Pesupesuvahendi pulbri tootmine on pidev tahkete ainete-töötlemise ja termilise{1}}töötlemise süsteem. Seadme konfiguratsioon sõltub koostisest, tehase võimsusest, sihtmassi tihedusest, niiskuse spetsifikatsioonist ja pakendivormingust.
Inseneri vaatenurgast muudab pesuainepulbritehas toormaterjalid, nagu pindaktiivsed ained, ehitusained, leelised ja lisandid doseerimise, lobri valmistamise, kuivatamise, segamise, sõelumise, transportimise ja pakendamise kaudu valmispulbriks.
Tooraine ladustamis- ja doseerimissüsteem
Pesupesuvahendi pulbris kasutatakse nii tahket kui vedelat toorainet. Tahked ained hõlmavad tavaliselt järgmist:
naatriumkarbonaat (Na2CO₃)
naatriumsulfaat (Na2SO4)
tseoliit 4A
naatriumsilikaadi pulber
karboksümetüültselluloos (CMC)
naatriumperkarbonaat
ensüümid
optilised valgendid
Vedelad komponendid hõlmavad tavaliselt:
lineaarne alküülbenseensulfoonhape (LABSA)
naatriumsilikaadi lahus
mitteioonsed pindaktiivsed ained
parfüüm
deioniseeritud vesi
Ladustamisseadmed valitakse puistetiheduse ja voolavuse alusel.
Pulbreid puistetihedusega üle 0,7 g/cm³ hoitakse tavaliselt keevkihi või vibraatoritega varustatud terassilodes.
Hügroskoopseid lisandeid, nagu naatriumperkarbonaati, hoitakse lagunemise vältimiseks sageli kontrollitud niiskusega{0}}ruumides, mille suhteline õhuniiskus on alla 40–50%.
Doseerimisseadmed sisaldavad tavaliselt:
kruvisööturid
pöörlevad ventiilid
kaalusöötjate-kaotus-
koormusandurite punkrisüsteemid
doseerimispumbad
Ehitajate söötmise täpsust kontrollitakse tavaliselt vahemikus ±0,5–1,0%. Ensüümi doseerimine nõuab madala doosiprotsendi tõttu üldiselt rangemat kontrolli.
Läga ettevalmistamise süsteem
Pulbri ettevalmistussüsteem muudab pulbri ja vedelad koostisosad enne pihustuskuivatamist pumbatavaks pesuainesustiks.
Peamine varustus sisaldab:
läga segamispaak
agitaator
küttekate või auruspiraal
inline homogenisaator
tsirkulatsioonipump
Tüüpiline läga tahkete ainete kontsentratsioon on olenevalt koostisest vahemikus 55% kuni 70%.
LABSA neutraliseerimine toimub sageli lägapaagi sees, kasutades naatriumhüdroksiidi või naatriumkarbonaati.
Üldine reaktsioon:
LABSA + NaOH → Naatriumalküülbenseensulfonaat + vesi
Paagi töötemperatuuri hoitakse tavaliselt vahemikus 60 kuni 90 kraadi, olenevalt viskoossusest ja pindaktiivse aine kogusest.
Segisti konstruktsioon sõltub viskoossusest. Tavaliselt kasutatakse ankrusegajaid või turbiini tiivikuid.
Viskoossust jälgitakse, kuna lobri viskoossus mõjutab otseselt pihustusotsiku pihustamist.
Tüüpiline pesuaine lobri viskoossus võib olenevalt tahke aine kogusest olla vahemikus mitusada kuni mitu tuhat cP.
Kõrgsurvega lägapumbasüsteem{0}
Enne pihustuskuivatustorni sisenemist surutakse läga läbi kõrgsurvepumpade{0}}.
Levinud pumbatüübid:
kolmekordne kolbpump
kolbpump
Töörõhk on sageli vahemikus:
2 MPa
4 MPa
kuni 8 MPa
Rõhu valik sõltub düüsi suurusest ja tilga suuruse sihtmärgist.
Piisa läbimõõt mõjutab otseselt:
osakeste suuruse jaotus
pulbri niiskus
pulbri tihedus
Pumba tühjendusliinid hõlmavad tavaliselt:
rõhuandurid
pulsatsiooni summutaja
kaitseklapp
inline filtrid
Pihustusest ülesvoolu on vaja filtreid, et vältida düüside ummistumist.
Tüüpiline filtreerimine:
80–200 silma sõltuvalt düüsi konstruktsioonist.
Pihustuskuivatustorn
Pihustuskuivatustorn on pesuainepulbri valmistamise peamine kuivatusseade.
Selle eesmärk on pihustada pesuainepulber peeneks tilkadeks ja aurustada niiskust kuumutatud õhu abil.
Süsteem sisaldab üldiselt:
kuivatuskamber
pihustuspihustid või pöördpihustid
kuuma õhu jaotur
põleti või õhuauruküttekeha
väljalaskekanal
Pihustuskuivatustorni kõrgus sõltub võimsusest.
Näited:
10–15-meetrine torn väiksema väljundi jaoks
20–35-meetrine torn suurema mahutavuse jaoks
Kuuma õhu sisselaskeava temperatuur on tavaliselt vahemikus:
250 kraadi
300 kraadi
kuni 400 kraadi
Väljuva õhu temperatuuri reguleeritakse tavaliselt vahemikus:
90 kraadi ja 120 kraadi
Valmis pulbri niiskuse eesmärk:
2–8% sõltuvalt toote klassist.
Osakeste moodustumine sõltub:
läga viskoossus
pihustusrõhk
sissetuleva õhu temperatuur
õhu viibimise aeg
Pihustatud{0}}kuivatatud pesuainepulbri puistetihedus jääb tavaliselt vahemikku:
300–550 g/L
Torni kest on tavaliselt sisemise isolatsiooniga süsinikterasest.
Kõrge{0}}temperatuuri tsoonides kasutatakse sageli roostevabast terasest kontaktosi.
Pulberjahutus- ja õhukäitlussüsteem
Tornist väljuv pulber säilitab jääksoojuse.
Tüüpiline pulbri väljalasketemperatuur võib ületada 70 kraadi.
Jahutusseadmed võivad sisaldada:
keevkihtjahuti
õhkjahutuskonveier
vibreeriv keevkiht
Pulbri lõpptemperatuur enne segamist on tavaliselt alla 40 kraadi.
Jahutus paraneb:
voolavus
ladustamise stabiilsus
ensüümide ellujäämine
parfüümi säilitamine
Õhukäitlus sisaldab:
tsentrifugaalventilaator
kanalisatsioon
tsükloni eraldaja
kotifilter
Tsüklonid püüavad kinni jämedad pulbriosakesed.
Kottfiltrid püüavad tolmu alla tsükloni lõikesuuruse.
Tolmu kontsentratsiooni piirväärtusi kontrollitakse tavaliselt kohalike keskkonnaeeskirjade alusel.
Taaskasutatud trahvi võib segada või segada.
Postitus-segamissüsteem
Paljud pesuaine koostisained ei puutu kokku pihustustorni temperatuuriga.
Need lisatakse pärast kuivatamist.
Levinud postituste{0}}lisamaterjalid:
ensüümid
parfüüm
naatriumperkarbonaat
värvilised täpid
paakumisvastased-ained
valgendi aktivaatorid
Varustus sisaldab:
lintmikser
adra segisti
labamikser
vedeliku pihustussüsteem
Segamisaeg sõltub koostisest ja segisti tüübist.
Tüüpiline partii segamine:
5–15 minutit
Vedela parfüümi doseerimiseks on vaja pihustavaid pihustusbaare.
Ühtsust kontrollitakse näidistestide abil.
Olulised tootmiskontrollid:
ensüümide jaotus
täppide jaotus
niiskuse konsistents
puistetihedus
Vale segamine mõjutab pesuvahendi välimust ja pesemist.
Sõelumis- ja transpordisüsteem
Pärast segamist läbib pesuaine pulber sõelu.
Varustus sisaldab tavaliselt:
vibreeriv ekraan
pöörlev sõel
võrgu eraldaja
Tüüpiline sõelumise eesmärk:
eemaldada liiga suured aglomeraadid
eemaldada võõrosakesed
parandada osakeste konsistentsi
Võrgusilma suurus sõltub sihtpulbri granuleerimisest.
Suurt materjali võib jahvatada ja taaskasutada.
Transpordisüsteemid hõlmavad järgmist:
kopp lift
kruvikonveier
pneumaatiline konveier
lintkonveier
Transpordikiirust kontrollitakse hoolikalt, kuna liigne löök purustab graanulid ja muudab puistetihedust.
Ensüüme{0}}sisaldav pulber nõuab tavaliselt vähese-mõjuga transportimist.
Pakkimissüsteem
Valmis pesuainepulber pakitakse vastavalt jaemüügi- või tööstuslikule vormingule.
Levinud pakendi suurused:
500 g
1 kg
2 kg
5 kg
10 kg
25 kg
Pakkimisseadmed:
tigu täiteaine
avatud-suuga kotti
vertikaalse vormi täitmise tihendi masin
kaalumispunker
kuumtihendusüksus
kotiõmblusmasin
kontrollkaal
metallidetektor
Eesmärgi täitmise täpsus on sageli:
±0.2–0.5%
Pakendi materjal on erinev:
lamineeritud PE kotid
kootud polüpropüleenist kotid
voodriga pappkarp
Pulbri tihenemist täitmise ajal jälgitakse, kuna tiheduse muutused mõjutavad koti välimust ja netokaalu.
Tolmu kogumine ja väljatõmbeõhu töötlemine
Pesuainepulbri tootmine tekitab õhus lenduvaid peenosakesi.
Tolmuallikate hulka kuuluvad:
pulbri ülekandmine
torni väljalasketoru
blenderi laadimine
pakkimisjaam
Kogumisvarustus sisaldab:
tsükloni eraldaja
impulssjoa kottfilter
märgpuhasti (vajadusel)
Kottfiltrites kasutatakse tavaliselt polüester- või PTFE-filtreid.
Jälgitakse rõhulangust filtripankades.
Kogutud tolmu võib sõltuvalt koostisest taaskasutada.
Peen pesuvahendi tolm mõjutab ka plahvatusohtu.
Maandus ja tolmu kontsentratsiooni kontroll on standardsed tehnilised nõuded.
Automatiseerimissüsteem (PLC / DCS)
Pesuainepulbri tootmisliin ühendab nii pidevad kui ka partiitööd, mis nõuavad protsesside tsentraliseeritud koordineerimist. Automaatikasüsteem põhineb tavaliselt PLC- või DCS-arhitektuuril, olenevalt tehase võimsusest ja juhtimise keerukusest.
Juhtimissüsteem vastutab mitme protsessiüksuse koordineerimise eest, sealhulgas:
tooraine doseerimise ja söötmise täpsus
läga ettevalmistamine ja segamise stabiilsus
neutraliseerimisreaktsiooni juhtimine pindaktiivsete ainete töötlemiseks
kõrgsurvepumba töö ja ohutuseeskirjad
pihustuskuivatuspõleti juhtimine ja põlemisstabiilsus
kuivatusõhu maht ja õhuvoolu jaotus
väljalaskeava pulbri niiskuse reguleerimine tagasiside jälgimise kaudu
lisaainete segamisjärjestuse kontroll-
pakkimisliini sünkroonimine ja täitmiskiiruse reguleerimine
Kõik need protsessisektsioonid töötavad suletud{0}}ahela juhtimisloogika all, et säilitada stabiilsed tootmistingimused ja vähendada partiide varieerumist.
Seadmed süsteemis
Tüüpiline pesuainepulbri tehase automatiseerimissüsteem ühendab mitut tüüpi tööstuslikke andureid ja mõõteseadmeid:
koormusanduri{0}}põhised kaalusüsteemid tooraine partiideks
takistustemperatuuri detektorid (RTD) ja termopaarid protsessi temperatuuri jälgimiseks
rõhuandurid lägapumba ja pihustuskuivatussüsteemi kaitseks
elektromagnetilised voolumõõturid vedeliku doseerimiseks ja läga tsirkulatsiooni mõõtmiseks
niiskusandurid, mis on paigaldatud kuivatus- ja{0}}järeltöötlustsoonidesse
pH analüsaatorid neutraliseerimise kontrollimiseks läga valmistamisel
Need instrumendid on olenevalt süsteemi konstruktsioonist ühendatud väljasiinivõrkude kaudu, nagu Profibus, Modbus või Ethernet{0}}põhinevad tööstuslikud sidesüsteemid.
Protsessi juhtimise funktsioonid
Automatiseerimissüsteem säilitab stabiilsed töötingimused kõigis protsessi põhiosades:
läga valmistamise temperatuuri hoitakse kontrollitud tööstuslikus vahemikus, mis sobib pindaktiivse aine neutraliseerimiseks ja viskoossuse stabiliseerimiseks
pihustuskuivatuse väljalasketemperatuuri reguleeritakse pidevalt, et säilitada ühtlane niiskusesisaldus lõplikus pulbris
õhuvoolu ja heitgaaside tasakaalu reguleeritakse, et stabiliseerida kuivatamise efektiivsust ja osakeste moodustumist
Neid juhtimisfunktsioone teostatakse PID{0}}põhiste ahelate kaudu, mis on integreeritud PLC- või DCS-kontrolleritesse.
Andmete jälgimine ja tootmise logimine
Süsteem salvestab pidevalt protsessiandmeid, et toetada tootmise jälgitavust ja kvaliteedikontrolli. Logitud parameetrid hõlmavad tavaliselt järgmist:
partii koostise kirjed ja tooraine tarbimine
läga valmistamise aeg ja segamistingimused
kuivatustorni töötingimused (temperatuur, õhuvool, rõhk)
lõplikud pulbri niiskuse ja tiheduse näitajad
pakendi väljundmaht ja täitmise täpsus
Neid andmeid hoitakse tsentraliseeritud ajaloosüsteemis ja neid saab kasutada tootmise analüüsiks, tõrkeotsinguks ja protsesside optimeerimiseks.
Turvablokeeringu süsteem
Automatiseerimissüsteem sisaldab ka riistvara ja tarkvara blokeerimisfunktsioone, et kaitsta seadmeid ja tagada ohutu töö. Tüüpiline kaitseloogika hõlmab järgmist:
pihustuskuivatuspõleti automaatne väljalülitamine ebatavalise temperatuuri tõusu või leegi rikke korral
pumba seiskamine ülerõhu tingimustes läga etteandeliinides
häire- ja isolatsioonireaktsioon, kui kottfiltri diferentsiaalrõhk ületab projekteerimispiiranguid
mootorikaitse ülekoormuse, faasikadu või ebatavaliste vibratsioonitingimuste eest
Need blokeeringud on rakendatud nii PLC tasemel kui ka sõltumatul ohutusrelee tasemel sõltuvalt tehase ohutusnõuetest.
