دراسة حالة: المستنقعات ذات القص العالي تحسن كفاءة الإنتاج وجودة المنتج في المعالجة الكيميائية الدقيقة
في مجال إنتاج الكيماويات الدقيقة، تعد عملية التحلية حلقة أساسية تحدد مباشرة نوعية المنتج واستقراره وكفاءة الإنتاج.للمؤسسات التي تعمل في إنتاج مستحلبات البوليمر والمواد المركبة، تحقيق تشتت موحد من المراحل غير القابلة للخلط، والقضاء على الرواسب المواد وتقليل معدلات عيوب المنتج كانت دائما التحديات الرئيسية في عملية الإنتاج.هذه الدراسة الحالة يقدم كيف حل مؤسسة الكيمياء الدقيقة بنجاح نقاط الألم الإنتاجية طويلة الأمد من خلال تطبيق عالية قشر القاع دخول المستحلب، وحققت تحسينات كبيرة في جودة المنتجات وكفاءة الإنتاج.
1خلفية وتحديات الإنتاج
تعمل الشركة بشكل رئيسي في مجال البحث والتطوير وإنتاج المستحلبات البوليمرية على أساس الماء ، والتي تستخدم على نطاق واسع في الطلاء واللصاقات ومجالات أخرى.قبل إدخال مُحلِّل الدخول القاعي ذو القص العالي، اعتمدت الشركة محرك تحريك تقليدي مثبت في الأعلى لعمليات التحلية والخلط.مع توسيع نطاق الإنتاج وتحسين متطلبات السوق لجودة المنتج، أظهرت المعدات التقليدية تدريجيا قيود واضحة، مما أثر بشكل خطير على تقدم الإنتاج وتنافسية المنتجات.
التحديات الرئيسية للإنتاج هي:
- عدم مساواة التحلية واستقرار المنتج الضعيف: يحتوي المثير التقليدي المثبت على القوة المحدودة للقص، ومن الصعب تفريق المرحلة الزيتية والمرحلة المائية والإضافات الوظيفية بالكامل في نظام المواد.المرهم المعد له حجم جسيم كبير، نطاق توزيع واسع، وسهولة فصل المراحل والتصفيف أثناء التخزين.والمنتجات المعيبة الناجمة عن ضعف الاستقرار تمثل أكثر من 90٪ من إجمالي المنتجات المعيبة.
- الرواسب الخطيرة للمواد والمناطق الميتة: نظرا لحجم كبير من غلاية الإنتاج (5000L دفعة) ، فإن تأثير التحريك من المثير فوق نصب من الصعب تغطية قاع الغلاية.كمية كبيرة من المواد المضافة الصلبة والمواد عالية اللزوجة من السهل أن تستقر في قاع الغلاية، وتشكيل مناطق ميتة لا يمكن تحريكها، وهذا لا يسبب فقط هدر المواد الخام، ولكن أيضا يؤثر على اتساق مكونات المنتج،مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في أداء المنتج بين المجموعات.
- دورة الإنتاج الطويلة واستهلاك الطاقة العالي: لضمان تأثير التحلية قدر الإمكان ، يجب على الشركة تمديد وقت التحريك إلى 8-10 ساعات لكل دفعة ،الذي لا يقلل فقط من القدرة الإنتاجية (يمكن إنتاج دفعتين فقط في اليوم)، ولكن يؤدي أيضا إلى ارتفاع استهلاك الطاقة. يصل استهلاك الطاقة للمثير لكل دفعة إلى 350 كيلوواط ساعة ، مما يزيد من تكلفة الإنتاج بشكل كبير.
- تنظيف صعب وتكلفة صيانة مرتفعة: يمتلك المزعج التقليدي المثبت في الأعلى هيكلاً معقداً، ويمكن أن يلتصق عمود التحريك والشفرات بالمواد بسهولة. يستغرق عمل التنظيف بعد كل دفعة 2-3 ساعات،والتي تستغرق وقتاً وكثيراً من العملفي نفس الوقت، بسبب الحمل الكبير للمعدات أثناء التشغيل، والارتداء من المحامل والأختام خطيرة، وتردد الصيانة مرتفعة إلى مرة واحدة كل شهرين،الذي يؤثر على كفاءة الإنتاج المستمر.
2اختيار المعدات والتكوين الفني
بعد تحقيق متعمق في عملية الإنتاج والتحقق التقني المتكرراختارت المؤسسة أخيراً مستحلبة عالية القص للأسفل لتحل محل المحرك التقليدي المثبت في الأعلىتم تصميم المعدات لإنتاج الغلاية بكميات كبيرة، مع رأس العمل مثبتة في أسفل الغلاية،والتي يمكن أن تعمل مباشرة على المواد السفلية وحل مشكلة الرواسب والمناطق الميتة من المصدرالتكوينات التقنية الرئيسية هي:
- الطاقة والقدرة المعالجة: تم تجهيز المعدات بمحرك عالي الكفاءة بقدرة 37 كيلوواط ، وهو مناسب لقدرة معالجة دفعات 3000-8000 لتر ، مما يتناسب تمامًا مع غلاية إنتاج 5000 لتر في المؤسسة.
- هيكل الدوار - الستاتور: اعتماداً على مجموعة متعدد الطبقات من الدوار-الستاتور مع فجوة دقة تناسب من 0.2-0.5mm. يمكن أن تصل سرعة الدوار إلى 2940rpm ، مما يولد سرعة خطية عالية وقوة قاطعة قوية.والتي يمكن أن تكسر بصورة فعالة قطرات المواد والجسيمات الصلبة.
- جودة المواد: يتم تصنيع أجزاء الاتصال مع المواد من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ، مع خشونة السطح Ra≤0.4μm ،الذي يلبي متطلبات الإنتاج الكيميائي الدقيق لتنظيف المواد ومقاومة التآكل.
- نظام التحكم: مجهزة بنظام تحكم ذكي لتحويل التردد، والذي يمكنه ضبط سرعة الدوار وفقًا لأنظمة المواد المختلفة ومتطلبات العملية،وتحقيق مراقبة في الوقت الحقيقي لمعلمات التشغيل مثل درجة الحرارة وحالة التشغيل.
- هيكل الختم: تبني تصميم ختم ميكانيكي مزدوج مع وظائف التبريد والإطفاء ، والتي تمنع بفعالية تسرب المواد وتضمن استقرار تشغيل المعدات تحت دوران عالية السرعة.
مبدأ العمل الأساسي للمعدات هو: عندما يدور الدوار بسرعة عالية ، يتم تشكيل ضغط سلبي قوي في الفجوة الدقيقة بين الدوار والستاتور ،الذي يمتص المادة السفلية والمواد العليا في منطقة القص معاً.تخضع المادة لتأثيرات شاملة مثل القطع القوي ، والطحن الطرد المركزي ، والاحتكاك في الطبقة السائلة والاضطرابات في الفجوة ،بحيث تتحطم الجسيمات الكبيرة بسرعة ويتم تنقيحها، ويتم تشتيت المراحل غير القابلة للخلط تماما وتحلّل، مما يشكل في النهاية نظام تحليل موحد ومستقر.تدفق السرعة العالية التي تولدها رأس العمل السفلي يدفع الدورة العامة للمواد في الغلاية، القضاء على المناطق الميتة المتحركة وتجنب ترسب المواد.
3تأثير التطبيق ومقارنة البيانات
بعد إدخال المستحلبات عالية القطع في الخدمة، أجرت الشركة اختبارًا مقارنًا لمدة شهر بين المعدات الجديدة والمثير التقليدي.تم الاحتفاظ بمعلمات عملية الإنتاج متسقةتم تقييم جودة المنتج وكفاءة الإنتاج واستهلاك الطاقة بشكل شامل.وتحسنت مؤشرات الأداء الرئيسية بشكل كبير.
3.1 تحسن كبير في جودة المنتج
تم اختبار حجم الجسيمات من المستحلبات التي تم تحضيرها بواسطة المعدات الجديدة بواسطة محلل حجم الجسيمات بالليزر.أظهرت النتائج أن متوسط حجم الجسيمات للمنتج قد انخفض من 50μm (المعدات التقليدية) إلى 2-5μm، وتقلصت نطاق توزيع حجم الجسيمات بنسبة 70 ٪ ، أظهر اختبار استقرار المستحلب أنه بعد ستة أشهر من التخزين الثابت ، لم يكن هناك فصل مرحلي أو طبقة ،وتحسن استقرار المنتج بشكل كبيرارتفع معدل مؤهلات المنتج من 88٪ إلى 98.5٪ وتقلص معدل العيوب الناجمة عن مشاكل التحلية إلى أقل من 5٪.
بالإضافة إلى ذلك، تحسنت اتساق مكونات المنتج بشكل كبير.أظهرت بيانات الكشف عن المؤشرات الوظيفية مثل اللزوجة ومحتوى المواد الصلبة في المنتجات في دفعات مختلفة أن معامل الاختلاف (CV) قد انخفض من 8 إلى.2٪ إلى 1.5٪ ، والتي تضمن بشكل فعال توحيد أداء المنتج بين المجموعات.
3.2 تحسين كبير في كفاءة الإنتاج
بسبب كفاءة القص العالية للمعدات ، تم اختصار وقت التحلية لكل دفعة من 8-10 ساعات إلى 3-4 ساعات ، وهو انخفاض بنسبة 62.5٪.وقد زادت القدرة الإنتاجية اليومية من 2 دفعة إلى 5 دفعات، وزاد الإنتاج الشهري بنسبة 150٪ دون توسيع موقع الإنتاج وزيادة عدد المشغلين.تم اختصار وقت التنظيف بعد كل دفعة من 2-3 ساعات إلى 40 دقيقة، والتي من شأنها تحسين قدرة الإنتاج المستمر للمعدات.
3.3 خفض كبير في استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة
على الرغم من أن قوة المحلب القاعي ذو القطع العالي هي 37 كيلوواط ، وهي أعلى قليلاً من قوة المحرك التقليدي (30 كيلوواط) ،يقلل الاختصار الكبير لوقت العمل من استهلاك الطاقة لكل دفعة من 350 كيلوواط الساعة إلى 148 كيلوواط ساعة، انخفاض بنسبة 57.7٪، يمكن أن توفر تكلفة الطاقة السنوية بأكثر من 180,000 يوان.
من حيث الصيانة، فإن هيكل الختم الميكانيكي المزدوج واختيار المواد عالية الجودة يقلل من ارتداء مكونات المعدات.يتم تقليل تواتر الصيانة من مرة كل شهرين إلى مرة كل ثمانية أشهر، وتخفض تكلفة الصيانة سنوياً بنسبة 65٪. تم تشغيل المعدات بشكل مستقر لمدة 6 أشهر بعد إدخالها في الخدمة ، دون فشل في إيقافها ، مما يضمن استمرارية الإنتاج.
3.4 القضاء على الرواسب والحد من النفايات
يمكن لرأس العمل المثبت في الأسفل من المعدات أن يخلط المادة السفلية بالكامل ، مما يلغي تماما المنطقة الميتة في أسفل الغلاية.تم حل مشكلة الركود للمضافات الصلبة والمواد عالية اللزوجةويزيد معدل استغلال المواد الخام من 92٪ إلى 99.2٪. يتم تقليل نفايات المواد الخام السنوية بأكثر من 8 أطنان ، مما يقلل من تكاليف الإنتاج.
4ملخص وتجربة
بالنسبة لمؤسسة الكيمياء الدقيقة ، لم يحل تطبيق المستحلبات القاعية عالية القص فقط نقاط الألم القائمة لفترة طويلة في الإنتاج مثل الاستحمام غير المتكافئ ،الرواسب المادية والكفاءة المنخفضة، ولكنها حققت أيضا تحسنا شاملا في جودة المنتج وكفاءة الإنتاج والسيطرة على التكاليف.عمليات تحلية المواد عالية اللزوجة والمتعددة المراحل، المُحلِّل القاعي ذو القص العالي له مزايا واضحة لا تستطيع معدات الخلط التقليدية مواكبتها:
أولاً ، يمكن أن يؤثر التصميم المثبت على القاع مباشرة على المواد السفلية ، والقضاء على المناطق الميتة المتحركة وتجنب الرواسب المادية ، مما يضمن توحيد نظام المواد بأكملها.ثانياً، يخلق تجمع الدوار-الستاتور عالي السرعة قوة قشر قوية ، والتي يمكن أن تنقيح الجسيمات بسرعة وتحسين استقرار المستحلب.التحكم الذكي وتصميم الهيكل المحسن يقلل من استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة، وتحسين كفاءة الإنتاج
في الوقت الحاضر، قامت الشركة بترويج المستنقعات ذات الدخول القاعي عالية القطع إلى جميع خطوط إنتاجها 5000L و 8000L، وحققت فوائد اقتصادية واجتماعية جيدة.أنها توفر مرجعية قيمة للمؤسسات المماثلة في صناعة الكيمياء الدقيقة لحل مشاكل عملية التحلية وتحقيق التحديث الصناعي.
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!