Kasus Aplikasi Disperser Berkecepatan Tinggi dan Emulsifier Shear Tinggi
Dalam proses produksi produk cair dan semi-padat dengan karakteristik multi-komponen dan viskositas tinggi,Kombinasi disperser kecepatan tinggi dan emulsifier shear tinggi memainkan peran penting dalam memastikan keseragaman materialSebuah fasilitas produksi yang bergerak dalam pengolahan bahan campuran yang kompleks pernah mengalami kemacetan persisten dalam dispersi bahan dan emulsifikasi,yang menyebabkan kualitas produk tidak stabil dan efisiensi produksi rendahSetelah memperkenalkan sistem gabungan disperser berkecepatan tinggi dan emulsifier pemotong tinggi, fasilitas ini berhasil menyelesaikan masalah ini.mencapai peningkatan signifikan dalam kinerja produksi dan konsistensi produk.
Latar Belakang dan Tantangan yang Ada
Fasilitas ini terutama memproses bahan campuran yang mengandung bubuk padat, fase minyak dan fase air, dengan kebutuhan kapasitas produksi harian 180 hingga 250 ton.Jalur produksi beroperasi dalam tiga shiftSebelum peningkatan peralatan, fasilitas ini bergantung pada satu perangkat pencampuran tradisional untuk menyelesaikan proses dispersi dan emulsifikasi,mengakibatkan masalah menonjol berikut:
- Efek dispersi padat-cair yang tidak memadai: Peralatan pencampuran tradisional tidak dapat secara efektif memecah partikel bubuk padat yang terakumulasi (ukuran partikel awal 50-100 μm) dalam sistem material.sejumlah besar aglomerat halus tetap, yang menyebabkan komposisi material yang tidak merata.mengakibatkan penutupan produksi yang tidak direncanakan 2-3 kali per minggu rata-rata.
- Stabilitas emulsifikasi yang buruk: Peralatan tidak memiliki kekuatan geser yang cukup untuk mewujudkan fusi lengkap antara fase minyak dan air.Produk jadi sering menunjukkan fenomena stratifikasi atau delaminasi setelah 15-20 hari penyimpanan, dengan tingkat pemisahan minyak-air mencapai 12-15%, ini tidak hanya mempengaruhi kegunaan produk tetapi juga meningkatkan biaya pengolahan ulang dan pembuangan limbah,dengan tingkat kualifikasi produk hanya dipertahankan pada 82-85%.
- Efisiensi produksi rendah dan konsumsi energi tinggi: Karena efek pengolahan yang buruk dari peralatan tunggal, setiap batch bahan membutuhkan pencampuran berulang dan emulsifikasi selama 40-50 menit untuk hampir tidak memenuhi persyaratan kualitas dasar.Peralatan beroperasi pada daya tinggi tetap untuk waktu yang lamaKonsumsi listrik rata-rata harian mencapai 320 kWh, dan frekuensi pemeliharaan peralatan tinggi, dengan rata-rata tingkat ketersediaan hanya 80%.
- Fluktuasi kualitas besar dari batch ke batch: Peralatan tradisional tidak memiliki kontrol yang tepat atas kecepatan dispersi, waktu emulsifikasi dan gaya geser.Keseragaman) dan indikator fisik dan kimia (viskositas), distribusi ukuran partikel) dari produk dari berbagai batch menunjukkan perbedaan yang jelas.Hal ini membuat sulit bagi fasilitas untuk membangun proses produksi yang stabil dan memenuhi persyaratan kualitas yang konsisten dari aplikasi hilir.
Konfigurasi Peralatan dan Rencana Optimasi Proses
Untuk mengatasi masalah di atas, fasilitas mengoptimalkan proses produksi dan memperkenalkan sistem pengolahan gabungan yang terdiri dari disperser kecepatan tinggi dan emulsifier pemotong tinggi,membentuk "pre-dispersi - deep emulsification - stable mixing" mode pengolahan terintegrasiKonfigurasi utama peralatan dan langkah-langkah optimasi proses adalah sebagai berikut:
1. Konfigurasi kunci disperser kecepatan tinggi
Disperser kecepatan tinggi yang dipilih dilengkapi dengan cakram dispersi tipe turbin dengan diameter 200 mm, terbuat dari baja tahan karat 316L.Kecepatan dispersi dapat disesuaikan tanpa langkah dalam kisaran 800-3000 rpm melalui kontrol konversi frekuensi, menghasilkan kecepatan linier maksimum 28 m/s. Peralatan ini dilengkapi dengan mekanisme angkat yang dapat menyesuaikan ketinggian cakram penyebaran dalam 300-800 mm,beradaptasi dengan tingkat bahan yang berbeda di tangki pencampuran (volume 5000 L)Selain itu,disperser dilengkapi dengan perangkat pemantauan torsi yang dapat secara otomatis menyesuaikan kecepatan operasi sesuai dengan perubahan resistensi bahan selama proses dispersi, menghindari kelebihan beban dan memastikan operasi yang stabil.
2. Konfigurasi utama dari emulsifier shear tinggi
Emulsifier shear tinggi yang cocok mengadopsi struktur stator-rotor empat tahap dengan celah shear 0,08-0,2 mm. Kecepatan rotor dapat disesuaikan terus-menerus antara 3000-12000 rpm,menghasilkan kecepatan geser hingga 75000 s−1Peralatan ini dipasang di bagian bawah tangki pencampuran, mewujudkan emulsifikasi bahan secara terus menerus.Ini dilengkapi dengan perangkat kontrol suhu yang dapat mengontrol suhu material selama emulsifikasi dalam kisaran 25-80 °C, dengan akurasi fluktuasi suhu ± 1°C, menghindari hilangnya bahan aktif atau kerusakan material yang disebabkan oleh kenaikan suhu yang berlebihan selama pemotongan kecepatan tinggi.
3. Langkah-langkah Optimasi Proses
Proses pengolahan satu langkah asli disesuaikan dengan proses gabungan tiga langkah, mewujudkan pembagian kerja yang rasional antara dua jenis peralatan:
- Tahap pra-dispersi: Pertama, tambahkan bahan fase air ke dalam tangki pencampuran, mulai disperser kecepatan tinggi, dan sesuaikan kecepatan ke 2000-2500 rpm.dan melakukan pra-dispersi selama 10-15 menitProses ini dapat dengan cepat memecah aglomerat besar partikel padat dan menyebarkannya secara merata dalam fase air, mengurangi beban proses emulsifikasi berikutnya.
- Tahap emulsifikasi dalam: Setelah menyelesaikan pra-dispersi, tambahkan bahan fase minyak ke dalam tangki pencampuran, mulai emulsifier pemotong tinggi sambil mempertahankan operasi disperser kecepatan tinggi.Sesuaikan kecepatan disperser ke 1200-1500 rpm dan kecepatan emulsifier ke 8000-10000 rpm, dan melakukan pengolahan gabungan selama 15-20 menit. disperser kecepatan tinggi memastikan kesamaan keseluruhan bahan,sementara emulsifier shear tinggi menghasilkan kekuatan shear yang kuat untuk mewujudkan fusi lengkap fase minyak dan air dan memecah partikel halus ke ukuran yang diperlukan.
- Tahap pencampuran stabil: Setelah emulsifikasi, kurangi kecepatan emulsifier pemotong tinggi menjadi 3000-4000 rpm dan kecepatan disperser kecepatan tinggi menjadi 800-1000 rpm, dan lakukan pencampuran stabil kecepatan rendah selama 5-8 menit.Proses ini menghilangkan ketegangan internal sistem material, menstabilkan struktur emulsi, dan memastikan stabilitas penyimpanan jangka panjang produk jadi.
Efek Aplikasi dan Analisis Data
Setelah 6 bulan operasi uji coba dan optimasi parameter, sistem gabungan disperser berkecepatan tinggi dan emulsifier shear tinggi telah mencapai hasil yang luar biasa dalam meningkatkan kualitas produk,meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi biaya operasionalPerbandingan data spesifik sebelum dan setelah upgrade peralatan adalah sebagai berikut:
1. Peningkatan signifikan dalam kualitas produk
Distribusi ukuran partikel produk jadi secara signifikan dioptimalkan.ukuran partikel rata-rata partikel padat dikurangi dari 50-100 μm menjadi 8-12 μmSetelah emulsifikasi lebih lanjut dengan emulsifier shear tinggi, ukuran partikel rata-rata akhir produk dikendalikan pada 1-3 μm, dan indeks polydispersity (PDI) dipertahankan di bawah 0.2Tingkat pemisahan minyak-air produk selama penyimpanan dikurangi dari 12-15% menjadi kurang dari 2% setelah 60 hari penyimpanan, dan stabilitas produk sangat meningkat.Tingkat kualifikasi produk meningkat dari 82-85% menjadi 99%..2%, pada dasarnya menghilangkan biaya pengolahan ulang dan pembuangan limbah.
2Peningkatan Efisiensi Produksi yang Menarik
Mode pengolahan gabungan memperpendek waktu pengolahan satu batch dari 40-50 menit menjadi 30-35 menit dan efisiensi pengolahan meningkat sekitar 25%.Jumlah penutupan yang tidak direncanakan yang disebabkan oleh penyumbatan pipa berkurang dari 2-3 kali seminggu menjadi 0-1 kali sebulan, dan tingkat ketersediaan peralatan meningkat dari 80% menjadi 95%. Dengan kapasitas produksi harian yang sama (180-250 ton), fasilitas mengurangi waktu operasi setiap shift sebesar 1 jam,mengurangi biaya tenaga kerja sambil memastikan tugas produksi diselesaikan tepat waktu.
3. Pengurangan Konsumsi Energi dan Biaya Pemeliharaan yang Efektif
Fungsi kontrol konversi frekuensi dari dua jenis peralatan mewujudkan penyesuaian daya adaptif sesuai dengan tahap pemrosesan.Konsumsi listrik rata-rata harian jalur produksi dikurangi dari 320 kWh menjadi 240 kWh, penurunan 25%, menghemat 29.200 kWh listrik per tahun. disperser kecepatan tinggi dan emulsifier shear tinggi mengadopsi bahan tahan haus dan desain struktur yang dioptimalkan,mengurangi frekuensi penggantian bagian yang rentanBiaya pemeliharaan bulanan dikurangi dari 8.000 yuan menjadi 3.500 yuan, dan biaya pemeliharaan tahunan dihemat sekitar 54.000 yuan.
4. Stabilisasi kualitas dari batch ke batch
Sistem kontrol yang tepat dari peralatan mewujudkan kontrol yang tepat dari kecepatan dispersi, waktu emulsifikasi, gaya geser dan suhu.Koefisien variasi (CV) dari indikator kualitas utama (viscositas), distribusi ukuran partikel) antara berbagai batch produk berkurang dari 18-22% menjadi 3-5%, mencapai konsistensi kualitas produk yang stabil.Ini tidak hanya memenuhi persyaratan kualitas aplikasi hilir tetapi juga memberikan dasar yang dapat diandalkan bagi fasilitas untuk mengoptimalkan proses produksi dan meningkatkan daya saing produk.
Pengalaman Utama dan Catatan Operasi
Selama proses aplikasi,Fasilitas ini meringkas pengalaman utama dan catatan operasi berikut untuk memastikan operasi yang stabil dari sistem peralatan gabungan dan memberikan kinerja penuh:
- Urutan penambahan bahan dan pencocokan kecepatan antara disperser berkecepatan tinggi dan emulsifier pemotong tinggi sangat penting untuk efek pengolahan.Hal ini diperlukan untuk menghindari penambahan bubuk padat bahan terlalu cepat selama pra-dispersi, dan memastikan bahwa disperser mempertahankan kecepatan yang cukup untuk mencegah aglomerasi partikel sekunder.
- Periksa kondisi keausan cakram dispersi dispersi kecepatan tinggi dan stator-rotor emulsifier pemotong tinggi.diperlukan penggantian tepat waktu untuk menghindari mengurangi efek dispersi dan emulsifikasi.
- Selama proses emulsifikasi, kontrol ketat suhu material.Kecepatan emulsifier harus dikurangi dengan tepat atau sistem pendinginan harus dimulai untuk menghindari kerusakan material yang disebabkan oleh kenaikan suhu yang berlebihan..
- Menetapkan sistem pemeliharaan peralatan standar, termasuk pembersihan permukaan peralatan dan bagian kontak bahan setiap hari, pemeriksaan per bulan konverter frekuensi dan sistem kontrol,dan penggantian minyak pelumasan dan segel setiap triwulanan, untuk memastikan operasi peralatan yang stabil dalam jangka panjang.
Ringkasan
Aplikasi sistem gabungan disperser berkecepatan tinggi dan emulsifier pemotong tinggi secara mendasar telah memecahkan masalah lama efek dispersi yang buruk, emulsifikasi yang tidak stabil,efisiensi produksi yang rendah dan fluktuasi kualitas yang besar dalam proses produksi fasilitasDengan cara pengoptimalan proses dan pencocokan peralatan yang wajar, sistem telah mewujudkan integrasi yang efisien dari fungsi dispersi dan emulsifikasi,Kualitas produk dan efisiensi produksi meningkat secara signifikan, dan mengurangi biaya operasional.
Untuk skenario produksi yang melibatkan bahan campuran multi-komponen, penggunaan gabungan disperser berkecepatan tinggi dan emulsifier pemotong tinggi dapat memanfaatkan sepenuhnya keuntungan masing-masing,Mengimbangi keterbatasan peralatan tunggal, dan membentuk mode pemrosesan yang lebih efisien dan stabil.sistem peralatan gabungan dapat memberikan dukungan teknis yang dapat diandalkan untuk pembangunan fasilitas yang berkelanjutan, membantu fasilitas meningkatkan daya saing produksi, dan beradaptasi dengan persyaratan kualitas yang semakin ketat di pasar.
Pesan Anda harus antara 20-3.000 karakter!