Caso d'applicazione di dispergatore ad alta velocità ed emulsionante ad alta taglio
Nel processo di produzione di prodotti liquidi e semisolidi con caratteristiche multi-componente e ad alta viscosità,la combinazione di disperdenti ad alta velocità ed emulsionanti ad alta tagliotazione svolge un ruolo cruciale nel garantire l'uniformità del materiale, finezza e stabilità del prodotto: un impianto di produzione dedicato alla trasformazione di materiali misti complessi ha incontrato persistenti strozzature nella dispersione e nell'emulsificazione dei materiali,che ha portato a una qualità instabile del prodotto e a una scarsa efficienza di produzioneDopo l'introduzione di un sistema combinato di dispersori ad alta velocità ed emulsionatori ad alta taglio, la struttura ha risolto con successo questi problemi.conseguimento di miglioramenti significativi delle prestazioni di produzione e della coerenza del prodotto.
Anteprima e sfide esistenti
L'impianto lavora principalmente materiali misti contenenti polveri solide, fasi oleose e fasi idriche, con una capacità produttiva giornaliera di 180-250 tonnellate.La linea di produzione opera in tre turniPrima dell'aggiornamento delle attrezzature, l'impianto si basava su un unico dispositivo di miscelazione tradizionale per completare sia i processi di dispersione che di emulsificazione.che ha causato i seguenti problemi importanti::
- Effetto di dispersione solido-liquido inadeguato: l'apparecchiatura di miscelazione tradizionale non è in grado di decomporre efficacemente le particelle di polvere solide agglomerate (dimensioni iniziali di particelle 50-100 μm) nel sistema del materiale.un gran numero di agglomerati fini è rimastoDurante la successiva lavorazione, questi agglomerati causerebbero blocchi nelle condotte e negli ugelli,causando interruzioni di produzione non pianificate 2-3 volte alla settimana in media.
- Scarsa stabilità di emulsione: L'apparecchiatura non disponeva di una forza di taglio sufficiente per realizzare una fusione completa tra le fasi di olio e acqua.Il prodotto finito ha spesso mostrato fenomeni di stratificazione o delaminazione dopo 15-20 giorni di conservazione, con un tasso di separazione olio-acqua pari al 12-15%, il che non solo ha influito sull'usabilità del prodotto, ma ha anche aumentato i costi di rielaborazione e di smaltimento dei rifiuti,con un tasso di qualificazione del prodotto mantenuto solo all'82%-85%.
- Basso rendimento di produzione e elevato consumo energetico: A causa del basso effetto di lavorazione dell'apparecchiatura singola, ogni partita di materiali richiedeva ripetute miscelazioni ed emulsioni per 40-50 minuti per soddisfare a malapena i requisiti di qualità di base.L'apparecchiatura ha funzionato a alta potenza fissa per lungo tempoIl consumo medio giornaliero di energia elettrica ha raggiunto i 320 kWh e la frequenza di manutenzione delle apparecchiature è stata elevata, con un tasso medio di disponibilità solo dell'80%.
- Grandi fluttuazioni di qualità da lotto a lotto: le apparecchiature tradizionali non avevano un controllo preciso della velocità di dispersione, del tempo di emulsione e della forza di taglio.L'indice di viscosità (viscosità) è basato su:, la distribuzione delle particelle) dei prodotti provenienti da lotti diversi ha mostrato evidenti differenze.Ciò ha reso difficile per l'impianto stabilire processi produttivi stabili e soddisfare i requisiti di qualità coerenti delle applicazioni a valle.
Piano di configurazione delle apparecchiature e ottimizzazione dei processi
Per risolvere i problemi di cui sopra, l'impianto ha ottimizzato il processo produttivo e ha introdotto un sistema di lavorazione combinato costituito da dispersori ad alta velocità ed emulsionatori ad alta taglio.formando una modalità di lavorazione integrata "pre-dispersione - emulsificazione profonda - miscelazione stabile"Le principali configurazioni delle attrezzature e le misure di ottimizzazione dei processi sono le seguenti:
1Configurazione chiave del disperditore ad alta velocità
Il dispersatore ad alta velocità selezionato è dotato di un disco di dispersione di tipo turbina di diametro 200 mm, in acciaio inossidabile 316L.La velocità di dispersione può essere regolata senza passi nell'intervallo di 800-3000 giri al minuto attraverso il controllo di conversione di frequenza, generando una velocità lineare massima di 28 m/s. L'apparecchiatura è dotata di un meccanismo di sollevamento in grado di regolare l'altezza del disco di dispersione entro 300-800 mm,adattamento ai diversi livelli di materiale nel serbatoio di miscelazione (volume 5000 L)In aggiunta,il dispergatore è dotato di un dispositivo di monitoraggio della coppia in grado di regolare automaticamente la velocità di funzionamento in base al cambiamento di resistenza dei materiali durante il processo di dispersione, evitando il sovraccarico e garantendo un funzionamento stabile.
2. Configurazione chiave dell'emulsionatore ad alto taglio
L'emulsionatore ad alto taglio abbinato adotta una struttura statore-rotore a quattro fasi con un intervallo di taglio di 0,08-0,2 mm. La velocità del rotore può essere regolata continuamente tra 3000-12000 giri/min.con una capacità di accensione superiore a 50 W,L'apparecchiatura è installata sul fondo del serbatoio di miscelazione, realizzando l'emulsificazione continua in linea dei materiali.È dotato di un dispositivo di controllo della temperatura con giacca in grado di controllare la temperatura del materiale durante l'emulsificazione nell'intervallo 25-80 °C, con una precisione di fluttuazione della temperatura di ±1°C, evitando la perdita di principi attivi o il deterioramento del materiale causato da un aumento eccessivo della temperatura durante la tosatura ad alta velocità.
3. Misure di ottimizzazione dei processi
Il processo di lavorazione originario in un solo passaggio è stato adattato a un processo combinato in tre passaggi, realizzando la divisione razionale del lavoro tra i due tipi di attrezzature:
- Fase di pre-dispersioneIn primo luogo, aggiungere materiali in fase di acqua nel serbatoio di miscelazione, avviare il disperdatore ad alta velocità e regolare la velocità a 2000-2500 giri al minuto.e effettuare la pre-dispersione per 10-15 minutiQuesto processo consente di scindere rapidamente grandi agglomerati di particelle solide e di disperderli uniformemente nella fase idrica, riducendo il carico del successivo processo di emulsione.
- Fase di emulsione profonda: Dopo aver completato la pre-dispersione, aggiungere materiali in fase oleosa nel serbatoio di miscelazione, avviare l'emulsionatore ad alta taglia mantenendo il funzionamento del dispersatore ad alta velocità.Regolare la velocità del dispergatore a 1200-1500 rpm e la velocità dell'emulsionatore a 8000-10000 rpmLa dispersione ad alta velocità garantisce l'uniformità complessiva dei materiali.mentre l'emulsionatore ad alto taglio genera una forte forza di taglio per realizzare la fusione completa delle fasi di olio e acqua e abbattere le particelle fini alle dimensioni richieste.
- Stadio di miscelazione stabile: dopo l'emulsificazione, ridurre la velocità dell'emulsionatore ad alto taglio a 3000-4000 giri al minuto e la velocità del dispergatore ad alta velocità a 800-1000 giri al minuto e effettuare una miscelazione stabile a bassa velocità per 5-8 minuti.Questo processo elimina lo stress interno del sistema del materiale, stabilizza la struttura dell'emulsione e garantisce la stabilità di conservazione a lungo termine del prodotto finito.
Effetti dell'applicazione e analisi dei dati
Dopo 6 mesi di sperimentazione e ottimizzazione dei parametri, il sistema combinato di dispergatore ad alta velocità ed emulsionatore ad alta taglio ha ottenuto risultati notevoli nel miglioramento della qualità del prodotto,miglioramento dell'efficienza della produzione e riduzione dei costi operativiIl confronto dei dati specifici prima e dopo l'aggiornamento dell'attrezzatura è il seguente:
1- Miglioramento significativo della qualità del prodotto
La distribuzione delle particelle del prodotto finito è stata ottimizzata in modo significativo.la dimensione media delle particelle solide è stata ridotta da 50-100 μm a 8-12 μmDopo un'ulteriore emulsificazione con l'emulsionatore ad alto taglio, la dimensione media finale delle particelle del prodotto è stata controllata a 1-3 μm e l'indice di polidispersità (PDI) è stato mantenuto al di sotto di 0.2Il tasso di separazione olio-acqua del prodotto durante lo stoccaggio è stato ridotto dal 12-15% a meno del 2% dopo 60 giorni di stoccaggio e la stabilità del prodotto è stata notevolmente migliorata.Il tasso di qualificazione del prodotto è aumentato dall'82-85% al 99%..2%, eliminando sostanzialmente i costi di rielaborazione e di smaltimento dei rifiuti.
2- notevole miglioramento dell'efficienza della produzione
La modalità di elaborazione combinata ha ridotto il tempo di elaborazione del singolo lotto da 40-50 minuti a 30-35 minuti e ha migliorato l'efficienza di elaborazione di circa il 25%.Il numero di arresti non pianificati causati da blocchi delle condotte è stato ridotto da 2-3 volte a settimana a 0-1 volte al mese, e il tasso di disponibilità delle attrezzature è aumentato dall'80% al 95%. Con la stessa capacità produttiva giornaliera (180-250 tonnellate), l'impianto ha ridotto di 1 ora il tempo di funzionamento di ogni turno,ridurre i costi di manodopera, assicurando al contempo che i compiti di produzione siano completati in tempo.
3. Riduzione efficace dei costi di consumo e manutenzione dell'energia
La funzione di controllo della conversione di frequenza dei due tipi di apparecchi realizzava un regolamento adattativo della potenza in base allo stadio di lavorazione.Il consumo medio giornaliero di energia elettrica della linea di produzione è stato ridotto da 320 kWh a 240 kWh, una riduzione del 25%, risparmiando 29.200 kWh di energia elettrica all'anno.ridurre la frequenza di sostituzione delle parti vulnerabiliIl costo mensile di manutenzione è stato ridotto da 8.000 yuan a 3.500 yuan, e il costo annuale di manutenzione è stato risparmiato di circa 54.000 yuan.
4Stabilizzazione della qualità da lotto a lotto
Il sistema di controllo preciso dell'apparecchiatura consente un controllo preciso della velocità di dispersione, del tempo di emulsione, della forza di taglio e della temperatura.Il coefficiente di variazione (CV) degli indicatori chiave di qualità (viscosità), la distribuzione della dimensione delle particelle) tra i diversi lotti di prodotti è stata ridotta dal 18-22% al 3-5%, ottenendo una costante e stabile qualità del prodotto.Ciò non solo soddisfa i requisiti di qualità delle applicazioni a valle, ma fornisce anche una base affidabile per l'impianto per ottimizzare i processi di produzione e migliorare la competitività dei prodotti.
Esperienza chiave e note operative
Durante il processo di domanda,l'impianto ha riassunto le seguenti esperienze chiave e note di funzionamento per garantire il funzionamento stabile del sistema di apparecchiature combinate e dare pieno svolgimento alle sue prestazioni:
- La sequenza di aggiunta del materiale e la velocità di abbinamento tra dispergatore ad alta velocità ed emulsionatore ad alta taglio sono cruciali per l'effetto di lavorazione.È necessario evitare l'aggiunta troppo rapida di materiali solidi in polvere durante la pre-dispersione., e assicurare che il disperdatore mantenga una velocità sufficiente a prevenire l'agglomeramento secondario di particelle.
- Controllare regolarmente lo stato di usura del disco di dispersione del dispersatore ad alta velocità e dello statore-rotore dell'emulsionatore ad alta taglio.è necessaria una sostituzione tempestiva per evitare di ridurre l'effetto di dispersione ed emulsione.
- Durante il processo di emulsificazione, controllare rigorosamente la temperatura del materiale.la velocità dell'emulsionatore deve essere adeguatamente ridotta o il sistema di raffreddamento avviato per evitare il deterioramento del materiale causato da un aumento eccessivo della temperatura.
- istituire un sistema di manutenzione standardizzato delle attrezzature, compresa la pulizia giornaliera delle superfici delle attrezzature e delle parti di contatto con i materiali, l'ispezione mensile dei convertitori di frequenza e dei sistemi di controllo,e sostituzione trimestrale dell'olio lubrificante e delle guarnizioni, per garantire il funzionamento stabile a lungo termine dell'apparecchiatura.
Riassunto
L'applicazione del sistema combinato di dispersivo ad alta velocità ed emulsificante ad alta taglia ha risolto fondamentalmente i problemi di lunga data di scarso effetto di dispersione, emulsificazione instabile,bassa efficienza di produzione e elevate fluttuazioni di qualità nel processo produttivo dell'impianto. Attraverso l'ottimizzazione del processo e la corrispondenza ragionevole delle attrezzature, il sistema ha realizzato l'efficiente integrazione delle funzioni di dispersione ed emulsificazione,miglioramento significativo della qualità dei prodotti e dell'efficienza della produzione, e costi operativi ridotti.
Per gli scenari di produzione che coinvolgono materiali misti multi-componente, l'uso combinato di dispersori ad alta velocità ed emulsionanti ad alta taglio può dare pieno svolgimento ai rispettivi vantaggi,compensare le limitazioni delle singole attrezzature, e formano una modalità di elaborazione più efficiente e stabile.il sistema di attrezzature combinate può fornire un supporto tecnico affidabile per lo sviluppo sostenibile dell'impianto;, aiutano l'impianto a migliorare la competitività della produzione e ad adattarsi ai requisiti di qualità sempre più severi del mercato.
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