Application Case Study van Emulgatorapparatuur voor Chemische Kwaliteit
Op het gebied van de productie van fijne chemicaliën bepalen de stabiliteit en uniformiteit van geëmulgeerde systemen direct de productprestaties, de productie-efficiëntie en de totale operationele kosten. Een fabrikant die zich bezighield met de productie van industriële coatings en chemische tussenproducten, stond ooit voor aanhoudende uitdagingen in zijn emulgeerproces, wat de optimalisatie van zijn productielijn beperkte. De introductie van emulgatorapparatuur voor chemische kwaliteit met hoge afschuiving en vacuüm loste deze pijnpunten effectief op, waardoor een uitgebreide upgrade van de productiekwaliteit en -efficiëntie werd bereikt.
Achtergrond: Procesdilemma's in Emulsieproductie
De kernproducten van de fabrikant omvatten industriële coatings op waterbasis en olie-water gemengde chemische tussenproducten. In het traditionele productieproces vertrouwde de emulgeerfase op conventionele roerapparatuur, wat leidde tot meerdere technische knelpunten. Ten eerste was de afschuifkracht die door de traditionele apparatuur werd geleverd onvoldoende, wat resulteerde in onvolledige dispersie van materiaal deeltjes. De deeltjesgrootte van het geëmulgeerde systeem was ongelijkmatig, waarbij de D90-waarde boven de 15μm bleef. Dit veroorzaakte direct problemen zoals slechte stabiliteit van het eindproduct, gemakkelijke delaminatie tijdens opslag en inconsistente prestatie-indicatoren tussen batches.
Ten tweede introduceerde het open roerproces een grote hoeveelheid lucht in het materiaal, waardoor talrijke microbellen werden gevormd. Voor coatingproducten zouden deze bellen oppervlaktefouten veroorzaken, zoals gaatjes en sinaasappelhuid na filmvorming, waardoor de kwalificatiepercentages van het product werden verlaagd. Voor chemische tussenproducten beïnvloedden de belresten de nauwkeurigheid van de daaropvolgende reactieprocessen, waardoor de moeilijkheid van procesbeheersing toenam. Bovendien vereiste het traditionele emulgeerproces een lange roertijd — elke batch materialen duurde 2,5 tot 3 uur om de emulsificatie te voltooien, en er waren nabehandelingsprocedures zoals staand ontgassen nodig, wat resulteerde in een lage productie-efficiëntie en een hoog energieverbruik.
Bovendien bevatten de grondstoffen die in het productieproces werden gebruikt, sporen van oppervlakteactieve stoffen en vaste deeltjes, die gemakkelijk emulsie-afwijkingen veroorzaakten onder invloed van conventioneel roeren. De vorming van stabiele geëmulgeerde lagen verhoogde niet alleen het materiaalverlies, maar vereiste ook extra chemische demulgatoren, wat de productiekosten verhoogde en potentiële risico's met zich meebracht voor de productzuiverheid.
Oplossing: Introductie en toepassing van emulgatorapparatuur voor chemische kwaliteit
Om de bovenstaande problemen op te lossen, selecteerde de fabrikant een emulgatorapparatuur voor chemische kwaliteit met hoge afschuiving en aangepaste parameters. Deze apparatuur integreert homogenisatie met hoge afschuiving, vacuümontluchting en intelligente temperatuurregelfuncties en is geconstrueerd met 304 roestvrij staal om te voldoen aan de corrosiebestendigheid en reinheidseisen van chemische productie. De kernontwerpelementen omvatten een dubbellaagse stator-rotorstructuur met een instelbare opening van 0,1 mm, die een lineaire snelheid van maximaal 28 m/s kan genereren, waardoor een sterke afschuifkracht wordt gevormd om materiaal deeltjes af te breken tot micron-niveau, zelfs nanometer-niveau maten.
Vóór de formele inbedrijfstelling voerde de leverancier van de apparatuur drie rondes proces simulatietests uit met behulp van de werkelijke grondstoffen van de fabrikant, waarbij belangrijke parameters zoals roersnelheid, vacuümgraad en temperatuur werden geoptimaliseerd. De testresultaten toonden aan dat wanneer de vacuümgraad werd gehandhaafd op -0,092 MPa tot -0,095 MPa, de roersnelheid werd ingesteld op 8000 tpm voor homogenisatie met hoge afschuiving en de temperatuur werd geregeld op 35±2℃, het emulgeereffect optimaal was. Op basis van deze testgegevens werd de apparatuur officieel in productie genomen na installatie en inbedrijfstelling ter plaatse door professionele ingenieurs.
Resultaten: Uitgebreide verbetering van de productieprestaties
Nadat de nieuwe emulgatorapparatuur in gebruik was genomen, bereikte het productieproces van de fabrikant aanzienlijke verbeteringen in meerdere dimensies, waarbij meetbare gegevens het toepassingseffect bevestigden.
Op het gebied van productkwaliteit werd de deeltjesgrootteverdeling van het geëmulgeerde systeem aanzienlijk geoptimaliseerd. De D90-waarde van het product werd verlaagd van meer dan 15μm tot minder dan 5μm, en de uniformiteit van de deeltjesgrootte werd met meer dan 85% verbeterd. Het stabiele geëmulgeerde systeem dat door homogenisatie met hoge afschuiving werd gevormd, elimineerde effectief het probleem van productdelaminatie. De stabiliteitstest bij opslag toonde aan dat het product 12 maanden bij kamertemperatuur kon worden bewaard zonder duidelijke delaminatie of precipitatie, wat de houdbaarheid van het product aanzienlijk verlengde. Tegelijkertijd vermeed de vacuümomgeving tijdens het emulgeerproces volledig de introductie van lucht, en de belverwijderingssnelheid bereikte meer dan 98%. De coatingproducten vertoonden geen oppervlaktefouten meer die werden veroorzaakt door bellen, en het kwalificatiepercentage steeg van 82% naar 97%.
Op het gebied van productie-efficiëntie werd de emulgeertijd per batch materialen verkort van 2,5-3 uur tot 45 minuten, een vermindering van bijna 75%. De apparatuur integreert emulgering, ontluchting en homogenisatiefuncties, waardoor onafhankelijke nabehandelingsprocedures zoals staand ontgassen overbodig worden. Dit bespaart niet alleen productietijd, maar vermindert ook de arbeidsinzet in de nabehandelingsfase. De continue werking van de apparatuur ondersteunt ook grootschalige massaproductie, en de dagelijkse output wordt met 2,2 keer verhoogd in vergelijking met het traditionele proces.
Op het gebied van kostenbeheersing hebben de vermindering van de emulgeertijd en de optimalisatie van de processtroom het energieverbruik met 32% per eenheid product verminderd. Het stabiele emulgeereffect voorkomt materiaalverlies veroorzaakt door emulsie-afwijkingen, waardoor de verspilling van grondstoffen met ongeveer 15% wordt verminderd. Bovendien is de behoefte aan chemische demulgatoren geëlimineerd, waardoor de kosten van hulpstoffen verder worden verlaagd. De afgesloten structuur en het gemakkelijk te reinigen ontwerp van de apparatuur verminderen ook de tijd- en arbeidskosten van het reinigen van de apparatuur, waardoor de totale operationele kosten worden verlaagd.
Op het gebied van processtabiliteit is de apparatuur uitgerust met een intelligent besturingssysteem dat belangrijke parameters zoals temperatuur, vacuümgraad en roersnelheid in realtime nauwkeurig kan bewaken en aanpassen. Het fluctuatiebereik van de parameter wordt binnen ±2% gehouden, waardoor een consistente productkwaliteit tussen batches wordt gewaarborgd. De 360° schraapwand roerinrichting voorkomt materiaalresten op de binnenwand van de apparatuur, waardoor de uniformiteit van elke batch producten verder wordt gewaarborgd.
Lange termijn werking en samenvatting van ervaringen
In de huidige statistische periode is de emulgatorapparatuur voor chemische kwaliteit continu en stabiel in bedrijf geweest gedurende meer dan 8.000 uur, met een uitvalpercentage van minder dan 1%. Het modulaire ontwerp van de apparatuur vergemakkelijkt het onderhoud en de vervanging van slijtdelen, en de 24-uurs technische ondersteuning op afstand en de 48-uurs service voor probleemoplossing ter plaatse van de leverancier zorgen voor de continuïteit van de productie.
De toepassingspraktijk laat zien dat emulgatorapparatuur voor chemische kwaliteit met hoge afschuifkracht, vacuümontluchting en intelligente besturingsmogelijkheden de veelvoorkomende problemen in traditionele chemische emulgeerprocessen effectief kan oplossen. Door de deeltjesgrootteverdeling van het geëmulgeerde systeem te optimaliseren en belresten te elimineren, verbetert het de productkwaliteit en -stabiliteit. Tegelijkertijd verkort het de productiecycli, vermindert het energieverbruik en materiaalverlies en realiseert het de dubbele verbetering van de productie-efficiëntie en de economische voordelen.
Voor chemische fabrikanten moet de selectie van emulgatorapparatuur nauw worden gecombineerd met productkenmerken, grondstofeigenschappen en productieschaal. Aangepast parameterontwerp en strenge pre-inbedrijfstellingstests zijn de sleutel tot het waarborgen van de afstemming tussen apparatuur en productieprocessen. De stabiele werking van deze apparatuur biedt niet alleen een betrouwbare garantie voor de productkwaliteit van de fabrikant, maar legt ook een solide basis voor de daaropvolgende procesverbetering en productuitbreiding.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!