בתחום הייצור הכימי, בקרת טמפרטורה של כלי תגובה היא חוליית הליבה הקובעת את יעילות הייצור ואיכות המוצר. עבור מפעלי ייצור עם תפוקה שנתית של 5000 טון של פיגמנטים אורגניים, המגבלות של טכנולוגיית הקירור המסורתית הפכו לצוואר בקבוק מרכזי המגביל את שיפור הקיבולת. הצוות הטכני של CBFI ביצע -ניתוח מעמיק של נקודות כאב בתעשייה ופיתח מערכת קירור של קומקום בתגובה כימית עם "שינוע מדויק של - בקרת טמפרטורה - יעילה של טמפרטורה -, המשפרת את יעילות הקירור בייצור כימי לגובה חדש.
**מדלמה טכנית לתיקון מערכת: הנתיב החדשני של פתרונות CBFI**
במהלך תהליך סינתזת הפיגמנטים, תנודות הטמפרטורה בכלי התגובה מובילות לעתים קרובות לעלייה של-תוצרי לוואי ולקצבי תגובה לא יציבים. מערכות מסורתיות -מקוררות מים או- מקוררות באוויר עומדות בפני שלושה אתגרים עיקריים:
1. קצב הקירור מפגר מאחור, ואמצעי קירור קונבנציונליים מתקשים להתאים במהירות לשיא שחרור החום של התגובה;
2. חלוקה לא אחידה של גבישי קרח, ייצור קרח מלאכותי יכול בקלות לגרום לקירור-על מקומי או לנקודות חמות;
3. ניהול האנרגיה הוא נרחב, וקשה להתאים מצב בקרת טמפרטורה יחיד למאפיינים של קבוצות שונות של חומרי גלם.
פריצת הדרך של צוות CBFI החלה בשחזור מצב "המגע הישיר בין קרח למגיבים", על ידי שילוב כל תהליך ייצור הקרח, האחסון, ההובלה והאספקה לתוך מערכת חכמה, תוך השגת:
-גודל חלקיקי הקרח נשלט במדויק ב-3-5 מילימטרים כדי להבטיח ערבוב אחיד עם המגיבים;
-יעילות הקירור שופרה ב-40% בהשוואה לתהליכים מסורתיים, וזמן התגובה לקירור התקצר ל-3 דקות;
-תוך כדי השגת ניהול לולאה סגורה- אוטומטית לחלוטין, צריכת האנרגיה של המערכת הופחתה ב-28%.
**חדשנות משותפת של רכיבי ליבה: ניתוח שלושת עמודי התווך הטכניים העיקריים של המערכת**
1. * * מערכת אידוי גירוד קרח ספירלית - עיצוב מחדש של יעילות ייצור הקרח**
מגרד פנימי ספירלי מוגן בפטנט העשוי מחומרים מרוכבים רב-שכבתיים משמש כדי לגרד את הדופן הפנימית של צינור האידוי בתדירות גבוהה של 180 סיבובים לדקה, מה שלא רק מזרז את קילוף שכבת הקרח, אלא גם פולט באופן אחיד את גבישי הקרח לפח האיסוף, תוך הימנעות מכוח צנטריפוגלי מקומי.
2. * * מכשיר אחסון קרח חכם - אחסון ושינוע מדויקים בסביבה יבשה**
ניהול המחזור הכפול (טכנולוגיה שיתופית של בידוד אוויר קר) המצויד במערכת שינה לחלוטין את סביבת אחסון הקרח המסורתית. שכבת הבידוד התרמי עשויה מחומרים מרוכבים של אירוג'ל וננו אלומינה. תוך שמירה על טמפרטורה קבועה של -5 מעלות, נוצרת זרימת אוויר כיוונית דרך המאוורר הצנטריפוגלי העליון, כך שקצב האידוי של המים על פני הקרח הוא פחות מ-0.5%. פלטפורמת רטט ייעודית הפועלת אוטומטית במשך 15 דקות מדי יום מבטיחה שהקרח נשבר באופן טבעי לחלקיקים רופפים, ומפחיתה הפסדים מכניים במהלך האחסון וההובלה.
3. * * ציוד רב פונקציונלי לגריפת קרח - התגלמות חכמה של תהליך גלוון טבילה חם ב-450 מעלות-**
בתור "טרמינל ביצוע אינטליגנטי" בתוך המערכת, מגרפת הקרח נגד-קורוזיה משלבת ארבעה חידושים בעיצוב שלה:
-מסגרת הפלדה מגולוונת בחום- ב-450 מעלות, עם אורך חיי עמידות בפני קורוזיה פי חמישה מזה של חומרים רגילים;
-ראש המגרפה משלב מערך חיישנים קולי, שיכול לסרוק את עובי שכבת הקרח בזמן אמת ולהתאים אוטומטית את עומק הפעולה;
-לאותו מכשיר יש פונקציות של פילוס, ריסוק ודחיפה, הפחתת התערבות ידנית;
-על ידי הגדרה מראש של פרמטרים דרך מסך המגע, ניתן לבצע את בקרת ההצמדה של "עובי הקרח - מעביר נפח - לחץ הכור".
**שילוב מערכת: בקרת תהליכים מלאה המוסמכת על ידי האינטרנט של הדברים**
ברמה הדיגיטלית, מערכת CBFI משיגה ויסות חכם באמצעות ארכיטקטורה של שלוש-שכבות:
-שכבת תפיסה: כולל 32 סטים של חיישני טמפרטורה ולחות, 12 משדרי לחץ ו-8 סטים של מודולי שקילה;
-שכבת מחשוב קצה: השרת המקומי מעבד 120 קבוצות של נתונים בשנייה כדי ליצור עקומות קירור דינמיות;
-שכבת פלטפורמת ענן: צוות ההנהלה יכול לנטר את המצב-בזמן אמת של אחסון קרח ברחבי המפעל באמצעות פלטפורמת אינטרנט ולהתאים מרחוק את הפרמטרים של יחידת קירור האוויר.
'מכשיר הוספת קרח חוצץ' המעוצב במיוחד פותר את הבעיה של ערבוב קרח אוויר במערכות מסורתיות. המכשיר מאמץ מבנה מנחה זרימה בצורת חלת דבש כדי להשיג הפרדה והובלה של זרימת אוויר בייצור ומחזור קירור בצינור סגור. זה לא רק נמנע מהריח הנישא על ידי גבישי קרח, אלא גם שולט באובדן ריסוק הקרח במהלך תהליך הובלת הקרח בתוך 3% באמצעות עיצוב הפחתת לחץ של תא חיץ.
**ערך בתעשייה: מפריצת דרך טכנולוגית לשינוי ייצור**
היישום המעשי של מערכת CBFI אימת את ערכה הרב-ממדי:
-שיפור יעילות: מהירות תגובת קירור מואצת משמעותית, שחרור פוטנציאל כושר הייצור;
-הבטחת איכות: תנודות הטמפרטורה נשלטות בתוך ± 0.3 מעלות, ושיעור הפרש הצבעים מופחת ל-חמישית מתקן ISO;
-שדרוג אבטחה: פעולה אוטומטית לחלוטין מבטלת את הסיכון של כוויות קור הנגרמות על ידי ייצור קרח ידני, עם שיעור בדיקה עצמית של כשלים במערכת של 99.2%;
-הרחבה גמישה: באמצעות ממשק האינטרנט של הדברים, ניתן להתחבר במהירות למערכות MES ארגוניות ולהשיג ניהול דינמי של נוסחאות בייצור רב מגוון.
התרגול של CBFI חשף שלוש מגמות פיתוח מרכזיות בתחום הקירור הכימי:
1. חדשנות שיתופית של חומרים ומבנים: מעבר מאופטימיזציה של מכשיר יחיד לתכנון הנדסת חומרים ברמת המערכת;
2. מיזוג עמוק של תפיסה חכמה: שודרגה מניטור פרמטרים למערכת קבלת החלטות-מותאמת;
3. ניהול מחזור חיים מלא: שלב ביצועי-ציוד נגד קורוזיה ועלויות תחזוקה בשיקולי תכנון ראשוניים.
העיצוב המודולרי שלו יכול להתאים בצורה גמישה לדרישות שונות של קיבולת ייצור, ולספק נתיב שדרוג-חסכוני וצפוי-לעתיד עבור מפעלים כימיים קטנים ובינוניים-.
