Mitä laitteita tarvitaan pyykinpesuaineen tuotantoon?

Pyykinpesuainejauheen tuotanto on jatkuvaa kiinteiden aineiden-käsittelyä ja lämpökäsittelyä{1}}. Laitteen kokoonpano riippuu koostumuksesta, laitoksen kapasiteetista, tavoitetilavuustiheydestä, kosteusspesifikaatiosta ja pakkausmuodosta.

Teknisestä näkökulmasta pesuainejauhetehdas muuntaa raaka-aineet, kuten pinta-aktiiviset aineet, tehostusaineet, alkalit ja lisäaineet valmiiksi jauheeksi annostelemalla, lietteen valmistuksessa, kuivaamalla, sekoittamalla, seulomalla, kuljettamalla ja pakkaamalla.

Pyykinpesuainejauheessa käytetään sekä kiinteitä että nestemäisiä raaka-aineita. Kiinteitä aineita ovat tyypillisesti:

natriumkarbonaatti (Na2CO3)
natriumsulfaatti (Na2SO4)
zeoliitti 4A
natriumsilikaattijauhe
karboksimetyyliselluloosa (CMC)
natriumperkarbonaatti
entsyymejä
optiset kirkasteet

Nestemäisiä komponentteja ovat yleensä:

lineaarinen alkyylibentseenisulfonihappo (LABSA)
natriumsilikaattiliuos
ionittomat pinta-aktiiviset aineet
hajuvesi
deionisoitua vettä

Varastointivälineet valitaan irtotiheyden ja juoksevuuden perusteella.

Jauheet, joiden irtotiheys on yli 0,7 g/cm³, varastoidaan yleensä terässiiloissa, jotka on varustettu leijutustyynyillä tai täryttimellä.

Hygroskooppisia lisäaineita, kuten natriumperkarbonaattia, säilytetään usein{0}}kosteuskontrolloiduissa huoneissa, joiden suhteellinen kosteus on alle 40–50 % hajoamisen estämiseksi.

Annostelulaitteet sisältävät tyypillisesti:

ruuvisyöttölaitteet
pyörivät venttiilit
laihtuminen-painonsyöttölaitteissa-
kuormituskennojen suppilojärjestelmät
annostelupumput

Rakentajien syöttötarkkuutta säädetään yleensä ±0,5–1,0 %:n sisällä. Entsyymin annostelu vaatii yleensä tiukempaa valvontaa alhaisen annosprosentin vuoksi.

Lietteen valmistusjärjestelmä muuttaa jauheen ja nestemäiset ainesosat pumpattavaksi pesuainelietteeksi ennen suihkukuivausta.

Päävarusteisiin kuuluvat:

lietteen sekoitussäiliö

agitaattori

lämmitysvaippa tai höyrypatteri

inline homogenisaattori

kiertovesipumppu

Tyypillinen lietteen kiintoainepitoisuus vaihtelee välillä 55 - 70 % formulaatiosta riippuen.

LABSA-neutralointi tapahtuu usein lietesäiliön sisällä käyttämällä natriumhydroksidia tai natriumkarbonaattia.

Yleinen reaktio:

LABSA + NaOH → Natriumalkyylibentseenisulfonaatti + vesi

Säiliön käyttölämpötilat pidetään yleensä 60 asteen ja 90 asteen välillä riippuen viskositeetista ja pinta-aktiivisen aineen kuormituksesta.

Sekoittimen rakenne riippuu viskositeetista. Yleisesti käytetään ankkurisekoittimia tai turbiinin juoksupyöriä.

Viskositeettia valvotaan, koska lietteen viskositeetti vaikuttaa suoraan ruiskutussuuttimen sumutukseen.

Tyypillinen pesuainelietteen viskositeetti voi vaihdella useista sadaista useisiin tuhansiin cP kiintoainemäärästä riippuen.

Ennen suihkukuivaustorniin tuloa liete paineistetaan korkeapainepumpuilla-.

Yleisimmät pumpputyypit:

Triplex mäntäpumppu
mäntäpumppu

Käyttöpaine vaihtelee usein:

2 MPa
4 MPa
jopa 8 MPa

Painevalinta riippuu suuttimen koosta ja pisarakokotavoitteesta.

Pisaran halkaisija vaikuttaa suoraan:

hiukkaskokojakautuma
jauheen kosteus
jauheen tiheys

Pumpun poistolinjat sisältävät yleensä:

painelähettimet
sykkeenvaimennin
varoventtiili
sisäänrakennetut suodattimet

Suodattimet ennen sumutusta tarvitaan estämään suuttimen tukkeutuminen.

Tyypillinen suodatus:

80-200 silmäkokoa suuttimen rakenteesta riippuen.

Suihkukuivaustorni on pesuainejauheen valmistuksen tärkein kuivauslaitteisto.

Sen tarkoituksena on sumuttaa pesuaineliete hienoiksi pisaroiksi ja haihduttaa kosteutta lämmitetyn ilman avulla.

Järjestelmä sisältää yleensä:

kuivauskammio
sumutussuuttimet tai pyörivä sumutin
kuuman ilman jakaja
poltin tai höyryilmalämmitin
poistokanava

Suihkukuivaustornin korkeus vaihtelee kapasiteetin mukaan.

Esimerkkejä:

10–15 metrin torni pienempään tuotantoon
20-35 metrin torni suurempi kapasiteetti

Kuuman ilman tulolämpötila vaihtelee tyypillisesti:

250 astetta
300 astetta
jopa 400 astetta

Poistoilman lämpötilaa säädetään normaalisti välillä:

90 astetta ja 120 astetta

Valmis jauheen tavoitekosteus:

2–8 % tuotelaadusta riippuen.

Hiukkasten muodostuminen riippuu:

lietteen viskositeetti
sumutuspaine
tuloilman lämpötila
ilman viipymäaika

Ruiskukuivatun{0}}pesuainejauheen bulkkitiheys on yleensä välillä:

300–550 g/L

Tornin kuori on tyypillisesti hiiliterästä, jossa on sisäeristys.

Korkean lämpötilan vyöhykkeillä{0}} käytetään usein ruostumattomia kosketusosia.

Tornista lähtevä jauhe säilyttää jäännöslämmön.

Tyypillinen jauheen poistolämpötila voi ylittää 70 astetta.

Jäähdytyslaitteet voivat sisältää:

leijukerrosjäähdytin

ilmanjäähdytyskuljetin

värähtelevä leijukerros

Jauheen loppulämpötila ennen sekoittamista on yleensä alle 40 astetta.

Jäähdytys parantaa:

virtaavuus

säilytyksen vakaus

entsyymien selviytyminen

hajuveden säilyttäminen

Ilmankäsittely sisältää:

keskipakotuuletin

kanavat

syklonierotin

baghouse suodatin

Syklonit vangitsevat karkeita jauhehiukkasia.

Pussisuodattimet keräävät pölyn syklonileikkauskoon alapuolella.

Pölypitoisuusrajoja valvotaan yleensä paikallisten ympäristömääräysten perusteella.

Talteen otetut hienot osat voidaan palauttaa sekoitukseen tai lietteeseen.

Monia pesuaineen ainesosia ei voi altistaa suihkutustornin lämpötilalle.

Nämä lisätään kuivauksen jälkeen.

Yleiset viestien-lisämateriaalit:

entsyymejä

hajuvesi

natriumperkarbonaatti

värillisiä pilkkuja

paakkuuntumisenestoaineita-

valkaisuaktivaattorit

Varustus sisältää:

nauhasekoitin

aurasekoitin

mela mikseri

nesteen ruiskutusjärjestelmä

Sekoitusaika riippuu koostumuksesta ja sekoittimen tyypistä.

Tyypillinen eräsekoitus:

5-15 minuuttia

Nestemäisen hajuveden annostelu vaatii sumutettavia suihkepatukat.

Tasaisuus tarkistetaan näytetesteillä.

Tärkeitä tuotannon valvontaa:

entsyymien jakautuminen

pilkkujakauma

kosteuden konsistenssi

irtotiheys

Väärä sekoitus vaikuttaa pesuaineen ulkonäköön ja pesutehoon.

Sekoituksen jälkeen pesuainejauhe kulkee seulonnan läpi.

Laitteisiin kuuluu yleensä:

värisevä näyttö

pyörivä seula

verkon erotin

Tyypillinen seulonnan tarkoitus:

poistaa ylisuuret agglomeraatit

poistaa vieraat hiukkaset

parantaa hiukkasten konsistenssia

Silmäkoko riippuu kohdejauheen rakeista.

Ylimitoitettu materiaali voidaan jauhaa ja kierrättää.

Kuljetusjärjestelmiin kuuluvat:

kauhahissi

ruuvikuljetin

pneumaattinen kuljetin

hihnakuljetin

Kuljetusnopeutta valvotaan huolellisesti, koska liiallinen isku rikkoo rakeita ja muuttaa irtotiheyttä.

Entsyymi-pitoinen jauhe vaatii tavallisesti vähävaikutteista-kuljetusta.

Valmis pesuainejauhe pakataan vähittäismyynti- tai teollisuusmuodon mukaan.

Yleiset pakkauskoot:

500 g

1 kg

2 kg

5 kg

10 kg

25 kg

Pakkauslaitteet:

ruuvin täyttöaine

avoin{0}}suupussi

pystysuoran lomakkeen täyttösulkukone

punnitussuppilo

kuumasaumausyksikkö

laukkujen ompelukone

tarkistusvaaka

metallinilmaisin

Tavoitteen täyttötarkkuus on usein:

±0.2–0.5%

Pakkausmateriaali vaihtelee:

laminoidut PE pussit

kudotut polypropeenisäkit

pahvilaatikko vuorauksella

Jauheen tiivistymistä täytön aikana seurataan, koska tiheyden muutokset vaikuttavat pussin ulkonäköön ja nettopainoon.

Pesuainejauheen valmistuksessa syntyy ilmaan hienojakoisia hiukkasia.

Pölyn lähteitä ovat:

jauheen siirto

tornin pakokaasu

blenderin lataus

säkitysasema

Keräyslaitteet sisältävät:

syklonierotin

pulssisuihkupussisuodatin

märkäpesuri (tarvittaessa)

Pussisuodattimet käyttävät tyypillisesti polyesteri- tai PTFE-suodatinmateriaalia.

Painehäviötä suodatinpankkien välillä valvotaan.

Kerätty pöly voidaan kierrättää koostumuksesta riippuen.

Hienopesuainepöly vaikuttaa myös räjähdysvaaraan.

Maadoitus ja pölypitoisuuden hallinta ovat standardinmukaisia teknisiä vaatimuksia.

Pesuainejauheen tuotantolinja yhdistää sekä jatkuvat että erätoiminnot, jotka edellyttävät keskitettyä prosessikoordinointia. Automaatiojärjestelmä perustuu tyypillisesti PLC- tai DCS-arkkitehtuuriin laitoksen kapasiteetista ja ohjauksen monimutkaisuudesta riippuen.

Ohjausjärjestelmä vastaa useiden prosessiyksiköiden koordinoinnista, mukaan lukien:

raaka-aineen annostelu ja syöttötarkkuus

lietteen valmistus ja sekoitusstabiilisuus

neutralointireaktion ohjaus pinta-aktiivisten aineiden käsittelyssä

korkeapaine{0}}pumpun toiminta ja turvallisuusmääräykset

sumutuskuivauksen polttimen ohjaus ja palamisen vakaus

kuivausilman tilavuus ja ilmavirran jakautuminen

poistoaukon jauheen kosteuden säätö palautevalvonnan avulla

jälki-sekoitusjärjestyksen ohjaus lisäaineille

pakkauslinjan synkronointi ja täyttönopeuden säätö

Jokainen näistä prosessiosista toimii suljetun{0}}silmukan ohjauslogiikassa vakaiden tuotantoolosuhteiden ylläpitämiseksi ja erän vaihtelun vähentämiseksi.

Instrumentointi järjestelmässä

Tyypillinen pesuainejauhetehtaan automaatiojärjestelmä integroi monenlaisia teollisuusantureita ja mittauslaitteita:

punnituskenno{0}}pohjaiset punnitusjärjestelmät raaka-aineiden annosteluun
vastuslämpötilailmaisimet (RTD) ja termoparit prosessin lämpötilan valvontaan
painelähettimet lietepumpun ja suihkukuivausjärjestelmän suojaamiseen
sähkömagneettiset virtausmittarit nesteen annosteluun ja lietteen kiertomittaukseen
kuivaus- ja{0}}jälkikäsittelyalueille asennettuja kosteusantureita
pH-analysaattorit lietteen valmistuksen neutraloinnin säätelyyn

Nämä laitteet on kytketty kenttäväyläverkkoihin, kuten Profibus-, Modbus- tai Ethernet{0}}-pohjaisiin teollisiin tietoliikennejärjestelmiin järjestelmän suunnittelusta riippuen.

Prosessin ohjaustoiminnot

Automaatiojärjestelmä ylläpitää vakaat toimintaolosuhteet tärkeimmissä prosessin osissa:

lietteen valmistuslämpötila pidetään valvotulla teollisella alueella, joka sopii pinta-aktiivisten aineiden neutralointiin ja viskositeetin stabilointiin
sumutuskuivauksen ulostulolämpötilaa säädetään jatkuvasti, jotta lopullisen jauheen kosteuspitoisuus pysyy tasaisena
ilmavirran ja pakokaasun tasapainoa säädetään kuivaustehokkuuden ja hiukkasten muodostumiskäyttäytymisen vakauttamiseksi

Nämä ohjaustoiminnot suoritetaan PID{0}}-pohjaisten silmukoiden kautta, jotka on integroitu PLC- tai DCS-säätimiin.

Tietojen seuranta ja tuotannon kirjaaminen

Järjestelmä tallentaa jatkuvasti prosessitietoja tuotannon jäljitettävyyden ja laadunvalvonnan tukemiseksi. Kirjatut parametrit sisältävät yleensä:

eräformulaatiotiedot ja raaka-aineen kulutus
lietteen valmistusaika ja sekoitusolosuhteet
kuivaustornin käyttöolosuhteet (lämpötila, ilmavirta, paine)
lopulliset jauheen kosteus- ja tiheysindikaattorit
pakkauksen tuotantomäärä ja täyttötarkkuus

Nämä tiedot tallennetaan keskitettyyn historioitsijajärjestelmään, ja niitä voidaan käyttää tuotannon analysointiin, vianetsintään ja prosessin optimointiin.

Turvalukitusjärjestelmä

Automaatiojärjestelmä sisältää myös laitteisto- ja ohjelmistolukitustoiminnot laitteiden suojaamiseksi ja turvallisen toiminnan varmistamiseksi. Tyypillinen suojauslogiikka sisältää:

sumutuskuivauspolttimen automaattinen sammutus epänormaalin lämpötilan nousun tai liekkivian sattuessa
pumpun sammutus ylipaineolosuhteissa lietteen syöttölinjoissa
hälytys ja eristysvaste, kun pussisuodattimen paine-ero ylittää suunnittelurajat
moottorin suojaus ylikuormitusta, vaihehäviötä tai epänormaalia tärinää vastaan

Nämä lukitukset toteutetaan sekä PLC-tasolla että itsenäisellä turvareleen tasolla laitoksen turvallisuusvaatimuksista riippuen.