Étude de cas d'application d'un émulsifiant à levage pneumatique
Dans le domaine de la production de produits chimiques fins, la stabilité et l'uniformité des systèmes émulsionnés déterminent directement les performances du produit, l'efficacité de la production et les coûts opérationnels globaux. Un fabricant engagé dans la production de revêtements industriels et d'intermédiaires chimiques a été confronté à des défis persistants dans son processus d'émulsification, ce qui a limité l'optimisation de sa chaîne de production. L'introduction d'un émulsifiant à levage pneumatique de qualité chimique a permis de résoudre efficacement ces problèmes, réalisant une amélioration globale de la qualité et de l'efficacité de la production.
Contexte : Dilemmes de processus dans la production d'émulsion
Les principaux produits du fabricant comprennent des revêtements industriels à base d'eau et des intermédiaires chimiques mixtes huile-eau. Dans le processus de production traditionnel, l'étape d'émulsification reposait sur un équipement d'agitation fixe conventionnel, ce qui a entraîné de multiples goulets d'étranglement techniques. Premièrement, la force de cisaillement fournie par l'équipement traditionnel était insuffisante, ce qui entraînait une dispersion incomplète des particules de matériau. La taille des particules du système émulsionné était inégale, la valeur D90 restant supérieure à 15μm. Cela a directement causé des problèmes tels qu'une mauvaise stabilité du produit final, une délamination facile pendant le stockage et des indicateurs de performance incohérents entre les lots.
Deuxièmement, la structure fixe de l'équipement traditionnel rendait difficile l'ajustement de la hauteur d'agitation en fonction des niveaux de matériau, ce qui entraînait un mélange inadéquat des matériaux au fond et dans les couches supérieures. De plus, le processus d'agitation de type ouvert introduisait une grande quantité d'air dans le matériau, formant de nombreuses micro-bulles. Pour les produits de revêtement, ces bulles provoqueraient des défauts de surface tels que des piqûres et un aspect peau d'orange après la formation du film, réduisant ainsi les taux de qualification des produits. Pour les intermédiaires chimiques, les résidus de bulles affectaient la précision des processus de réaction ultérieurs, augmentant la difficulté du contrôle du processus. De plus, le processus d'émulsification traditionnel nécessitait un long temps d'agitation—chaque lot de matériaux prenait de 2,5 à 3 heures pour terminer l'émulsification, et des procédures de post-traitement telles que la dégazage par décantation étaient nécessaires, ce qui entraînait une faible efficacité de production et une consommation d'énergie élevée.
De plus, les matières premières utilisées dans le processus de production contenaient des traces de tensioactifs et de particules solides. La position d'agitation fixe de l'équipement conventionnel provoquait facilement l'accumulation de particules solides au fond, déclenchant des anomalies d'émulsification. La formation de couches émulsionnées stables augmentait non seulement la perte de matériau, mais nécessitait également des démulsifiants chimiques supplémentaires, ce qui augmentait les coûts de production et entraînait des risques potentiels pour la pureté du produit. Pendant ce temps, le nettoyage après la production était fastidieux en raison de la structure fixe, prolongeant l'intervalle entre les lots.
Solution : Introduction et application d'un émulsifiant à levage pneumatique
Pour résoudre les problèmes ci-dessus, le fabricant a sélectionné un émulsifiant à levage pneumatique de qualité chimique avec des paramètres personnalisés. Cet équipement intègre un réglage de levage pneumatique, une homogénéisation à cisaillement élevé et des fonctions d'agitation scellées, avec un corps construit en acier inoxydable 304 pour répondre aux exigences de résistance à la corrosion et de propreté de la production chimique. Son principal avantage réside dans le système de levage pneumatique, qui permet un réglage progressif de la hauteur de la tête d'agitation dans une plage de 0 à 800 mm, s'adaptant aux différentes spécifications des fûts de matériau et aux changements de niveau de matériau pendant le processus d'émulsification.
L'équipement est équipé d'une structure stator-rotor à cisaillement élevé avec un espace réglable de 0,15 mm, capable de générer une vitesse linéaire allant jusqu'à 26 m/s pour casser les particules de matériau en tailles uniformes de niveau micron. Le système de levage pneumatique adopte une conception à double cylindre, assurant un levage stable et une précision de positionnement de ±1 mm, évitant un mélange inégal causé par une déviation de position. Avant la mise en service officielle, le fournisseur de l'équipement a effectué trois séries de tests de simulation de processus en utilisant les matières premières réelles du fabricant, optimisant les paramètres clés tels que la vitesse d'agitation, la fréquence de levage et le temps d'agitation. Les résultats des tests ont montré que lorsque la vitesse d'agitation était réglée sur 7500 tr/min, la fréquence de levage était ajustée à une fois toutes les 5 minutes et la température était contrôlée à 38±2℃, l'effet d'émulsification était optimal. Sur la base de ces données de test, l'équipement a été officiellement mis en production après l'installation et la mise en service sur site par des ingénieurs professionnels.
Résultats : Amélioration globale des performances de production
Après la mise en service du nouvel émulsifiant à levage pneumatique, le processus de production du fabricant a réalisé des améliorations significatives à plusieurs niveaux, avec des données mesurables vérifiant l'effet de l'application.
En termes de qualité du produit, la hauteur réglable de la tête d'agitation a éliminé l'accumulation de matériau au fond et le mélange inadéquat des matériaux de la couche supérieure. La distribution granulométrique du système émulsionné a été considérablement optimisée, la valeur D90 du produit étant réduite de plus de 15μm à moins de 4,8μm, et l'uniformité de la granulométrie améliorée de plus de 88 %. Le système émulsionné stable formé par homogénéisation à cisaillement élevé a efficacement éliminé la délamination du produit. Les tests de stabilité au stockage ont montré que le produit pouvait être stocké à température ambiante pendant 12 mois sans délamination ni précipitation évidentes, prolongeant considérablement la durée de conservation du produit. Pendant ce temps, la conception d'agitation scellée de l'équipement a réduit l'introduction d'air de 95 % par rapport à l'équipement traditionnel de type ouvert, et le taux d'élimination des bulles a atteint plus de 97 %. Les produits de revêtement ne présentaient plus de défauts de surface causés par les bulles, et le taux de qualification est passé de 82 % à 97,5 %.
En termes d'efficacité de la production, le réglage flexible de la hauteur du système de levage pneumatique a réduit le temps d'agitation par lot de matériaux de 2,5 à 3 heures à 40 minutes, soit une réduction de près de 78 %. La conception adaptative de l'équipement pour différentes spécifications de fûts a éliminé le besoin de transfert de matériaux entre différents appareils, ce qui a permis de gagner environ 20 minutes de temps de transfert par lot. Les fonctions intégrées d'émulsification et de mélange ont également éliminé les procédures de post-traitement indépendantes telles que le dégazage par décantation. La capacité de fonctionnement continu de l'équipement prend en charge la production de masse à grande échelle, et la production quotidienne est augmentée de 2,3 fois par rapport au processus traditionnel. De plus, le système de levage pneumatique simplifie le nettoyage de l'équipement—après la production, la tête d'agitation peut être soulevée à une hauteur fixe pour un nettoyage centralisé, réduisant le temps de nettoyage de 40 %.
En termes de contrôle des coûts, la réduction du temps d'émulsification et de nettoyage a réduit la consommation d'énergie unitaire du produit de 35 %. L'effet d'émulsification stable a évité la perte de matériau causée par les anomalies d'émulsification, réduisant le gaspillage de matières premières d'environ 16 %. L'élimination des démulsifiants chimiques a encore réduit les coûts des matériaux auxiliaires. Les composants pneumatiques durables de l'équipement ont une longue durée de vie, et la conception modulaire facilite la maintenance, réduisant les coûts de maintenance de 25 % par rapport à l'équipement fixe traditionnel. La structure scellée réduit également la perte de matières premières volatiles, optimisant davantage les coûts opérationnels globaux.
En termes de stabilité du processus, l'équipement est équipé d'un système de contrôle intelligent qui surveille et ajuste avec précision les paramètres clés tels que la vitesse d'agitation, la position de levage et la température en temps réel. La plage de fluctuation des paramètres est contrôlée à ±2 %, assurant une qualité de produit constante entre les lots. Le dispositif d'agitation auxiliaire à raclage de paroi à 360° coopère avec la fonction de levage pour éviter les résidus de matériau sur la paroi interne du fût, assurant davantage l'uniformité de chaque lot de produits.
Fonctionnement à long terme et résumé de l'expérience
À la période statistique actuelle, l'émulsifiant à levage pneumatique de qualité chimique a fonctionné en continu et de manière stable pendant plus de 8 000 heures, avec un taux de défaillance inférieur à 1 %. Le système pneumatique adopte des composants importés avec une forte résistance à la corrosion et à l'usure, s'adaptant à l'environnement de travail difficile de la production chimique. La conception modulaire de l'équipement facilite la maintenance et le remplacement des pièces d'usure, et le support technique à distance 24 heures sur 24 et le service de dépannage sur site 48 heures sur 24 du fournisseur garantissent la continuité de la production.
La pratique d'application montre que l'émulsifiant à levage pneumatique de qualité chimique, avec son réglage flexible de la hauteur, son homogénéisation à cisaillement élevé et ses capacités d'agitation scellées, peut résoudre efficacement les problèmes courants dans les processus d'émulsification chimique traditionnels. En optimisant l'uniformité du mélange des matériaux et en éliminant les résidus de bulles, il améliore la qualité et la stabilité du produit. Dans le même temps, il raccourcit les cycles de production, réduit la consommation d'énergie et la perte de matériaux, et réalise la double amélioration de l'efficacité de la production et des avantages économiques.
Pour les fabricants de produits chimiques, la sélection de l'équipement d'émulsification doit être étroitement combinée aux caractéristiques du produit, aux propriétés des matières premières et à l'échelle de production. La fonction de levage pneumatique est particulièrement adaptée aux scénarios de production avec plusieurs spécifications de fûts et des niveaux de matériau variables. La conception de paramètres personnalisés et les tests stricts de pré-mise en service sont essentiels pour assurer la correspondance entre l'équipement et les processus de production. Le fonctionnement stable de cet équipement fournit non seulement une garantie fiable pour la qualité du produit du fabricant, mais jette également une base solide pour sa mise à niveau ultérieure des processus et l'expansion des produits.
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