Caso de aplicación de los equipos de emulsionadores químicos- ¿ Qué?
En el campo de la fabricación de productos químicos especiales,el proceso de homogeneización y emulsificación de materiales multifásicos ha sido durante mucho tiempo un vínculo clave que restringe la eficiencia de producción y la consistencia de la calidad del productoPara las empresas dedicadas a la producción de emulsiones de polímeros a base de agua, la estabilidad del sistema de emulsión afecta directamente al período de almacenamiento.rendimiento de formación de película y efecto de aplicación del producto finalEn este caso se registra el proceso de aplicación de un emulsionante químico de alto corte en una línea de producción de productos químicos especiales, centrándose en sus escenarios de aplicación.rendimiento operativo y beneficios reales en el proceso de producción, para mostrar el valor técnico del equipo en la producción práctica.- ¿ Qué?
1Antecedentes del dilema de la demanda de producción y del preequipamiento- ¿ Qué?
La línea de producción en cuestión se dedica principalmente a la producción de emulsiones acrílicas a base de agua, que se utilizan ampliamente en recubrimientos arquitectónicos, auxiliares textiles y otros campos.Antes de introducir el nuevo emulsionante, la línea de producción adoptó un dispositivo de agitación mecánico tradicional con una velocidad de agitación de 800-1000 rpm.Este dispositivo poco a poco expuso una serie de problemas que eran difíciles de resolver.- ¿ Qué?
En primer lugar, en la etapa de mezcla de monómeros y emulsionantes, debido a la limitada fuerza de corte del dispositivo de agitación tradicional,los monómeros de la fase de aceite no pudieron dispersarse completamente en la fase de aguaEl tamaño de partícula de la emulsión medida por el analizador de tamaño de partículas láser fue mayormente entre 300 y 500 nm.,y el coeficiente de variación (CV) de la distribución del tamaño de las partículas excedió el 25%, lo que no podía cumplir con el estándar del producto de CV ≤ 15%.la dispersión desigual provocó un contacto insuficiente entre el iniciador y los monómeros en la etapa de polimerización, lo que dio lugar a la generación de un gran número de partículas gruesas, y el contenido de partículas gruesas en el producto terminado fue tan alto como el 0,8% (en masa),que hayan afectado gravemente a la calidad del producto.- ¿ Qué?
En segundo lugar, el dispositivo de agitación tradicional tenía una baja eficiencia de mezcla: se tardaron 90 minutos en completar la preemulsión de 5 metros cúbicos de materiales.y todo el ciclo de polimerización fue de hasta 6 horasEl largo ciclo de producción no sólo limitó la producción diaria de la línea de producción, sino que también aumentó el consumo de energía en el proceso de producción.El consumo de energía por tonelada de producto terminado fue de hasta 180 kWh, lo que aumentó el coste de producción de la empresa.- ¿ Qué?
Además, el dispositivo tradicional tenía un rendimiento de sellado deficiente, y las fugas de materiales y disolventes a menudo se producían durante el proceso de producción, lo que no solo causaba desperdicio de material,pero también presentaba riesgos potenciales para la seguridad del entorno de producciónLa frecuencia de mantenimiento del equipo fue tan alta como una vez cada 15 días y el tiempo de inactividad causado por el mantenimiento representó aproximadamente el 8% del tiempo total de producción.que redujo aún más la eficiencia de producción de la línea de producción.- ¿ Qué?
Para resolver estos problemas, la empresa decidió introducir un nuevo tipo de emulsionador químico de alto corte, con la esperanza de mejorar la calidad del producto.acortar el ciclo de producción y reducir el coste de producción mediante la actualización de los equipos.- ¿ Qué?
2. Escenario de aplicación y principio de funcionamiento del emulsionante- ¿ Qué?
El nuevo emulsionador químico de alto corte tiene un volumen de 5 metros cúbicos, que es totalmente compatible con la línea de producción original de la empresa.Sus principales escenarios de aplicación incluyen la preemulsificación de monómeros acrílicosLos componentes centrales del equipo incluyen un sistema de rotor-estator de alta cizalladura, un dispositivo de transmisión de conversión de frecuencia y un sistema de transmisión de velocidad de velocidad.,una caldera de reacción de doble capa y un sistema de control inteligente, y su principio de funcionamiento se basa en la acción combinada de un fuerte corte, impacto y cavitación.- ¿ Qué?
En la fase de preemulsificación, los monómeros de fase de aceite (metacrilato de metilo, acrilato de butilo, etc.) y los emulsionantes de fase de agua (sulfato de sodio dodecil, emulsionantes no iónicos, etc.)) se añaden a la caldera de reacción en proporciónEl sistema rotor-estator de alto corte del emulsionador funciona a una velocidad variable de 2800-3600 rpm, y el rotor impulsa los materiales para formar un campo de flujo giratorio de alta velocidad.Cuando los materiales pasan a través de la pequeña brecha entre el rotor y el estator (la brecha es ajustable entre 0.2-0.5 mm), se someten a una fuerte fuerza de corte, que rompe las grandes gotas de aceite en gotas pequeñas.el flujo de alta velocidad de los materiales formará zonas locales de baja presión en la teteraEl colapso de las burbujas de cavitación genera una enorme fuerza de impacto, que refina aún más las gotas de aceite y promueve la mezcla uniforme de la fase de aceite y la fase de agua.- ¿ Qué?
En la etapa de polimerización, el emulsionante está conectado con el sistema de alimentación del iniciador.El sistema de control inteligente puede ajustar la velocidad de corte del equipo de acuerdo con la velocidad de reacción de polimerización y el cambio de viscosidad del sistemaEn la etapa inicial de la polimerización, la velocidad de reacción es rápida,y el emulsionador se ejecuta a una velocidad alta de 3200 rpm para garantizar la dispersión uniforme del iniciador en el sistema y evitar el sobrecalentamiento local y la generación de partículas gruesasEn la etapa posterior de la polimerización, con el aumento de la viscosidad del sistema,la velocidad de corte se reduce a 2800 rpm para evitar que la emulsión se corte en exceso y afecte la estabilidad de la emulsión.- ¿ Qué?
En la fase de postratamiento de la emulsión terminada, el emulsionador se ejecuta a una baja velocidad de 1500 rpm para el tratamiento de homogeneización,que elimina aún más la pequeña cantidad de partículas gruesas generadas en el proceso de polimerización y mejora la uniformidad del producto terminado. La estructura de doble capa de chaleco del equipo puede realizar el control preciso de la temperatura del material, y la precisión de control de la temperatura es de ± 0,5 °C,que proporciona un entorno de reacción estable para la reacción de polimerización y asegura el progreso suave de la reacción.- ¿ Qué?
Además, el equipo está equipado con un sistema de sellado completamente cerrado, que adopta un sellado mecánico con lavado de cara de doble extremo,que pueden prevenir eficazmente la fuga de materiales y disolventesEl sistema de control inteligente puede realizar el control automático de todo el proceso de producción, incluida la alimentación del material, el control de la temperatura, el ajuste de la velocidad de corte y la descarga.y puede registrar y almacenar todos los parámetros de producción, que es conveniente para la empresa para rastrear el proceso de producción y el control de calidad.- ¿ Qué?
3- Rendimiento operativo del emulsionante en la producción práctica- ¿ Qué?
Después de la instalación y depuración del equipo, la empresa llevó a cabo una producción de prueba de un mes.y realizó un ensayo exhaustivo sobre el funcionamiento del emulsionante desde el punto de vista de la calidad del producto, la eficiencia de producción, la estabilidad de los equipos y el consumo de energía.- ¿ Qué?
3.1 Mejora de la calidad del producto- ¿ Qué?
El cambio más obvio tras el uso del nuevo emulsionante es la mejora del tamaño y la distribución de las partículas de la emulsión.Los datos de ensayo del analizador de tamaño de partículas láser muestran que el tamaño medio de partículas de la emulsión se reduce a 150-200 nm., y el coeficiente de variación de la distribución del tamaño de las partículas se controla por debajo del 10%, lo que cumple plenamente con el estándar de calidad del producto.El contenido de partículas gruesas en el producto terminado se reduce a menos de 0.1%, lo que mejora considerablemente el rendimiento de formación de película y la estabilidad de almacenamiento de la emulsión.y no hay fenómenos de delaminación y precipitación durante el almacenamiento.- ¿ Qué?
Además, la uniformidad del producto mejora significativamente.Los resultados de detección de múltiples puntos de muestreo en el mismo lote de productos muestran que la diferencia de contenido sólido entre cada punto de muestreo es inferior a 0..2%, y la diferencia de viscosidad es inferior a 5 mPa·s, mientras que la diferencia de contenido sólido y viscosidad de los productos producidos por el dispositivo tradicional es superior a 0.5% y 15 mPa·s respectivamenteLa mejora de la uniformidad del producto reduce la tasa de rechazo del producto del 5% original a menos del 0,5%, lo que mejora efectivamente la tasa de calificación del producto.- ¿ Qué?
3.2 Mejora de la eficiencia de la producción- ¿ Qué?
La alta eficiencia de corte del emulsionante acorta significativamente el ciclo de producción.una reducción de 66.7%. todo el ciclo de polimerización se acorta de 6 horas a 4 horas, lo que supone una reducción del 33,3%.un aumento del 50%El aumento de la capacidad de producción permite a la empresa completar la tarea de pedido antes de lo previsto y mejorar la velocidad de respuesta del mercado.- ¿ Qué?
Al mismo tiempo, la estabilidad del equipo es significativamente mejor que la del dispositivo tradicional.y la frecuencia de mantenimiento se reduce a una vez cada 60 díasEl tiempo de inactividad causado por el mantenimiento representa sólo el 1% del tiempo total de producción, lo que mejora enormemente el tiempo de producción efectivo de la línea de producción.El sistema de control inteligente del equipo realiza el funcionamiento automático del proceso de producción, se reducen los enlaces de operación manual y el número de operadores por línea de producción se reduce de 3 a 2, lo que mejora aún más la eficiencia de la producción.- ¿ Qué?
3.3 Consumo de energía y reducción de costes- ¿ Qué?
El dispositivo de transmisión de conversión de frecuencia del emulsionador puede ajustar la velocidad de funcionamiento de acuerdo con la demanda de producción, lo que reduce efectivamente el consumo de energía del equipo.Los datos de ensayo muestran que el consumo de energía por tonelada de producto terminado se reduce de 180 kWh a 110 kWh, una reducción del 38,9%, la reducción del consumo de energía reduce directamente el coste de producción de la empresa,y el costo de energía por tonelada de producto se reduce en aproximadamente 42 yuanes (calculado según el precio de la electricidad industrial de 0.7 yuanes/kWh).- ¿ Qué?
Además, el buen rendimiento de sellado del equipo reduce el desperdicio de material causado por fugas.y la pérdida de material por lote de producción se reduce en 4La reducción de los residuos materiales reduce aún más el coste de producción de la empresa.y el costo mensual de mantenimiento se reduce de los 8000 yuan originales a 2000 yuan, una reducción del 75%.- ¿ Qué?
4- Beneficios de aplicación a largo plazo y realización del valor- ¿ Qué?
Después de la operación formal del equipo durante 6 meses, la empresa ha logrado beneficios económicos y sociales significativos,y el valor del emulsionante en el proceso de producción se destaca aún más.- ¿ Qué?
En cuanto a los beneficios económicos, la mejora de la calidad del producto ha mejorado la competitividad del mercado de los productos de la empresa.y las quejas de los clientes sobre la calidad del producto han disminuido en un 80%La empresa ha entrado con éxito en el mercado de acabados de alta gama de revestimientos arquitectónicos, y el precio del producto ha aumentado en un 5% con respecto a la base original,que ha mejorado el margen de beneficio de los productosEl aumento de la capacidad de producción ha permitido a la empresa realizar más pedidos, y el volumen de ventas mensual ha aumentado en un 40% en comparación con antes de la actualización de los equipos.La reducción del consumo de energía y el costo de mantenimiento ha reducido el costo de producción por tonelada de producto en aproximadamente 80 yuanes, y el ahorro mensual de costos de la empresa es de aproximadamente 144,000 yuanes (calculado según la producción mensual de 180 toneladas).- ¿ Qué?
En cuanto a los beneficios sociales, el buen funcionamiento del equipo de sellado reduce las fugas de disolventes y materiales,que mejora la seguridad del entorno de producción y reduce la contaminación del entorno circundante. El sistema de control inteligente del equipo realiza la digitalización e informatización del proceso de producción,que sea conveniente para la empresa para llevar a cabo la gestión de la calidad y la programación de la producción, y promueve la transformación y la mejora del modo de producción de la empresa. La prórroga del período de almacenamiento del producto reduce el desperdicio de productos causado por la caducidad,que esté en consonancia con el concepto de producción ecológica y desarrollo sostenible.- ¿ Qué?
Además, los datos de funcionamiento del equipo en los últimos seis meses muestran que el equipo tiene una buena compatibilidad y escalabilidad.La empresa ha llevado a cabo la producción de prueba de emulsión de poliuretano a base de agua en este equipo mediante el ajuste de los parámetros de corte y las condiciones del proceso, y ha obtenido buenos resultados, lo que amplía la gama de productos de la empresa y proporciona una base técnica para que la empresa realice la innovación de productos.- ¿ Qué?
5Resumen de los efectos de la aplicación- ¿ Qué?
La aplicación del emulsionante químico de alto corte en la línea de producción de productos químicos especiales ha resuelto eficazmente los problemas de mala calidad del producto,baja eficiencia de producción y alto coste de producción que la empresa ha tenido en el pasadoLos datos de ensayo y los resultados reales de producción muestran que el equipo tiene ventajas significativas en los aspectos de la homogeneización de la emulsión.acortamiento del ciclo de producción y reducción del consumo de energía.- ¿ Qué?
En términos de calidad del producto, el tamaño medio de las partículas de la emulsión se reduce en más del 50%, la distribución del tamaño de las partículas es más uniforme,y el contenido de partículas gruesas se reduce en 87En términos de eficiencia de producción, el tiempo de preemulsión se reduce en un 66,7%,todo el ciclo de polimerización se reduce en 33El tiempo de producción efectivo de la línea de producción aumenta en un 7% debido a la reducción del tiempo de inactividad de mantenimiento.el consumo de energía por tonelada de producto se reduce en un 38En el caso de las instalaciones de mantenimiento, el coste de mantenimiento mensual se reduce en un 75%.- ¿ Qué?
La aplicación del emulsionante no sólo aporta beneficios económicos directos a la empresa,El objetivo de este programa es mejorar el nivel de gestión de la producción y la capacidad de innovación de los productos., que proporciona un fuerte apoyo técnico para el desarrollo sostenible de la empresa.Este caso demuestra plenamente que el equipo avanzado de emulsionadores químicos puede mejorar efectivamente el nivel de producción y la calidad del producto de la industria química especializada, y tiene un importante valor de aplicación y importancia de promoción.
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