กรณีศึกษาการประยุกต์ใช้อุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์เกรดเคมี
ในด้านการผลิตสารเคมีชนิดละเอียด เสถียรภาพและความสม่ำเสมอของระบบอิมัลชันเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์โดยตรง ประสิทธิภาพการผลิต และต้นทุนการดำเนินงานโดยรวม ผู้ผลิตรายหนึ่งที่ดำเนินธุรกิจผลิตสารเคลือบอุตสาหกรรมและสารตัวกลางทางเคมีเคยเผชิญกับความท้าทายอย่างต่อเนื่องในกระบวนการอิมัลชัน ซึ่งจำกัดการเพิ่มประสิทธิภาพของสายการผลิต การนำอุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์สุญญากาศแรงเฉือนสูงเกรดเคมีมาใช้ได้แก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดการยกระดับคุณภาพและประสิทธิภาพการผลิตอย่างครอบคลุม
ความเป็นมา: ปัญหาในกระบวนการผลิตอิมัลชัน
ผลิตภัณฑ์หลักของผู้ผลิต ได้แก่ สารเคลือบอุตสาหกรรมชนิดน้ำและสารตัวกลางทางเคมีผสมน้ำมัน-น้ำ ในกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม ขั้นตอนการอิมัลชันอาศัยอุปกรณ์กวนแบบเดิม ซึ่งนำไปสู่ปัญหาคอขวดทางเทคนิคหลายประการ ประการแรก แรงเฉือนที่อุปกรณ์แบบดั้งเดิมให้มาไม่เพียงพอ ส่งผลให้การกระจายตัวของอนุภาควัสดุไม่สมบูรณ์ ขนาดอนุภาคของระบบอิมัลชันไม่สม่ำเสมอ โดยมีค่า D90 ยังคงสูงกว่า 15μm ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อปัญหาต่างๆ เช่น ความไม่เสถียรของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การแยกชั้นง่ายระหว่างการจัดเก็บ และตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างชุด
ประการที่สอง กระบวนการกวนแบบเปิดนำอากาศจำนวนมากเข้าสู่วัสดุ ทำให้เกิดฟองอากาศจำนวนมาก สำหรับผลิตภัณฑ์เคลือบ ฟองอากาศเหล่านี้จะทำให้เกิดข้อบกพร่องบนพื้นผิว เช่น รูเข็มและผิวส้มหลังจากการก่อตัวของฟิล์ม ซึ่งช่วยลดอัตราการผ่านเกณฑ์ของผลิตภัณฑ์ สำหรับสารตัวกลางทางเคมี เศษฟองอากาศส่งผลต่อความแม่นยำของกระบวนการทำปฏิกิริยาในภายหลัง ทำให้ควบคุมกระบวนการได้ยากขึ้น นอกจากนี้ กระบวนการอิมัลชันแบบดั้งเดิมยังต้องใช้เวลาในการกวนนาน—แต่ละชุดของวัสดุใช้เวลา 2.5 ถึง 3 ชั่วโมงในการทำอิมัลชันให้เสร็จสิ้น และจำเป็นต้องมีขั้นตอนหลังการประมวลผล เช่น การกำจัดฟองอากาศ ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตต่ำและใช้พลังงานสูง
ยิ่งไปกว่านั้น วัตถุดิบที่ใช้ในกระบวนการผลิตมีสารลดแรงตึงผิวและอนุภาคของแข็งในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งทำให้เกิดความผิดปกติในการอิมัลชันได้ง่ายภายใต้การทำงานของการกวนแบบเดิม การก่อตัวของชั้นอิมัลชันที่เสถียรไม่เพียงแต่เพิ่มการสูญเสียวัสดุเท่านั้น แต่ยังต้องใช้สารลดอิมัลชันเพิ่มเติม ซึ่งเพิ่มต้นทุนการผลิตและนำมาซึ่งความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นต่อความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์
วิธีแก้ไข: การแนะนำและการประยุกต์ใช้อุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์เกรดเคมี
เพื่อแก้ปัญหาข้างต้น ผู้ผลิตได้เลือกใช้อุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์สุญญากาศแรงเฉือนสูงเกรดเคมีที่มีพารามิเตอร์ที่ปรับแต่งได้ อุปกรณ์นี้ผสานรวมการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยแรงเฉือนสูง การกำจัดอากาศด้วยสุญญากาศ และฟังก์ชันควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ และสร้างด้วยสแตนเลส 304 เพื่อตอบสนองความต้องการด้านความทนทานต่อการกัดกร่อนและความสะอาดของการผลิตสารเคมี การออกแบบหลักของอุปกรณ์นี้ประกอบด้วยโครงสร้างสเตเตอร์-โรเตอร์สองชั้นที่มีช่องว่างที่ปรับได้ 0.1 มม. ซึ่งสามารถสร้างความเร็วเชิงเส้นได้สูงถึง 28 ม./วินาที ทำให้เกิดแรงเฉือนที่แข็งแกร่งเพื่อทำลายอนุภาควัสดุให้มีขนาดระดับไมครอนหรือระดับนาโนเมตร
ก่อนการทดสอบการใช้งานอย่างเป็นทางการ ผู้จำหน่ายอุปกรณ์ได้ทำการทดสอบจำลองกระบวนการสามรอบโดยใช้วัตถุดิบจริงของผู้ผลิต โดยปรับพารามิเตอร์หลัก เช่น ความเร็วในการกวน องศาสุญญากาศ และอุณหภูมิ ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าเมื่อรักษาองศาสุญญากาศไว้ที่ -0.092MPa ถึง -0.095MPa ความเร็วในการกวนถูกตั้งค่าเป็น 8000rpm สำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยแรงเฉือนสูง และควบคุมอุณหภูมิที่ 35±2℃ ผลการอิมัลชันจะดีที่สุด จากข้อมูลการทดสอบเหล่านี้ อุปกรณ์จึงถูกนำไปผลิตอย่างเป็นทางการหลังจากการติดตั้งและทดสอบการใช้งานในสถานที่โดยวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ
ผลลัพธ์: การปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอย่างครอบคลุม
หลังจากที่อุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์ใหม่เริ่มทำงาน กระบวนการผลิตของผู้ผลิตมีการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในหลายมิติ โดยมีข้อมูลที่วัดได้เพื่อตรวจสอบผลการใช้งาน
ในแง่ของคุณภาพผลิตภัณฑ์ การกระจายขนาดอนุภาคของระบบอิมัลชันได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ ค่า D90 ของผลิตภัณฑ์ลดลงจากกว่า 15μm เหลือต่ำกว่า 5μm และความสม่ำเสมอของขนาดอนุภาคดีขึ้นกว่า 85% ระบบอิมัลชันที่เสถียรซึ่งเกิดจากการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยแรงเฉือนสูงช่วยขจัดปัญหาการแยกชั้นของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดสอบความเสถียรในการจัดเก็บแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์สามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องได้นาน 12 เดือนโดยไม่มีการแยกชั้นหรือการตกตะกอนที่เห็นได้ชัด ซึ่งช่วยยืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก ในเวลาเดียวกัน สภาพแวดล้อมสุญญากาศในระหว่างกระบวนการอิมัลชันช่วยหลีกเลี่ยงการนำอากาศเข้ามาโดยสิ้นเชิง และอัตราการกำจัดฟองอากาศสูงกว่า 98% ผลิตภัณฑ์เคลือบที่ผลิตไม่มีข้อบกพร่องบนพื้นผิวที่เกิดจากฟองอากาศอีกต่อไป และอัตราการผ่านเกณฑ์เพิ่มขึ้นจาก 82% เป็น 97%
ในแง่ของประสิทธิภาพการผลิต เวลาในการทำอิมัลชันต่อวัสดุหนึ่งชุดลดลงจาก 2.5-3 ชั่วโมงเหลือ 45 นาที ลดลงเกือบ 75% อุปกรณ์ผสานรวมฟังก์ชันการทำอิมัลชัน การกำจัดอากาศ และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนหลังการประมวลผลที่เป็นอิสระ เช่น การกำจัดฟองอากาศ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดเวลาในการผลิตเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการใช้แรงงานในขั้นตอนหลังการประมวลผลอีกด้วย ความสามารถในการทำงานอย่างต่อเนื่องของอุปกรณ์ยังรองรับการผลิตจำนวนมากในวงกว้าง และผลผลิตรายวันเพิ่มขึ้น 2.2 เท่าเมื่อเทียบกับกระบวนการแบบดั้งเดิม
ในแง่ของการควบคุมต้นทุน การลดเวลาในการทำอิมัลชันและการเพิ่มประสิทธิภาพของขั้นตอนการทำงานช่วยลดการใช้พลังงานลง 32% ต่อหน่วยผลิตภัณฑ์ ผลการอิมัลชันที่เสถียรช่วยหลีกเลี่ยงการสูญเสียวัสดุที่เกิดจากความผิดปกติในการทำอิมัลชัน ลดการสูญเสียวัตถุดิบลงประมาณ 15% นอกจากนี้ ความจำเป็นในการใช้สารลดอิมัลชันก็หมดไป ซึ่งช่วยลดต้นทุนวัสดุเสริมลงอีกด้วย โครงสร้างที่ปิดสนิทและการออกแบบที่ทำความสะอาดง่ายของอุปกรณ์ยังช่วยลดเวลาและต้นทุนแรงงานในการทำความสะอาดอุปกรณ์ ลดต้นทุนการดำเนินงานโดยรวม
ในแง่ของความเสถียรของกระบวนการ อุปกรณ์ติดตั้งระบบควบคุมอัจฉริยะที่สามารถตรวจสอบและปรับพารามิเตอร์หลัก เช่น อุณหภูมิ องศาสุญญากาศ และความเร็วในการกวนได้แบบเรียลไทม์ ช่วงความผันผวนของพารามิเตอร์ถูกควบคุมภายใน ±2% ทำให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกันระหว่างชุด อุปกรณ์กวนแบบขูดผนัง 360° ช่วยหลีกเลี่ยงเศษวัสดุบนผนังด้านในของอุปกรณ์ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์แต่ละชุด
การดำเนินงานระยะยาวและบทสรุปประสบการณ์
ในช่วงระยะเวลาการเก็บสถิติปัจจุบัน อุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์เกรดเคมีทำงานอย่างต่อเนื่องและเสถียรมานานกว่า 8,000 ชั่วโมง โดยมีอัตราความล้มเหลวน้อยกว่า 1% การออกแบบแบบแยกส่วนของอุปกรณ์ช่วยอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอ และการสนับสนุนด้านเทคนิคระยะไกลตลอด 24 ชั่วโมงและการบริการแก้ไขปัญหาในสถานที่ภายใน 48 ชั่วโมงของผู้จำหน่ายช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต่อเนื่องของการผลิต
การปฏิบัติจริงแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์เกรดเคมีที่มีแรงเฉือนสูง การกำจัดอากาศด้วยสุญญากาศ และความสามารถในการควบคุมอัจฉริยะสามารถแก้ปัญหาทั่วไปในกระบวนการอิมัลชันทางเคมีแบบดั้งเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการปรับปรุงการกระจายขนาดอนุภาคของระบบอิมัลชันและขจัดเศษฟองอากาศ ช่วยปรับปรุงคุณภาพและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ ในเวลาเดียวกัน ช่วยลดรอบการผลิต ลดการใช้พลังงานและการสูญเสียวัสดุ และตระหนักถึงการปรับปรุงทั้งประสิทธิภาพการผลิตและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ
สำหรับผู้ผลิตสารเคมี การเลือกอุปกรณ์อิมัลซิไฟเออร์ควรเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับลักษณะของผลิตภัณฑ์ คุณสมบัติของวัตถุดิบ และขนาดการผลิต การออกแบบพารามิเตอร์ที่ปรับแต่งได้และการทดสอบก่อนการใช้งานอย่างเข้มงวดเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันการจับคู่ระหว่างอุปกรณ์และกระบวนการผลิต การทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์นี้ไม่เพียงแต่ให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับคุณภาพผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตเท่านั้น แต่ยังวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับการยกระดับกระบวนการและการขยายผลิตภัณฑ์ในภายหลังอีกด้วย
ข้อความของคุณจะต้องอยู่ระหว่าง 20-3,000 ตัวอักษร!