공압 리프팅 유화기 장비 적용 사례 연구
정밀 화학 생산 분야에서 유화 시스템의 안정성과 균일성은 제품 성능, 생산 효율성 및 전체 운영 비용을 직접적으로 결정합니다. 산업용 코팅 및 화학 중간체 생산에 종사하는 한 제조업체는 한때 유화 공정에서 지속적인 문제에 직면하여 생산 라인의 최적화를 제한했습니다. 화학 등급 공압 리프팅 유화기 장비의 도입은 이러한 문제점을 효과적으로 해결하여 생산 품질과 효율성을 포괄적으로 업그레이드했습니다.
배경: 유화 생산의 공정 딜레마
제조업체의 핵심 제품에는 수성 산업용 코팅 및 유수 혼합 화학 중간체가 포함됩니다. 기존 생산 공정에서 유화 단계는 기존의 고정 교반 장비에 의존하여 여러 기술적 병목 현상을 초래했습니다. 첫째, 기존 장비가 제공하는 전단력이 부족하여 물질 입자의 불완전한 분산이 발생했습니다. 유화 시스템의 입자 크기가 균일하지 않아 D90 값이 15μm 이상을 유지했습니다. 이는 최종 제품의 불안정성, 보관 중의 쉬운 층 분리, 배치 간의 일관성 없는 성능 지표와 같은 문제를 직접적으로 야기했습니다.
둘째, 기존 장비의 고정된 구조로 인해 물질 수준에 따라 교반 높이를 조절하기 어려워 하부 및 상부 층의 물질 혼합이 부적절했습니다. 또한, 개방형 교반 공정은 많은 양의 공기를 물질에 유입시켜 수많은 미세 기포를 형성했습니다. 코팅 제품의 경우, 이러한 기포는 필름 형성 후 핀홀 및 오렌지 껍질과 같은 표면 결함을 유발하여 제품 합격률을 감소시켰습니다. 화학 중간체의 경우, 기포 잔류물은 후속 반응 공정의 정확성에 영향을 미쳐 공정 제어의 어려움을 증가시켰습니다. 또한, 기존 유화 공정은 긴 교반 시간을 필요로 했습니다. 각 배치의 물질은 유화를 완료하는 데 2.5~3시간이 걸렸고, 정적 탈포와 같은 후처리 절차가 필요하여 생산 효율성이 낮고 에너지 소비가 높았습니다.
또한, 생산 공정에 사용된 원료에는 미량의 계면활성제와 고체 입자가 포함되어 있었습니다. 기존 장비의 고정된 교반 위치는 고체 입자가 하부에 축적되기 쉽게 하여 유화 이상을 유발했습니다. 안정적인 유화층의 형성은 물질 손실을 증가시킬 뿐만 아니라 추가적인 화학적 탈유화제를 필요로 하여 생산 비용을 증가시키고 제품 순도에 잠재적인 위험을 초래했습니다. 한편, 생산 후 청소는 고정된 구조로 인해 번거로워 배치 간의 간격을 연장했습니다.
솔루션: 공압 리프팅 유화기 장비의 도입 및 적용
위의 문제를 해결하기 위해 제조업체는 맞춤형 매개변수를 갖춘 화학 등급 공압 리프팅 유화기 장비를 선택했습니다. 이 장비는 공압 리프팅 조절, 고전단 균질화 및 밀폐 교반 기능을 통합했으며, 화학 생산의 내식성 및 청결성 요구 사항을 충족하기 위해 304 스테인리스 스틸로 제작되었습니다. 핵심적인 장점은 공압 리프팅 시스템에 있으며, 이는 0-800mm 범위 내에서 교반 헤드 높이의 무단계 조절을 가능하게 하여 유화 공정 중 다양한 물질 배럴 사양 및 물질 수준 변화에 적응합니다.
이 장비는 0.15mm의 조절 가능한 간격을 가진 고전단 고정자-회전자 구조를 갖추고 있어 최대 26m/s의 선형 속도를 생성하여 물질 입자를 균일한 마이크론 수준 크기로 분해할 수 있습니다. 공압 리프팅 시스템은 이중 실린더 구동 설계를 채택하여 ±1mm 이내의 안정적인 리프팅 및 위치 정확도를 보장하여 위치 편차로 인한 불균일한 혼합을 방지합니다. 공식적인 시운전 전에 장비 공급업체는 제조업체의 실제 원료를 사용하여 3차례의 공정 시뮬레이션 테스트를 수행하여 교반 속도, 리프팅 빈도 및 교반 시간과 같은 주요 매개변수를 최적화했습니다. 테스트 결과, 교반 속도를 7500rpm으로 설정하고, 리프팅 빈도를 5분마다 한 번으로 조절하고, 온도를 38±2℃로 제어했을 때 유화 효과가 최적이었습니다. 이러한 테스트 데이터를 기반으로 전문 엔지니어의 현장 설치 및 시운전 후 장비가 공식적으로 생산에 투입되었습니다.
결과: 생산 성능의 포괄적인 개선
새로운 공압 리프팅 유화기 장비가 가동된 후 제조업체의 생산 공정은 여러 차원에서 상당한 개선을 이루었으며, 측정 가능한 데이터가 적용 효과를 검증했습니다.
제품 품질 측면에서 교반 헤드의 조절 가능한 높이는 하부의 물질 축적과 상부 층 물질의 부적절한 혼합을 제거했습니다. 유화 시스템의 입자 크기 분포가 현저하게 최적화되어 제품의 D90 값이 15μm 이상에서 4.8μm 미만으로 감소했으며, 입자 크기 균일성이 88% 이상 향상되었습니다. 고전단 균질화에 의해 형성된 안정적인 유화 시스템은 제품 층 분리를 효과적으로 제거했습니다. 보관 안정성 테스트 결과, 제품은 12개월 동안 실온에서 보관할 수 있었으며, 뚜렷한 층 분리 또는 침전이 없어 제품의 유통 기한을 크게 연장했습니다. 한편, 장비의 밀폐 교반 설계는 기존 개방형 장비에 비해 공기 유입을 95% 감소시켰고, 기포 제거율은 97% 이상에 도달했습니다. 코팅 제품은 더 이상 기포로 인한 표면 결함이 없었으며, 합격률은 82%에서 97.5%로 증가했습니다.
생산 효율성 측면에서 공압 리프팅 시스템의 유연한 높이 조절은 물질 배치당 교반 시간을 2.5-3시간에서 40분으로 단축하여 거의 78% 감소시켰습니다. 장비의 다양한 배럴 사양에 대한 적응형 설계는 다른 장치 간의 물질 이송의 필요성을 제거하여 배치당 약 20분의 이송 시간을 절약했습니다. 통합된 유화 및 혼합 기능은 또한 정적 탈포와 같은 독립적인 후처리 절차를 제거했습니다. 장비의 연속 작동 능력은 대규모 대량 생산을 지원하며, 일일 생산량은 기존 공정에 비해 2.3배 증가했습니다. 또한, 공압 리프팅 시스템은 장비 청소를 단순화합니다. 생산 후 교반 헤드를 고정된 높이로 들어 올려 중앙 집중식 청소를 수행하여 청소 시간을 40% 단축했습니다.
비용 관리 측면에서 유화 및 청소 시간 단축은 단위 제품 에너지 소비를 35% 낮췄습니다. 안정적인 유화 효과는 유화 이상으로 인한 물질 손실을 방지하여 원료 낭비를 약 16% 줄였습니다. 화학적 탈유화제의 제거는 보조 재료 비용을 더욱 절감했습니다. 장비의 내구성이 뛰어난 공압 부품은 긴 수명을 가지며, 모듈식 설계는 유지 보수를 용이하게 하여 기존 고정 장비에 비해 유지 보수 비용을 25% 절감했습니다. 밀폐된 구조는 또한 휘발성 원료의 손실을 줄여 전체 운영 비용을 더욱 최적화했습니다.
공정 안정성 측면에서 장비는 교반 속도, 리프팅 위치 및 온도와 같은 주요 매개변수를 실시간으로 정확하게 모니터링하고 조절하는 지능형 제어 시스템을 갖추고 있습니다. 매개변수 변동 범위는 ±2% 이내로 제어되어 배치 간의 일관된 제품 품질을 보장합니다. 360° 스크레이핑 벽 보조 교반 장치는 리프팅 기능과 협력하여 배럴 내부 벽에 물질 잔류물을 방지하여 각 배치 제품의 균일성을 더욱 보장합니다.
장기 운영 및 경험 요약
현재 통계 기간까지 화학 등급 공압 리프팅 유화기 장비는 8,000시간 이상 연속적으로 안정적으로 작동했으며, 고장률은 1% 미만이었습니다. 공압 시스템은 강력한 내식성 및 내마모성을 가진 수입 부품을 채택하여 화학 생산의 가혹한 작업 환경에 적응합니다. 장비의 모듈식 설계는 유지 보수 및 마모 부품 교체를 용이하게 하며, 공급업체의 24시간 원격 기술 지원 및 48시간 현장 문제 해결 서비스는 생산의 연속성을 보장합니다.
적용 사례는 화학 등급 공압 리프팅 유화기 장비가 유연한 높이 조절, 고전단 균질화 및 밀폐 교반 기능을 통해 기존 화학 유화 공정에서 흔히 발생하는 문제를 효과적으로 해결할 수 있음을 보여줍니다. 물질 혼합 균일성을 최적화하고 기포 잔류물을 제거함으로써 제품 품질과 안정성을 향상시킵니다. 동시에 생산 주기를 단축하고 에너지 소비 및 물질 손실을 줄이며 생산 효율성과 경제적 이점의 이중 개선을 실현합니다.
화학 제조업체의 경우, 유화기 장비의 선택은 제품 특성, 원료 특성 및 생산 규모와 밀접하게 결합되어야 합니다. 공압 리프팅 기능은 여러 배럴 사양 및 가변 물질 수준이 있는 생산 시나리오에 특히 적합합니다. 맞춤형 매개변수 설계 및 엄격한 사전 시운전 테스트는 장비와 생산 공정 간의 일치를 보장하는 데 핵심입니다. 이 장비의 안정적인 작동은 제조업체의 제품 품질에 대한 신뢰할 수 있는 보증을 제공할 뿐만 아니라 후속 공정 업그레이드 및 제품 확장을 위한 견고한 기반을 마련합니다.
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