उच्च गति विसारक और उच्च कतरनी एमुल्सिफायर का अनुप्रयोग मामला
बहु-घटक और उच्च चिपचिपाहट की विशेषताओं वाले तरल और अर्ध-ठोस उत्पादों की उत्पादन प्रक्रिया में,उच्च गति फैलाव और उच्च कतरनी emulsifiers के संयोजन सामग्री एकरूपता सुनिश्चित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैजटिल मिश्रित सामग्रियों के प्रसंस्करण में लगी एक उत्पादन सुविधा में एक बार सामग्रियों के फैलाव और एमुल्सिफिकेशन में लगातार बाधाएं आ जाती थीं।जिसके कारण उत्पाद की गुणवत्ता अस्थिर और उत्पादन की दक्षता कम रही।उच्च गति वाले विसारकों और उच्च कतरनी वाले एमुल्सिफायरों की एक संयुक्त प्रणाली को पेश करने के बाद, सुविधा ने इन मुद्दों को सफलतापूर्वक हल किया।उत्पादन प्रदर्शन और उत्पाद स्थिरता में महत्वपूर्ण सुधार प्राप्त करना.
पृष्ठभूमि और मौजूदा चुनौतियां
यह संयंत्र मुख्य रूप से ठोस पाउडर, तेल चरण और जल चरण वाले मिश्रित सामग्रियों का प्रसंस्करण करता है, जिसकी दैनिक उत्पादन क्षमता 180 से 250 टन है।उत्पादन लाइन तीन पाली में काम करती है, प्रत्येक शिफ्ट 8 घंटे तक लगातार चलती है। उपकरण के उन्नयन से पहले, सुविधा एक एकल पारंपरिक मिश्रण उपकरण पर निर्भर थी, जो फैलाव और पायसीकरण दोनों प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए,जिसके परिणामस्वरूप निम्नलिखित प्रमुख समस्याएं उत्पन्न होती हैं:
- अपर्याप्त ठोस-तरल फैलाव प्रभाव: पारंपरिक मिश्रण उपकरण सामग्री प्रणाली में संचित ठोस पाउडर कणों (प्रारंभिक कण आकार 50-100 μm) को प्रभावी ढंग से तोड़ नहीं सकता था। मिश्रण के बाद,बड़ी संख्या में बारीक एग्लोमेरेट बचे थेबाद के प्रसंस्करण के दौरान इन एग्लोमेरेट्स के कारण पाइपलाइनों और नोजल में रुकावट आ सकती है।जिसके परिणामस्वरूप सप्ताह में औसतन 2-3 बार अनियोजित उत्पादन बंद हो जाता है।.
- खराब एमुल्सिफिकेशन स्थिरता: उपकरण में तेल और पानी के चरणों के बीच पूर्ण संलयन को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त कतरनी बल की कमी थी।तैयार उत्पाद में अक्सर 15-20 दिनों के भंडारण के बाद स्तरीकरण या विघटन की घटनाएं दिखाई देती हैं।, तेल-पानी पृथक्करण दर 12-15 प्रतिशत तक पहुंच जाती है, इससे न केवल उत्पाद की उपयोगिता प्रभावित होती है, बल्कि पुनर्मिलन और अपशिष्ट निपटान की लागत भी बढ़ जाती है,उत्पाद योग्यता दर केवल 82-85% पर बनाए रखा.
- कम उत्पादन दक्षता और उच्च ऊर्जा खपत: एकल उपकरण के खराब प्रसंस्करण प्रभाव के कारण, सामग्री के प्रत्येक बैच को मूल गुणवत्ता आवश्यकताओं को मुश्किल से पूरा करने के लिए 40-50 मिनट के लिए बार-बार मिश्रण और पायसीकरण की आवश्यकता थी।उपकरण लंबे समय तक एक निश्चित उच्च शक्ति पर काम कियाऔसत दैनिक बिजली की खपत 320 kWh तक पहुंच गई, और उपकरण रखरखाव की आवृत्ति उच्च थी, जिसमें औसत उपलब्धता दर केवल 80% थी।
- बड़ी मात्रा में गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव: पारंपरिक उपकरणों में फैलाव की गति, एमुल्सिफिकेशन समय और कतरनी बल पर सटीक नियंत्रण की कमी थी।एकरूपता) और भौतिक और रासायनिक संकेतक (चिपचिपाहट)विभिन्न बैचों के उत्पादों में स्पष्ट अंतर दिखाई दिए।इससे संयंत्र के लिए स्थिर उत्पादन प्रक्रियाएं स्थापित करना और डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों की निरंतर गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो गया.
उपकरण विन्यास और प्रक्रिया अनुकूलन योजना
उपरोक्त समस्याओं का समाधान करने के लिए, संयंत्र ने उत्पादन प्रक्रिया को अनुकूलित किया और एक संयुक्त प्रसंस्करण प्रणाली शुरू की जिसमें उच्च गति वाले विसारक और उच्च कतरनी वाले एमुल्सिफायर शामिल हैं,एक एकीकृत प्रसंस्करण मोड "पूर्व-विसारण - गहरी पायसीकरण - स्थिर मिश्रण" का गठनउपकरण और प्रक्रिया अनुकूलन उपायों का मुख्य विन्यास इस प्रकार हैः
1उच्च गति विसारक का मुख्य विन्यास
चयनित उच्च गति विसारक 316L स्टेनलेस स्टील से बने 200 मिमी व्यास के टरबाइन प्रकार के विसारक डिस्क से लैस है।फैलाव गति आवृत्ति रूपांतरण नियंत्रण के माध्यम से 800-3000 आरपीएम की सीमा के भीतर steplessly समायोजित किया जा सकता है, अधिकतम रैखिक गति 28 m/s उत्पन्न करने के लिए। उपकरण एक उठाने की तंत्र से लैस है जो फैलाव डिस्क की ऊंचाई 300-800 मिमी के भीतर समायोजित कर सकता है,मिश्रण टैंक में विभिन्न सामग्री स्तरों के अनुकूल (मात्रा 5000 एल)इसके अतिरिक्त,विसारक एक टोक़ निगरानी उपकरण से सुसज्जित है जो विसारक प्रक्रिया के दौरान सामग्री के प्रतिरोध परिवर्तन के अनुसार स्वचालित रूप से परिचालन गति को समायोजित कर सकता है, अधिभार से बचने और स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए।
2. उच्च कतरनी एमुल्सिफायर की मुख्य विन्यास
मिलान उच्च कतरनी एमुल्सिफायर 0.08-0.2 मिमी के कतरनी अंतर के साथ एक चार चरण स्टेटर-रोटर संरचना को अपनाता है। रोटर की गति लगातार 3000-12000 आरपीएम के बीच समायोजित की जा सकती है,75000 s−1 तक की कतरनी दर उत्पन्न करने वालाउपकरण मिश्रण टैंक के नीचे स्थापित है, सामग्री के इनलाइन निरंतर एमुल्सिफिकेशन को महसूस करता है।यह एक जैकेट तापमान नियंत्रण उपकरण से लैस है जो 25-80 °C के दायरे में इमल्सिफिकेशन के दौरान सामग्री तापमान को नियंत्रित कर सकता है, ± 1°C के तापमान उतार-चढ़ाव की सटीकता के साथ, उच्च गति से कतरनी के दौरान अत्यधिक तापमान वृद्धि के कारण सक्रिय तत्वों के नुकसान या सामग्री के बिगड़ने से बचना।
3प्रक्रिया अनुकूलन उपाय
मूल एकल-चरण प्रसंस्करण प्रक्रिया को तीन-चरण संयुक्त प्रक्रिया में समायोजित किया गया, दो प्रकार के उपकरणों के बीच श्रम के तर्कसंगत विभाजन का एहसास हुआः
- पूर्व-विसारण चरण: सबसे पहले, मिश्रण टैंक में पानी चरण सामग्री जोड़ें, उच्च गति फैलाव शुरू, और 2000-2500 आरपीएम के लिए गति समायोजित करें। फिर, धीरे-धीरे टैंक में ठोस पाउडर सामग्री जोड़ें, जबकि हलचल,और 10-15 मिनट के लिए पूर्व-विसारण करते हैंयह प्रक्रिया ठोस कणों के बड़े संचलन को तेजी से तोड़ सकती है और उन्हें पानी के चरण में समान रूप से फैला सकती है, जिससे बाद में इमल्सिफिकेशन प्रसंस्करण का भार कम हो जाता है।
- गहरी इमल्सिफिकेशन चरण: पूर्व-विसारण पूरा होने के बाद, तेल-चरण सामग्री को मिश्रण टैंक में जोड़ें, उच्च गति विसारक के संचालन को बनाए रखते हुए उच्च-शीयर एमुल्सिफायर शुरू करें।विसारक गति को 1200-1500 आरपीएम और एमुल्सिफायर गति को 8000-10000 आरपीएम पर समायोजित करें, और 15-20 मिनट के लिए संयुक्त प्रसंस्करण करते हैं। उच्च गति विसारक सामग्री की समग्र एकरूपता सुनिश्चित करता है,जबकि उच्च कतरनी एमुल्सिफायर तेल और पानी चरणों के पूर्ण संलयन को महसूस करने और आवश्यक आकार तक ठीक कणों को तोड़ने के लिए मजबूत कतरनी बल उत्पन्न करता है.
- स्थिर मिश्रण चरण: इमल्सिफिकेशन के बाद, उच्च कटाव इमल्सिफायर की गति को 3000-4000 आरपीएम और उच्च गति विसारक की गति को 800-1000 आरपीएम तक कम करें, और 5-8 मिनट के लिए कम गति स्थिर मिश्रण करें.यह प्रक्रिया सामग्री प्रणाली के आंतरिक तनाव को समाप्त करती है, इमल्शन संरचना को स्थिर करती है, और तैयार उत्पाद की दीर्घकालिक भंडारण स्थिरता सुनिश्चित करती है।
अनुप्रयोग प्रभाव और डेटा विश्लेषण
परीक्षण संचालन और पैरामीटर अनुकूलन के 6 महीने के बाद, उच्च गति फैलाव और उच्च कतरनी एमुल्सिफायर की संयुक्त प्रणाली ने उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार में उल्लेखनीय परिणाम प्राप्त किए हैं,उत्पादन दक्षता में वृद्धि और परिचालन लागत में कमीउपकरण उन्नयन से पहले और बाद में विशिष्ट डेटा की तुलना इस प्रकार हैः
1उत्पाद की गुणवत्ता में उल्लेखनीय सुधार
तैयार उत्पाद का कण आकार वितरण काफी अनुकूलित किया गया। उच्च गति विसारक द्वारा पूर्व-विसारण के बाद,ठोस कणों का औसत कण आकार 50-100 μm से घटाकर 8-12 μm कर दिया गयाउच्च कटौती वाले इमल्सिफायर द्वारा आगे इमल्सिफिकेशन के बाद, उत्पाद के अंतिम औसत कण आकार को 1-3 μm पर नियंत्रित किया गया, और पॉलीडिस्परसिटी इंडेक्स (पीडीआई) को 0 से नीचे रखा गया।2भंडारण के दौरान उत्पाद की तेल-पानी पृथक्करण दर 12-15% से घटाकर 60 दिनों के भंडारण के बाद 2% से कम हो गई और उत्पाद की स्थिरता में काफी सुधार हुआ।उत्पाद योग्यता दर 82-85% से बढ़कर 99 प्रतिशत हो गई है।.2%, मूल रूप से पुनर्मिलन और अपशिष्ट निपटान की लागत को समाप्त कर देता है।
2उत्पादन में उल्लेखनीय सुधार
संयुक्त प्रसंस्करण मोड ने एकल बैच प्रसंस्करण समय को 40-50 मिनट से घटाकर 30-35 मिनट कर दिया और प्रसंस्करण दक्षता में लगभग 25% की वृद्धि हुई।पाइपलाइन के अवरुद्ध होने के कारण अनियोजित बंद होने की संख्या सप्ताह में 2-3 बार से घटाकर प्रति माह 0-1 बार कर दी गई, और उपकरण उपलब्धता दर 80% से बढ़कर 95% हो गई। एक ही दैनिक उत्पादन क्षमता (180-250 टन) के साथ, सुविधा ने प्रत्येक शिफ्ट के संचालन समय को 1 घंटे कम कर दिया,उत्पादन कार्यों को समय पर पूरा करते हुए श्रम लागत को कम करना.
3ऊर्जा की खपत और रखरखाव की लागत में प्रभावी कमी
दो प्रकार के उपकरणों के आवृत्ति रूपांतरण नियंत्रण कार्य ने प्रसंस्करण चरण के अनुसार शक्ति के अनुकूली समायोजन को महसूस किया।उत्पादन लाइन की औसत दैनिक बिजली खपत 320 kWh से घटाकर 240 kWh कर दी गईउच्च गति फैलाव और उच्च कतरनी एमुल्सिफायर पहनने के लिए प्रतिरोधी सामग्री और अनुकूलित संरचनात्मक डिजाइन का उपयोग करते हैं,कमजोर भागों के प्रतिस्थापन की आवृत्ति कम करनामासिक रखरखाव लागत 8,000 युआन से घटाकर 3,500 युआन कर दी गई और वार्षिक रखरखाव लागत में लगभग 54,000 युआन की बचत हुई।
4बैच-टू-बैच गुणवत्ता को स्थिर करना
उपकरण की सटीक नियंत्रण प्रणाली फैलाव गति, पायसीकरण समय, कतरनी बल और तापमान का सटीक नियंत्रण महसूस करती है।प्रमुख गुणवत्ता संकेतकों (चिपचिपाहट) का भिन्नता गुणांक (CV), कण आकार वितरण) विभिन्न उत्पादों के बैचों के बीच 18-22% से घटाकर 3-5% कर दिया गया, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता में स्थिर स्थिरता प्राप्त हुई।यह न केवल डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों की गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा करता है बल्कि उत्पादन प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और उत्पाद प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार करने के लिए सुविधा के लिए एक विश्वसनीय आधार भी प्रदान करता है.
मुख्य अनुभव और परिचालन नोट्स
आवेदन प्रक्रिया के दौरान,संयंत्र ने संयुक्त उपकरण प्रणाली के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने और इसके प्रदर्शन को पूरा करने के लिए निम्नलिखित प्रमुख अनुभवों और संचालन नोटों का सारांश दिया:
- सामग्री जोड़ने का क्रम और उच्च गति वाले विसारक और उच्च कतरनी वाले एमुल्सिफायर के बीच गति मिलान प्रसंस्करण प्रभाव के लिए महत्वपूर्ण हैं।पूर्व-विसारण के दौरान ठोस पाउडर सामग्री को बहुत जल्दी जोड़ने से बचना चाहिए।, और सुनिश्चित करें कि कणों के द्वितीयक संचय को रोकने के लिए विसारक पर्याप्त गति बनाए रखता है।
- नियमित रूप से उच्च गति विसारक के फैलाव डिस्क और उच्च कटौती एमुल्सिफायर के स्टेटर-रोटर की पहनने की स्थिति की जांच करें। जब पहनने की मात्रा 0.5 मिमी से अधिक हो,फैलाव और एमुल्सिफिकेशन प्रभाव को कम करने से बचने के लिए समय पर प्रतिस्थापन की आवश्यकता है.
- एमुल्सिफिकेशन प्रक्रिया के दौरान, कड़ाई से सामग्री के तापमान को नियंत्रित करें।अत्यधिक तापमान वृद्धि के कारण सामग्री की गिरावट से बचने के लिए एमुल्सिफायर की गति को उचित रूप से कम किया जाना चाहिए या शीतलन प्रणाली को चालू किया जाना चाहिए.
- एक मानकीकृत उपकरण रखरखाव प्रणाली की स्थापना, जिसमें उपकरण सतहों और सामग्री संपर्क भागों की दैनिक सफाई, आवृत्ति परिवर्तकों और नियंत्रण प्रणालियों की मासिक निरीक्षण शामिल है।और तिमाही प्रतिस्थापन स्नेहन तेल और सील, उपकरण के दीर्घकालिक स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए।
सारांश
उच्च गति फैलाव और उच्च कतरनी एमुल्सिफायर की संयुक्त प्रणाली के आवेदन ने कम फैलाव प्रभाव, अस्थिर एमुल्सिफिकेशन,संयंत्र की उत्पादन प्रक्रिया में उत्पादन की कम दक्षता और उच्च गुणवत्ता उतार-चढ़ावप्रक्रिया अनुकूलन और उचित उपकरण मिलान के माध्यम से, प्रणाली ने फैलाव और पायसीकरण कार्यों के कुशल एकीकरण का एहसास किया है,उत्पाद की गुणवत्ता और उत्पादन दक्षता में काफी सुधार, और कम परिचालन लागत।
बहु-घटक मिश्रित सामग्रियों से संबंधित उत्पादन परिदृश्यों के लिए, उच्च गति वाले विसारकों और उच्च कतरनी वाले एमुल्सिफायरों का संयुक्त उपयोग उनके संबंधित लाभों को पूरी तरह से लागू कर सकता है,एकल उपकरण की सीमाओं को पूरा करें, और एक अधिक कुशल और स्थिर प्रसंस्करण मोड का गठन करते हैं। प्रक्रिया मापदंडों के निरंतर अनुकूलन और मानक उपकरण संचालन और रखरखाव के माध्यम से,संयुक्त उपकरण प्रणाली सुविधा के सतत विकास के लिए विश्वसनीय तकनीकी सहायता प्रदान कर सकती है, सुविधा को उत्पादन की प्रतिस्पर्धात्मकता में सुधार करने और बाजार की तेजी से सख्त गुणवत्ता आवश्यकताओं के अनुकूल बनाने में मदद करता है।
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