Производња детерџента за прање веша у праху је континуирани систем за{0}}обраду и термичку{1}} обраду чврстих материја. Конфигурација опреме зависи од формулације, капацитета постројења, циљне насипне густине, спецификације влаге и формата паковања.
Из инжењерске перспективе, фабрика детерџента у праху претвара сировине као што су површински активне материје, градивачи, алкалије и адитиви у готов прах кроз дозирање, припрему суспензије, сушење, мешање, просејавање, транспорт и паковање.
Систем складиштења и дозирања сировина
Прашак детерџента за веш користи и чврсте и течне сировине. Чврсте материје обично укључују:
натријум карбонат (На₂ЦО₃)
натријум сулфат (На₂СО₄)
зеолит 4А
прах натријум силиката
карбоксиметил целулоза (ЦМЦ)
натријум перкарбонат
ензими
оптички избељивачи
Течне компоненте обично укључују:
линеарна алкилбензен сулфонска киселина (ЛАБСА)
раствор натријум силиката
нејонске тензиде
парфем
дејонизована вода
Опрема за складиштење се бира на основу насипне густине и проточности.
Прахови са насипном густином изнад 0,7 г/цм³ се обично складиште у челичним силосима опремљеним јастучићима за флуидизацију или вибраторима.
Хигроскопни адитиви као што је натријум перкарбонат се често чувају у просторијама са{0}}контролисаном влажношћу испод 40–50% релативне влажности да би се спречило распадање.
Опрема за дозирање обично укључује:
пужни хранилице
ротациони вентили
губитак-у-хранилицама тежине
системи резервоара са ћелијама за оптерећење
дозирне пумпе
Прецизност храњења за градитеље се обично контролише унутар ±0,5–1,0%. Дозирање ензима генерално захтева строжу контролу због ниског процента дозе.
Систем за припрему стајњака
Систем за припрему суспензије претвара прах и течне састојке у детерџент који се може пумпати пре сушења распршивањем.
Главна опрема укључује:
резервоар за мешање суспензије
агитатор
грејни омотач или парни калем
инлине хомогенизатор
циркулациона пумпа
Уобичајена концентрација чврстих талога се креће од 55% до 70% у зависности од формулације.
Неутрализација ЛАБСА се често дешава унутар резервоара за стајњак коришћењем натријум хидроксида или натријум карбоната.
Уобичајена реакција:
ЛАБСА + НаОХ → Натријум алкилбензен сулфонат + вода
Радне температуре резервоара се обично одржавају између 60 степени и 90 степени у зависности од вискозитета и оптерећења сурфактанта.
Дизајн мешалице зависи од вискозности. Обично се користе сидрене мешалице или турбинска импелера.
Вискозитет се прати јер вискозитет суспензије директно утиче на распршивање млазнице.
Типични вискозитет суспензије детерџента може да се креће од неколико стотина до неколико хиљада цП у зависности од пуњења чврстих материја.
Систем пумпи високог{0}}притиска
Пре уласка у кулу за сушење распршивањем, суспензија се подиже под притиском помоћу пумпи високог{0}}притиска.
Уобичајени типови пумпи:
триплекс пумпа са клипом
клипна пумпа
Радни притисак често варира:
2 МПа
4 МПа
до 8 МПа
Избор притиска зависи од величине млазнице и циљане величине капљице.
Пречник капљице директно утиче на:
расподела величине честица
влага праха
густина праха
Испусни водови пумпе обично укључују:
трансмитери притиска
пригушивач пулсирања
сигурносни вентил
инлине филтери
Филтери узводно од атомизације су потребни да би се спречила блокада млазнице.
Типична филтрација:
80–200 месх у зависности од дизајна млазнице.
Торањ за сушење распршивањем
Торањ за сушење распршивањем је главна опрема за сушење у производњи детерџента у праху.
Његова сврха је да распрши кашу детерџента у фине капљице и испари влагу помоћу загрејаног ваздуха.
Систем генерално укључује:
комора за сушење
млазнице за распршивање или ротациони распршивач
дистрибутер топлог ваздуха
горионик или парни грејач ваздуха
издувни канал
Висина торња за сушење распршивањем варира у зависности од капацитета.
Примери:
Торањ од 10–15 метара за мању снагу
Торањ од 20–35 метара за већи капацитет
Улазна температура топлог ваздуха се обично креће у следећем распону:
250 степени
300 степени
до 400 степени
Температура излазног ваздуха се нормално контролише између:
90 степени и 120 степени
Циљна влажност готовог праха:
2–8% у зависности од класе производа.
Формирање честица зависи од:
вискозитет каше
притисак атомизације
температура улазног ваздуха
време боравка у ваздуху
Запреминска густина детерџента у праху-осушеном распршивањем обично се креће између:
300–550 g/L
Оклоп торња је обично угљенични челик са унутрашњом изолацијом.
Високе{0}}зоне са високим температурама често користе нерђајуће контактне делове.
Систем за хлађење прахом и систем за руковање ваздухом
Прах који излази из торња задржава преосталу топлоту.
Типична температура пражњења праха може премашити 70 степени.
Опрема за хлађење може укључивати:
хладњак са флуидизованим слојем
транспортер за ваздушно хлађење
вибрирајући флуидни слој
Циљана коначна температура праха пре мешања је генерално испод 40 степени.
Хлађење се побољшава:
проточност
стабилност складиштења
опстанак ензима
задржавање парфема
Обрада ваздуха укључује:
центрифугални вентилатор
дуцтворк
циклонски сепаратор
врећасти филтер
Циклони хватају грубе честице праха.
Врећасти филтери хватају прашину испод величине резања циклона.
Границе концентрације прашине се обично контролишу на основу локалних еколошких прописа.
Окупљене ситне материје се могу вратити у мешање или у суспензију.
Пост{0}}Систем мешања
Многи састојци детерџента не могу бити изложени температури торња за прскање.
Они се додају након сушења.
Уобичајени пост{0}}материјал за додавање:
ензими
парфем
натријум перкарбонат
шарене мрље
средства против-згрушавања
активатори избељивача
Опрема укључује:
тракасти блендер
плуг миксер
лопатисти миксер
систем за прскање течности
Време мешања зависи од формулације и типа миксера.
Типично мешање серије:
5–15 минута
Дозирање течног парфема захтева распршивање распршивача.
Уједначеност се проверава испитивањем узорка.
Важне контроле производње:
дистрибуција ензима
дистрибуција мрља
конзистенција влаге
насипна густина
Неправилно мешање утиче на изглед детерџента и перформансе прања.
Систем за сијање и транспорт
Након мешања, детерџент у праху пролази кроз сијање.
Опрема обично укључује:
вибрирајући екран
ротационо сито
сепаратор мреже
Типична сврха скрининга:
уклонити превелике агломерате
уклонити стране честице
побољшати конзистенцију честица
Величина мреже зависи од циљане гранулације праха.
Превелики материјал се може млети и рециклирати.
Системи за транспорт укључују:
елеватор са кашиком
пужни транспортер
пнеуматски транспортер
тракасти транспортер
Брзина транспорта се пажљиво контролише јер прекомерни удар ломи грануле и мења насипну густину.
Прашак који{0}}садржи ензим обично захтева мало-преношење.
Систем за паковање
Готов детерџент у праху се пакује према малопродајном или индустријском формату.
Уобичајене величине паковања:
500 g
1 кг
2 кг
5 кг
10 кг
25 кг
Опрема за паковање:
пуж за пуњење
отворена{0}}уста
машина за заптивање вертикалног облика
резервоар за мерење
јединица за топлотно заптивање
машина за шивање врећа
контролна вага
детектор метала
Тачност пуњења мете је често:
±0.2–0.5%
Материјал за паковање варира:
ламиниране ПЕ кесе
плетене полипропиленске вреће
картонска кутија са облогом
Прати се сабијање праха током пуњења јер промене густине утичу на изглед вреће и нето тежину.
Сакупљање прашине и третман издувног ваздуха
Производња детерџента у праху ствара фине честице у ваздуху.
Извори прашине укључују:
трансфер праха
торањ ауспух
пуњење блендера
врећа станица
Опрема за прикупљање укључује:
циклонски сепаратор
пулсни млазни врећасти филтер
мокри чистач (ако је потребно)
Врећасти филтери обично користе полиестер или ПТФЕ филтер.
Прати се пад притиска у низу филтера.
Сакупљена прашина се може рециклирати у зависности од формулације.
Фина прашина детерџента такође утиче на ризик од експлозије.
Уземљење и контрола концентрације прашине су стандардни инжењерски захтеви.
Систем аутоматизације (ПЛЦ / ДЦС)
Линија за производњу детерџента у праху интегрише и континуиране и серијске операције, које захтевају централизовану координацију процеса. Систем аутоматизације је типично заснован на ПЛЦ или ДЦС архитектури, у зависности од капацитета постројења и сложености управљања.
Контролни систем је одговоран за координацију више процесних јединица, укључујући:
дозирање сировине и тачност храњења
припрема каше и стабилност мешања
контрола реакције неутрализације за обраду сурфактанта
рад пумпе високог{0}}а и безбедносна регулација
контрола горионика за сушење распршивањем и стабилност сагоревања
запремину ваздуха за сушење и расподелу струјања ваздуха
регулација влаге праха на излазу путем праћења повратних информација
после{0}}контрола секвенце мешања за адитиве
синхронизација линије за паковање и подешавање брзине пуњења
Сваки од ових одељака процеса функционише у оквиру затворене{0}}контролне логике да би се одржали стабилни услови производње и смањиле варијације серије.
Инструментација у систему
Типичан систем аутоматизације постројења за детерџент у праху интегрише више типова индустријских сензора и мерних уређаја:
Системи вагања засновани на ћелијама за оптерећење{0}}за дозирање сировина
отпорни температурни детектори (РТД) и термопарови за праћење температуре процеса
трансмитери притиска за пумпу за суспензију и заштиту система за сушење распршивањем
електромагнетни мерачи протока за дозирање течности и мерење циркулације суспензије
сензори влажности инсталирани у зонама сушења и накнадне{0}}обраде
пХ анализатори за контролу неутрализације у припреми суспензије
Ови инструменти су повезани преко мрежа сабирнице поља као што су Профибус, Модбус или Етхернет{0}}засновани индустријски комуникациони системи у зависности од дизајна система.
Функције контроле процеса
Систем аутоматизације одржава стабилне услове рада у кључним деловима процеса:
температура припреме суспензије се одржава унутар контролисаног индустријског опсега погодног за неутрализацију сурфактанта и стабилизацију вискозитета
Излазна температура сушења распршивањем се континуирано подешава како би се одржао конзистентан садржај влаге у коначном праху
баланс протока ваздуха и издувних гасова је регулисан да би се стабилизовала ефикасност сушења и понашање формирања честица
Ове контролне функције се извршавају преко ПИД-базираних петљи интегрисаних у ПЛЦ или ДЦС контролере.
Мониторинг података и евиденција производње
Систем континуирано бележи процесне податке како би подржао следљивост производње и контролу квалитета. Евидентирани параметри обично укључују:
евиденција формулације серије и потрошња сировина
време припреме суспензије и услови мешања
Радни услови торња за сушење (температура, проток ваздуха, притисак)
завршни индикатори влаге и густине праха
излазни волумен паковања и тачност пуњења
Ови подаци се чувају у централизованом систему историчара и могу се користити за анализу производње, решавање проблема и оптимизацију процеса.
Систем сигурносне блокаде
Систем аутоматизације такође укључује функције хардверске и софтверске блокаде за заштиту опреме и обезбеђивање безбедног рада. Типична логика заштите укључује:
аутоматско искључивање горионика за сушење распршивањем у случају абнормалног пораста температуре или нестанка пламена
искључивање пумпе у условима надпритиска у водовима за довод суспензије
аларм и изолациони одговор када диференцијални притисак филтера вреће премашује пројектоване границе
заштита мотора од преоптерећења, губитка фазе или абнормалних услова вибрација
Ове блокаде се имплементирају и на нивоу ПЛЦ-а и на нивоу независног сигурносног релеја у зависности од безбедносних захтева постројења.
