Fabricante líder de máquinas e fieiras para fiação de membranas de fibra oca - Trustech
● Compensação de deriva zero: calibração estática com escala vazia diariamente antes da inicialização; calibração dinâmica a cada 2 horas com um peso padrão. Exemplo: para a solução viscosa PSf, o erro foi reduzido de ±0,5% para ±0,1%.
● Compensação de temperatura: monte o PT100 na balança; construa um modelo de deriva de temperatura-zero (ΔZ = kΔT) para corrigir as leituras em tempo real.
● Medidor de vazão mássica Coriolis:
● Compensação de deriva zero: “calibração a ar” durante o tempo de inatividade com ar seco a fluxo zero para registrar a linha de base e autocorrigir. Exemplo: para PAN/DMF, o erro de fluxo foi reduzido de ±0,8% para ±0,2%.
● Compensação de temperatura: usar sensor de temperatura interna com curva densidade-temperatura ρ = ρ0[1 − α(T − T0)] para corrigir o fluxo de massa.
● Especificidades de alta viscosidade:
● Utilize estruturas de Coriolis de baixa taxa de cisalhamento para minimizar os efeitos da viscosidade.
● Para viscosidades ultra-altas (> 1000 cP), considere a integração LIW + tempo como uma medição indireta.
● Verificação online: realize verificações volumétricas periódicas com um provador padrão para garantir a precisão do sistema dentro de ±0,5%.
● Empurrar: deslocar a solução A sob fluxo laminar (Re < 2000) com solvente de alta pureza até que uma interface clara se forme para maximizar o deslocamento físico.
● Limpeza (CIP): execute o CIP predefinido usando o mesmo solvente ou um solvente compatível para a próxima aplicação de solução B, para lavagem por circulação forçada.
● Verificar: amostragem em linha com espectrofotômetro UV ou viscosímetro em linha; quando os índices principais (por exemplo, absorbância) atingirem a linha de base e se estabilizarem, a limpeza é aprovada.
● Quantificação: otimizar o tempo de limpeza CIP, a vazão e o volume de solvente com base em dados de verificação para obter o consumo mínimo com eficácia garantida.
● Anti-entupimento: instale agitadores de fundo de baixa velocidade (5–10 rpm) com sistema anti-sedimentação ultrassônico (28 kHz, 100 W) para evitar a sedimentação. Adicione filtros em linha (50 μm) e programe limpezas regulares por retrolavagem.
● Controle em regime permanente: conecte um medidor de vazão mássica (±0,2%) a uma bomba VFD para controle em tempo real, mantendo a flutuação de vazão ≤ 1%. Exemplo: em PVDF/DMAc, isso reduziu o coeficiente de variação (CV) do diâmetro de fiação de 8% para 2%.
● Área de dissolução: ISO 7; 22 °C ± 1 °C; UR ≤ 60%; ponto de orvalho ≤ 15 °C. Desumidificador com controle de ponto de orvalho de ±1 °C para limitar o aumento da umidade causado pelo solvente.
● Sala de alimentação: ISO 6; 20°C ± 0,5°C; UR ≤ 55%; ponto de orvalho ≤ 12°C. Cabines de fluxo laminar local (0,45 m/s) para manter o processo de alimentação limpo.
● Sala de fiação: ISO 5; 18 °C ± 0,3 °C; UR ≤ 50%; ponto de orvalho ≤ 10 °C. Filtragem em dois estágios (pré-filtro + HEPA) e sistema de tratamento de ar com temperatura e umidade relativa constantes para manter condições de ultralimpeza.
● Amortecimento de pulsações: instale amortecedores de pulsações na saída da bomba (carga de N2 a ~60% da pressão do sistema) para reduzir a ondulação do fluxo de ±15% para ±2%. Para soluções de PSf viscosas, isso estabiliza consideravelmente a fiação.
● Isolamento de ressonância: realize uma análise modal para encontrar as frequências naturais da bomba e da tubulação; ajuste a velocidade da bomba para longe da ressonância (por exemplo, de 50 Hz para 35 Hz). Adicione compensadores flexíveis (comprimento ~5 vezes o diâmetro interno da tubulação) para atenuar a transmissão de vibrações.
● Semiautomático: tempo = desmontagem manual (T1) + limpeza (T2) + remontagem (T3). Exemplo: PVDF/DMAc para PES/NMP, T1 = 45 min, T2 = 60 min (lavagem de 3× volume da linha), T3 = 30 min; total 135 min.
● Totalmente automático: tempo = descarga automática (T4) + autoverificação do sistema (T5). Exemplo com CIP/SIP integrado: T4 = 20 min (1,5× volume), T5 = 10 min; total de 30 min.
● Consumo de solvente:
● Semiautomático: massa = volume da linha (V) × fator de lavagem (n) × densidade do solvente (ρ). Exemplo: V = 50 L, n = 3, ρ = 0,95 g/cm³ → 142,5 kg.
● Totalmente automático: com descarga segmentada/de fluxo variável otimizada, n pode cair para 1,2 → 57 kg; economia de aproximadamente 60%.
● Método do gradiente de pressão: instale sensores de pressão ao longo do filtro para calcular ΔP. Alerte quando o ΔP atingir 150% do valor inicial; force o desligamento/substituição quando atingir 200%. Na produção de fibra oca de PVDF, isso resulta em uma precisão de aproximadamente 92% na previsão da vida útil do filtro.
● Contagem de partículas: instale um contador de partículas a laser a jusante para monitorar contagens ≥ 5 μm. Se as contagens aumentarem em 50%, inicie a retrolavagem; se as contagens pós-retrolavagem permanecerem > 100/mL, declare falha do filtro.
● Otimização da janela de manutenção: modele a taxa de entupimento com dados históricos (por exemplo, ΔP/t = kC, onde C = concentração do contaminante) para ajustar os intervalos de limpeza dinamicamente. Para soluções PAN com alto teor de sólidos, isso pode reduzir o tempo de inatividade não planejado em até 70%.
Limitação de ponto único: um único viscosímetro reflete apenas a reologia local e pode não detectar gradientes viscoelásticos decorrentes de mudanças na taxa de cisalhamento (por exemplo, adelgaçamento por cisalhamento em transições de diâmetro em soluções de fundição com alto teor de sólidos).
● Esquema multiponto:
Instale viscosímetros em linha na saída do tanque, na entrada da bomba dosadora e próximo à fieira (resposta ≥ 10 Hz), monitorando a viscosidade dinâmica (η) e o módulo de armazenamento (G′). Utilize fusão de dados (por exemplo, filtragem de Kalman) para reduzir o ruído e melhorar a precisão. Exemplo: em PSf/NMP, o monitoramento em três pontos reduz o erro de controle de viscosidade de ±5% para ±1,5%.
● Sistemas de PVDF: toleram 121 °C de SIP; exposição prolongada a álcalis fortes (pH > 12) pode causar inchaço. Utilize vedações de FFKM (até 150 °C, resistência química superior à do EPDM).
● Sistemas PES/PSf: sensíveis a produtos de limpeza oxidantes (ex.: NaOCl); manter o cloro livre ≤ 50 ppm durante a limpeza CIP. Utilizar fluoroelastômero encapsulado em PTFE; até 2000 ciclos CIP/SIP.
● Sistemas PAN: baixa tolerância a altas temperaturas; SIP ≤ 80 °C para evitar degradação térmica. Borracha de silicone aceitável (até 120 °C); verificar periodicamente a deformação permanente por compressão (≤ 25%).
● Sistemas PA: boa resistência a ácidos e bases; o contato prolongado com solventes orgânicos (ex.: DMF) causa inchaço. Prefira vedações de HNBR para melhor resistência a solventes do que as de NBR.
● Referências típicas de polímeros/solventes:
● PVDF: NMP, DMAc, DMF; aço inoxidável 316L/2205, compatível com Hastelloy; elastômeros FFKM/PEEK; preenchimento com PTFE opcional.
● PES/PSf: DMSO, NMP, DMAc; sensível a Cu/Zn — evite latão; veda anéis de lábio FFKM ou PEEK.
● PAN: DMF/DMSO; o DMF degrada o FKM — use FFKM/PTFE/PEEK.
● PA (fusão/solução): os polímeros de amida são sensíveis à água; avaliar a hidrólise sob vapor quente SIP; vedações com enchimento de PTFE + grafite ou FFKM.
● Limpeza de meios e SIP:
● Solução cáustica: NaOH 0,5–2% em peso a ≤ 60–80°C; cuidado com a corrosão de Al/Zn. Oxidantes (hipoclorito/peróxido) devem ser usados com cautela com PES/PSf.
● Limpeza com solvente: em etapas, de suave a forte; controle do risco de inchaço; definição das curvas de carga do material (tempo × temperatura × concentração).
● SIP: vapor a 121–134 °C, 15–45 min; adequado para buchas de PEEK e vedações de PTFE; o FKM tem baixa durabilidade em vapor, o FFKM é preferível.
● Limpeza CIP programada (enxágue com solvente + ultrassom) com purga de nitrogênio para remoção de resíduos.
● Método de troca por “deslocamento de solvente”: enxágue com um solvente de baixo ponto de ebulição (por exemplo, etanol) e, em seguida, condicione com o novo solvente três vezes; verifique a limpeza pelo índice de refração (desvio < 0,5%).
● Supressão de gel: para sistemas propensos à formação de gel (por exemplo, PSf/DMAc), instale osciladores ultrassônicos em linhas (20 kHz, 50 W) para romper os núcleos; use agitadores de tanque de baixa velocidade (10–20 rpm) para manter a homogeneidade.
● Operações anti-retenção: manter a velocidade mínima da linha ≥ 0,3 m/s durante longos percursos; o aumento da pressão/temperatura indica pré-gelificação — acionar automaticamente a limpeza e recircular com a alimentação por 3 minutos para evitar a gelificação.
● Zonas: tanque/linha/bomba dosadora/filtro final – fieira como zonas de controle independentes.
● Sensores: PT100 de alta precisão em cada zona com redundância 2oo3 ou principal/reserva. Posicione os pontos de medição na parede externa da tubulação, no fluido (quando possível) e na saída do fluido da camisa.
● Algoritmos de controle:
● PID em cascata: laço mestre no ponto de ajuste da temperatura da solução; laço secundário no aquecimento do fluido de revestimento para rápida rejeição de perturbações.
● Feedforward: inclua as alterações de temperatura ambiente e de fluxo como feedforward para pré-ajustar as válvulas de controle e suprimir gradientes.
● Meta de gradiente: desvio de temperatura da zona < ±0,5 °C. Otimize o isolamento, minimize flanges expostas e use coletores de comprimento igual para fluxos de ramificação equilibrados.
● Atuadores:
● Válvulas de controle de alta precisão ou bombas de fluido térmico acionadas por inversor de frequência para controle de fluxo e temperatura do óleo/água da camisa de injeção. Para controle de proximidade da fieira, utilize controladores compactos de temperatura do molde com PID para controle pontual.
● Compensação: quando a viscosidade se desvia, o sistema de controle ajusta com precisão a adição de solvente fresco ou os pontos de ajuste de temperatura para restaurar a viscosidade desejada. Para processos de inversão de fase (por exemplo, fibras ocas de PVDF), coloque sensores de pH e temperatura em linha no banho de coagulação; ajuste a dosagem de ácido/base ou o fluxo de resfriamento automaticamente para estabilizar o processo.
● Previsão do modelo: construir um modelo de previsão de diagrama de fases baseado na pureza do solvente para prever a nova janela de inversão de fase (por exemplo, taxa de desmistura, condições do banho).
● Ajuste proativo: o sistema sugere ou ajusta diretamente a temperatura/composição do banho ou a temperatura de fiação para corresponder ao novo ambiente termodinâmico e estabilizar a morfologia da membrana.
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