Trustech, fabricant leader de machines à filer les membranes à fibres creuses et de filières
● Calibrage en boucle fermée : intégrer un débitmètre massique (MFM) pour comparer la valeur réglée à la valeur réelle en temps réel et mettre à l'échelle automatiquement pour une erreur de dosage ≤ 1 %.
● Routine d'auto-étalonnage : toutes les 8 h ou lors d'un changement de lot, effectuer un auto-contrôle (essai à blanc + étalonnage du débit) et enregistrer les rapports pour respecter les BPF.
● Chargement/stockage de poudre : conception conforme à la zone ATEX 21 ; niveau de protection de l'équipement ≥ Ex tD A21 IP65.
● Zones de vapeurs de solvants (par exemple, chargement de liquides visqueux, récupération de solvants) : conception selon la zone ATEX 1 ; classe d'équipement ≥ Ex d IIB T4.
● Alimentation inertisée :
● Poudres combustibles : inertage à l'azote jusqu'à O2 ≤ 8 % (en dessous du MOC) ; installer un analyseur d'O2 en ligne (±0,1 %) ; complément automatique de N2 en cas de dépassement.
● Solvants combustibles : utiliser des moteurs antidéflagrants, des pompes/vannes étanches ; installer des pare-flammes ; déployer des alarmes de gaz combustibles + échappement automatique (vitesse frontale ≥ 0,5 m/s).
● Décompression et isolation : équipements de dépoussiérage (séchoirs, stations de charge) avec disques de rupture (pression d'éclatement 0,15 MPa) ; conduites de solvant avec clapets anti-retour pour empêcher la propagation de la flamme.
● Chargement de poudre : stations de chargement entièrement fermées (type boîte à gants, chargement sous vide), indice de protection ≥ IP65 ; contrôle de la poussière selon la norme ISO 14644-1 Classe 6 (poussière d'atelier ≤ 10 mg/m³).
● Chargement de liquide à haute viscosité : utiliser des raccords fermés (tri-clamp avec joints PTFE) pour éviter les gouttes ; indice de protection ≥ IP67 ; pas de contrôle spécial de la poussière (contrôle des vapeurs de solvant uniquement).
Pression négative et LIE :
● Poudres (en particulier les poudres combustibles comme le PE, le PVDF) : utiliser une charge à pression négative (−0,02 à −0,05 MPa) pour éviter la dispersion de la poussière.
● Liquides à haute viscosité contenant des solvants inflammables (par exemple, NMP, DMAc) : installer des moniteurs LIE (précision LIE ≤ 1 %) dans la zone de charge ; en cas de dépassement, déclencher l'échappement + l'alarme.
● Solvants toxiques (par exemple, DMSO) : installer simultanément des détecteurs de gaz toxiques ; maintenir les concentrations ≤ VLE.
● Filtration fine terminale : avant la filière, installer des filtres de haute précision (filtres en métal fritté ou à cartouche, 10–50 μm ou plus fins).
● Filtres duplex en parallèle : pratique courante. Un groupe fonctionne tandis que l’autre est en veille. Lorsque ΔP atteint la valeur de consigne, les vannes automatiques basculent sur le groupe en veille sans arrêt.
● Rétrolavage : configurer un rétrolavage automatique pour les éléments frittés à l'aide d'un solvant propre ou d'un gaz comprimé, régénérant les éléments et prolongeant leur durée de vie.
Résumé:
● Grossier (50–100 μm) : filtre à panier, nettoyage manuel (en amont).
● Fines (5–20 μm) : filtres duplex sac/cartouche, commutation sans arrêt.
● Final (0,5–5 μm) : filtres à bougies haute pression ou éléments de lavage à contre-courant autonettoyants (par exemple, Pall).
● Alarme et commutation automatique lorsque le filtre ΔP > 0,3 MPa.
● Phase 1 (automatisation de base) :
● Investissement : remplacer les vannes manuelles par des pompes doseuses de précision + variateurs de fréquence aux nœuds critiques (fluide de forage, fluide de forage) ; ajouter des capteurs de débit, de pression et de niveau.
● Retour : permet une surveillance de base et un démarrage/arrêt à distance ; réduit les erreurs humaines ; améliore immédiatement la cohérence du produit.
● Phase 2 (automatisation des processus) :
● Investissement : construire des automates programmables autonomes ; mettre en œuvre une régulation PID pour les variables clés (débit, pression) afin d'automatiser la régulation.
● Retour sur investissement : moindre dépendance aux opérateurs qualifiés ; amélioration de l'efficacité et de la stabilité.
● Phase 3 (informatisation et optimisation) :
● Investissement : introduire un MES pour la gestion/traçabilité des lots ; développer un APC (contrôle avancé des processus), par exemple, un réglage fin automatique sur les lots de matières premières.
● Retour sur investissement : gestion de la production optimisée, réduction des pertes de matières premières, rendement de production supérieur.
Principe : donner la priorité à l'automatisation des tâches répétitives, essentielles à la qualité, exigeantes en main-d'œuvre ou dangereuses.
● Contrôle logique : configurez les recettes de production dans le MES. Après la préparation de l’alimentation, le système envoie un signal de démarrage ; une fois le lot terminé, l’équipement envoie une commande de commutation au système d’alimentation pour une commutation de lot entièrement automatique.
● Retour d'information : installer des capteurs de pression et des débitmètres sur les conduites d'alimentation. En cas d'anomalie (basse pression, interruption de débit), envoyer immédiatement un signal d'arrêt pour éviter le fonctionnement à sec ou les défauts de production.
● Risque de gélification/cristallisation : Un taux de cisaillement excessif ou un historique de cisaillement long (zones mortes) peuvent surorienter les chaînes, déclenchant une cristallisation prématurée ou une gélification physique.
● Conséquences : Des microgels se forment, s'accumulent dans les canaux ou bloquent les orifices de manière intermittente ou permanente.
● Optimisation du chemin d'écoulement : conception profilée, à grand orifice, à faible cisaillement et à faible cisaillement pour éviter un cisaillement local élevé.
● Contrôle de la température : Un contrôle précis de la température est essentiel à la cinétique de gélification.
● Éliminer les zones mortes : supprimer toutes les zones de stagnation afin de minimiser l'historique de cisaillement.
● Contrôle en boucle fermée : acquisition en temps réel des données de température et de viscosité (via un viscosimètre en ligne ou un capteur de température IR) et rétroaction au servomoteur de la pompe pour synchroniser les ajustements débit-ΔP-température, réduisant la fluctuation du débit de ±5 % à ±0,3 %.
● Pour les polymères à haute viscosité, ajoutez une boucle de préchauffage (eau chaude ou vapeur) en amont de la pompe afin de maintenir le fluide dans la plage de température définie et de réduire l'instabilité d'alimentation causée par les gradients de viscosité.
● Risque de gélification/cristallisation : Un taux de cisaillement excessif ou un historique de cisaillement long (zones mortes) peuvent surorienter les chaînes, déclenchant une cristallisation prématurée ou une gélification physique.
● Conséquences : Des microgels se forment, s'accumulent dans les canaux ou bloquent les orifices de manière intermittente ou permanente.
● Optimisation du chemin d'écoulement : conception profilée, à grand orifice, à faible cisaillement et à faible cisaillement pour éviter un cisaillement local élevé.
● Contrôle de la température : Un contrôle précis de la température est essentiel à la cinétique de gélification.
● Éliminer les zones mortes : supprimer toutes les zones de stagnation afin de minimiser l'historique de cisaillement.
● TIPS haute température (200–250 °C) : Utiliser des alliages haute température (Hastelloy, Ti) pour éviter la déformation thermique ; intégrer des canaux de refroidissement (passages annulaires) pour évacuer la chaleur et prévenir la dégradation ; voies d'écoulement conçues pour limiter le vieillissement thermique.
● Note pratique : SUS304 et SUS316 ont été utilisés à long terme pour les lignes TIPS à 32 trous sans problème de qualité.
● Portée libre de sortie haute température : étendue à 15–20 mm pour la relaxation de la matière fondue et pour atténuer les sauts de paroi induits par le gonflement de la filière.
● Contrôle thermique : Une conductivité thermique plus faible nécessite des radiateurs multizones pour maintenir un ΔT axial < 1,5 °C.
● Tolérance de conception : Calculer ΔD = ΔT × (α₁ − α₂) × D et le pré-jeu (par exemple, ~0,02 mm) afin que la concentricité soit optimale à la température de fonctionnement.
● Vitesse de chauffage/refroidissement : Il est recommandé de ≤30°C/h pour maintenir les contraintes thermiques <50 MPa et éviter les micro-glissements/rayures au niveau des joints.
● Pour les assemblages de même matériau, les effets sont moindres.
● Dommages aux aiguilles : Les modèles traditionnels sont difficiles à démonter ; les aiguilles du trou s’abîment et se mettent facilement au rebut.
● Perte de précision : La concentricité peut se modifier après le remontage, nécessitant un réétalonnage.
● Avantage FCT Gen-5 : Les inserts modulaires indépendants et sans goupille permettent un changement rapide sans endommager le corps ; réduisent les dommages mécaniques et la dérive de précision, prolongeant ainsi la durée de vie.
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