Fabricante líder de máquinas de hilado y hileras de membrana de fibra hueca - Trustech
Compensación de deriva del cero: calibración estática con báscula vacía diariamente antes del arranque; calibración dinámica cada 2 h con una pesa patrón. Ejemplo: para la solución de PSf viscosa, el error se redujo de ±0,5 % a ±0,1 %.
● Compensación de temperatura: montar PT100 en la escala; construir un modelo de deriva de temperatura-cero (ΔZ = kΔT) para corregir las lecturas en tiempo real.
● Medidor de caudal másico Coriolis:
Compensación de deriva cero: Calibración de aire durante el tiempo de inactividad con aire seco a caudal cero para registrar la línea base y autocorregir. Ejemplo: para PAN/DMF, el error de caudal se redujo de ±0,8 % a ±0,2 %.
● Compensación de temperatura: utilice detección de temperatura interna con curva de densidad-temperatura ρ = ρ0[1 − α(T − T0)] para corregir el flujo másico.
● Características específicas de alta viscosidad:
● Utilice diseños Coriolis de bajo cizallamiento para minimizar los efectos de la viscosidad.
● Para una viscosidad ultra alta (> 1000 cP), considere la integración de LIW + tiempo como una medición indirecta.
● Verificación en línea: realice periódicamente controles volumétricos con un comprobador estándar para garantizar la precisión del sistema dentro de ±0,5%.
● Empujar: desplazar la solución A bajo flujo laminar (Re < 2000) con solvente de alta pureza hasta que se forme una interfaz transparente para maximizar el desplazamiento físico.
● Limpieza (CIP): ejecute la limpieza CIP preestablecida utilizando el mismo solvente o uno compatible para la siguiente solución B para el lavado con circulación forzada.
● Verificar: muestreo en línea con espectrofotómetro UV o viscosímetro en línea; cuando los índices clave (por ejemplo, absorbancia) alcanzan la línea base y se estabilizan, se aprueba la limpieza.
● Cuantificación: optimice el tiempo CIP, el caudal y el volumen de solvente según los datos de verificación para lograr un consumo mínimo con una efectividad asegurada.
● Antiobstrucción: Instale agitadores de fondo de baja velocidad (5-10 rpm) con antisedimentación ultrasónica (28 kHz, 100 W) para evitar la sedimentación. Añada filtros en línea (50 μm) y programe una limpieza regular con soplado.
● Control de estado estacionario: Conecte un medidor de caudal másico (±0,2 %) con una bomba VFD para control en tiempo real, manteniendo la fluctuación del caudal ≤ 1 %. Ejemplo: en PVDF/DMAc, esto reduce el CV del diámetro de hilado del 8 % al 2 %.
● Área de disolución: ISO 7; 22 °C ± 1 °C; HR ≤ 60 %; punto de rocío ≤ 15 °C. Deshumidificador con control de punto de rocío de ±1 °C para limitar los aumentos de humedad provocados por el disolvente.
● Sala de alimentación: ISO 6; 20 °C ± 0,5 °C; HR ≤ 55 %; punto de rocío ≤ 12 °C. Campanas de flujo laminar local (0,45 m/s) para mantener limpio el proceso de alimentación.
● Sala de centrifugado: ISO 5; 18 °C ± 0,3 °C; HR ≤ 50 %; punto de rocío ≤ 10 °C. Filtración de doble etapa (pre + HEPA) y unidad de tratamiento del aire (UTA) con temperatura y HR constantes para mantener condiciones ultralimpias.
● Amortiguación de pulsaciones: instale amortiguadores de pulsaciones en la salida de la bomba (carga de N₂ al ~60 % de la presión del sistema) para reducir la ondulación del flujo de ±15 % a ±2 %. En el caso de aditivos de PSf viscosos, esto estabiliza notablemente el hilado.
Aislamiento de resonancia: Realizar un análisis modal para determinar las frecuencias naturales de la bomba y la tubería; modificar la velocidad de la bomba para que no genere resonancia (p. ej., 50 Hz → 35 Hz). Añadir compensadores flexibles (longitud ~5 × diámetro interior de la tubería) para atenuar la transmisión de vibraciones.
Semiautomático: tiempo = desmontaje manual (T1) + limpieza (T2) + montaje (T3). Ejemplo: PVDF/DMAc a PES/NMP, T1 = 45 min, T2 = 60 min (3 veces el volumen de la línea), T3 = 30 min; total 135 min.
● Totalmente automático: tiempo = descarga automática (T4) + autocomprobación del sistema (T5). Ejemplo con CIP/SIP integrado: T4 = 20 min (1,5 × volumen), T5 = 10 min; total 30 min.
● Consumo de disolventes:
Semiautomático: masa = volumen de línea (V) × factor de descarga (n) × densidad del disolvente (ρ). Ejemplo: V = 50 L, n = 3, ρ = 0,95 g/cm³ → 142,5 kg.
● Totalmente automático: con descarga segmentada/de flujo variable optimizada, n puede bajar a 1,2 → 57 kg; ahorro de ~60%.
● Método de gradiente de presión: instalar sensores de presión a lo largo del filtro para calcular el ΔP. Alertar al 150 % del ΔP inicial; forzar el apagado/reemplazo al 200 %. En la producción de fibra hueca de PVDF, esto produce una precisión de aproximadamente el 92 % en la predicción de la vida útil del filtro.
● Conteo de partículas: Instale un contador de partículas láser aguas abajo para monitorear conteos ≥ 5 μm. Si los conteos aumentan un 50 %, inicie un retrolavado; si los conteos posteriores al lavado se mantienen > 100/mL, declare una falla del filtro.
Optimización de la ventana de mantenimiento: modelar la tasa de obstrucción con datos históricos (p. ej., ΔP/t = kC, C = concentración de contaminantes) para ajustar dinámicamente los intervalos de limpieza. En soluciones de PAN con alto contenido de sólidos, esto puede reducir las paradas no planificadas en un 70 %.
Limitación de un solo punto: un solo viscosímetro refleja solo la reología local y puede pasar por alto gradientes viscoelásticos de los cambios de velocidad de corte (por ejemplo, adelgazamiento por corte en las transiciones de diámetro en dopes de fundición con alto contenido de sólidos).
● Esquema multipunto:
Coloque viscosímetros en línea a la salida del tanque, a la entrada de la bomba dosificadora y cerca de la hilera (respuesta ≥ 10 Hz), monitoreando la viscosidad dinámica (η) y el módulo de almacenamiento (G′). Utilice la fusión de datos (p. ej., el filtro de Kalman) para reducir el ruido y mejorar la precisión. Ejemplo: en PSf/NMP, la monitorización de tres puntos reduce el error de control de viscosidad de ±5 % a ±1,5 %.
● Sistemas de PVDF: toleran temperaturas de 121 °C (SIP); la exposición prolongada a álcalis fuertes (pH > 12) puede hincharse. Utilice juntas FFKM (hasta 150 °C, resistencia química superior a la del EPDM).
Sistemas PES/PSf: sensibles a limpiadores oxidantes (p. ej., NaOCl); mantener el cloro libre ≤ 50 ppm durante la limpieza CIP. Utilizar fluoroelastómero encapsulado en PTFE; hasta 2000 ciclos CIP/SIP.
● Sistemas PAN: baja tolerancia a altas temperaturas; SIP ≤ 80 °C para evitar la degradación térmica. Caucho de silicona aceptable (hasta 120 °C); comprobar periódicamente la deformación permanente por compresión (≤ 25 %).
● Sistemas de PA: Buena resistencia a ácidos y bases; el contacto prolongado con disolventes orgánicos (p. ej., DMF) causa hinchazón. Se recomiendan los sellos de HNBR para una mejor resistencia a los disolventes que los de NBR.
● Referencias típicas de polímeros/disolventes:
● PVDF: NMP, DMAc, DMF; 316L/2205 SS, compatible con Hastelloy; elastómeros FFKM/PEEK; relleno de PTFE opcional.
● PES/PSf: DMSO, NMP, DMAc; sensible a Cu/Zn (evite el latón); sella anillos de labio de FFKM o PEEK.
● PAN: DMF/DMSO; DMF degrada FKM—use FFKM/PTFE/PEEK.
● PA (fusión/solución): los polímeros de amida son sensibles al agua; evalúan la hidrólisis bajo SIP con vapor caliente; sella PTFE + relleno de grafito o FFKM.
● Medios de limpieza y SIP:
● Cáustico: NaOH 0,5–2 % en peso a ≤ 60–80 °C; tenga cuidado con la corrosión por Al/Zn. Los oxidantes (hipoclorito/peróxido) se deben usar con precaución con PES/PSf.
● Limpieza con solventes: clasificada de suave a fuerte; controlar el riesgo de hinchazón; definir curvas de carga de material (tiempo × temperatura × concentración).
● SIP: vapor de 121–134 °C, 15–45 min; adecuado para bujes de PEEK y sellos de PTFE; FKM tiene una vida útil limitada al vapor, se prefiere FFKM.
● CIP programado (enjuague con solvente + ultrasonidos) con purga de nitrógeno para eliminación de residuos.
● Método de cambio por “desplazamiento de solvente”: enjuague con un solvente de bajo punto de ebullición (por ejemplo, etanol), luego acondicione con el nuevo solvente tres veces; verifique la limpieza mediante el índice de refracción (desviación < 0,5%).
● Supresión de gel: para sistemas propensos a la formación de gel (por ejemplo, PSf/DMAc), instale osciladores ultrasónicos en las líneas (20 kHz, 50 W) para romper los núcleos; utilice agitadores de tanque de baja velocidad (10–20 rpm) para mantener la homogeneidad.
● Operaciones anti-retención: mantenga la velocidad mínima de la línea ≥ 0,3 m/s durante recorridos largos; el aumento de la presión/temperatura indica pre-gelificación: active automáticamente la limpieza y recircule con alimentación durante 3 minutos para evitar la gelificación.
● Zonas: tanque/línea/bomba dosificadora/filtro final–hiladora como zonas de control independientes.
● Sensores: PT100 de alta precisión en cada zona con 2oo3 o redundancia principal/de reserva. Coloque los puntos de medición en la pared exterior de la tubería, en el fluido (si es posible) y en la salida del fluido de la camisa.
● Algoritmos de control:
● PID en cascada: bucle maestro en el punto de ajuste de la temperatura del agente de recubrimiento; bucle secundario en la temperatura del medio de calentamiento de la camisa para un rápido rechazo de perturbaciones.
● Feedforward: incluye cambios de temperatura ambiente y flujo como feedforward para preajustar las válvulas de control y suprimir gradientes.
Objetivo de gradiente: desviación de temperatura de la zona < ±0,5 °C. Optimice el aislamiento, minimice las bridas expuestas y utilice colectores de igual longitud para equilibrar los flujos de las derivaciones.
● Actuadores:
● Válvulas de control de alta precisión o bombas de fluido térmico accionadas por VFD para el caudal y la temperatura del aceite/agua de la camisa. Para la proximidad de la hilera, utilice controladores compactos de temperatura del molde con PID para el control de punto.
● Compensación: Cuando la viscosidad se desvía, el sistema de control ajusta con precisión la adición de disolvente nuevo o los valores de consigna de temperatura para restablecer la viscosidad objetivo. Para procesos de inversión de fase (p. ej., fibras huecas de PVDF), coloque sensores de pH y temperatura en línea en el baño de coagulación; ajuste automáticamente la dosificación de ácido/base o el caudal de refrigeración para estabilizar el proceso.
● Predicción del modelo: construir un modelo de predicción de diagrama de fases basado en la pureza del solvente para pronosticar la nueva ventana de inversión de fase (por ejemplo, tasa de desmezcla, condiciones del baño).
● Ajuste proactivo: el sistema sugiere o ajusta directamente la temperatura/composición del baño o la temperatura de centrifugado para que coincidan con el nuevo entorno termodinámico y estabilizar la morfología de la membrana.
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