ماكينة خلط وتعبئة وتغطية السوائل.. مشروع تخرج يدمج الأتمتة الحديثة في الصناعات الدوائية

قدم طلاب تكنولوجيا الصناعات الدوائية بجامعة أسيوط الجديدة التكنولوجية مشروع تخرج بعنوان «ماكينة خلط وتعبئة وتغطية السوائل»، وهو مشروع تطبيقي يستهدف توظيف تقنيات الأتمتة والتحكم الآلي في تطوير عمليات إنتاج السوائل، من خلال دمج مراحل الخلط والتعبئة وتغطية العبوات داخل ماكينة واحدة تعمل بصورة متتابعة ومنظمة.

ويأتي المشروع في إطار توجه طلاب الصناعات الدوائية إلى ابتكار حلول عملية يمكن الاستفادة منها داخل المصانع، خاصة أن مراحل خلط المنتجات السائلة وتعبئتها وإغلاق العبوات تحتاج إلى مستويات مرتفعة من الدقة والسرعة، إلى جانب تقليل التدخل البشري للحد من احتمالات الخطأ أو التلوث.

فكرة مشروع ماكينة خلط وتعبئة وتغطية السوائل

تعتمد فكرة المشروع على تصميم وتنفيذ نظام أوتوماتيكي يضم ثلاث مراحل إنتاجية رئيسية داخل منظومة واحدة، تبدأ بخلط المكونات داخل خزان مخصص، ثم نقل السائل إلى مرحلة التعبئة، وأخيرًا تركيب الأغطية وإحكام غلق العبوات.

وتعمل الماكينة وفق آلية دوران وحركة متكاملة تتيح انتقال العبوات بين مراحل التشغيل بصورة تلقائية، بما يساعد على تنظيم دورة الإنتاج وتحقيق مستوى أفضل من الدقة في كمية السائل التي يتم تعبئتها داخل كل عبوة.

ويستهدف المشروع بصورة أساسية خدمة مصانع الأدوية والصناعات التي تعتمد على المنتجات السائلة، مع إمكانية الاستفادة من فكرته في عدد من القطاعات الصناعية الأخرى التي تحتاج إلى عمليات خلط وتعبئة وتغطية آلية.

مراحل تشغيل الماكينة

تبدأ دورة التشغيل بإضافة المواد الخام إلى خزان الخلط، حيث يعمل المقلب الميكانيكي على مزج المكونات بصورة مستمرة حتى الوصول إلى درجة التجانس المطلوبة.

بعد الانتهاء من عملية الخلط، يتم نقل السائل بواسطة مضخة إلى وحدة التعبئة، التي تقوم بضخ كمية محددة مسبقًا داخل العبوات، مع الاعتماد على نظام تحكم يهدف إلى تحقيق أكبر قدر ممكن من الدقة وتقليل الفاقد.

وتنتقل العبوات بعد ذلك عبر السير الناقل إلى وحدة التغطية، حيث يتم وضع الأغطية وإحكام غلقها بصورة أوتوماتيكية، لتخرج العبوة في النهاية جاهزة لعمليات الفحص أو التغليف والتجهيز للتداول.

المكونات الرئيسية للمشروع

يتكون النظام من مجموعة من المكونات الميكانيكية والكهربائية والإلكترونية التي تعمل بصورة متكاملة، ومن أبرزها:

• خزان مخصص لخلط السوائل.
• مقلب ميكانيكي مزود بمحرك لخلط المكونات.
• مضخة لنقل السائل بين مراحل التشغيل.
• فوهة تعبئة للتحكم في كمية السائل.
• سير ناقل لتحريك العبوات بين وحدات الماكينة.
• وحدة أوتوماتيكية لتركيب الأغطية وإحكام غلقها.
• محركات سيرفو ومحركات خطوة للتحكم في الحركة.
• حساسات للكشف عن وجود العبوات ومتابعة مراحل التشغيل.
• وحدة تحكم دقيقة مثل «أردوينو» أو «بي إل سي».
• شاشة تشغيل لمتابعة الماكينة والتحكم في وظائفها.

أهداف المشروع

يسعى الطلاب من خلال المشروع إلى تحقيق مجموعة من الأهداف، أبرزها رفع كفاءة عمليات الإنتاج، وتحسين دقة تعبئة السوائل، وتقليل الأخطاء الناتجة عن التدخل البشري، إلى جانب الحد من فرص التلوث خلال مراحل التعامل مع المنتج.

كما يهدف المشروع إلى تقليل الوقت اللازم لتنفيذ مراحل الإنتاج، وترشيد استهلاك الموارد، والاستفادة من مساحة المصنع بصورة أفضل من خلال دمج أكثر من عملية داخل ماكينة واحدة بدلًا من استخدام وحدات منفصلة لكل مرحلة.

مميزات ماكينة خلط وتعبئة وتغطية السوائل

يتميز المشروع بدمج ثلاث عمليات إنتاجية أساسية داخل نظام واحد، وهو ما يساعد على تبسيط خط الإنتاج وتقليل المساحة المطلوبة للتشغيل.

كما تساهم الأتمتة في تحسين سرعة التشغيل وزيادة الإنتاجية، إلى جانب رفع دقة التعبئة وتقليل الفاقد الناتج عن اختلاف الكميات بين العبوات.

ويتميز النظام أيضًا بإمكانية تقليل التدخل البشري في مراحل الإنتاج، وهو ما يساعد على تحسين مستوى النظافة وتقليل احتمالات التلوث، فضلًا عن إمكانية تطوير الماكينة مستقبلًا لتتعامل مع أحجام وأشكال مختلفة من العبوات.

التطبيقات الصناعية للمشروع

يمكن الاستفادة من فكرة المشروع في العديد من المجالات الصناعية، وفي مقدمتها مصانع الأدوية ومستحضرات التجميل، إلى جانب مصانع العصائر والمشروبات والمنظفات السائلة وبعض الصناعات الكيميائية التي تعتمد على خلط السوائل وتعبئتها وإغلاق العبوات.

كما يمكن تطوير تصميم الماكينة بما يتناسب مع طبيعة المنتج وحجم الإنتاج والمواصفات المطلوبة داخل كل مصنع.

قابلية التطوير مستقبلًا

يمثل المشروع قاعدة يمكن البناء عليها لإضافة تقنيات أكثر تطورًا في المستقبل، من بينها أنظمة المراقبة الذكية، وربط الماكينة بشبكات إنترنت الأشياء «IoT» لمتابعة الأداء والبيانات بصورة لحظية.

كما يمكن إدخال تقنيات الذكاء الاصطناعي وتحليل بيانات التشغيل بهدف اكتشاف الأعطال مبكرًا، وتحسين أداء الماكينة، ورفع جودة المنتج، بما يتماشى مع الاتجاه العالمي نحو المصانع الذكية والتحول الرقمي في القطاع الصناعي.

مشروع يجمع بين الدراسة والتطبيق

يعكس مشروع «ماكينة خلط وتعبئة وتغطية السوائل» قدرة طلاب تكنولوجيا الصناعات الدوائية على تحويل ما تم دراسته من مفاهيم في مجالات التحكم والأتمتة والتصنيع إلى نموذج عملي يمكن تطويره والاستفادة منه في البيئة الصناعية.

ويمثل المشروع خطوة نحو تقديم حلول أكثر كفاءة لعمليات الإنتاج، من خلال الجمع بين الدقة والسرعة وتقليل التكلفة والمساحة، مع إمكانية تطوير النظام مستقبلًا ليصبح جزءًا من خطوط إنتاج أكثر تطورًا تعتمد على المراقبة والتحكم الذكي.

فريق عمل المشروع

شارك في تنفيذ المشروع الطلاب:

1. إسراء أحمد
2. إيريني علاء
3. أميرة سيد
4. آلاء صالح
5. آية عبدالواحد
6. شيماء حمدي
7. سارة بدري
8. ميرنا جرجس
9. ميادة عمر
10. منة الله أحمد
11. منة الله أشرف
12. منال علي
13. محمود رجب
14. محمد عبدالرحيم
15. فيلوبتيرا ألفونس
16. هايدي عماد
17. يوستينا إسحاق

المشرف على المشروع: الدكتور عبدالله فرج