EN
Skilningur á myndun skums og áhrifum þess í efnafræðilegum ferlum
Algeng rekstrarvandamál vegna skums: vélbúnaðarhneytisveiki, truflanir í sínum og yfirfylling
Skumvandamál í efnafræðiverksmálum eru alvöru hausverkur fyrir starfsfólk, og valda ýmsum vandræðum frá pumpuholaútbrotum til rangra lesinga á síkum og hættulegra yfirfyllinga. Þegar loft kemst í skuminn, þynnar hann í raun efnið sem veldur því að pumprunur verkar harðar og stundum brotnar alveg saman. Skumlaget efst ofan ruglar líka við stöðugreiningum og þykkimælingum, gefur rangar upplýsingar sem valda truflun á öllu ferli. Og ekki er einu sinni minnst á yfirfyllingar – þetta eru ekki bara óþægileg aðstæður. Þær tákna alvarleg öryggisáhættu, umhverfisvandamál og kostnaðarsama tap af vöru, sérstaklega í stórum viðgerðarbönkum eða geymslubönkum þar sem hlutirnir geta fljótt komist út úr böndunum. Samkvæmt iðustofrimelum, áttu um 15 til 20 prósent óvæntra stöðvunarferla á efnafræðistöðvum að gerast vegna skumvandamála. Þess vegna leggja vitlausir verksmiðjastjórar mikla áherslu á örugga skumsleymigöng sem eru sérsniðin fyrir sitt ferli í stað þess að reyna á handahófi lausnir þegar vandamál koma upp.
Lykilmætti sem styðja við skýmu: raka, yfirborðsgerandi efni, hitastig og pH
Þegar talað er um myndun skýmu byrjar allt með vélmennilegri röktu sem blöskrar lofti inn í vökva og myndar þá áhyggjuefni bubblur sem allir hata. Hvað heldur þessum bubblum áfram? Yfirborðsgerandi efni leika mikilvægann hlutverk í því að lækka yfirborðsspennu og styrkja þunnu lagið milli vökva og gass. Hitastig hefur einnig áhrif á hve lengi skýman varar. Venjulega, þegar hitinn eykst, lækkar súrefni ásamt yfirborðsspennu, svo skýman brist venjulega fljótt. En eru undantekningar þar sem hærri hitastig hjálpar í raun til að halda skýmubúnaðinum saman. Sýrustig (pH) hefur einnig áhrif, þar sem það breytir því hvernig hleðnar agnir í lausninni virka gegn hver annarri, og ákvarðar hvort þær myndi stöðug skorpu eða ekki. Að skilja þessa heildarmynd vel hjálpar framleiðendum til að velja besta skýmulykilinn fyrir sérhverja uppsetningu, svo þeir takist á við skýmuvandamál á öruggan hátt án þess að eyða auðlindum á lausnir sem virka ekki.
Hvernig skými minnkar framleiðslueffektivitet og gerir gríðarlega gæðum vöru
Þegar skýra myndast í framleiðslu eru vinnslumenn ekki að öðru leyfi en að hægja á ferlinu til að geta haft um allan skýrinn. Þessi hækkun felur í sér minni framleiðslu í heildina, á meðan kostnaður eykst vegna þess að vélar eru ekki í fullri rekstri. Vandamálið verður verra þegar reynt er að blanda inniheldum saman jafnt eða viðhalda jöfnu gerð ágerða í gegnum öll lot. Gæði vöru byrja að hverfa sem niðurstaða. Skýra veldur einnig vandræðum í aðskilningsskrefum eins og distillun eða útdráttarferlum, þar sem valdið er mengun og slæmur aðskilningur milli mismunandi fasaa. Framleiðslustöðvar sem koma aftur og aftur undir skýrandi vandamál standast oft óvæntar stöðukerfi. Þessar truflanir krefjast stöðugrar hreinsunar og viðhaldsstarfa sem tekur mikilvægan tíma frá venjulegri rekstri. Að ná góðri stjórn á skýr með réttri úrvahlsefni er ekki bara mikilvægt, heldur algjörlega nauðsynlegt ef fyrirtæki vilja halda vörunum sínum traustri og rekstri sínum án truflana dag af dag.
Hvernig andspýtanir virka: Aðgerðarhættir andspýtingar
Andspýtiefni og hlutverk þeirra í að brota upp skýmu
Andspýtiefni berjast gegn skýmu á grundvallarlega þremur vegum. Fyrst og fremst minnka þau yfirborðsspennu þar sem loft mætir vökvabyggingum. Síðan ganga efnin inn í blöðrunum og brjóta niður veggina á þeim. Þau rífa einnig niður sérstakar yfirborðsgeislunarefja-byggingar sem halda skýmunni saman. Þá hreyfast hindurlægu hlutar andspýtiefnanna fljótt yfir yfirborð blöðranna, mynda veik punkta sem valda því að allt dettur strax í sundur. Upplysingar úr iðjunni benda til þess að vel gæðagóð andspýtiefni dragi úr skýmumagni um sjötíu til níutíu prósent innan nokkurra sekúndna. Þetta gerir þau ómissandi til að halda efnaaðgerðum í gangi án truflana vegna óæskilegrar skýmubuildningar.
Andspýting móti andspýtiefnum: að skilja muninn
Fólk heldur oft að andvarpi og afhræringu sé sama hluturinn, en í rauninni hafa þær mismunandi tilgang. Afhræringar fjarlægja skjám sem er nú þegar til með því að sprunga blöðrurnar fljótt. Hægt er að hugsa um þær sem hreinsihóp sem kemur á eftir þegar ruslið hefir myndast. Andvarpar virka algerlega öðruvísi. Þeir koma í veg fyrir að skjám myndist frá upphafi, oft með því að breyta hegðun vökva á yfirborðinu áður en einhver byrjar að ríra. Aðalmunurinn liggur í hvenær vörunar virka. Afhræringar taka til aðgerða þegar skjám hefir myndast, en andvarpar snúa sér að því að koma í veg fyrir vandamál áður en þau komast upp. Val á milli þeirra fer að lokum út á hvaða vandamáli verður að leysa núna og hvað gæti gerst seinna.
Afgreiðsla yfirborðsþrýstingar: hvernig afhræringar veikja skjámblöðrur
Þegar um andvirki er að ræða, virka þeir með því að innleiða efni með lægra yfirborðsspennu. Þessi innihaldsefni dreifast yfir yfirborði blöðranna og trufla jafnvægi kraftanna sem halda blöðrunum á heilu. Næsta skref er frekar áhugavert – andvirk hydrofóba eindir færa sig í átt að viðmótinu milli lofts og vökva, trufla klæbróu kraftana sem halda allt saman, þar til blöðrurnar sprunga. Þar sem þessir andvirki eðlilega hafa lægri yfirborðsspennu en efnið sem myndar skjúfu, geta þeir komist beint inn í vöggina á blöðrunum og rifið þær niður frá innan. Skoðum hvað gerist hér vísindalega, kemur í ljós af hverju hradi er svo mikilvægt fyrir virkni andvirka, ásamt því að hann verði samhengisvænur við vökvan sem hann verður að blanda sig í við úrvinnslu.
Tegundir andvirka og afköst þeirra í iðnaðarforritum
Algengar tegundir andvirka: olíubasar, silikónbásar, vatnsbasar, EO/PO, duftformar og pólýmerbásar
Það eru í grundvallaratriðum sex mismunandi gerðir af skúflosandi sem eru algengar í ýmsum iðnaðarumhverfum og hver þeirra er betri fyrir ákveðin störf en önnur. Byrjum á olíubundnum. Þetta innihalda yfirleitt hluti eins og steinefna- eða plöntuolíu blandað við efni sem hrífur vatn eins og vax eða kísilsteinsteinar. Þeir virka nokkuð vel til að stjórna bólum í hlutum eins og pappírspúðavinnslu og hreinsun úrgangsvatns án þess að brjóta bankann. Svo erum við með sílikon- byggða skummlosar sem innihalda PDMS ásamt vökvaskjálfandi kísil. Það sem gerir þetta sérstakt er hversu árangursríkt það er jafnvel þegar það er bætt í litlum magni, um 1% almennt. Þess vegna eru þær svo oft í vörum allt frá málningu til matvæla. Vatnsbundin valkostir eru líka að verða sífellt vinsælli vegna þess að þeir eru grönni valkostir sem dreifa sér vel í vökva kerfum þar sem öryggi skiptir mestu máli sérstaklega þá sem hafa í för með matvælaviðkomandi yfirborði. EO/PO-símalinn er mjög góður fyrir málmvinnsluvökva og ákveðna yfirborð vegna þess hvernig þeir blandast í núverandi efni. Fyrir þurra blöndur eins og þvottaefni eða betongblöndur eru duft afsköpumælingar skynsamlegar þar sem þær bera virku efnin á kísilsíkerstöðvum. Að lokum eru til skúflosandi efni á polymer-grunni eins og alkyl polyacrylates sem standa gegn miklum blandaþörfum og eru því uppáhalds í framleiðslu á límum og öðrum viðkvæmum lyfjagerð þar sem stöðugleiki skiptir máli.
Virkni, takmarkanir og stöðugleiki mismunandi efnafræðilegra skúfandi
Mismunandi gerðir af skúfvetnum hafa sína kosti og galla. Tökum til dæmis sílikon-búnað sem virkar vel undir hita og endist lengur en flest önnur, en stundum skapa vandamál á yfirborðum þegar þau eru notuð í málningu vegna þess að þau blandast ekki alltaf vel. Svo eru olíubundnar skúflavörur sem kosta minna fyrirfram og takast á við harðrótt skúfu á skilvirkan hátt, þó þær hafi tilhneigingu til að skilja eftir sig leifar sem geta eyðilagt viðkvæma búnað í sumum iðnaði. Vatnsbundnar útgáfur eru betri af öryggisástæðum og umhverfisáhrifum almennt, þó framleiðendur þurfi yfirleitt að bera þær í stærri magni þar sem þær halda ekki eins lengi. EO PO-símalinn er á milli árangurs og annarra efna en passaðu þig á ef það verður súrt eða lúmskt þar sem efnin fara að brotna hratt niður. Vörur á polymer-grunni takast á við líkamlega álagningu ágætlega en að gera þær rétt krefst aukinnar athygli frá gerendum sem þurfa að tryggja að ekkert bregðist illa saman. Loksins skammprufar virðast notalegir í fyrstu sýn vegna þess að þeir eru auðveldir að geyma og flytja, en að fá þá rétt blandað í vökva er ennþá áskorun sem margar plöntur glíma við daglega.
Símon- eða pólýmer- byggðir skúflavörur í háhitastigs- og viðkvæmum aðferðum
Þegar hitinn hækkar yfir 150 gráður, sem gerist reglulega innan efnavirkja og hitakeldiskerfa, þá virka sílikon-hreinsir betur en nánast allt annað á markaðnum vegna þess að þeir geta tekið á hita svo vel. Áhrif? Þessar eiginleikar gera þær vandræðalegar fyrir ákveðna notkun. Árangur þeirra yfirborðsleg áhrif yfirgefur oft eftir eftirgang sem ruglar viðkvæmum ferlum eins og málning álagningu, yfirborðsvirkni, eða jafnvel hálfleiðara framleiðslu línur þar sem hreinleiki skiptir mestu máli. Í stöðum ūar sem sílikon er ekki til, eru polymer- byggðir valkostir eins og alkyl polyacrylates valkostur. Þeir leika sér vel með efni sem er til og skilja ekki eftir sér óæskileg spor. En þessi polímer þurfa yfirleitt hlýari aðstæður til að virka rétt og virka yfirleitt best þegar hitinn er yfir 60 gráður. Gögn frá atvinnulífinu sýna að sílikonskemjendur gefa um 30 prósent betri árangur í lægri styrkjum en önnur, en það hefur sitt kostnað. Margir framleiðendur forðast að nota þau í kerfum þar sem vatn er blandað saman eða þar sem útlit vörunnar þarf að vera óhrein frá upphafi til enda.
Að velja rétta skúflavör: Helstu viðmið fyrir sem bestum árangri
Mikilvalvirki: samhæfni, pH, hitastig og samræmi við reglur
Til að velja rétta skúflavöruna þarf að skoða ýmsa þætti, meðal annars hvernig hún hefur efnafræðilega áhrif, hve mikil er pH-gildi kerfisins, hitastig á meðan á aðgerð stendur og reglur sem gilda. Þegar hlutirnir blandast ekki vel saman, koma upp vandamál eins og þokað útlit, lagmyndun í blöndunni eða einfaldlega óvirk niðurstöður. Flestum skúflavörum tekst best þegar pH-gildi er á bilinu 4 til 9 og þeir taka einnig nokkuð vel á hita. En vertu varkár því að sumir vörur hætta að virka rétt þegar hitinn fer yfir 80 stig eða þegar þær eru í miklu efni. Fyrir atvinnugreinar sem vinna með matvæla, lyf eða umhverfi þar sem umhverfisáhrif skipta máli, verða staðla sem stofnanir eins og FDA eða REACH setja nauðsynleg. Samkvæmt nýrri rannsókn sem birt var í Chemical Processing Journal í fyrra, koma um 2/3 allra vandamála með skúflosara niður á annaðhvort slæma efnalagssamsetningu eða að þau uppfylla ekki skilyrði. Þess vegna skiptir það svo miklu máli að taka sér tíma til að athuga þessa þætti vel.
Skammtur, dreifing og tímasetning: að jafna árangur og aukaverkanir
Það skiptir miklu máli að fá rétt magn af skúfandi ef þú vilt hafa skúfu í hreinu án þess að valda vandræðum. Ef ūađ er ekki nóg, heldur skúfan bara áfram ađ koma. Er of mikið? Það þýðir hærri kostnað og möguleg gæðamál. Fyrir flest vatnshæf kerfi virkar um 0,1 til 0,5 prósent vel, þó að sumir mjög skúmuvirkjun gæti þurft nær 1%. Það skiptir líka miklu máli að blanda saman. Ef hún er ekki rétt dreifð í kerfinu, lækkar árangurinn verulega. Tímasetningin skiptir líka máli. Ef skúfa er sett inn í upphafi kemur skúfanum ekki til. Bíddu þangað til seinna áfanga og skyndilega erum við að tala um að þurfa tvö eða þrjú sinnum meira af vöru til að fá sömu niðurstöður. Það hækkar aftur kostnaðinn og skapir meiri líkur á mengunarvandamálum.
Að forðast yfirborðsbrot: að takast á við defoamer-de-controversy á sílikon-grunni
Síkónskemjendur eru frábærir í að fjarlægja bólur en hafa nokkrar galla. Þeir hafa tilhneigingu til að skilja eftir sig yfirborðsvandamál eins og fiskasjón, kráta eða appelsínugrjótulit á yfirborði vegna þess að smá sílikondropa flytjast til efsta lagsins við álagningu. Slík galla skipta máli þegar útlit skiptir máli. Fyrir vörur þar sem yfirborðsgæði er allt, pólimera-undirstaða valkostir bjóða svipaða bólugreiningu án þess að búa til þá ljótu merki. Ūeir eru því valinn fyrir hágæða áferð. Það er samt vert að taka fram að sílikónir eiga líka sinn stað. Í iðnaðarumhverfi þar sem útlit skiptir ekki svo miklu máli en hitaþol og langvarandi árangur, skína hefðbundin sílikonskemjendur enn. Það sem skiptir mestu máli er hversu viðkvæm lokatilfarið þarf að vera fyrir yfirborðslegum galla.
Tryggja samhæfni við önnur bætiefni og vinnsluefni
Til að skúflavörur virki rétt þurfa þeir að spila vel með öllum hinum efnum í lyfjasamsetningunni, þar á meðal yfirborðsvirkjum, þykknimati, líflyfjum og þeim litríku litarefnum sem við bætum við. Ūegar hlutirnir ganga illa, gerist slæmt. Bætavækin eru ekki eins dugleg lengur, lausnir geta orðið þokaðar eða verra, hluti byrja að setjast niður úr lausn. Til að athuga hvort allt virkar saman, fara flestir framleiðendur í samhæfingarpróf beint í eigin vinnsluumhverfi sínu. Ūeir blanda skúfunni saman viđ öll önnur efnistök og fylgjast vel međ hvort ūeir finnist einhverjir merki um vandamál eins og lagmyndun, undarleg þoka eða ūegar vöran virkar ekki eins og búist er viđ. Ef prófanir eru gerðar fyrir tíma er hægt að spara höfuðverk og framleiðslan gengur vel án óvæntra vandamála í mikilvægum aðgerðum.
Besta aðferðin við notkun skúfarsvæða í efnavinnslu
Hæstar mælingar og uppsetningartími til að koma í veg fyrir skúmu
Góð stjórnun skumvarna byrjar venjulega á að setja inn rétta magn af skumgagni í blönduna á réttum tíma. Best er að bæta við skumgagni á meðan enn er kyrrð, í upphafi blanda- eða áfyllingarfasa, frekar en bíða þar til rusl byrjar að birtast alls staðar. Þegar um samfelldar ferli er að ræða, notuðu flest ver hreyfifærslukerfi sem lagast eftir rauntímaupplýsingum eins og til dæmis hversu hratt verið er að ryrja eða hvaða hitastig mælist. Við pökkunargerð krafist þess að skumgagni sé bætt við í upphafi svo skumlögn veldur ekki vaxandi vandamáli með tímanum. Þetta gerir ekki bara verkflæðin kleppalegri heldur minnkar jafnframt heildarmagnið af efnum sem notað er yfir ýmsar framleiðslurúnur.
Notkunaraðferðir: forskammta vs. beinbæting
Það eru í grundvallaratriðum tveggja leiða að bæta við andsýrum: annað hvort að blanda því fyrst eða bæta beint við. Við upphnýjun blanda við vökva, eins og vatn eða annan leysir, sem virkar vel saman við efnið. Þetta hjálpar til við að dreifa efnið betur í blönduninni og koma í veg fyrir pínuvænlegar stöður þar sem of mikið safnast saman, sem er sérstaklega mikilvægt þegar verið er að vinna með þykk efni eða olíurík efni. Við beina viðbót er hreint andsýri sett beint í kerfið. Þessi aðferð virkar mjög vel í kerfum þar sem er nú þegar mikil hreyfing eða hiti, þar sem efnið dreifist sjálft mjög fljótt. Val á milli aðferðanna felst í hvaða gerð andsýris er verið að nota, hvernig kerfið hegðar sér undir mismunandi aðstæðum og hvort blöndunarbúnaðurinn getur haft við á við efnið án þess að valda vandamálum síðar á ferlinum.
Algeng mistök: seinkuð viðbót, slæm dreifing og ósamhæfni efnis
Að bæta við foamhættum of seint, eftir að skýmið hefir myndast, virkar ekki jafn vel og endar á að kosta meira á langan tíma vegna þess að vinnurarnir verða að nota stærri magn. Þegar blöndun er ekki nægileg við notkun, dreifist foamhætturinn ekki rétt um allt kerfið sem veldur ójöfnum niðurstöðum og stundum jafnvel stoppar framleiðslu alveg. Annað stórt vandamál kemur fram þegar alveg rangt tag af foamhættum er notað. Til dæmis getur notkun á produkta byggð á silíkóni í ákveðnum beitingum til húðunar eytt útliti endanlegs products og reynt upp á vélarum með tímanum. Að fá þessa grunnatriði rétt gerir allan muninn til slémmra ferla og til að halda búnu vöru góðu útliti á verslunahyllum eða hjá viðskiptavinum.
Tilvikssaga: Minnka skýmið í línu til framleiðslu pulp- og pappírs með markvissa notkun á foamhættum
Einna fyrirtæki í möllu- og pappírindustri hafði verið að stríðast við varanlega skjúfbarðavandamál sem reyndar drabbuðu á botnlinju þeirra, með um 15% tapaða framleiðslutíma og stöðugt höfuðverk vegna pumpuhryggingar. Þegar þau skiptu yfir í sárpolymera sem andskjúfara og byrjuðu að nota sjálfvirkni til að bæta við nákvæmlega á möllumstigi breyttist allt markvirkt. Stöðnutímar tengdir skjúfbarðum minnkuðu um 80%, sem var mikil leysing fyrir alla aðilar. Áhugavert er hvernig þau blandaðu andskjúfaranum fyrst saman áður en þeir settu hann inn til að bæta dreifingu í ferlinu, og settu hann svo inn áður en vandamál komu upp í staðinn fyrir að bíða eftir því að skjúfbarðar mynduðust. En ekki bara lausnin á skjúfbarðavandanum, heldur leiddi þessi aðferð til jafnmikillar gæði vöru milli lota, auk þess að efnaánotun minnkaðist um u.þ.b. 30% miðað við eldri lausnir byggðar á silíkóni sem voru ekki jafn áhrifamiklar á langan tíma.
Algengar spurningar
Hverjar eru helstu orsakir skjúfbarða í efnafræðiferlum?
Skými í efnafræðilegum ferlum er aðallega valdið vélrænni ruru, tilveru viðgerðarefna, hitabreytingum og breytingum á pH. Þessar aðstæður leida til myndunar og stöðugleika skýmublaðra.
Hvernig virka skýmubrottilbrigði til að kvekja skými?
Skýmubrottilbrigði kvekja skými með því að lækka yfirborðsspennu, brjóta niður blaðurvögg og trufla viðgerðarefnisbyggingar innan skýmisins. Þetta leiðir til fljótra niðurbrots og minnkunar á skýmimagni.
Hver er munurinn á andskýmiefnum og skýmubrottilbrigðum?
Andskýmiefni koma í veg fyrir myndun skýmis, en skýmubrottilbrigði eyða fyrirliggjandi skými. Andskýmiefni virka áður en skýming hefst, en skýmubrottilbrigði bregðast við skými eftir að það hefur myndast.
Hvernig er hægt að tryggja samfelldar afköst skýmubrottilbrigða?
Tryggðu samfelldar afköst skýmubrottilbrigða með því að huga að samhæfni, pH, hitastigi og reglugerðafylgni við val, og notkun réttra skammta og dreifingaraðferða.
Af hverju eru skýmubrottilbrigði byggð á silíkónu umdeild?
Silikonbyggðar endurskuðungarmiðlar geta valdið yfirborðsdefektum eins og fiskauggluggum og gígjum vegna hreyfingar á silikon dropum við notkun, sem er vandamál fyrir vörur þar sem útlit er af mikilvægi.