Ведущий производитель машин и фильер для формования мембран из полых волокон — Trustech
● Компенсация дрейфа нуля: статическая калибровка пустых весов ежедневно перед запуском; динамическая калибровка каждые 2 часа с использованием стандартной гири. Пример: для вязкой смазки PSf погрешность снижена с ±0,5% до ±0,1%.
● Температурная компенсация: установите PT100 на весы; постройте модель дрейфа температуры и нуля (ΔZ = kΔT) для коррекции показаний в реальном времени.
● Массовый расходомер Кориолиса:
● Компенсация дрейфа нуля: «калибровка по воздуху» во время простоя с использованием сухого воздуха при нулевом расходе для регистрации базового значения и автоматической коррекции. Пример: для ПАН/ДМФ погрешность расхода снижена с ±0,8% до ±0,2%.
● Температурная компенсация: используйте внутреннее измерение температуры с кривой плотность-температура ρ = ρ0[1 − α(T − T0)] для коррекции массового расхода.
● Характеристики высокой вязкости:
● Используйте конструкции Кориолиса с низким сдвигом, чтобы минимизировать влияние вязкости.
● Для сверхвысокой вязкости (> 1000 сП) рассмотрите LIW + временную интеграцию как косвенное измерение.
● Онлайн-проверка: периодически выполняйте объемные проверки с помощью стандартного прибора, чтобы гарантировать точность системы в пределах ±0,5%.
● Проталкивание: вытесняйте присадку А в ламинарном потоке (Re < 2000) с высокочистым растворителем до тех пор, пока не сформируется прозрачная граница раздела для максимального физического вытеснения.
● Очистка (CIP): запустите предустановленную CIP-очистку с использованием того же или совместимого растворителя для следующей добавки B для промывки с принудительной циркуляцией.
● Проверка: встроенный отбор проб с помощью УФ-спектрофотометра или встроенного вискозиметра; когда ключевые показатели (например, поглощение) достигают базового уровня и стабилизируются, очистка считается пройденной.
● Количественная оценка: оптимизируйте время CIP, расход и объем растворителя на основе данных проверки для достижения минимального потребления при гарантированной эффективности.
● Защита от засорения: установите низкоскоростные донные мешалки (5–10 об/мин) с ультразвуковым антиосаждением (28 кГц, 100 Вт) для предотвращения образования осадка. Установите встроенные фильтры (50 мкм) и регулярно проводите очистку обратной продувкой.
● Стационарное управление: подключение расходомера (±0,2%) к насосу с частотно-регулируемым приводом для управления в режиме реального времени с поддержанием колебаний расхода на уровне ≤ 1%. Пример: в случае ПВДФ/ДМАА это позволяет снизить коэффициент вариации диаметра прядения (CV) с 8% до 2%.
● Область растворения: ISO 7; 22°C ± 1°C; относительная влажность ≤ 60%; точка росы ≤ 15°C. Осушитель с контролем точки росы ±1°C для ограничения повышения влажности, вызванного растворителем.
● Помещение для кормления: ISO 6; 20 °C ± 0,5 °C; относительная влажность ≤ 55%; точка росы ≤ 12 °C. Локальные ламинарные боксы (0,45 м/с) для поддержания чистоты процесса кормления.
● Прядильная камера: ISO 5; 18 °C ± 0,3 °C; относительная влажность ≤ 50%; точка росы ≤ 10 °C. Двухступенчатая фильтрация (предварительная + HEPA) и постоянный контроль температуры и относительной влажности воздуха (T&RH) для поддержания условий максимальной чистоты.
● Демпфирование пульсаций: установите демпферы пульсаций на выходе насоса (зарядка N2 составляет ~60% от давления в системе), чтобы снизить пульсации потока с ±15% до ±2%. Для вязких PSf-смазок это значительно стабилизирует процесс формования.
● Изоляция от резонанса: проведите модальный анализ для определения собственных частот колебаний системы насос-трубопровод; сместите скорость насоса в сторону от резонансной (например, 50 Гц → 35 Гц). Добавьте гибкие компенсаторы (длина примерно 5× внутренний диаметр трубы) для ослабления передачи вибрации.
● Полуавтоматический: время = ручная разборка (T1) + очистка (T2) + повторная сборка (T3). Пример: PVDF/DMAc в PES/NMP, T1 = 45 мин, T2 = 60 мин (промывка 3-кратным объемом линии), T3 = 30 мин; всего 135 мин.
● Полностью автоматический режим: время = автоматическая промывка (T4) + самопроверка системы (T5). Пример со встроенной системой CIP/SIP: T4 = 20 мин (1,5× объём), T5 = 10 мин; всего 30 мин.
● Расход растворителя:
● Полуавтоматический: масса = объём линии (V) × коэффициент промывки (n) × плотность растворителя (ρ). Пример: V = 50 л, n = 3, ρ = 0,95 г/см³ → 142,5 кг.
● Полностью автоматический: благодаря оптимизированной сегментированной/переменной промывке n может снизиться до 1,2 → 57 кг; экономия составляет ~60%.
● Метод градиента давления: установите датчики давления на фильтре для расчета ΔP. Предупреждение при ΔP 150% от начального; принудительное отключение/замена при ΔP 200%. При производстве полых волокон ПВДФ это обеспечивает точность прогнозирования срока службы фильтра около 92%.
● Подсчёт частиц: установите лазерный счётчик частиц ниже по потоку для отслеживания количества частиц размером ≥ 5 мкм. Если количество частиц увеличивается на 50%, проведите обратную промывку; если количество частиц после промывки остаётся > 100/мл, объявите о выходе фильтра из строя.
● Оптимизация интервалов технического обслуживания: моделирование скорости засорения с использованием исторических данных (например, ΔP/t = kC, C = концентрация загрязняющих веществ) для динамической корректировки интервалов очистки. Для растворов ПАН с высоким содержанием твердых частиц это может сократить время незапланированных простоев на 70%.
Ограничение по одной точке: один вискозиметр отражает только локальную реологию и может упустить вязкоупругие градиенты, возникающие при изменении скорости сдвига (например, истончение сдвига при переходах диаметра в литейных присадках с высоким содержанием твердых частиц).
● Многоточечная схема:
Установите линейные вискозиметры на выходе из резервуара, на входе в дозирующий насос и вблизи фильеры (частота отклика ≥ 10 Гц), контролируя динамическую вязкость (η) и модуль упругости (G′). Используйте объединение данных (например, фильтрацию Калмана) для снижения уровня шума и повышения точности. Пример: в PSf/NMP трёхточечный мониторинг снижает погрешность контроля вязкости с ±5% до ±1,5%.
● Системы PVDF: выдерживают стерилизацию при температуре 121 °C; длительное воздействие сильных щелочей (pH > 12) может привести к набуханию. Используйте уплотнители FFKM (до 150 °C, превосходящие по химической стойкости EPDM).
● Системы PES/PSf: чувствительны к окисляющим чистящим средствам (например, NaOCl); поддерживайте уровень свободного хлора ≤ 50 ppm во время CIP. Используйте фторэластомер с капсулой из ПТФЭ; до 2000 циклов CIP/SIP.
● Системы PAN: низкая устойчивость к высоким температурам; SIP ≤ 80 °C для предотвращения термической деградации. Допустимо использование силиконового каучука (до 120 °C); периодически проверять остаточную деформацию при сжатии (≤ 25%).
● Системы полиамида: хорошая кислото- и щелочестойкость; длительное воздействие органических растворителей (например, ДМФ) вызывает набухание. Предпочтительнее использовать уплотнения из гидрированного бутадиен-нитрильного каучука (HNBR) для лучшей стойкости к растворителям, чем из бутадиен-нитрильного каучука (NBR).
● Типичные ссылки на полимеры/растворители:
● ПВДФ: НМП, ДМАА, ДМФ; нержавеющая сталь 316L/2205, совместимая с Hastelloy; эластомеры FFKM/PEEK; опционально с наполнением ПТФЭ.
● PES/PSf: DMSO, NMP, DMAc; чувствителен к Cu/Zn — избегайте латуни; герметизирует манжетные кольца FFKM или PEEK.
● PAN: DMF/DMSO; DMF разрушает FKM — используйте FFKM/PTFE/PEEK.
● ПА (расплав/раствор): амидные полимеры чувствительны к воде; оцените гидролиз под действием горячего пара SIP; уплотнители ПТФЭ + графитовый наполнитель или FFKM.
● Чистящие средства и стерилизация (SIP):
● Каустик: NaOH 0,5–2 мас.% при температуре ≤ 60–80 °C; остерегайтесь коррозии алюминия и цинка. Окислители (гипохлорит/пероксид) следует использовать с осторожностью при использовании с полиэфирсульфоэфирами (ПЭС) и полистиролфторэтиленом (ПСФ).
● Очистка растворителем: от слабой до сильной; контроль риска набухания; определение кривых нагрузки материала (время × температура × концентрация).
● SIP: пар 121–134 °C, 15–45 мин; подходит для втулок PEEK и уплотнений PTFE; FKM имеет низкую долговечность при работе с паром, предпочтительнее FFKM.
● Плановая мойка CIP (промывка растворителем + ультразвук) с продувкой азотом для удаления остатков.
● Метод замены «растворителя»: промыть растворителем с низкой температурой кипения (например, этанолом), затем три раза обработать новым растворителем; проверить чистоту по показателю преломления (отклонение < 0,5%).
● Подавление гелеобразования: для систем, склонных к гелеобразованию (например, PSf/DMAc), установите в линиях ультразвуковые генераторы (20 кГц, 50 Вт) для разрушения ядер; используйте низкоскоростные мешалки для резервуаров (10–20 об/мин) для поддержания однородности.
● Операции по предотвращению задержек: поддерживайте минимальную скорость линии ≥ 0,3 м/с при длительной работе; рост давления/температуры указывает на предварительное гелеобразование — автоматически запустите очистку и рециркулируйте с подачей в течение 3 минут, чтобы предотвратить гелеобразование.
● Зоны: бак/линия/дозирующий насос/конечный фильтр–фильера как независимые зоны управления.
● Датчики: высокоточные PT100 в каждой зоне с резервированием 2oo3 или основной/резервный. Точки измерения располагаются на внешней стенке трубы, в жидкости (где это возможно) и на выходе из рубашки.
● Алгоритмы управления:
● Каскадный ПИД: главный контур по заданному значению температуры добавки; вторичный контур по температуре теплоносителя рубашки для быстрого подавления помех.
● Прямая связь: включение изменений температуры окружающей среды и расхода в качестве прямой связи для предварительной настройки регулирующих клапанов и подавления градиентов.
● Целевой градиент: отклонение температуры зоны < ±0,5 °C. Оптимизируйте изоляцию, минимизируйте количество открытых фланцев и используйте коллекторы одинаковой длины для сбалансированных потоков в ответвлениях.
● Приводы:
● Высокоточные регулирующие клапаны или насосы с частотно-регулируемым приводом для регулирования расхода и температуры масла/воды в рубашке. Для обеспечения близости фильеры к температуре пресс-формы используйте компактные контроллеры с ПИД-регулятором для точечного регулирования.
● Компенсация: при отклонении вязкости система управления точно корректирует подачу свежего растворителя или заданные значения температуры для восстановления заданной вязкости. Для процессов инверсии фаз (например, полых волокон ПВДФ) установите встроенные датчики pH и температуры в коагуляционную ванну; автоматически регулируйте дозирование кислоты/щелочи или поток охлаждения для стабилизации процесса.
● Прогнозирование модели: построение модели прогнозирования фазовой диаграммы на основе чистоты растворителя для прогнозирования нового окна инверсии фаз (например, скорости расслоения, условий ванны).
● Проактивная регулировка: система предлагает или напрямую корректирует температуру/состав ванны или температуру прядения для соответствия новой термодинамической среде и стабилизации морфологии мембраны.
О компании Trustech