ケース スタディ: 細工 化学 加工 の 生産 効率 と 製品 品質 を 向上 さ せる 高 切断 底 入 流 エムルジファ ラー
精密化学の生産において,乳化プロセスは,製品の品質,安定性,生産効率を直接決定する重要な要素です.ポリマー乳液と複合材料の製造に従事する企業混合不可能な相の均一な分散を達成し,材料の沉着を排除し,製品の欠陥率を減らすことは,常に生産プロセスにおける主要な課題でした.このケーススタディは,繊細化工企業が長年の生産の難点を,高切断底入エミュルファイヤを適用することで,どのように成功裏に解決したかを紹介しています.製品品質と生産効率の著しい改善を達成しました.
1背景と生産の課題
この企業は主に水性ポリマー乳液の研究開発と生産に従事しており,水性ポリマー乳液はコーティングや粘着剤などに広く使用されています.高切断率の底入りエミュルガーを導入する前に企業では,エムルシフィケーションと混合作業のために伝統的な上部マウントされたミキサーを採用しました.生産の規模を拡大し,製品品質に対する市場の要求を向上させることで,生産の進歩と製品の競争力に深刻な影響を与えた.
主な生産課題は以下の通りです.
- 不均一なエムルシフィケーションと劣悪な製品安定性: 従来の上部アギタターは,切断力が限られており,材料システム内の油相,水相および機能添加物を完全に分散させることは困難です.準備されたエミュルシオンは粒子の大きさが大きい.貯蔵中に容易な相分離と層化です. 製品の資格率はわずか88%です.安定性が悪いため 欠陥のある製品は 欠陥のある製品の90%以上を占めています.
- 重大な物質沉着と死 zona: 生産ケトル (50000Lのバッチ) の容量が大きいため,上部に設置された混ぜ器の混ぜ効果はケトル底を覆うことは困難です.大量の固体粉末添加物と高粘度物質は,ケトル底に落ち着くのは簡単ですこれは原料の無駄を招くだけでなく,製品構成要素の一貫性にも影響します.生産品の性能に大きな違いが生じる.
- 長い生産サイクルと高エネルギー消費: 乳化効果を最大限に確保するために,企業では混ぜる時間を8〜10時間まで延長する必要があります.生産能力が低下するだけでなく (日2回のみ生産可能)生産コストを大幅に増加させるため,一連の混合器の消費電力は350kWhに達します.
- 清掃 が 困難 で,維持 費用 が 高く: 伝統的な上部アギタタターは複雑な構造を持ち,アギタシャフトと刃は材料に簡単に粘着します.各バッチの後,清掃作業は2-3時間かかります.時間と労力を要する同時に,操作中の設備の大きな負荷のために,ベアリングとシールが磨き合って,保守頻度は2ヶ月ごとに1回まで高くなっています.継続的な生産効率に影響を与える.
2設備の選択と技術構成
生産過程を徹底的に調査し 繰り返し技術的な検証を行った後企業は最終的に,上部に設置された伝統的な混ぜ機を代替するために,高切断率の底入りエミュルファイヤを選択した.装置は,水鍋の底に作業頭を設置して,大量の水鍋生産のために設計されています.直接地表物質に作用し, 沈殿と死帯の問題を解決する主要な技術構成は以下のとおりです.
- 電力と処理能力: 設備には37kWの高効率モーターが装備されており, 3000~8000Lのバッチ処理容量に対応し,同社の5000Lの生産ケトルに完全に対応しています.
- ローター・ステーター構造精密なフィットギャップ 0.2-0.5mm の多層歯のローター-ステーター組成を採用.ローターの速度は2940rpmに達し,高い線形速度と強い切断力を発生します.材料の滴や固体粒子を効果的に分解できる.
- 物質 の 質: 材料との接触部位は,表面粗さRa≤0.4μmの316Lステンレス鋼で作られています.精密化学生産における材料の清潔性と耐腐蝕性に関する要求を満たす.
- 制御システム: 異なる材料システムとプロセス要件に応じてローターの速度を調整できる,インテリジェント周波数変換制御システムで装備されている.温度や走行状態などの動作パラメータのリアルタイムモニタリングを実現.
- 密封構造: 冷却および洗浄機能を持つ二重機械密封設計を採用し,材料の漏れを効果的に防止し,高速回転下で機器の動作の安定性を保証します.
装置の基本原理は,ローターが高速で回転すると,ローターとステータ間の精密ギャップに強い負圧が形成される.底部材料と上部材料を一緒に切断領域に吸い込む材料は,強い切断,遠心圧出,液体層摩擦,隙間における渦巻など,包括的な影響にさらされています.大粒子が素早く分解され 精製されます混合できない相が完全に分散してエミュルゼーションされ,最終的に均質で安定したエミュルゼーションシステムを形成します.同時に,底部作業頭によって生成される高速流動は,ケトル内の材料の総流動を動かす乱す死区域を排除し,材料の沈着を避ける.
3応用効果とデータ比較
高切断率の底入りエミュルガイザーが使用開始された後,同社は新しい機器と従来のミガイザーとの間の1ヶ月間の比較試験を行いました.生産プロセスのパラメータは一貫して維持されました製品品質,生産効率,エネルギー消費が包括的に評価されました.主要な業績指標は大幅に改善されました.
3.1 製品の質の著しい改善
新しい装置によって作られた乳液の粒子の大きさは,レーザー粒子の大きさの分析装置で検査されました.結果は,製品の平均粒子の大きさが50μm (従来の装置) から2-5μmに減少したことを示しました静的貯蔵の6ヶ月後に,相分離や層化がないことが示されました.製品安定性が著しく改善されました製品合格率は88%から98.5%に増加し,乳化問題による欠陥率は5%未満に減少しました.
さらに,製品構成要素の一貫性は著しく改善されました.異なるバッチの製品の粘度や固体含有量などの機能指標の検出データは,変異係数 (CV) が8から減少したことを示しました.2%から1.5%で,生産品の生産量間の性能の均一性を確実にしました.
3.2 生産効率が大幅に向上する
機材の強い切断効率により,各バッチの乳化時間は8〜10時間から3〜4時間に短縮され,62.5%減少しました.日々の生産能力は 2 パートから 5 パートに増加しました生産場を拡大したり,作業員数を増加させずに月収が150%増加しました.各バッチの洗浄時間が2〜3時間から40分に短縮されました設備の連続生産能力をさらに向上させた.
3.3 エネルギー消費と維持コストの著しい削減
高切断能力の底入りエミュルガイザーの電力は 37kWで,従来のミガイザー (30kW) よりもわずかに高かったが,作業時間の大幅な短縮により,各バッチの消費電力は 350 kWh から 148 kWh に減少します年間エネルギーコストは18万元以上削減できます.
メンテナンスの面では,機械的な密封構造と高品質の材料の選択により,機器部品の磨きが軽減されます.メンテナンス 頻度は 2 ヶ月ごとに 1 回から 8 ヶ月ごとに 1 回に減少します設備は使用開始後6ヶ月間,故障停止なしで安定して動作し,生産継続を保証しています.
3.4 物質沉着の除去と廃棄物の削減
装置の底部に設置された作業ヘッドは底部材料を完全に混ぜることができ,ケトル底部にある混ぜる死区域を完全に排除します.固体添加物や高粘度材料の沉着問題は解決年間原材料廃棄量は8トン以上削減され,生産コストもさらに削減されます.
4概要と経験
繊維化工の企業では,高切断率の底入りエムルジファーの適用は,不均等なエムルジフィケーションなどの長年の生産の難点を解決しただけでなく,材料の沉着と低効率生産効率とコスト管理も全面的に改善しました.高粘度と多相性物質のエミュルジ化プロセス伝統的な混合装置に匹敵できない明らかな利点があります.
まず,底部に設置された設計は,底部材料に直接作用し,乱す死区域を排除し,材料の沈着を回避し,材料システムの均一性を確保します.第二に3つ目は,溶液の安定性を向上させ,素粒子を素早く精製できる.インテリジェント制御と最適化された構造設計により エネルギー消費と保守コストが削減されます生産効率を向上させる.
現在,同社は5000Lと8000Lの生産ライン全体に高切断能力の底入りエミュルファイヤを普及させ,経済的・社会的利益を得ています.精密化工産業の類似企業にとって,乳化プロセス問題を解決し,産業のアップグレードを実現するための貴重な参考文献です..
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