دراسة حالة: مستحلبات القاع عالية القص في تحسين عملية الاستحمام الصناعي
في الإنتاج الصناعي الذي ينطوي على معالجة المواد متعددة المراحل ، يعتبر التحلية إجراءً رئيسيًا يؤثر بشكل مباشر على أداء المنتج واستقرار التخزين وتكلفة المعالجة.بالنسبة للمصنعين المشاركين في إنتاج الطلاءات على أساس الماء، الملصقات والمستحلبات البوليمرية ، لتحقيق تشتيت شامل للجزء غير القابل للخلط بين الزيت والماء ،تجنب ترسب المواد في الغلايات ذات الحجم الكبير وضمان اتساق المنتج من دفعة إلى دفعة كانت منذ فترة طويلة تحديات رئيسية تقيد تطوير الإنتاجهذه الدراسة الحالة توضح كيف نجح أحد الشركات المصنعة في حل هذه الحواجز العملية من خلال إدخال مُحلِّل داخلي منخفض الدرجة العالية،وتقدم تأثيرات التطبيقات المحددة وتحسينات العمليات بطريقة واقعية.
1خلفية الإنتاج والتحديات القائمة
يشارك الشركة في إنتاج المستحلبات الوظيفية على أساس الماء، والتي تستخدم على نطاق واسع في الطلاء المعماري واللصاقات الخشبية ومجالات أخرى.قبل اعتماد مستحلبات القاع عالية القص، استخدمت المؤسسة محركات المزج التقليدية المثبتة على القمة لعمليات التحلية. مع توسيع نطاق الإنتاج،غلايات التفاعل الكبيرة 5000L و 8000L أصبحت تدريجيا معدات الإنتاج الرئيسية، وأصبحت قيود المثيرين التقليديين واضحة بشكل متزايد ، مما أدى إلى سلسلة من المشاكل في عملية الإنتاج.
التحديات الرئيسية في عملية الإنتاج هي:
- عدم كفاية تأثير التحلية وقلة استقرار المنتج: قوة القطع التي تنتجها محرك المزحمة التقليدي المثبت على القمة ضعيفة نسبياً، ولا يمكنها سوى تحقيق خلط بسيط للمواد،ولكن لا يمكنها تحطيم قطرات الزيت والجسيمات الصلبة في نظام الإمسيل بشكل فعال. يحتوي المستحلب المعدل على حجم جسيم متوسط كبير (حوالي 45-60μm) ، وتوزيع حجم الجسيمات غير متساو. خلال عملية التخزين ، غالبًا ما يحدث فصل المراحل والتصفيف ،الذي يؤثر على جودة المنتج وتجربة المستخدميتم الحفاظ على معدل تأهيل المنتج على حوالي 87٪ لفترة طويلة.
- الرواسب الخطيرة للمواد والمزج المناطق الميتة: بسبب حجم كبير من غلاية الإنتاج ومدى التحريك المحدود للمثير المثبت في الأعلى ، من الصعب تغطية تأثير التحريك في المناطق السفلية والحواف من الغلاية.كمية كبيرة من المواد المضافة الصلبة والمواد عالية اللزوجة من السهل أن تستقر في قاع الغلاية، وتشكيل المناطق الميتة التحريك. هذه المواد الرسوبية لا يمكن أن تخلط تماما مع النظام الرئيسي، والذي لا يسبب فقط هدر المواد الخام،ولكنها تؤدي أيضا إلى محتوى غير متسق للمكونات في المنتج النهائي، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في الأداء بين المجموعات.
- دورة الإنتاج الطويلة وانخفاض كفاءة الإنتاج: من أجل تحسين تأثير التحلية قدر الإمكان، كان على الشركة المصنعة تمديد وقت التحريك إلى 9-11 ساعة لكل دفعة.يمكن إنتاج دفعتين فقط من المنتجات كل يوم، والتي لا يمكن أن تلبي الطلب المتزايد على السوق. في الوقت نفسه ، فإن عملية التحريك طويلة الأمد تزيد أيضًا من تكلفة العمالة وتكلفة إدارة المؤسسة.
- ارتفاع استهلاك الطاقة وتكلفة الصيانة: يحتاج المحرك التقليدي المثبت في الأعلى إلى الحفاظ على طاقة عالية لفترة طويلة لضمان تأثير الخلط ، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة مرتفع.استهلاك الطاقة لكل دفعة يصل إلى 380 كيلوواط في الساعة، مما يجلب ضغطًا كبيرًا على التحكم في تكاليف المؤسسة. بالإضافة إلى ذلك ، من السهل أن يلتصق عمود المحرك والشفرات بالمواد ، ويستغرق عمل التنظيف بعد كل دفعة 2.5-3 ساعات.ارتداء المحامل والأختام خطير أثناء التشغيل، والتي تتطلب الصيانة كل 1.5-2 أشهر، مما يزيد من تكلفة الإنتاج.
2اختيار المعدات و الخصائص التقنية
بعد إجراء بحث متعمق حول عملية الإنتاج، وتحليل خصائص المواد ومتطلبات العملية، وإجراء العديد من الاختبارات في الموقع والعروض التقنية،قرر الشركة المصنعة أخيراً اعتماد مستحلبات القاع عالية القص لتحل محل محرك المزاح التقليدي المثبت في الأعلىالمعدات مصممة خصيصا للكويسات التفاعلية ذات الحجم الكبير، مع رأس العمل مثبتة في الجزء السفلي من الغلاية،والتي يمكن أن تعمل مباشرة على المواد في قاع الغلاية، وحل أساسا مشاكل ترسب المواد وتحريك المناطق الميتة.
- تكوين الطاقة: مجهزة بمحرك تحويل التردد عالي الكفاءة 45 كيلوواط ، والذي يمكن أن يدرك تنظيم السرعة بدون خطوات في نطاق 500-3000rpm ،مناسبة لمعالجة المستحلبات لمواد دفعات 4000-10000L، متطابقة تماماً مع غلايات إنتاج 5000L و 8000L من الشركة المصنعة.
- هيكل الدوار - الستاتور: اعتماداً على تجمع الدوار-الستاتور ذو الأسنان الثلاثة الطبقات مع فجوة دقة تناسب 0.15-0.4mm.تصميم شكل الأسنان الخاصة يمكن أن تولد قوة قشر قوية وتدفق مضطرب عندما يدور الدوار بسرعة عالية، تحطيم قطرات النفط والجسيمات الصلبة في نظام المواد إلى جزيئات صغيرة.
- اختيار المواد: جميع الأجزاء التي تتلامس مع المواد مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ، والذي يمتلك مقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة للارتداء.الذي يفي بمتطلبات الإنتاج الصناعي لتنظيف المواد ويتجنب تلوث المواد.
- نظام الختم: اعتمادا على هيكل الختم الميكانيكي مزدوج النهاية مع وظائف التبريد والشطف ،والتي يمكن أن تمنع بفعالية تسرب المواد وتضمن التشغيل المستقر للمعدات في ظل ظروف الدوران عالية السرعة وارتفاع درجة الحرارةعمر الخدمة من الختم هو أطول بكثير من تلك من الختم التقليدي.
- نظام التحكم: مجهزة بنظام تحكم PLC ذكي ، والذي يمكن أن يدرك التحكم التلقائي في عملية التحلية. يمكن أن تعيين وتعديل المعلمات مثل سرعة الدوران ،وقت العمل ودرجة حرارة المواد وفقًا لصيغ مواد مختلفة، ولها وظائف إنذار الخطأ وتسجيل البيانات ، وهو مريح لإدارة الإنتاج وتتبع الجودة.
مبدأ العمل للمستحلب القاعي ذو القص العالي هو كما يلي: عندما تعمل المعدات ، يدور الدوار بسرعة عالية ،تشكل ضغطًا سلبيًا قويًا في الفجوة بين الدوار والستاتور، الذي يمتص المواد في الجزء السفلي والعلوي من الغلاية إلى منطقة القص. في منطقة القص ، تخضع المواد لتأثيرات شاملة مثل القص القوي ،طحن الطرد المركزي، الاحتكاك الطبقة السائلة والصدمة، بحيث يتم كسر قطرات النفط الكبيرة والجسيمات الصلبة بسرعة وتصفية.تدفق المواد عالية السرعة يدفع الدورة العامة للمواد في الغلاية، بحيث يمكن مزج جميع المواد وتحليلها بالكامل ، وأخيرا يتم تشكيل نظام تحليل موحد ومستقر.
3تأثيرات التطبيقات وتحليل البيانات
بعد أن تم إدخال المستحلبات القاعية عالية القص رسمياً إلى الإنتاج، قام الشركة المصنعة بإجراء اختبار مقارن لمدة شهرين بين المعدات الجديدة والمثير التقليدي.خلال فترة الاختبار، تم الحفاظ على استمرارية صيغة المواد ومعايير عملية الإنتاج ونوعية المنتج وكفاءة الإنتاجتم اكتشاف وتحليل استهلاك الطاقة والمؤشرات الأخرى بشكل شاملكان تأثير التطبيق أفضل بكثير مما كان متوقعاً، وتحسن المؤشرات الرئيسية بشكل كبير.
3.1 يتم تحسين جودة المنتج بشكل كبير
تم الكشف عن حجم الجسيمات من المستحلبات التي تنتجها المعدات الجديدة بواسطة محلل ليزر لحجم الجسيمات.أظهرت النتائج أن متوسط حجم الجسيمات في المستحلب قد انخفض من 52μm (المثير التقليدي) إلى 1μm.8-4.5μm، وتقلصت نطاق توزيع حجم الجسيمات بنسبة 75٪. أظهر اختبار استقرار الإملسون أنه بعد 8 أشهر من التخزين الثابت في درجة حرارة الغرفة،لم يكن هناك فصل مرحليتم تحسين استقرار المنتج بشكل ملحوظ. ارتفع معدل تأهيل المنتج من 87٪ إلى 98.8٪ ،وانخفض عدد المنتجات المعيبة الناجمة عن مشكلات التخفيف بنسبة 95%.
بالإضافة إلى ذلك، تم تحسين اتساق أداء المنتج بين المجموعات بشكل كبير.يظهر محتوى الصلب والتماسك أن معامل التغير (CV) لكل مؤشر يتم تخفيضه من 9.5٪ إلى 1.2٪ ، مما يضمن بشكل فعال توحيد جودة المنتج ويلبي المتطلبات الصارمة للعملاء في أسفل السلسلة لأداء المنتج.
3.2 زيادة كبيرة في كفاءة الإنتاج
وبسبب كفاءة القطع العالية للمستحلبات القاعية عالية القطع ، يتم اختصار وقت الاستحمام لكل دفعة من 9-11 ساعة إلى 3.5 إلى 4.5 ساعة ، وهو انخفاض بنسبة 60 ٪ في المتوسط.يتم زيادة القدرة الإنتاجية اليومية من 2 دفعة إلى 5-6 دفعة، ويزيد الإنتاج الشهري بنسبة 160٪ دون زيادة موقع الإنتاج وموظفي التشغيل. في الوقت نفسه، يتم تقصير وقت التنظيف بعد كل دفعة من 2.5-3 ساعات إلى 30-45 دقيقة، مما يقلل كثيرا من أوقات عدم الإنتاج ويحسن من القدرة على إنتاج المعدات بشكل مستمر.
3.3 انخفاض استهلاك الطاقة وتكاليف الصيانة
على الرغم من أن قوة المحلبة القاعية عالية القص هي 45 كيلوواط ، وهي أعلى من قوة المحرك التقليدي المثبت في الأعلى (32 كيلوواط) ،يقلل الاختصار الكبير لوقت العمل من استهلاك الطاقة لكل دفعة من 380 كيلوواط الساعة إلى 171 كيلوواط ساعةبناءً على الإنتاج السنوي لـ 300 دفعة، يمكن توفير تكلفة الطاقة السنوية بأكثر من 200،000 يوان.
من حيث الصيانة ، فإن هيكل الختم الميكانيكي المزدوج والخيار المادي عالي الجودة يقلل من ارتداء مكونات المعدات. يتم تمديد دورة الصيانة من مرة كل 1.من 5-2 أشهر إلى مرة واحدة كل 8-10 أشهر، وتخفض تكلفة الصيانة السنوية بنسبة 70٪ خلال فترة الاختبار التي استمرت شهرين ، عملت المعدات بشكل مستقر دون أي عطل في التوقف ،ضمان استمرارية واستقرار عملية الإنتاج.
3.4 يتم تحسين معدل استخدام المواد
يمكن لرأس العمل المثبت في الأسفل للمستحلب القاعدي ذو القشر العالي أن يخلط المواد بالكامل في أسفل الغلاية ، مما يلغي تماما المنطقة الميتة للتحريك.تم حل مشكلة ترسب المواد الإضافية الصلبة والمواد عالية اللزوجة، ويمكن مزج المواد واستخدامها بالكامل، ويزيد معدل استخدام المواد الخام من 91٪ إلى 99.5٪، مما يقلل من النفايات السنوية للمواد الخام بأكثر من 10 أطنان،الذي يقلل من تكلفة الإنتاج للشركة.
4الاستنتاج
وقد حل تطبيق المستنقعات القاعية عالية القطع بفعالية المشاكل القائمة منذ فترة طويلة من الشركة المصنعة في عملية إنتاج النقاش ، مثل النقاش غير المتساوي,الرواسب المادية، دورة الإنتاج الطويلة واستهلاك الطاقة العالي. بينما تحسن نوعية المنتج وكفاءة الإنتاج بشكل كبير، فقد خفضت أيضًا تكاليف الإنتاج بشكل كبير،تعزيز القدرة التنافسية للشركة في السوق.
تظهر هذه الحالة بشكل كامل أنه بالنسبة للمصنعين الصناعيين ذوي الحجم الكبير واللزوجة العالية واحتياجات المواد متعددة المراحلالمستنقعات القاعية عالية القطع لها مزايا واضحة على معدات الخلط التقليديةتصميمه الفريد المثبت في الأسفل، والقدرة القوية على القص ونظام التحكم الذكي يمكن أن تحسن بشكل فعال عملية التحلية، وتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج،وتجلب فوائد اقتصادية كبيرة للمؤسسة.
في الوقت الحاضر ، قام الشركة المصنعة بتعميم المستحلبات ذات الدخول السفلي عالية القطع إلى جميع خطوط الإنتاج الخاصة بها ، وحققت نتائج تطبيق جيدة.يمكن لهذه الخبرة التطبيقية الناجحة أن توفر مرجعية قيمة لمصنعي صناعة مماثلة آخرين لتحسين عملية إنتاج التحلية وتحقيق الترقية الصناعية.
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!