مطالعه موردی کاربرد تجهیزات امولسیفایر درجه شیمیایی
در زمینه تولید مواد شیمیایی ظریف، پایداری و یکنواختی سیستمهای امولسیون مستقیماً عملکرد محصول، راندمان تولید و هزینههای عملیاتی کلی را تعیین میکند. یک تولیدکننده که در تولید پوششهای صنعتی و واسطههای شیمیایی فعالیت داشت، زمانی با چالشهای مداوم در فرآیند امولسیونسازی خود مواجه بود که محدودیتهایی را برای بهینهسازی خط تولیدش ایجاد میکرد. معرفی تجهیزات امولسیفایر خلاء با برش بالا و درجه شیمیایی، به طور موثر به این نقاط ضعف رسیدگی کرد و به ارتقای جامع کیفیت و راندمان تولید دست یافت.
پیشینه: معضلات فرآیند در تولید امولسیونسازی
محصولات اصلی این تولیدکننده شامل پوششهای صنعتی بر پایه آب و واسطههای شیمیایی مخلوط روغن و آب است. در فرآیند تولید سنتی، مرحله امولسیونسازی به تجهیزات همزن معمولی متکی بود که منجر به تنگناهای فنی متعددی میشد. اولاً، نیروی برشی که توسط تجهیزات سنتی ارائه میشد، ناکافی بود و منجر به پراکندگی ناقص ذرات مواد میشد. اندازه ذرات سیستم امولسیونسازی ناهموار بود و مقدار D90 بالای 15 میکرومتر باقی میماند. این امر مستقیماً باعث مشکلاتی مانند پایداری ضعیف محصول نهایی، لایه لایه شدن آسان در حین ذخیرهسازی و شاخصهای عملکردی ناسازگار بین دستهها میشد.
ثانیاً، فرآیند هم زدن از نوع باز، مقدار زیادی هوا را وارد مواد میکرد و حبابهای ریز متعددی را تشکیل میداد. برای محصولات پوششی، این حبابها باعث ایجاد نقصهای سطحی مانند سوراخهای سوزنی و پوست پرتقالی پس از تشکیل فیلم میشدند و نرخ واجد شرایط بودن محصول را کاهش میدادند. برای واسطههای شیمیایی، باقیماندههای حباب بر دقت فرآیندهای واکنش بعدی تأثیر میگذاشت و دشواری کنترل فرآیند را افزایش میداد. علاوه بر این، فرآیند امولسیونسازی سنتی به زمان هم زدن طولانی نیاز داشت - هر دسته از مواد 2.5 تا 3 ساعت طول میکشید تا امولسیونسازی کامل شود و روشهای پس از پردازش مانند ایستادن برای حبابزدایی مورد نیاز بود که منجر به راندمان تولید پایین و مصرف انرژی بالا میشد.
علاوه بر این، مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند تولید حاوی مقادیر کمی از مواد فعال سطحی و ذرات جامد بودند که به راحتی تحت تأثیر هم زدن معمولی، باعث ناهنجاریهای امولسیونسازی میشدند. تشکیل لایههای امولسیونسازی پایدار نه تنها باعث افزایش تلفات مواد میشد، بلکه به مواد ضد امولسیونسازی شیمیایی اضافی نیز نیاز داشت که هزینههای تولید را افزایش میداد و خطرات احتمالی را برای خلوص محصول به همراه داشت.
راهحل: معرفی و کاربرد تجهیزات امولسیفایر درجه شیمیایی
برای حل مشکلات فوق، تولیدکننده یک تجهیزات امولسیفایر خلاء با برش بالا و درجه شیمیایی را با پارامترهای سفارشی انتخاب کرد. این تجهیزات عملکردهای همگنسازی با برش بالا، گاززدایی خلاء و کنترل دمای هوشمند را ادغام میکند و با فولاد ضد زنگ 304 ساخته شده است تا الزامات مقاومت در برابر خوردگی و تمیزی تولید مواد شیمیایی را برآورده کند. طرح اصلی آن شامل یک ساختار استاتور-روتور دو لایه با شکاف قابل تنظیم 0.1 میلیمتر است که میتواند سرعت خطی تا 28 متر بر ثانیه ایجاد کند و نیروی برشی قوی برای شکستن ذرات مواد به اندازههای میکرونی حتی نانومتری ایجاد کند.
قبل از راهاندازی رسمی، تأمینکننده تجهیزات سه دور آزمایش شبیهسازی فرآیند را با استفاده از مواد اولیه واقعی تولیدکننده انجام داد و پارامترهای کلیدی مانند سرعت هم زدن، درجه خلاء و دما را بهینه کرد. نتایج آزمایش نشان داد که هنگامی که درجه خلاء در -0.092 مگاپاسکال تا -0.095 مگاپاسکال حفظ میشد، سرعت هم زدن برای همگنسازی با برش بالا روی 8000 دور در دقیقه تنظیم میشد و دما در 35±2 درجه سانتیگراد کنترل میشد، اثر امولسیونسازی بهینه بود. بر اساس این دادههای آزمایشی، تجهیزات پس از نصب و راهاندازی در محل توسط مهندسان حرفهای، رسماً وارد تولید شدند.
نتایج: بهبود جامع در عملکرد تولید
پس از راهاندازی تجهیزات امولسیفایر جدید، فرآیند تولید تولیدکننده در ابعاد مختلف پیشرفتهای قابل توجهی داشت و دادههای قابل اندازهگیری، اثر کاربرد را تأیید میکرد.
از نظر کیفیت محصول، توزیع اندازه ذرات سیستم امولسیونسازی به طور قابل توجهی بهینه شد. مقدار D90 محصول از بیش از 15 میکرومتر به زیر 5 میکرومتر کاهش یافت و یکنواختی اندازه ذرات بیش از 85٪ بهبود یافت. سیستم امولسیونسازی پایدار که توسط همگنسازی با برش بالا تشکیل شده است، به طور موثر مشکل لایه لایه شدن محصول را از بین برد. آزمایش پایداری ذخیرهسازی نشان داد که محصول میتواند در دمای اتاق به مدت 12 ماه بدون لایه لایه شدن یا رسوب آشکار ذخیره شود که به طور قابل توجهی عمر مفید محصول را افزایش میدهد. در عین حال، محیط خلاء در طول فرآیند امولسیونسازی به طور کامل از ورود هوا جلوگیری کرد و میزان حذف حباب به بیش از 98٪ رسید. محصولات پوششی تولید شده دیگر دارای نقصهای سطحی ناشی از حبابها نبودند و نرخ واجد شرایط بودن از 82٪ به 97٪ افزایش یافت.
از نظر راندمان تولید، زمان امولسیونسازی در هر دسته از مواد از 2.5 تا 3 ساعت به 45 دقیقه کاهش یافت که تقریباً 75٪ کاهش داشت. این تجهیزات عملکردهای امولسیونسازی، گاززدایی و همگنسازی را ادغام میکند و نیاز به روشهای پس از پردازش مستقل مانند ایستادن برای حبابزدایی را از بین میبرد. این نه تنها در زمان تولید صرفهجویی میکند، بلکه ورودی نیروی کار را در مرحله پس از پردازش نیز کاهش میدهد. قابلیت عملکرد مداوم تجهیزات نیز از تولید انبوه در مقیاس بزرگ پشتیبانی میکند و خروجی روزانه 2.2 برابر نسبت به فرآیند سنتی افزایش مییابد.
از نظر کنترل هزینه، کاهش زمان امولسیونسازی و بهینهسازی جریان فرآیند، مصرف انرژی را به میزان 32٪ در هر واحد محصول کاهش داده است. اثر امولسیونسازی پایدار از تلفات مواد ناشی از ناهنجاریهای امولسیونسازی جلوگیری میکند و ضایعات مواد اولیه را حدود 15٪ کاهش میدهد. علاوه بر این، نیاز به مواد ضد امولسیونسازی شیمیایی از بین میرود و هزینههای مواد کمکی بیشتر کاهش مییابد. ساختار مهر و موم شده و طراحی آسان تمیز کردن تجهیزات نیز زمان و هزینه نیروی کار تمیز کردن تجهیزات را کاهش میدهد و هزینههای عملیاتی کلی را کاهش میدهد.
از نظر پایداری فرآیند، این تجهیزات مجهز به یک سیستم کنترل هوشمند است که میتواند پارامترهای کلیدی مانند دما، درجه خلاء و سرعت هم زدن را در زمان واقعی به دقت نظارت و تنظیم کند. محدوده نوسان پارامتر در ±2٪ کنترل میشود و کیفیت محصول ثابت بین دستهها را تضمین میکند. دستگاه هم زدن دیواره خراش 360 درجه از باقی ماندن مواد روی دیواره داخلی تجهیزات جلوگیری میکند و یکنواختی هر دسته از محصولات را بیشتر تضمین میکند.
عملکرد طولانی مدت و خلاصه تجربه
تا دوره آماری فعلی، تجهیزات امولسیفایر درجه شیمیایی بیش از 8000 ساعت به طور مداوم و پایدار کار کردهاند و میزان خرابی کمتر از 1٪ بوده است. طراحی مدولار تجهیزات، نگهداری و تعویض قطعات فرسوده را تسهیل میکند و پشتیبانی فنی از راه دور 24 ساعته و خدمات عیبیابی در محل 48 ساعته تأمینکننده، تداوم تولید را تضمین میکند.
عملکرد کاربردی نشان میدهد که تجهیزات امولسیفایر درجه شیمیایی با نیروی برشی بالا، گاززدایی خلاء و قابلیتهای کنترل هوشمند میتواند به طور موثر مشکلات رایج در فرآیندهای امولسیونسازی شیمیایی سنتی را حل کند. با بهینهسازی توزیع اندازه ذرات سیستم امولسیونسازی و از بین بردن باقیماندههای حباب، کیفیت و پایداری محصول را بهبود میبخشد. در عین حال، چرخههای تولید را کوتاه میکند، مصرف انرژی و تلفات مواد را کاهش میدهد و بهبود دوگانه راندمان تولید و مزایای اقتصادی را محقق میکند.
برای تولیدکنندگان مواد شیمیایی، انتخاب تجهیزات امولسیفایر باید با ویژگیهای محصول، خواص مواد اولیه و مقیاس تولید ترکیب شود. طراحی پارامتر سفارشی و آزمایشهای دقیق قبل از راهاندازی، کلید اطمینان از تطابق بین تجهیزات و فرآیندهای تولید است. عملکرد پایدار این تجهیزات نه تنها تضمین قابل اعتمادی برای کیفیت محصول تولیدکننده فراهم میکند، بلکه پایه محکمی برای ارتقای فرآیند و توسعه محصول بعدی آن ایجاد میکند.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!