Proces działa. Produkcja trwa. Ale czy instalacja naprawdę zarabia? O ukrytych kosztach procesów mieszania, rozpuszczania i homogenizacji

Produkcja przebiega zgodnie z planem. Linie pracują, urządzenia nie zgłaszają awarii, a zamówienia realizowane są terminowo.

Na pierwszy rzut oka wszystko funkcjonuje prawidłowo.

W praktyce jednak wiele zakładów przemysłowych każdego dnia ponosi koszty, których nie widać w raportach awarii. Nie wynikają one z przestojów czy uszkodzeń maszyn, lecz z pozornie niewielkich strat pojawiających się podczas codziennej pracy.

Kilka dodatkowych minut mieszania.

Zbyt długi proces rozpuszczania surowców.

Niedostateczna homogenizacja.

Straty materiału wynikające z nieszczelności.

Ponowne rozdrabnianie aglomeratów.

Każdy z tych problemów wydaje się nieistotny. Jednak w skali roku może oznaczać setki dodatkowych godzin pracy urządzeń, wyższe zużycie energii oraz znaczący wzrost kosztów produkcji.

To właśnie jeden z największych paradoksów nowoczesnego przemysłu - instalacja działa poprawnie ale nie pracuje z maksymalną wydajnością.

 

Mieszanie często decyduje o rentowności całego procesu

W wielu procesach technologicznych największym ograniczeniem nie jest wydajność linii produkcyjnej, lecz czas potrzebny na uzyskanie odpowiedniej jakości produktu.

Dotyczy to przede wszystkim procesów obejmujących:

• rozpuszczanie polimerów;
• dyspergowanie proszków;
• homogenizację emulsji;
• przygotowanie produktów o wysokiej lepkości;
• produkcję klejów, żywic, lakierów oraz olejów technologicznych.

Im dłużej trwa proces mieszania, tym większe jest zużycie energii, niższa przepustowość instalacji oraz wyższe koszty produkcji.

 

CASE STUDY

Rozpuszczanie polimerów – problem, którego często się nie zauważa

Dobrym przykładem są procesy produkcji olejów smarowych wykorzystujących modyfikatory indeksu lepkości (Viscosity Index Improvers – VII). Polimery stanowią zazwyczaj około 10% składu gotowego produktu, jednak to właśnie ich rozpuszczanie często decyduje o czasie trwania całego procesu.

Surowiec dostarczany jest najczęściej w postaci granulatu, kruszywa lub bloków, które wymagają całkowitego rozpuszczenia w podgrzanym oleju bazowym.

W wielu zakładach proces realizowany jest przy użyciu klasycznych mieszadeł, które nie wytwarzają odpowiednio wysokich sił ścinających.

W konsekwencji:

• proces rozpuszczania może trwać nawet od 3 do 8 godzin;
• część cząstek pozostaje nierozproszona, tworząc aglomeraty;
• materiał osadza się na ścianach zbiornika;
• wydłużony czas procesu zwiększa zużycie energii;
• wzrasta ryzyko utleniania i pogorszenia jakości produktu;
• w niektórych aplikacjach konieczne jest stosowanie atmosfery azotu w celu ograniczenia degradacji polimeru.

 

Nowoczesna technologia wysokich sił ścinających

Zastosowanie technologii Duplex Disintegrator Dissolver oraz mieszalnika High Shear In-Line całkowicie zmienia przebieg procesu.

Dwie niezależne głowice robocze zapewniają intensywną cyrkulację produktu w całej objętości zbiornika. Górna głowica pobiera lekkie materiały z powierzchni mieszaniny, natomiast dolna zasysa produkt z dna zbiornika, kierując go do strefy intensywnego ścinania.

Dzięki temu materiał jest wielokrotnie rozdrabniany i rozprowadzany w całej objętości medium.

Połączenie technologii Duplex z mieszalnikiem In-Line powoduje wielokrotne przechodzenie produktu przez układ rotor–stator, zwiększając powierzchnię kontaktu polimeru z olejem i znacząco przyspieszając proces rozpuszczania.

 

Efekty wdrożenia

W zależności od rodzaju produktu oraz parametrów procesu zastosowanie technologii wysokich sił ścinających może przynieść wymierne korzyści:

• skrócenie czasu rozpuszczania nawet o 50–80%;
• eliminację konieczności wstępnego rozdrabniania;
• ograniczenie ryzyka utleniania oraz przebarwień produktu;
• poprawę jednorodności i stabilności mieszaniny;
• redukcję zużycia energii dzięki krótszemu czasowi pracy urządzeń;
• zwiększenie przepustowości instalacji bez rozbudowy linii technologicznej;
• możliwość prowadzenia całego procesu w jednym zbiorniku.

Największą korzyścią pozostaje jednak poprawa ekonomiki produkcji oraz zwiększenie wykorzystania istniejących zasobów.

 

Niewielkie straty generują największe koszty

Podobny mechanizm występuje również w wielu innych procesach przemysłowych.

Nieszczelności wałów mieszadeł.

Nieefektywne uszczelnienia procesowe.

Problemy z transportem materiałów sypkich.

Niekontrolowane pylenie.

Każdy z tych elementów może wydawać się mało istotny, jednak ich łączny wpływ na koszty eksploatacji często okazuje się większy niż koszt zakupu nowego urządzenia.

 

Optymalizacja zamiast rozbudowy

Jeszcze kilka lat temu zwiększenie produkcji oznaczało przede wszystkim zakup kolejnych maszyn.

Obecnie coraz więcej przedsiębiorstw wybiera inną drogę.

Największych oszczędności szuka się w optymalizacji istniejących procesów technologicznych.

Skrócenie czasu mieszania.

Lepsza homogenizacja.

Niższe zużycie energii.

Wyższa powtarzalność produktu.

Mniej odpadów.

Większa niezawodność instalacji.

W wielu przypadkach skrócenie procesu nawet o kilkadziesiąt minut dla każdej partii produkcyjnej pozwala odzyskać setki godzin pracy instalacji w skali roku, bez konieczności inwestowania w nowe linie produkcyjne.

To właśnie te elementy najczęściej decydują o rzeczywistej rentowności procesu.

 

W INDASOL analizujemy proces, a nie tylko urządzenie

Każda aplikacja przemysłowa jest inna, dlatego nie proponujemy gotowych rozwiązań.

Analizujemy cały proces technologiczny, identyfikujemy miejsca generujące straty i dobieramy technologie, które pozwalają zwiększyć wydajność oraz ograniczyć koszty eksploatacji.

Dzięki współpracy z uznanymi światowymi producentami dostarczamy rozwiązania wspierające:

• mieszanie przemysłowe;
• homogenizację;
• dyspergowanie;
• rozpuszczanie polimerów;
• uszczelnienia procesowe;
• transport materiałów sypkich.

Naszym celem nie jest wyłącznie dostarczenie urządzenia.

Najważniejsze jest zrozumienie procesu i wskazanie miejsc, w których instalacja może pracować szybciej, stabilniej i bardziej efektywnie.

Bo ostatecznie najważniejsze pytanie pozostaje niezmienne.

 

Autor artykułu: Piotr Nowak, INDASOL