Kakšna oprema je potrebna za proizvodnjo detergenta za perilo?

Proizvodnja detergentov za pranje perila je neprekinjen sistem-predelave trdnih snovi in termične-obdelave. Konfiguracija opreme je odvisna od formulacije, zmogljivosti obrata, ciljne nasipne gostote, specifikacije vlage in formata pakiranja.

Z inženirskega vidika tovarna detergentov v prahu pretvarja surovine, kot so površinsko aktivne snovi, gradniki, alkalije in aditivi, v končni prašek z doziranjem, pripravo gnojevke, sušenjem, mešanjem, presejanjem, transportom in pakiranjem.

Detergent za pranje perila uporablja trdne in tekoče surovine. Trdne snovi običajno vključujejo:

natrijev karbonat (Na₂CO3)
natrijev sulfat (Na₂SO₄)
zeolit 4A
natrijev silikat v prahu
karboksimetil celuloza (CMC)
natrijev perkarbonat
encimi
optična belila

Tekoče komponente običajno vključujejo:

linearna alkilbenzen sulfonska kislina (LABSA)
raztopina natrijevega silikata
neionske površinsko aktivne snovi
parfum
deionizirano vodo

Oprema za shranjevanje je izbrana glede na prostorninsko gostoto in pretočnost.

Praški z nasipno gostoto nad 0,7 g/cm³ so običajno shranjeni v jeklenih silosih, opremljenih s fluidizacijskimi blazinicami ali vibratorji.

Higroskopski dodatki, kot je natrijev perkarbonat, so pogosto shranjeni v-prostorih z nadzorovano vlažnostjo pod 40–50 % RH, da se prepreči razgradnja.

Dozirna oprema običajno vključuje:

vijačni podajalniki
rotacijski ventili
izguba-pri-hranilih teže
polnilni sistemi tehtalnih celic
dozirne črpalke

Natančnost hranjenja za gradbenike je običajno nadzorovana v območju ±0,5–1,0 %. Odmerjanje encimov na splošno zahteva strožji nadzor zaradi nizkega odstotka odmerjanja.

Sistem za pripravo gnojevke pretvori praškaste in tekoče sestavine v goščo detergenta, ki jo je mogoče črpati, pred sušenjem z razprševanjem.

Glavna oprema vključuje:

rezervoar za mešanje gnojevke

mešalo

grelni plašč ali parna tuljava

inline homogenizator

obtočna črpalka

Tipična koncentracija trdnih delcev v gnojevki se giblje od 55 % do 70 %, odvisno od formulacije.

Nevtralizacija LABSA pogosto poteka znotraj rezervoarja za gnojevko z uporabo natrijevega hidroksida ali natrijevega karbonata.

Pogosta reakcija:

LABSA + NaOH → Natrijev alkilbenzen sulfonat + voda

Delovne temperature rezervoarja se običajno vzdržujejo med 60 in 90 stopinjami, odvisno od viskoznosti in obremenitve površinsko aktivne snovi.

Zasnova mešalnika je odvisna od viskoznosti. Običajno se uporabljajo sidrni mešalniki ali turbinski rotorji.

Viskoznost se spremlja, ker viskoznost brozge neposredno vpliva na atomizacijo pršilne šobe.

Tipična viskoznost gošče detergenta se lahko giblje od nekaj sto do nekaj tisoč cP, odvisno od obremenitve s trdnimi snovmi.

Preden vstopi v stolp za sušenje z razprševanjem, se gnojevka stisne z visoko{0}}tlačnimi črpalkami.

Pogoste vrste črpalk:

tripleks batna črpalka
batna črpalka

Delovni tlak je pogosto v razponu:

2 MPa
4 MPa
do 8 MPa

Izbira tlaka je odvisna od velikosti šobe in ciljne velikosti kapljic.

Premer kapljice neposredno vpliva na:

porazdelitev velikosti delcev
vlaga v prahu
gostota prahu

Izpustni vodi črpalke običajno vključujejo:

tlačni oddajniki
dušilec pulziranja
varnostni razbremenilni ventil
vgrajeni filtri

Za preprečitev blokade šob so potrebni filtri pred atomizacijo.

Tipična filtracija:

80–200 mesh, odvisno od izvedbe šobe.

Stolp za sušenje z razprševanjem je glavna sušilna oprema v proizvodnji detergentov v prahu.

Njegov namen je razpršiti zmes detergenta v drobne kapljice in izhlapeti vlago s pomočjo segretega zraka.

Sistem na splošno vključuje:

sušilna komora
razpršilne šobe ali rotacijski razpršilnik
razdelilnik toplega zraka
gorilnik ali parni grelnik zraka
izpušni kanal

Višina stolpa za sušenje z razprševanjem se razlikuje glede na zmogljivost.

Primeri:

10–15 metrski stolp za manjši izkoristek
20–35 metrski stolp za večjo zmogljivost

Temperatura vročega zraka na vstopu je običajno v območju:

250 stopinj
300 stopinj
do 400 stopinj

Temperatura izstopnega zraka je običajno nadzorovana med:

90 stopinj in 120 stopinj

Ciljna vlažnost končnega prahu:

2–8 %, odvisno od razreda izdelka.

Tvorba delcev je odvisna od:

viskoznost gošče
atomizacijski tlak
temperatura vstopnega zraka
čas zadrževanja v zraku

Nasipna gostota detergenta v prahu-, posušenega z razprševanjem, je običajno med:

300–550 g/L

Ohišje stolpa je običajno iz ogljikovega jekla z notranjo izolacijo.

Visok{0}}temperaturna območja pogosto uporabljajo kontaktne dele iz nerjavečega jekla.

Prah, ki zapusti stolp, zadrži preostalo toploto.

Tipična temperatura praznjenja prahu lahko preseže 70 stopinj.

Hladilna oprema lahko vključuje:

hladilnik z zvrtinčeno plastjo

transporter za zračno hlajenje

vibrirajoča fluidna postelja

Ciljna končna temperatura prahu pred mešanjem je na splošno pod 40 stopinj.

Hlajenje izboljša:

pretočnost

stabilnost shranjevanja

encimsko preživetje

zadrževanje parfuma

Obdelava zraka vključuje:

centrifugalni ventilator

cevovod

ciklonski separator

vrečasti filter

Cikloni zajamejo grobe delce prahu.

Vrečasti filtri zajamejo prah pod velikostjo ciklonskega reza.

Mejne vrednosti koncentracije prahu so običajno nadzorovane na podlagi lokalnih okoljskih predpisov.

Zbrane drobne delce je mogoče vrniti v mešanje ali gnojevko.

Veliko sestavin detergenta ni mogoče izpostaviti temperaturi pršilnega stolpa.

Te dodamo po sušenju.

Pogosta gradiva za-objave:

encimi

parfum

natrijev perkarbonat

barvne lise

sredstva proti-sprijemanju

aktivatorji belila

Oprema vključuje:

mešalnik s trakom

plug mešalnik

mešalnik z lopaticami

sistem za pršenje tekočine

Čas mešanja je odvisen od formulacije in vrste mešalnika.

Tipično serijsko mešanje:

5–15 minut

Doziranje tekočih parfumov zahteva razpršilne palice.

Enotnost se preverja s testiranjem vzorcev.

Pomembne kontrole proizvodnje:

porazdelitev encimov

pegasta porazdelitev

konsistenca vlage

nasipna gostota

Nepravilno mešanje vpliva na videz detergenta in učinkovitost pranja.

Po mešanju gre detergent v prahu skozi sejanje.

Oprema običajno vključuje:

vibrirajoči zaslon

rotacijsko sito

mrežni separator

Tipičen namen presejanja:

odstranite prevelike aglomerate

odstranite tuje delce

izboljša konsistenco delcev

Velikost mrežnega očesa je odvisna od ciljne granulacije prahu.

Prevelik material se lahko zmelje in reciklira.

Transportni sistemi vključujejo:

žličasto dvigalo

vijačni transporter

pnevmatski transporter

transportni trak

Hitrost transporta je skrbno nadzorovana, ker čezmerni udarci razbijejo granule in spremenijo nasipno gostoto.

Prašek,-ki vsebuje encime, običajno zahteva nizek{1}}prenos.

Končni detergent v prahu je pakiran v skladu z maloprodajnim ali industrijskim formatom.

Običajne velikosti pakiranja:

500 g

1 kg

2 kg

5 kg

10 kg

25 kg

Oprema za pakiranje:

polnilo za polž

vreča z odprtimi{0}}usti

stroj za tesnjenje navpičnega polnjenja oblike

lijak za tehtanje

enota za toplotno tesnjenje

stroj za šivanje vrečk

kontrolna tehtnica

detektor kovin

Natančnost ciljnega polnjenja je pogosto:

±0.2–0.5%

Embalažni material je različen:

laminirane PE vrečke

tkane polipropilenske vreče

kartonska škatla s podlogo

Stiskanje prahu med polnjenjem se spremlja, ker spremembe gostote vplivajo na videz vrečke in neto težo.

Proizvodnja detergenta v prahu ustvarja drobne delce v zraku.

Viri prahu vključujejo:

prenos prahu

izpušni stolp

nalaganje mešalnika

postaja za pakiranje v vreče

Oprema za zbiranje vključuje:

ciklonski separator

impulzni vrečasti filter

mokri pralnik (če je potrebno)

Vrečasti filtri običajno uporabljajo filtrirne medije iz poliestra ali PTFE.

Spremlja se padec tlaka na filtrih.

Zbrani prah se lahko reciklira, odvisno od formulacije.

Fini prah detergenta prav tako vpliva na nevarnost eksplozije.

Ozemljitev in nadzor koncentracije prahu sta standardni tehnični zahtevi.

Linija za proizvodnjo detergentov v prahu združuje stalne in serijske operacije, ki zahtevajo centralizirano koordinacijo procesa. Avtomatizacijski sistem običajno temelji na PLC ali DCS arhitekturi, odvisno od zmogljivosti obrata in zahtevnosti nadzora.

Nadzorni sistem je odgovoren za koordinacijo več procesnih enot, vključno z:

doziranje surovin in natančnost podajanja

priprava gnojevke in stabilnost mešanja

nadzor reakcije nevtralizacije za obdelavo površinsko aktivnih snovi

delovanje visoko{0}}tlačne črpalke in varnostna regulacija

nadzor gorilnika za sušenje z razprševanjem in stabilnost zgorevanja

količina zraka za sušenje in porazdelitev zračnega toka

regulacija vlage prahu na izhodu s spremljanjem povratnih informacij

nadzor zaporedja po-mešanju za dodatke

sinhronizacija pakirne linije in nastavitev hitrosti polnjenja

Vsak od teh procesnih odsekov deluje v-kontrolni logiki zaprte zanke za vzdrževanje stabilnih proizvodnih pogojev in zmanjšanje variacije serij.

Instrumentacija v sistemu

Običajen sistem za avtomatizacijo tovarne detergentov v prahu vključuje več vrst industrijskih senzorjev in merilnih naprav:

tehtalni sistemi-za tehtalne celice za doziranje surovin
uporovni temperaturni detektorji (RTD) in termočleni za spremljanje procesne temperature
tlačni oddajniki za črpalko za gnojevko in zaščito sistema za sušenje z razprševanjem
elektromagnetni merilniki pretoka za doziranje tekočin in merjenje kroženja gnojevke
senzorji vlažnosti, nameščeni v conah sušenja in naknadne{0}}obdelave
Analizatorji pH za kontrolo nevtralizacije pri pripravi gnojevke

Ti instrumenti so povezani prek omrežij fieldbus, kot so industrijski komunikacijski sistemi Profibus, Modbus ali-Ethernet, odvisno od zasnove sistema.

Funkcije nadzora procesov

Sistem avtomatizacije vzdržuje stabilne pogoje delovanja v ključnih procesnih odsekih:

temperatura priprave gnojevke se vzdržuje v nadzorovanem industrijskem območju, primernem za nevtralizacijo površinsko aktivne snovi in stabilizacijo viskoznosti
Izhodna temperatura sušenja z razprševanjem se nenehno prilagaja, da se ohrani dosledna vsebnost vlage v končnem prahu
pretok zraka in ravnovesje izpušnih plinov je regulirano za stabilizacijo učinkovitosti sušenja in tvorjenja delcev

Te krmilne funkcije se izvajajo prek zank, ki temeljijo na PID- in so integrirane v krmilnike PLC ali DCS.

Spremljanje podatkov in beleženje proizvodnje

Sistem nenehno beleži procesne podatke za podporo sledljivosti proizvodnje in nadzora kakovosti. Zabeleženi parametri običajno vključujejo:

evidence formulacij serij in porabe surovin
čas priprave gnojevke in pogoji mešanja
pogoji delovanja sušilnega stolpa (temperatura, pretok zraka, tlak)
indikatorji vlažnosti in gostote končnega prahu
izhodna prostornina embalaže in natančnost polnjenja

Ti podatki so shranjeni v centraliziranem zgodovinskem sistemu in se lahko uporabljajo za analizo proizvodnje, odpravljanje težav in optimizacijo procesa.

Varnostni blokirni sistem

Sistem avtomatizacije vključuje tudi funkcije zaklepanja strojne in programske opreme za zaščito opreme in zagotavljanje varnega delovanja. Tipična zaščitna logika vključuje:

samodejni izklop gorilnika za sušenje z razprševanjem v primeru nenormalnega dviga temperature ali izpada plamena
zaustavitev črpalke v pogojih nadtlaka v dovodih gnojevke
alarm in izolacijski odziv, ko diferenčni tlak vrečastega filtra preseže projektne meje
zaščita motorja pred preobremenitvijo, izgubo faze ali nenormalnimi vibracijami

Te zapore so izvedene tako na ravni PLC kot na ravni neodvisnega varnostnega releja, odvisno od varnostnih zahtev naprave.