¿Cómo minimizar la contaminación cruzada debido a la obstrucción de la línea durante el cambio de aditivos de múltiples componentes (tiempo CIP/SIP, uso de solvente, verificación)?

● Alimentador por pérdida de peso (LIW):

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%.

Diseño anti-ascenso de varillas: utilice bombas de doble tornillo (L/D ≥ 20:1); el cizallamiento por la rotación del tornillo interrumpe el ascenso de las varillas. Ejemplo: para PAN/DMF con un 45 % de sólidos, las bombas de doble tornillo elevan la estabilidad de la alimentación al 99 %.

● 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 carga: ISO 8; 25 °C ± 2 °C; HR ≤ 65 %; punto de rocío ≤ 18 °C. Ventilación de presión positiva (+10 Pa) para evitar el reflujo de polvo.

● 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.

● Supresión de deslizamiento: bombas dosificadoras servoaccionadas con retroalimentación de codificador para controlar el deslizamiento ≤ 0,5 %. Ejemplo: en PA/agua, la reducción del deslizamiento del 2 % al 0,3 % redujo el CV del espesor del recubrimiento del 8 % al 3 %.

● 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.

● Modelo de tiempo:

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%.

● Modelos predictivos:

● 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 %.