Производството на прах за пране е непрекъсната система за-обработка на твърди вещества и термична-обработка. Конфигурацията на оборудването зависи от формулировката, капацитета на завода, целевата насипна плътност, спецификацията на влагата и формата на опаковката.
От инженерна гледна точка, инсталацията за детергент на прах преобразува суровини като повърхностноактивни вещества, градивни вещества, основи и добавки в завършен прах чрез дозиране, подготовка на каша, сушене, смесване, пресяване, транспортиране и опаковане.
Система за съхранение и дозиране на суровини
Прахът за пране на прах използва както твърди, така и течни суровини. Твърдите вещества обикновено включват:
натриев карбонат (Na₂CO3)
натриев сулфат (Na₂SO₄)
зеолит 4А
натриев силикат на прах
карбоксиметил целулоза (CMC)
натриев перкарбонат
ензими
оптични избелители
Течните компоненти обикновено включват:
линейна алкилбензен сулфонова киселина (LABSA)
разтвор на натриев силикат
нейонни повърхностноактивни вещества
парфюм
дейонизирана вода
Оборудването за съхранение се избира въз основа на насипна плътност и течливост.
Праховете с насипна плътност над 0,7 g/cm³ обикновено се съхраняват в стоманени силози, оборудвани с флуидизиращи подложки или вибратори.
Хигроскопични добавки като натриев перкарбонат често се съхраняват в-стаи с контролирана влажност под 40–50% относителна влажност, за да се предотврати разлагането.
Оборудването за дозиране обикновено включва:
винтови хранилки
ротационни вентили
загуба{0}}в-тегло хранилки
бункерни системи за товарни клетки
дозиращи помпи
Точността на захранване за строителите обикновено се контролира в рамките на ±0,5–1,0%. Дозирането на ензима обикновено изисква по-строг контрол поради ниския процент на дозиране.
Система за приготвяне на тор
Системата за приготвяне на суспензията превръща прахообразните и течните съставки в суспензия от детергент, която може да се изпомпва, преди изсушаване чрез пулверизиране.
Основното оборудване включва:
резервоар за смесване на тор
бъркалка
нагревателна риза или парна намотка
вграден хомогенизатор
циркулационна помпа
Типичната концентрация на твърди вещества в суспензията варира от 55% до 70% в зависимост от формулировката.
Неутрализацията на LABSA често се извършва вътре в резервоара за тор с помощта на натриев хидроксид или натриев карбонат.
Често срещана реакция:
LABSA + NaOH → Натриев алкилбензен сулфонат + вода
Работните температури на резервоара обикновено се поддържат между 60 градуса и 90 градуса в зависимост от вискозитета и натоварването на повърхностно активно вещество.
Дизайнът на бъркалката зависи от вискозитета. Обикновено се използват котвени бъркалки или турбинни колела.
Вискозитетът се следи, тъй като вискозитетът на суспензията пряко влияе върху пулверизирането на дюзата за пръскане.
Типичният вискозитет на суспензията на детергента може да варира от няколкостотин до няколко хиляди cP в зависимост от натоварването с твърди вещества.
Помпена система за-суспензия под високо налягане
Преди да влезе в кулата за пулверизационно сушене, суспензията се нагнетява чрез помпи с високо{0}}налягане.
Често срещани типове помпи:
триплексна бутална помпа
бутална помпа
Работното налягане често варира:
2 MPa
4 MPa
до 8 MPa
Изборът на налягане зависи от размера на дюзата и целевия размер на капката.
Диаметърът на капката пряко влияе върху:
разпределение на размера на частиците
влага на прах
плътност на праха
Изпускателните линии на помпата обикновено включват:
трансмитери за налягане
гасител на пулсации
предпазен предпазен клапан
вградени филтри
Необходими са филтри преди пулверизирането, за да се предотврати блокиране на дюзата.
Типична филтрация:
80–200 меша в зависимост от дизайна на дюзата.
Спрей сушилна кула
Кулата за сушене чрез разпръскване е основното оборудване за сушене в производството на прах за пране.
Неговата цел е да пулверизира суспензията на препарата на фини капчици и да изпари влагата с помощта на нагрят въздух.
Системата най-общо включва:
сушилна камера
пулверизатори или ротационен пулверизатор
разпределител на горещ въздух
горелка или парен нагревател за въздух
изпускателен канал
Височината на кулата за пулверизационно сушене варира в зависимост от капацитета.
Примери:
10–15 метра кула за по-малка производителност
20–35 метра кула за по-голям капацитет
Температурата на входа на горещ въздух обикновено варира:
250 градуса
300 градуса
до 400 градуса
Температурата на изходящия въздух обикновено се контролира между:
90 градуса и 120 градуса
Целева влажност на готовия прах:
2–8% в зависимост от класа на продукта.
Образуването на частици зависи от:
вискозитет на кашата
налягане на атомизация
температура на входящия въздух
време на престой на въздух
Насипната плътност на изсушения-детергент на прах обикновено е между:
300–550 g/L
Корпусът на кулата обикновено е въглеродна стомана с вътрешна изолация.
Високо{0}}температурните зони често използват неръждаеми контактни части.
Система за прахово охлаждане и обработка на въздуха
Прахът, напускащ кулата, запазва остатъчната топлина.
Типичната температура на изхвърляне на прах може да надвишава 70 градуса.
Охлаждащото оборудване може да включва:
охладител с кипящ слой
конвейер за въздушно охлаждане
вибриращ кипящ слой
Целевата крайна температура на праха преди смесване обикновено е под 40 градуса.
Охлаждането подобрява:
течливост
стабилност при съхранение
ензимно оцеляване
задържане на парфюма
Обработката на въздух включва:
центробежен вентилатор
тръбопровод
циклонен сепаратор
ръкавен филтър
Циклоните улавят груби прахови частици.
Ръкавните филтри улавят прах под циклонен размер.
Границите на концентрация на прах обикновено се контролират въз основа на местните екологични разпоредби.
Възстановените фини частици могат да бъдат върнати за смесване или суспензия.
Система за пост{0}}смесване
Много съставки на препарата не могат да бъдат изложени на температурата на спрей кулата.
Те се добавят след изсушаване.
Общи материали за-добавяне на публикации:
ензими
парфюм
натриев перкарбонат
цветни петънца
анти{0}}слепващи агенти
активатори на белина
Оборудването включва:
лентов блендер
плужен смесител
лопатков миксер
система за пръскане на течности
Времето за смесване зависи от формулата и типа миксер.
Типично партидно смесване:
5–15 минути
Дозирането на течен парфюм изисква пулверизиращи пръскачки.
Еднородността се проверява чрез тестване на проби.
Важни производствени контроли:
ензимно разпределение
петнисто разпределение
консистенция на влага
насипна плътност
Неправилното смесване влияе върху външния вид на перилния препарат и ефективността на пране.
Система за пресяване и транспортиране
След смесване прахът за пране преминава през пресяване.
Оборудването обикновено включва:
вибриращ екран
ротационно сито
мрежест сепаратор
Типична цел на скрининга:
премахване на големи агломерати
отстранете чужди частици
подобряване на консистенцията на частиците
Размерът на мрежата зависи от целевата гранулация на праха.
Извънгабаритният материал може да бъде смлян и рециклиран.
Транспортните системи включват:
кофичен елеватор
шнеков транспортьор
пневматичен транспортьор
лентов транспортьор
Скоростта на транспортиране се контролира внимателно, тъй като прекомерният удар разрушава гранулите и променя насипната плътност.
Ензим{0}}съдържащият прах обикновено изисква ниско{1}}ударно транспортиране.
Система за опаковане
Готовият детергент на прах е опакован според търговски или промишлен формат.
Обичайни размери на опаковката:
500 g
1 кг
2 кг
5 кг
10 кг
25 кг
Опаковъчно оборудване:
пълнител на шнека
торба с отворена-уста
машина за запечатване на вертикална форма
бункер за претегляне
единица за термозапечатване
машина за шиене на чанти
контролна везна
металдетектор
Точността на попълване на целта често е:
±0.2–0.5%
Опаковъчният материал е различен:
ламинирани PE торби
тъкани полипропиленови чували
картонена кутия с подложка
Уплътняването на праха по време на пълнене се наблюдава, тъй като промените в плътността влияят на външния вид на торбата и нетното тегло.
Прахоулавяне и обработка на отработения въздух
Производството на прах за пране създава фини частици във въздуха.
Източниците на прах включват:
трансфер на прах
изпускателна кула
зареждане на блендер
станция за пакетиране
Оборудването за събиране включва:
циклонен сепаратор
импулсно-струен ръкавен филтър
мокър скрубер (ако е необходимо)
Ръкавите филтри обикновено използват полиестерна или PTFE филтърна среда.
Наблюдава се спадът на налягането във филтърните групи.
Събраният прах може да бъде рециклиран в зависимост от формулировката.
Финият прах от препарата също влияе върху риска от експлозия.
Заземяването и контролът на концентрацията на прах са стандартни инженерни изисквания.
Система за автоматизация (PLC / DCS)
Линията за производство на детергент на прах интегрира както непрекъснати, така и партидни операции, които изискват централизирана координация на процеса. Системата за автоматизация обикновено се базира на PLC или DCS архитектура, в зависимост от капацитета на инсталацията и сложността на управлението.
Системата за управление отговаря за координирането на множество процесни единици, включително:
дозиране на суровината и точност на подаване
подготовка на суспензията и стабилност при смесване
контрол на реакцията на неутрализация за обработка на повърхностно активно вещество
работа на помпата за високо{0}}налягане и регулиране на безопасността
контрол на горелката за пулверизационно сушене и стабилност на горенето
обем на въздуха за сушене и разпределение на въздушния поток
регулиране на влажността на праха на изхода чрез наблюдение с обратна връзка
контрол на последователността след-смесване за добавки
синхронизиране на линията за опаковане и регулиране на скоростта на пълнене
Всяка от тези секции на процеса работи в затворена{0}}контролна логика за поддържане на стабилни производствени условия и намаляване на вариациите на партидите.
Инструментариум в системата
Типична автоматизирана система за инсталация за детергент на прах интегрира множество видове индустриални сензори и измервателни устройства:
системи за претегляне,-базирани на товарни клетки за дозиране на суровини
съпротивителни температурни детектори (RTD) и термодвойки за мониторинг на температурата на процеса
трансмитери за налягане за помпа за суспензия и защита на системата за сушене чрез разпръскване
електромагнитни разходомери за дозиране на течности и измерване на циркулация на тор
сензори за влажност, инсталирани в зоните за-сушене и последваща обработка
pH анализатори за контрол на неутрализацията при приготвяне на суспензия
Тези инструменти са свързани чрез мрежи fieldbus като Profibus, Modbus или Ethernet-базирани индустриални комуникационни системи в зависимост от дизайна на системата.
Функции за контрол на процеса
Системата за автоматизация поддържа стабилни работни условия в ключови технологични секции:
температурата на приготвяне на суспензия се поддържа в контролиран промишлен диапазон, подходящ за неутрализиране на повърхностно активното вещество и стабилизиране на вискозитета
Температурата на изхода на пулверизационното сушене се регулира непрекъснато, за да се поддържа постоянно съдържание на влага в крайния прах
въздушният поток и балансът на отработените газове се регулират, за да се стабилизира ефективността на сушене и поведението при образуване на частици
Тези контролни функции се изпълняват чрез PID-базирани вериги, интегрирани в PLC или DCS контролери.
Мониторинг на данни и регистриране на производството
Системата непрекъснато записва данни за процеса, за да поддържа проследимостта на производството и контрола на качеството. Регистрираните параметри обикновено включват:
записи на формулировка на партиди и потребление на суровини
време за приготвяне на каша и условия на смесване
условия на работа на сушилната кула (температура, въздушен поток, налягане)
крайни индикатори за влажност и плътност на праха
изходен обем на опаковката и точност на пълнене
Тези данни се съхраняват в централизирана историческа система и могат да се използват за производствен анализ, отстраняване на проблеми и оптимизиране на процеси.
Система за блокиране на безопасността
Системата за автоматизация също така включва хардуерни и софтуерни функции за блокиране за защита на оборудването и осигуряване на безопасна работа. Типичната защитна логика включва:
автоматично изключване на горелката за пулверизационно сушене в случай на необичайно повишаване на температурата или повреда на пламъка
изключване на помпата при условия на свръхналягане в захранващите линии за суспензия
реакция на аларма и изолация, когато диференциалното налягане на ръкавния филтър надвишава проектните граници
защита на двигателя при претоварване, загуба на фаза или необичайни условия на вибрация
Тези блокировки се изпълняват както на ниво PLC, така и на ниво независимо защитно реле в зависимост от изискванията за безопасност на инсталацията.
