Виробництво порошку для прання — це безперервна система -обробки твердих речовин і термічної-обробки. Конфігурація обладнання залежить від рецептури, потужності заводу, цільової насипної щільності, специфікації вологості та формату упаковки.
З інженерної точки зору завод по виробництву миючих порошків перетворює сировину, таку як поверхнево-активні речовини, будівельні речовини, луги та добавки, у готовий порошок шляхом дозування, приготування суспензії, сушіння, змішування, просіювання, транспортування та пакування.
Система зберігання та дозування сировини
Пральний порошок використовує як тверду, так і рідку сировину. Тверді речовини зазвичай включають:
карбонат натрію (Na₂CO3)
сульфат натрію (Na₂SO₄)
цеоліт 4А
порошок силікату натрію
карбоксиметилцелюлоза (КМЦ)
перкарбонат натрію
ферменти
оптичні відбілювачі
До складу рідких компонентів зазвичай входять:
лінійна алкілбензолсульфонова кислота (LABSA)
розчин силікату натрію
неіонні ПАР
духи
деіонізована вода
Обладнання для зберігання вибирається з урахуванням насипної щільності і сипучості.
Порошки з насипною щільністю понад 0,7 г/см³ зазвичай зберігаються в сталевих силосах, обладнаних флюидизаційними прокладками або вібраторами.
Гігроскопічні добавки, як-от перкарбонат натрію, часто зберігають у-приміщеннях із контрольованою вологістю нижче 40–50% відносної вологості, щоб запобігти розкладанню.
Обладнання для дозування зазвичай включає:
шнекові живильники
поворотні клапани
втрата-в-годівницях ваги
бункерні системи тензодатчиків
насоси-дозатори
Точність подачі для будівельників зазвичай контролюється в межах ±0,5–1,0%. Дозування ферменту зазвичай потребує суворішого контролю через низький відсоток дозування.
Система приготування шламу
Система приготування суспензії перетворює порошкоподібні та рідкі інгредієнти в суспензію миючого засобу, яку можна перекачувати, перед сушінням розпиленням.
Основне обладнання включає:
резервуар для змішування гною
мішалка
нагрівальна сорочка або паровий змійовик
вбудований гомогенізатор
циркуляційний насос
Типова концентрація суспензії становить від 55% до 70% залежно від рецептури.
Нейтралізація LABSA часто відбувається всередині резервуару для гною за допомогою гідроксиду натрію або карбонату натрію.
Поширена реакція:
LABSA + NaOH → Алкілбензолсульфонат натрію + вода
Робоча температура бака зазвичай підтримується між 60 і 90 градусами залежно від в'язкості та завантаження поверхнево-активної речовини.
Конструкція мішалки залежить від в'язкості. Зазвичай використовуються якірні мішалки або робочі колеса турбін.
В’язкість контролюється, оскільки в’язкість суспензії безпосередньо впливає на розпилення розпилювача.
Типова в’язкість суспензії миючого засобу може коливатися від кількох сотень до кількох тисяч сП залежно від завантаження твердих речовин.
Система шламового-насосу високого тиску
Перед надходженням у башту розпилювальної сушарки суспензія створюється під тиском через-насоси високого тиску.
Популярні типи насосів:
триплексний плунжерний насос
поршневий насос
Робочий тиск часто коливається:
2 МПа
4 МПа
до 8 МПа
Вибір тиску залежить від розміру сопла та цільового розміру краплі.
Діаметр краплі безпосередньо впливає на:
гранулометричний склад
вологість порошку
щільність порошку
Напірні лінії насоса зазвичай включають:
перетворювачі тиску
гасник пульсації
запобіжний клапан
вбудовані фільтри
Щоб запобігти блокуванню сопла, необхідні фільтри перед розпиленням.
Типова фільтрація:
80–200 меш залежно від конструкції насадки.
Розпилювальна сушильна вежа
Розпилювальна сушильна вежа є основним сушильним обладнанням у виробництві прального порошку.
Його призначення — розпилювати суспензію мийного засобу на дрібні краплі та випаровувати вологу за допомогою нагрітого повітря.
Система зазвичай включає:
сушильна камера
розпилювальні форсунки або ротаційний розпилювач
розподільник гарячого повітря
пальник або паровий повітронагрівач
витяжний канал
Висота вежі розпилювальної сушарки залежить від потужності.
приклади:
10–15-метрова вежа для меншої продуктивності
20–35-метрова вежа для більшої місткості
Температура гарячого повітря на вході зазвичай становить:
250 градусів
300 градусів
до 400 градусів
Температура повітря на виході зазвичай регулюється між:
90 градусів і 120 градусів
Цільова вологість готового порошку:
2–8% залежно від сортності продукту.
Утворення частинок залежить від:
в'язкість суспензії
тиск розпилення
температура вхідного повітря
час перебування на повітрі
Об’ємна щільність прального-порошку, висушеного розпиленням, зазвичай коливається між:
300–550 g/L
Корпус башти зазвичай виготовлений з вуглецевої сталі з внутрішньою ізоляцією.
У високо-температурних зонах часто використовуються нержавіючі контактні частини.
Система порошкового охолодження та обробки повітря
Порошок, що виходить з вежі, зберігає залишкове тепло.
Типова температура викиду порошку може перевищувати 70 градусів.
Устаткування для охолодження може включати:
охолоджувач киплячого шару
конвеєр повітряного охолодження
вібруючий псевдозріджений шар
Цільова остаточна температура порошку перед змішуванням зазвичай нижче 40 градусів.
Охолодження покращує:
сипучість
стійкість при зберіганні
виживання ферментів
збереження аромату
Обробка повітря включає:
відцентровий вентилятор
повітропроводи
циклонний сепаратор
рукавний фільтр
Циклони захоплюють грубі частинки порошку.
Мішкові фільтри вловлюють пил, менший за розміром циклонного різання.
Межі концентрації пилу зазвичай контролюються відповідно до місцевих екологічних норм.
Відновлені дрібні фракції можуть бути повернуті до змішування або суспензії.
Система пост-змішування
Багато інгредієнтів мийного засобу не можна піддавати впливу температури башти розпилення.
Вони додаються після висихання.
Загальні матеріали до-додавання:
ферменти
духи
перкарбонат натрію
кольорові цятки
анти{0}}злежувачі
активатори відбілювача
Обладнання включає:
стрічковий блендер
плужний змішувач
лопатевий міксер
система розпилення рідини
Час змішування залежить від рецептури та типу міксера.
Типове порційне змішування:
5–15 хвилин
Для дозування рідких парфумів потрібні розпилювачі.
Однорідність перевіряється шляхом тестування зразків.
Важливі засоби контролю виробництва:
розподіл ферментів
спекл розподіл
консистенція вологи
насипна щільність
Неправильне змішування впливає на зовнішній вигляд миючого засобу та якість прання.
Система сортування та транспортування
Після змішування миючий порошок проходить через грохочення.
Обладнання зазвичай включає:
вібросито
ротаційне сито
сітчастий сепаратор
Типова мета скринінгу:
видалити зайві агломерати
видалити сторонні частинки
покращити консистенцію частинок
Розмір сітки залежить від цільової грануляції порошку.
Негабаритний матеріал можна подрібнити та переробити.
До транспортних систем входять:
ковшовий елеватор
шнековий конвеєр
пневматичний конвеєр
стрічковий конвеєр
Швидкість транспортування ретельно контролюється, тому що надмірний удар розбиває гранули та змінює насипну щільність.
Порошок,-що містить ензими, зазвичай потребує низького{1}}ударного транспортування.
Система упаковки
Готовий пральний порошок фасується за роздрібним або промисловим форматом.
Загальні розміри упаковки:
500 g
1 кг
2 кг
5 кг
10 кг
25 кг
Пакувальне обладнання:
шнековий наповнювач
мішок із відкритим{0}}ротом
вертикальна машина для заповнення форми
ваговий бункер
вузол термозварювання
машина для зшивання сумок
контрольна вага
металошукач
Точність цільового заповнення часто:
±0.2–0.5%
Пакувальний матеріал різний:
ламіновані поліетиленові пакети
ткані поліпропіленові мішки
картонна коробка з вкладишем
Ущільнення порошку під час наповнення контролюється, оскільки зміни щільності впливають на зовнішній вигляд мішка та вагу нетто.
Збір пилу та очищення відпрацьованого повітря
Виробництво миючого порошку створює дрібні частинки в повітрі.
Джерела пилу включають:
перенесення порошку
баштовий вихлоп
завантаження блендера
станція розфасовки
Інкасаційне обладнання включає:
циклонний сепаратор
імпульсно-струминний рукавний фільтр
мокрий скрубер (якщо потрібно)
Для рукавних фільтрів зазвичай використовується фільтруючий матеріал із поліестеру або PTFE.
Відстежується падіння тиску на блоках фільтрів.
Зібраний пил може бути перероблений залежно від складу.
Дрібний пил миючого засобу також впливає на ризик вибуху.
Заземлення та контроль концентрації пилу є стандартними інженерними вимогами.
Система автоматизації (PLC / DCS)
Лінія виробництва миючого порошку поєднує як безперервні, так і серійні операції, які вимагають централізованої координації процесу. Система автоматизації зазвичай базується на архітектурі PLC або DCS, залежно від потужності установки та складності керування.
Система управління відповідає за координацію кількох технологічних одиниць, включаючи:
точність дозування та подачі сировини
приготування суспензії та стабільність змішування
контроль реакції нейтралізації для переробки ПАР
робота-насоса високого тиску та регулювання безпеки
Контроль пальника сушіння розпиленням і стабільність горіння
обсяг повітря для сушіння та розподіл повітряного потоку
регулювання вологості порошку на виході за допомогою моніторингу зворотного зв'язку
контроль послідовності після-змішування для добавок
синхронізація пакувальної лінії та регулювання швидкості наповнення
Кожна з цих секцій процесу працює за логікою замкнутого-циклу керування, щоб підтримувати стабільні умови виробництва та зменшувати варіації партій.
Інструменти в системі
Типова система автоматизації заводу з миючих засобів об’єднує кілька типів промислових датчиків і вимірювальних пристроїв:
Системи зважування-на основі тензодатчиків для дозування сировини
датчики температури опору (RTD) і термопари для моніторингу температури процесу
датчики тиску для насоса суспензії та захисту системи розпилювальної сушки
електромагнітні витратоміри для дозування рідини та вимірювання циркуляції суспензії
датчики вологості, встановлені в зонах-сушіння та обробки
Аналізатори pH для контролю нейтралізації при приготуванні шламу
Ці прилади підключаються через мережі польової шини, такі як Profibus, Modbus або Ethernet-промислові системи зв’язку залежно від конструкції системи.
Функції управління процесом
Система автоматизації підтримує стабільні умови роботи на ключових ділянках процесу:
температура приготування суспензії підтримується в контрольованому промисловому діапазоні, придатному для нейтралізації поверхнево-активної речовини та стабілізації в'язкості
Температура на виході розпилювальної сушки постійно регулюється для підтримки сталого вмісту вологи в кінцевому порошку
повітряний потік і баланс вихлопних газів регулюються для стабілізації ефективності сушіння та поведінки утворення часток
Ці функції керування виконуються через цикли на основі PID-, інтегровані в контролери PLC або DCS.
Моніторинг даних і журнал виробництва
Система постійно записує дані процесу для підтримки відстеження виробництва та контролю якості. Параметри, що реєструються, зазвичай включають:
записи про рецептуру партії та споживання сировини
час приготування суспензії та умови змішування
кінцеві показники вологості та щільності порошку
обсяг виходу тари та точність наповнення
Ці дані зберігаються в централізованій системі історії та можуть використовуватися для аналізу виробництва, усунення несправностей та оптимізації процесів.
Система блокування безпеки
Система автоматизації також включає апаратні та програмні функції блокування для захисту обладнання та забезпечення безпечної роботи. Типова логіка захисту включає:
автоматичне відключення пальника розпилювальної сушки у разі аномального підвищення температури або зникнення полум'я
відключення насоса в умовах надлишкового тиску в лініях подачі пульпи
сигналізація та реакція ізоляції, коли перепад тиску рукавного фільтра перевищує проектні межі
захист двигуна від перевантаження, втрати фази або аномальних умов вібрації
Ці блокування впроваджуються як на рівні ПЛК, так і на рівні незалежного реле безпеки залежно від вимог безпеки підприємства.
