروية الأخرى يجري اختيارالحمولات الكهرومغناطيسية عند الحدود القصوى المسموحة التي تحددها شروط تبريد الآلة .

وهذا ما يقود إلى إنقاص قيم محددات الأداء (المردود ومعامل القدرة) التيتعتبر ذات أهمية بالغة بالنسبة للآلات ذات القدرة المتوسطة والضخمة

أما بالنسبةللآلات الكهربائية الميكروية فتحتل المواصفات المتمثلة بالدقة وسرعة الأداء وسعةمجال التنظيم ، المرتبة الأولى .

عدا الشروط والمواصفات المذكورة الواجبتوافرها في الآلات الكهربائية الميكروية يمكن إضافة بعض الشروط الخاصة المتعلقةبالخصائص الاستثمارية لهذه الآلات .

فعلى سبيل المثال يتوجب على الآلاتالميكروية المستخدمة في آلات التسجيل الصوتية أن تتمتع بمستوى منخفض من الضجيج .

كما لا يجوز للآلات الميكروية المستخدمة في الدوائر الراديوية أن تولد مستوياتعالية من التشويش .

وعند تركيب مثل هذه الآلات في المفاعلات النووية والمركباتالفضائية يجب أن تبقى محافظة على استقرارها .

إن هذه الشروط تضع جملة من القيودعلى بنية هذه الآلات فتؤدي إلى زيادة كتلتها وحجمها و بالتالي إلى خفض جودة محدداتأدائها.

شارك هذا المقال

اقتراح كهذا كفيل بإحداث حركة ترجمة نشطة تقلل الفجوة بيننا وبين الغرب، وتزيد من كم المعرفة المكتوبة بالعربية، مما يمنح الفتية الصغار القدرة على القراءة في العلوم باكرا، دون الاصطدام بمشاكل الاستيعاب بلغة أجنبية، وهو ما سيزيد من سرعة التعلم وكفاءته، والقدرة المبكرة على الابتكار والإبداع.. كما أن هذا سيجعل للدراسة بالإنجليزية والفرنسية في الجامعات فائدة حقيقية، وهي قدرة المتعلم على تعريب العلوم التي يدرسها.

ثم إن ترجمة مرجع علمي هي خبرة هائلة، تجعل الطالب يجيد محتوى المرجع، ويتمرس على الترجمة ويقوي لغته الإنجليزية وأسلوبه بالعربية، وهو ما يضاف إلى سيرته الذاتية بعد التخرج ويعينه على العثور على فرصة عمل أفضل.

لقد كانت حركة الترجمة الكبيرة من الفارسية واليونانية والهندية والصينية إلى العربية، هي أساس نهضة المسلمين، وكذلك لم تخرج أوروبا من القرون الوسطى إلا حينما أرسلت مثقفيها إلى الأندلس لتعلم العربية وترجمة كتبها.. وبعد سقوط الأندلس سارت قوافل طويلة من الدواب تحمل ملايين الكتب العربية إلى كل مكان في أوروبا، لتبدأ حركة ترجم عملاقة واكبها ظهور الطباعة، فاشتعلت النهضة بسرعة هائلة.

واليوم، لماذا لا نبدأ حركة ترجمة هائلة تواكبها ثورة المعلوماتية والإنترنت، وهي لن تكلف شيئا، فالطلبة في الجامعات فعلا، والمراجع الأجنبية متاحة مجانا عبر الإنترنت، ونشر الكتب المترجمة على الإنترنت لا يكلف شيئا!

لماذا لا نركب الموجة الحضارية الجديدة هذه المرة، ونلعب بطريقة صحيحة؟

وأنا أزيد على هذا الاقتراح العبقري بعض النقاط:

1- ألا تتم ترقية أي أستاذ جامعي بدون ترجمة أحد المراجع الأجنبية في مجال تخصصه، أو على الأقل ترجمة البحث الذي حصل به على الترقية!

2-    أن يكون المرجع الذي يترجمه الطالب مقسما على سنوات دراسته، وجزءا من درجاته السنوية.

3- أن يوجد تعاون بين طلبة كليات اللغة العربية واللغات الأجنبية وطلبة الكليات العلمية، بحيث يكون هناك فريق عمل متكامل.. مثلا: الطالب المهندس قد يحتاج إلى طالب لغة عربية لتدقيق النص المترجم، وإلى طالب يدرس الإنجليزية للتأكد من دقة الترجمة من الأصل، ويكون هذا النشاط جزءا من درجات كل طالب من هؤلاء.. لاحظ أن التواصل بين طلبة الكليات المختلفة لا يستدعي التقاءهم وجها لوجه أو تضييع أي وقت، فالأمر لا يحتاج أكثر من تواصل الفريق دوريا عبر موقع النشر، وتعليق كل منهم على العمل المترجم وتنقيحه له، وتقديم تقريره إلى أستاذه المشرف.. وبهذا يكون هناك تواصل بين التخصصات المختلفة، ويتم الاستفادة من جيوش المتعلمين في الجامعات الذين لا يستفيدون شيئا مما يدرسونه، ولا يفيدون أحدا بشيء!

4-    أن تطبع الدولة أفضل هذه المراجع وتعطي جوائز لأصحابها.

5- الاستعانة بالطلاب المتميزين في اللغات والبرمجة، في وضع نموذج تحليلي لتوصيف العلاقات التي تربط الكلمات والمعاني والمجازات (شجرة الدلالات) لتسهيل الوصول إلى برامج الترجمة الآلية، ودمج هذا بمشروع الترجمة من الإنجليزية إلى العربية، بتحليل النصوص الأصلية والمترجمة، ليبنى عليها برامج الترجمة الآلية والتحليل الآلي للمعاني وما شابه.

بهذه الإضافات، سنضمن ما يلي:

-  قيام الطالب بالترجمة في تخصصه العلمي، وتحت إشراف أستاذه الجامعي، سيجعلنا لا نقلق من مشاكل المصطلح، لأن هذا سيبدأ نقاشا ثوريا في الجامعات وعلى الإنترنت وسيحيي اللغة العربية، وسيجعلها مواكبة لكل تطور عالمي!

-  لا تنسوا أيضا أننا في عصر الحاسوب، وكل منا لديه عشرات البرامج المساعدة للترجمة، وعشرات القواميس المتخصصة.. الأمور صارت أسهل كثيرا مما مضى، ولن يجوب المرء المكتبات بحثا عن معنى كلمة، ففي ثانية واحدة سيفتح موقع ترجمة جوجيل، ويحصل على معناها!.. هذا يجيب عن أي سؤال حول ركاكة مستوى الطلاب في الإنجليزية.. نحن لا نحتاج منهم إلا فهم المصطلحات والمضمون العلمي، خاصة أن اللغة المستخدمة في المراجع العلمية هي الإنجليزية المبسطة.. نحن نطلب منهم فقط القدرة على الكتابة بأبسط أسلوب بالعربية، ولا نطلب منهم الكتابة بالإنجليزية، فهذا يتطلب إجادة أعلى للغة.

-  إشراك طلبة اللغات الأجنبية واللغة العربية في المشروع كجزء من درجاتهم يعني أنهم سيكونون تحت إشراف أساتذتهم أيضا، يضمن لنا رفع مستوى اللغة عند طلبة الكليات العلمية وأساتذتهم، كما يضمن رفع مستوى المعرفة العلمية عند طلبة الكليات اللغوية وأساتذتهم!

-  لو أثمرت جهود تحليل اللغة وبناء شجرة الدلالات في إنتاج برامج ترجمة فورية عالية الدقة والاحترافية، فلن نحتاج إلى أية جهود إضافية، لأن ترجمة المراجع ستتم بعد هذا بمجرد ضغطة زر!

تخيل فقط لو أن هذه الفكرة دخلت حيز التنفيذ، كيف سترفع المستوى العلمي والفكري واللغوي لكل من الطالب وأستاذه!

بل كيف ستغير شكل مجتمعاتنا!

إن كلية الهندسة جامعة القاهرة وحدها تخرج أكثر من 2000 طالب سنويا.. تخيل أن يتحول هذا العدد إلى مراجع مترجمة؟

وماذا لو أضيفت إليه كليات أخرى وجامعات أخرى ودول عربية أخرى؟

هل تتخيل حجم الطوفان العلمي الذي سيحدث في الوطن العربي في خمس سنوات فقط، خصوصا مع تشاركنا هذه الترجمات عبر الإنترنت؟

ولا أريد الخوص هنا في حسابات معقدة عن أنسب حجم يترجمه الطالب ويمكن للأساتذة مراجعته، فهذا تقدره كل كلية على حسب إمكانياتها ونسبة عدد طلابها إلى عدد أساتذتها.. لكن حتى لو أخذنا الحد الأدنى لهذه الفكرة، وافترضنا أن الترجمة ستتم في كلية هندسة القاهرة فقط، وأن كل طالب سيترجم صفحة واحدة فقط في كل فصل دراسي، فهذا معناه أنه سيترجم 10 صفحات في أعوام دراسته، وهو ما يعني ترجمة 20 ألف صفحة مع تخرج دفعته (بافتراض أن الدفعة 2000 طالب)، وهو ما يعادل 20 مرجعا كبيرا، وبهذا سنحصل كل عام على 20 مرجعا علميا عربيا، من كلية واحدة فقط في جامعة واحدة فقط، وبترجمة الطالب لصفحة واحدة فقط في كل فصل دراسي!

وقد أضاف الباحث اللغوي أ. حسين محمد البسومي هذا الاقتراح إلى الفكرة:

إن هناك الكثير مما يمكن استغلال طلبة الجامعات فيه دون أن ندفع قرشا زائدا، وسنحصل على نتائج خرافية، دون أن نظل نندب حظنا ونلعن تخلف التقنية لدينا وعجزنا عن امتلاك المصانع والمعامل المتطورة، فنحن الآن في عصر العولمة، والتقنيات الرقمية تعدنا بإمكانيات جبارة، فقط لو كان لدينا إرادة التغيير.. فإن لم نركب الموجة الثالثة من الحضارة الآن، فلن يكون أمامنا إلا انتظار خراب العالم لنتساوى بالجميع تحت الصفر!

وقد طورت هذه الفكرة من خلال النقاشات، مما جعلني أضيف إليها الاقتراحات التالية:

1- إضافة مادة في المرحلة الثانوية، اسمها ترجمة علمية، تكون مشتركة بين مدرس العلوم (الأحياء ـ الفيزياء ـ الكيمياء) ومدرس اللغة الإنجليزية ومدرس اللغة العربية، ويكون على كل طالب أن يترجم فيها بحوثا قصيرة ومقالات في أي مجال علمي مبسط.. ويكون دور مدرس العلوم تقييم دقة المحتوى العلمي في النص المترجم، ويكون دور مدرس اللغة العربية تقييم صحة الأسلوب العربي وسلاسته ووضوحه.. ويكون دور مدرس اللغة الإنجليزية التأكد من صحة ترجمة النص الإنجليزي ومدى أمانة الترجمة، وما نسبة التصرف المتاحة.

والهدف من هذه المادة هو تقوية مهارات التلميذ والمدرسين العلمية والإنجليزية والعربية، كما أنها تعتبر تدريبا تمهيديا لقيام الطالب بترجمة المراجع في الجامعة.

2- تعديل كتب العلوم والرياضايت في المرحلة الإعدادية والثانوية، لضمان ذكر المصطلح العلمي الأجنبي بجوار المصطلح العلمي العربي، بحيث يألفها التلاميذ ويسهل عليهم الترجمة التدريبية في المرحلة الثانوية، والترجمة الفعلية في الجامعة.

3- نفس الأمر في المدارس الأجنبية، حيث أقترح تعديل كتب العلوم والرياضايت في جميع مراحل الدراسة، لضمان ذكر المصطلح العلمي العربي بجوار المصطلح العلمي الأجنبي، بحيث يألفها التلاميذ ويسهل عليهم الترجمة التدريبية في المرحلة الثانوية، والترجمة الفعلية في الجامعة.

4- تتم الترجمة في الكليات العلمية من خلال مادة إلزامية اسمها “ترجمة علمية”، بحيث يكون على الطالب ترجمة فصل واحد من أحد المراجع الأجنبية في كل فصل دراسي.. بهذا المعدل سيحتاج الطالب إلى ترجمة أقل من صفحة في اليوم فحسب.

على أن تكون درجات هذه المادة مقسمة بين جودة المنتج (الفصل المترجم)، وبين امتحان تحريري فيه سؤالان على الأقل: سؤال عن المحتوي العلمي بالإنجليزية، وسؤال عن ترجمة فقرة من الكتاب.

بهذا نكون ضمنا استفادة الطالب من عملية الترجمة، وقللنا احتمالات تحايله.. وفي نهاية سنوات الدراسة يكون قد ترك لنا 8 فصول أو 10 فصول مترجمة (تبعا لعدد سنوات الدراسة في كليته)، وهو ما يعني مرجعا متوسط الحجم.. والمراجع الأكبر من هذا تقسم على أكثر من طالب.

5- إضافة مادة “مراجعة التراجم العلمية” في الكليات اللغوية (التي تدرس العربية أو الإنجليزية) بحيث يتولى كل طالب في كل فصل دراسي، مراجعة فصل من المترجمات التي أنتجها طلاب الكليات العلمية، ويرفع تقريره على موقع المشروع، ويقدمه إلى أستاذه للحصول على الدرجات.

والسؤال الآن: كيف يمكن إيصال هذه الأفكار والأسئلة والاقتراحات إلى المسئولين عن التعليم في الدول العربية، أو في اللجان المتخصصة في الجامعة العربية، وكيف ندفعهم إلى تنفيذها؟

أرجو من كل منكم أن يساهم في نشر هذه الفكرة عبر المنتديات، وبمراسلة الصحف والفضائيات والمسئولين في كل الدول العربية.. ومن يدري، فلعلها تحدث فارقا!

وتذكر دائما أن الشجرة العملاقة كانت بذرة في قبضة اليد، وأن (….. كَلِمَةً طَيِّبَةً كَشَجَرةٍ طَيِّبَةٍ أَصْلُهَا ثَابِتٌ وَفَرْعُهَا فِي السَّمَاء {24}‏ تُؤْتِي أُكُلَهَا كُلَّ حِينٍ بِإِذْنِ رَبِّهَا وَيَضْرِبُ اللّهُ الأَمْثَالَ لِلنَّاسِ لَعَلَّهُمْ يَتَذَكَّرُونَ {25}) كما قال سبحانه في سورة إبراهيم.. فلا تقلل أبدا من قيمة كلمة طيبة، أو فكرة جيدة، أو خطوة على الطريق، فليس المطلوب من كل منا أن يغير العالم بنفسه.. كل المطلوب منا أن نبذل ما بوسعنا لتوسيع دائرة النور من حولنا.. ويوما ما ـ لا يهم متى ـ سنجد أن العالم من حولنا قد صار مضيئا، لأن كثيرا من أفراده قد صاروا شموعا.. أو شموسا!

م. محمد حمدي غانم

شارك هذا المقال

1- تمهيد:

تجمع كل المنظمات والمجتمعات التي تدافع عن نقاوة وصفاء البيئة من اجل توفير عناصر الحياة السليمة للبشر والخالية من مسببات وتكوين بؤر تلوث واسعة إن المصافي النفطية وخاصة الأنواع القديمة منها التي يُعمد إلى بنائها وإقامتها على مقربة من الأنهار وذلك للتخلص من المخلفات فيه من أكثر المصادر البرية تلويثا للبيئات البحرية نظراً لكثرة المواد الضارة وتنوعها والتي يتم إفرازها وتصريفها منها والتي تجد طريقها في نهاية المطاف إلى هذه البيئات مما يزيد من حجم مشكلة التلوث النفطي الناتج من هذه المصافي إن عملية تكرير البترول تتسم بتعقيدها ويرجع ذلك إلى أن النفط نفسه هو خليط معقد من عدد ضخم من المركبات الكيميائية ولتنوع المنتجات المطلوبة والتباين الكبير في خواصها الفيزيائية والكيميائية.

2- مصادر المشتقات النفطية في المياه:

يستخدم البخار على نطاق واسع في مصافي النفط وذلك في أجهزة الفصل وأجهزة إحداث الضغط المنخفض وأبراج التقطير وغيرها هذا البخار يكثف بعد ذلك ويفصل عن منتجات بترولية على هيئة مياه وتظل في هذه المياه نسبة معينة من المواد الهدروكربونية والكبريتية كما تستخدم أنواع مختلفة من المياه بكميات كبيرة جدا في مصافي النفط مثل مياه التبريد التي تستعمل في المكثفات والمبادلات الحرارية بالإضافة إلى مياه العمليات وهي عبارة عن مياه الأملاح التي تفصل الزيت الخام ونظرا لطول خطوط الأنابيب وتعدد الصمامات والوصلات يحدث تسرب لبعض المواد الهدروكربونية التي تصل إلى مياه التبريد فتلوثها ويزداد تركيز هذه الملوثات باستمرار دوران هذه المياه وإعادة استخدامها ولذلك فان المياه المنصرفة سواء كانت ناتجة عن تكثيف البخار أم من مياه التبريد أم من مياه العمليات تحتوي على نسب معينة من الملوثات التي يجب أن تعالج قبل دفعها إلى البحر كما أن بعض هذه المياه يتسم بارتفاع درجة حرارته وهو الأمر الذي يتسبب في حدوث تلوث.

تشكل المركبات الهدروكربونية النسبة العظمى من الملوثات الموجودة في مياه الصرف الناتجة عن الصناعات البترولية ، ويضاف لها بعض المركبات الأخرى منها : المركبات العضوية ( كحمض السلفونيك ) – والمركبات الكبريتية – وأملاح الصوديوم …..‏

ويحدث التلوث بالمواد البترولية بسبب المخلفات الناتجة عن الصناعات البترولية أو نتيجة الحوادث المؤدية إلى تدفق كميات من النفط ، ويمكن تجزئة مراحل الصناعات البترولية إلى :‏

أ- مرحلة الإنتاج : حيث تستخدم المياه في مرحلة إنتاج النفط بشكل واسع  كما أن البترول الخام يحوي على نسبة من المياه ، وتنفصل تلك المياه بالتبخر عن درجة حرارة (50 – 90) درجة مئوية وتحوي المياه الناتجة  على (0.5-2)غ/ل من المواد الهدروكربونية.

ب- نقل النفط : ينتج عن عملية نقل النفط بواسطة الناقلات كميات كبيرة من المياه الملوثة بالمركبات الهدروكربونية ، وتكون تلك المياه متواجدة داخل النفط المنقول ، وتنفصل عنه أثناء عملية النقل ، كما يتم تنظيف ناقلات النفط بعد تفريغها ويكون ماء التنظيف محملاً بالمواد المنظفة والمحلات العضوية.‏

ج – مياه صرف ناتجة عن مصافي النفط: تتكون مياه الصرف الناتجة عن مصافي النفط من أنواع مختلفة في حمولتها من المركبات البترولية وفي نوعية تلك المركبات

الشكل(1) المخطط العام لمعالجة مياه المصافي

3- مراحل معالجة المياه الملوثة بالمشتقات النفطية:

تعمل وحدة معالجة المياه الملوثة بالمشتقات النفطية على استرجاع الزيوت النفطية التي توجد في المياه على عدة أشكال.

• زيوت حرّة غير مستحلبة.
• زيوت مستحلبة ومستقرة وسط الماء.
• مواد صلبة غير منحلة.

وإن مبادئ فصل واسترجاع هذه الزيوت تتوقف على طبيعة وجودها فالمواد الصلبة والزيوت الغير مستحلبة تفصل بالطرق الفيزيائية أما الزيوت المستحلبة فتفصل كيميائياً ً، وأخيراً يتم معالجة المستحلبات الصغيرة والمواد العضوية غير المنحلة والتي لم تعالج بالطرق السابقة بيولوجياً.

مراحل المعالجة لهذه المياه:

تمر المياه الملوثة أثناء معالجتها بثلاث مراحل تبعاً لطريقة المعالجة وهي:

1. مرحلة المعالجة الفيزيائية.
2. مرحلة المعالجة الكيميائية.
3. مرحلة المعالجة البيولوجية.

يبين الشكل (2) المخطط العام :

B2 حوض الفصل البدائي	B3 حوض السلدج السفلي
B4 حوض السلرب	B5،6 A.P.J
B7 السلرب	B9 التجانس والتلبيد
B11،13 التعويم	B15 سلدج تعويم
B19،20 حوضي الترسيب	B23 موزع السلدج والتعويم
B24 المياه الخارجة من الترسيب إلى النهر	Z 5،6 خزانات سلرب
B18البيولوجي	X خلاطات الحوض البيولوجي

الشكل (2)المخطط العام لمعالج المياه في مصفاة حمص

1-3- مرحلة المعالجة الفيزيائية:

يتم فيها فصل المواد الصلبة والزيوت الغير مستحلبة بالاعتماد على مبدأ الثقالة حيث تستخدم فواصل API ذات التصميم العائد لمعهد البترول الأمريكي والذي يعتمد تصميمها على مبدأ الفرق في الكثافة بين طوري الماء والزيوت سواءً الحرة أو الصلبة، فتطفو الزيوت الحرة على سطح الماء وتؤخذ بواسطة كاشط معين إلى حفرة خاصة بالزيوت لتعاد بعد ترقيدها إلى خطوط الإنتاج من جديد بينما تترسب المواد الصلبة في أسفل تلك الأحواض وتؤخذ عبر مآخذ خاصة على شكل حمأة أو سلدج إلى أماكن خاصة يتابع فيها معالجتها والتخلص منها.

الشكل (3)الشكل النموذجي لأحواض API

يبين الشكل (3) الحالة النموذجية المبسطة لأحواض API علماً أن هناك

بعض التعديلات التي يمكن إضافتها لهذا النموذج بقصد تحسين مردود عملية الفصل كأن تضاف بعض الحواجز والصفائح المعدنية إلى منطقة عبور المياه حيث تلتصق قطرات الزيت على هذه الصفائح وتتجمع عليها وتسمح بالتالي من ازدياد احتمالات تصادمها وتضخم حجمها الأمر الذي يساهم في تحسين مردود فصلها وتعويمها.

2-3- مرحلة المعالجة الكيميائية:

الزيوت المستحلبة لا يمكن فصلها فيزيائياً لذلك لا بد من اللجوء إلى طرق المعالجة الكيميائية والتي تسمح بإزالة حالة الاستحلاب والاستقرار الناشئة بين قطرات الزيت والوسط المائي المحيط بها المرحلة الثانية.

حيث تحضر المياه الخارجة من أحواض API بإضافة بعض المواد المخثرة مثل كبريتات الحديدي باعتبارها أقل تكلفة من المواد المخثرة الأخرى ولأنها في الحقيقة تقوم بوظيفتين هما:

1. تشكل (بعد أكسدة شاردةFe+2 إلى Fe+3 بواسطة الأكسجين المنحل) مركب ماءات الحديد ذات القوام والسطح الجيلاتيني الذي يتمتع بقدرة ادمصاصية تساعد على امتزاز قطرات الزيت المستحلبة عل سطحها وذلك بمساعدة الهواء المنحل كما سنرى لاحقاً.
2. إن إضافة كبريتات الحديدي تساعد في التخلص من غازH2S  المنحل والمركبتانات التي قد ترد مع المياه الزيتية والتي لها أضرار بالغة على عمل المعالجة البيولوجية اللاحقة حيث أن وجود شاردة _Fe+2 يشكل مع _H2S راسب أسود هو عبارة عنFES  .

بعد تشكيل المادة الادمصاصية الأولية 3(FE(OH يتم إضافة إحدى المركبات البوليميرية ذات الأوزان الجزيئية العالية والتي تحمل على سطحها شحنة كهربائية موجبة شديدو تقوم بتجميع جزيئات ماءات الحديد على سطحها مشكلة بذلك حجوماً وسطوحاً واسعة قادرة على العوم بمساعدة الهواء المنحل الذي سيحقن لاحقاً.

تستكمل مرحلة المعالجة الكيميائية بما يسمى بمرحلة التعويم Flotation وهي مرحلة هامة للغاية وحاسمة جداً في تحسين المواصفات النهائية للمياه المعالجة ويرمز لها اختصاراً بـ  Dissolved Air Flotation التعويم بالهواء المنحل.

ويعتمد مبدأ هذه الطريقة على تغيير كثافة المواد الصلبة المشكلة بإضافة المواد الكيميائية السابقة عن طريق انضمام فقاعات الهواء المحقونة بواسطة شبكة خاصة في أسفل الحوض إلى سطوح تلك المعلقات ومساهمته في اتساع سطوحها النسبية وبالتالي الإقلال من كثافتها الأمر الذي سيسمح بتعويمها.

أي أن ما يقصد بالتعويم في الحقيقة هو التيار الصاعد من المواد الادمصاصية التي ستسهم في امتزاز قطرات الزيت المستحلبة وفي نفس الوقت أيضاً التقاط المعلقات الطبيعية الصلبة التي ندعوها بعكورة المياه وتجميعها على سطح أحواض التعويم.

لتؤخذ بعدئذ بواسطة قاشط خاص وتجمع في حفرة خاصة كحمأة تدعى بحمأة التعويم، ويمكن توضيح آلية عمل هذه المرحلة من خلال الشكل رقم ” 4 ” .

ويقاس مردود هذه المرحلة بالعلاقة التالية:

R : هو مردود العلمية %.

IC : هو محتوى الزيوت في المياه الداخلة ويقاس بـ PPM.

EC: هو محتوى الزيوت في المياه الخارجة.

وعموماً يجب ألا يقل مردود هذه المرحلة عن (70-80)%.

الشكل (4) آلية عمل التعويم

1- المياه الزيتية الداخلة               2- المياه النظيفة الخارجة

3- الزيوت المفصولة                 4- الحماة المفصولة

5- الهواء المضغوط                  6- فقاعات الزيت والهواء العائمة

3-3- مرحلة المعالجة البيولوجية:

تدخل المياه الخارجة من مرحلة التعويم إلى أحواض المعالجة البيولوجية المزودة بخلاطات ميكانيكية تقوم بتأمين التهوية لهذه الأحواض وتزويدها بالأكسجين اللازم لعمليات الأكسدة حيث تعد هذه الطريقة من أكثر الطرق شيوعاً ونجاحاً في تحويل المواد العضوية سواءً كانت منحلة أو ذات حجوم دقيقة استحال فصلها بالمراحل السابقة إلى مواد غير منحلة وذلك من خلال أكسدتها بفعل الأحياء الدقيقة (البكتريا) التي تقوم بتحويلها عبر استقلاباتها الحيوية إلى ثاني أكسيد الكربون وإلى أحياء دقيقة جديدة تدعى بالمخثرات (الفلوك) البكتيرية القابلة للتوضع في أسفل أحواض الترقيد الملحقة بالمفاعلات البيولوجية والموضحة في المرحلة الثالثة في المخطط شكل رقم ” 5″.

إن العديد من الأحياء الدقيقة يمكن أن تتغذى على المواد العضوية المنحلة أو المعلقة وتفكيكها شريطة المحافظة على شروط حياتها المناسبة وبصورة خاصة احتياجاته من الأكسجين.

ويقاس محتوى المياه من المواد العضوية القابلة للتفكك بالبكتريا بما ندعوه الاحتياج الأكسجيني العضوي: (BOD) Biochemical Oxygen Demand.

وتمثل هذه المواصفة كمية الأكسجين التي تستهلكها البكتريا لتمثيل هذه المواد العضوية ويمكن تسميتها بالحمل العضوي للحوض البيولوجي فعندما يكون هذا الحمل منخفضاً نسبياً وفي حال توفرت مساحات كافية من الأرض تصمم في هذه الحالة الأحواض البيولوجية على نظام اللاغونات أو الحفر المفتوحة حيث تؤمن البكتريا فيها حاجتها من الأكسجين مباشرةً من الجو الطبيعي.

أما إذا كان الحمل العضوي مرتفعاً فلابد في هذه الحالة من إمداد تلك الأحواض بالأكسجين بالوسائل الميكانيكية التي تقوم بشكل دوري بتأمين التهوية المطلوبة لكامل الحوض.

الشكل (5) دورة عمل الحماة المنشطة

1- المياه الداخلة    2- خلاط التهوية       3- حوض التهوية

4-حوض الترسيب    5- قاشط             6- الحماة المفصولة

7- الحماة الزائدة   8- المياه الخارجة      9- الحماة المدورة

10- مضخة حلزونية

4-  الفصل  بالأغشية (Membrane Separation):

إن استعمال الأغشية نصف النفوذة يعد نقلة حديثة نسبياً في تكنولوجيا تجديد وتنقية المياه، وفي حين أن مهندسي التصميم يجدون في استكمال وتطوير هذه التقنيات الجديدة معتمدين في نفس الوقت على الطبيعة التي تشتمل على أمثلة عديدة لفصل المحاليل المائية بواسطة الأغشية نصف النفوذة، ويحاولون تصنيع أجهزة فصل مماثلة لما يحدث في العديد من الأنظمة الطبيعية فالأغشية الطبيعية تستعمل بواسطة جذور الأشجار وأوعيتها الخشبية وبواسطة الأمعاء الدقيقة والكلى عند الحيوانات وذلك في عمليات نقل الأغذية إلى خلاياها وفي طرح الفضلات.

فعندما تستعمل الأغشية في تنقية المياه فإن المياه تعبر عبر هذه الأغشية نتيجة لقوة الاستخراج أو نتيجة لاشتراك قوى استخراج عديدة تجعل المياه تترك ورائها جزءاً من شوائبها الأصلية كمحاليل مركزة وإن نوع الأغشية وطريقة تطبيق قوى الاستخراج ومواصفات المياه المراد تنقيتها، جميع هذه العوامل تحدد نوع الشوائب التي يمكن فصلها ومردود التنقية أيضاً.

ففي الماضي كانت مشاكل انسداد وتخرب هذه الأغشية ومشكلة طرح مخلفات التنقية تجعل استخدام هذه الأغشية محدود بتكلفة عالية نسبياً ومقتصراً على بعض المواقع التي تتوفر فيها إمكانية الاستفادة تجارياً من المخلفات.

أما التطورات الحديثة فلقد جعلت من هذه الأغشية تكنولوجياً قابلة للتطبيقات بصورة واسعة ومكنت من إنتاج مياه فائقة النقاوة وفي فصل ملوحة المياه الضاربة للملوحة وكذلك في معالجة أنواع المياه الملوثة وللفصل بالأغشية تطبيقات عديدة من أهمها:

1-4- الترشيح الميكروني( Microfilration):

فهي أبسط عملية فصل تقوم بها الأغشية بوصفها تلعب دور الجدار والحاجز المائي حيث ترغم المياه على المرور عبره يفوق الضغط وذلك من خلال مساماته التي يمكن أن تتراوح بين(0.1-0.2)ميلي ميكرون .

وعندما تستخدم الأغشية كجهاز تحليلي لتحديد محتوى المواد الصلبة المعلقة TTS في عينة المياه يراعى أن تكون مساماته حوالي 0.45 ميلي ميكرون .

وتصنع الأغشية الصناعية من مواد مختلفة مثل البولي أميد أسيتات السيليلوز. إن عدد المسامات في واحدة السطح وشكلها يمكن أن تتنوع جداً وتؤثر على معدلات ومواصفات المياه الناتجة كما أن كيميائية الأغشية وبنيتها أيضاً من العوامل الهامة.

وخلال عملية الترشيح تلتقط المواد المعلقة على سطح الغشاء وإذا كانت هذه المعلقات من النوع الطيني أو يسهل ضغطها على سطح الغشاء تؤدي في هذه الحالة إلى انسداد مساماته بصورة أسرع بكثير من أية مواد ترشيح أخرى وتؤدي إلى انخفاض معدلات الترشيح إلى حدود كبيرة قد تؤدي إلى إيقاف عمل الغشاء واستبداله، ونادراً ما يمكن غسيل هذه الأغشية عكسياً.

إن الأغشية التي تستعمل بغرض الترشيح تكون قدرتها قليلة على فصل المواد الغروية والمنحلة ، وإن مردود فصل المواد الصلبة المعلقة إنما يعتمد بالدرجة الأولى على حجم وشكل المسامات وعلى نزوع العجينة التي تنشأ مع استمرار عملية الترشيح.

إن الترشيح الميكروني بالأغشية يختلف عن الترشيح بطريقة المناخل، فالأغشية يمكن أن تنتفخ وتتورم وتتغير وبالتالي مواصفاتها، كما يمكن أن تحدث بعض التفاعلات الكهروكيميائية بين هذه الأغشية وبعض المواد الغروية والمنحلة الخاصة ولذلك فإن المرشحات الميكرونية هذه يكون لها نوعين من معدلات الترشيح : اسمي ومطلق.

حيث يأخذ المعدل الاسمي بالاعتبار ترشيح المواد الصلبة المعلقة حتى الأصغر من المسامات وذلك نتيجة تأثير المواد المتجمعة على سطحه ولعبها دور المرشح الإضافي.

أما المعدل المطلق فيعني فصل المعلقات الأكبر من حجم المسامات بنسبة 100%. كما أن المعدل النسبي يحدد عادةً تجريبياً بالنسبة لكل عملية.

كما ويمتاز الترشيح الميكروني عن طرق الفصل الأخرى بالأغشية بأن نسبة المياه الناتجة هي 100%، هذا ولجعل هذه الطريقة من الترشيح بالأغشية طريقة عملية لابد من فصل غالبية المواد المعلقة باستخدام مرشحات خاصة Septum filters قبل أن تدخل المياه إلى الأغشية التي يجب أن تعد المرحلة الأخيرة في إنتاج المياه عالية النقاوة.

2-4- الترشيح الفائق( Ultra Filtration):

كلما صغر حجم المسامات في الأغشية وأصبحت أصغر بكثير من 0.1 ميلي ميكرون تطلب ذلك زيادة فرق الضغط اللازمة فيها للحصول على معدلات تدفق مقبولة أي كلما كان المطلوب استخدام أغشية بمسامات صغيرة وضغط عالي دعونا هذه الطريقة من الترشيح بالترشيح الفائق (UF) حيث يكون عادةً فرق الضغط المطلوب أعلى من 1.4 كغ/سم2  وإن الغرض من استعمال المسامات الأصغر هو فصل المواد الغروية والمواد العضوية المنحلة ذات الأوزان الجزئية العالية، ومن محاذير هذه الأغشية ذات المسامية الصغيرة أنها أكثر عرضة للانسداد من الأغشية الميكرونية.

كما أن بعض أنواعها يمكن أن يغسل عكسياً ويمكن أن تتخرب بالحرارة والضغط الزائدين ويلعب نوع وشكل غشاء (UF) دور أساسي على النتائج.

وللحصول على معدلات تدفق مناسبة يجب أن يتألف الغشاء من جلد أو طبقة جلدية رقيقة جداً تعلوها طبقة ذات سماكة أكبر وذات مسامية اكبر وندعو مثل هذا الغشاء بالغشاء المتباين حيث تكون سماكة الطبقة الجلدية أقل من  0.1 ميلي ميكرون بينما تبلغ سماكة الطبقة الثانية (25-50) ميلي ميكرون وعادةً يكون الجلد والطبقة التي تعلوه من نفس المواد ولكن يعالج سطح الجلد عند تلامسه مع الطبقة ببعض المعالجات الحرارية والميكانيكية والكيميائية لتعديل بعض مواصفاته.

بالإضافة إلى مشكلة احتمال انسداد هذا الغشاء فإن مشكلة الاستقطاب التي تنشأ بسبب التركيز هي أيضاً من المشاكل التي ستؤثر على معدلات التدفق  وهذه الظاهرة أو المشكلة تحدث عادةً عند طبقة الماء الملامسة لسطح الغشاء وتحدث نتيجة للزيادة الموضعية في تركيز المواد أو الشوائب المفصولة مما يؤدي إلى زيادة كثافة المحلول وكذلك لزوجته عند سطح الغشاء مما يؤدي إلى انخفاض معدل التدفق.

ولقد جرت محاولات عديدة لتطوير بعض التصاميم وجعلها تخفض من تأثير هذه المشكلة.

أنواع التصاميم التجارية لوحدات (RO) و (UF) :

توجد أربعة أنواع من التصاميم الأساسية لوحدات الترشيح الفائق (UF) والتناضح العكسي (RO) وهي :

• 1. الأنبوبي (Large tube construction).
  2. التصميم ذو الصفيحة المستوية (Flate plate construction).

عادةً يستخدم هذا النظام في تطبيق عملية فصل المواد الصلبة بالفلتر المكبسي أو بالضغط.

• 1. التصميم ذو اللفائف اللولبية.
  2. التصميم ذو الأغشية المجوفة المصنوعة من الفيبر.

التناضح العكسي : Reverse Osmosis :

إن عملية النضح Osmosis هي العملية التي يمر فيها المذيب عبر الغشاء الفاصل بين محلولين ضعيف وقوي بحيث يكون اتجاه تدفق المذيب بالاتجاه الذي يخفف من تركيز المحلول الأقوى ويمكن ملاحظة ذلك من خلال ملاحظة زيادة الحجم في حجرة المحلول الأقوى وإذا زودت هذه الحجرة بأنابيب عمودية فإننا نلاحظ أن التدفق إلى الحجرة الأقوى يستمر حتى يصبح مستوى السائل في هذه الحجرة أعلى من مستواه في حجرة السائل الأضعف بمقدار يساوي الضغط الحلولي للسائل.

أما في التناضح أو الحلول العكسي (RO) فإنه تنشأ قوة استخراج نتيجة لفرق الضغط على جانبي الغشاء تؤدي هذه القوة إلى تدفق جزيئات الماء بعكس الاتجاه العادي أي من جهة المحلول الأقوى إلى الأضعف.

لذلك فإن الضغط الواجب تطبيقه في هذه الحالة يجب أن يكون في حده الأدنى أعلى من الضغط الحلولي للسائل ويعتمد أيضاً على فرق التركيز على جانبي الغشاء ويقدر هذا الضغط اللازم حوالي 21 كغ/سم2  أي  يضاف إليها حوالي 10 ليبرا/إنش2  كلما زاد تركيز الأملاح في المياه المراد معالجتها 1000 ملغ/ليتر .

ومن هنا يتضح أن غالبية التكلفة في تشغيل مثل هذه الوحدات تنصب على تأمين الضغط اللازم كطاقة ضخ والعامل الثاني المكلف هو لطرح المخلفات والذي تبلغ نسبته حوالي %25 من الكمية الداخلة.

ولجعل مثل هذه الوحدات أقل تكلفة فإنه يفضل استعمال وحدات (RO) من مرحلتين على التسلسل بحيث تمرر المخلفات الناتجة من المرحلة الأولى إلى مجموعة الفصل الثانية كما في الرسم الصندوقي الموضح في الشكل (7) التالي:

الشكل (7) استعمال وحدات RO على مرحلتين

ومن المهم جداً في تشغيل وحدات (RO) المحافظة على الضغط التصميمي لها أي على معدل انخفاض الضغط عبر الأغشية، وذلك لأن انخفاضه عن هذا الحد يؤدي إلى انخفاض الإنتاج من جهة وإلى سوء مواصفات المياه الناتجة من جهة ثانية وكذلك إذا تم رفع قيمة الضغط المعاكس أي في جهة المنتج كأن يتم الإغلاق المتعمد على خط “المنتج”، فإن ذلك أيضاً يسيء إلى مواصفات المنتج ولذلك فإن المحافظة على الضغط عبر الأغشية يعد عامل حرج للحصول على الأداء الأمثل لهذه الأغشية.

وإن فروق الضغط عبر الأغشية إنما يتأثر بصورة أساسية بطبيعة الأغشية المستعملة حيث أن انتقال الماء عبر الأغشية ليس فقط عملية نفوذ عبر مسامات معينة بل عملية انتشار للجزيئات عبر الفراغات الموجودة في البنية الفراغية للجزيئات المشكلة للأغشية .

وإن هذه الفراغات في البوليميرات الزجاجية ” الغير بلورية ” تكون بوضع متحرك أو غير ثابت بينما تكون في المواد البلورية عبارة عن فراغات ضمن البنية المتشابكة وتكون ثابتة بصورة أساسية سواء بالعدد أو بالمكان أو الحجم.

هذا وتصنع الأغشية من بوليميرات زجاجية إلا أنها تحتوي في الغالب على بعض المناطق البلورية أو الأقل زجاجية وأكثر المواد المستعملة لصناعة الأغشية هي بوليميرات السيللوز أسيتات أو التري أسيتات أو البولي أميد .

إن تقادم الأغشية يمكن أن يؤدي إلى تراص سطح الغشاء وإلى تضييق التدفق ومثل هذه الظواهر قلما تشاهد تحت الضغط 200 ليبرا/إنش2  إلا أن حدودها قد تبلغ حتى %10 كخسارة في الإنتاج حتى ضغط 400 ليبرا/إنش2 وأكثر من %40 إذا استمر عمل هذه الأغشية لمدة عام بعد ملاحظة ظهور هذه المشاكل .

ولذلك يجب مراعاة مثل هذه الأمور أثناء تصميم مجموعات الأغشية ويمكن أيضاً أن ندعو عملية (RO) بالترشيح الفائق من ناحية علاقتها بعملية الترشيح بالضغط العالي إلا أنه يجب ألا نخلط بينها وبين عملية (UF) التي تتطلب تطبيق ضغوط أقل وأغشية مختلفة وذلك لأن عملية (UF) لا تستطيع فصل الجزيئات المنحلة ذات الأوزان الجزيئية الصغيرة والمتوسطة بينما عملية (RO) تستطيع فصل حتى المواد المتشردة ذات الأوزان الجزيئية الصغيرة .

إن عملية فصل الأملاح التي تقوم بها الأغشية إنما تعد صفة مرتبطة أو معبرة عن أن هذه الأغشية هي نصف نفوذة أي إن أحد الأغشية يمنع عبور شاردة معينة أكثر مما يمنعها غشاء آخر وإن قدرة غشاء ما على فصل شاردة معينة يمكن أن تتأثر بوجود شوارد أخرى في المياه المعالجة.

على العموم يمكن أن نقول أن الغشاء الأكثر قدرة على إمرار الماء من خلاله يكون أقل قدرة على احتجاز الأملاح وبالتالي يكون منتجه ملوثاً والعكس صحيح وذلك عند نفس معدلات انخفاض الضغط على الأغشية وإن هذه الصفات للأغشية تتغير بتغيير نوع البوليمير المصنوع منه وطرق صناعته ومعالجته .

شارك هذا المقال

البحث متخصص في التكنلوجيا متناهية الصغر – النانو تكنلوجي

اسم البحث	التقنية متناهية الصغر في خدمة ضيوف الرحمن
إسم الباحث	دكتور سعيد سامي حبيب
إسم الجامعة	مركز أبحاث التكنلوجيا الدقيقة – حامعة الملك عبدالعزيز
نوعية البحث	خاص بالتكنلوجيا الدقيقة
اللغة	عربي
مختصر	مقال للدكتور سعيد سامي حبيب
روابط التحميل

تكنلوجيا النانو في خدمة ضيوف الرحمن

شارك هذا المقال

البحث متخصص في التكنلوجيا متناهية الصغر – النانو تكنلوجي

اسم البحث	التقنيات الدقيقة – ثورة المستقبل الصناعية
إسم الباحث	دكتور سعيد سامي حبيب
إسم الجامعة	مركز أبحاث التكنلوجيا الدقيقة – حامعة الملك عبدالعزيز
نوعية البحث	خاص بالتكنلوجيا الدقيقة
اللغة	عربي
مختصر	مقال للدكتور سعيد سامي حبيب
روابط التحميل

التقنيات متناهية الصغر ثورة المستقبل الصناعية

شارك هذا المقال

Practical Finite Element Analysis
البحث باللغة الإنجليزية

اسم البحث	Long plate with central hole
إسم المرسل	هندسة نت
إسم الجامعة	Salford Uni
نوعية البحث	في برنامج Finite Element
اللغة	إنجليزي
مختصر	Practical Finite Element Analysis
روابط التحميل

F.E.a Assignment

شارك هذا المقال

اسم البحث	مشاكل حفر الأبار النفطية
إسم الطالب	رشيد الخولي
إسم الجامعة	بحث شخصي
نوعية البحث	هندسة البترول
اللغة	عربي
مختصر	مشاكل حفر الأبار النفطية والحلول المستخدمة للتخلص من هذه المشاكل
روابط التحميل

مشاكل حفر الأبار

شارك هذا المقال