Инновации IKA для химической промышленности

Инновации IKA для химической промышленности


Объемы производства в химической промышленности исчисляются тоннами. Поэтому эффективность здесь является первейшим требованием к производственным установкам. Энергосберегающие технологии IKA для химической промышленности удаются, в частности, за счет непрерывных схем производств, уникальных конструкций рабочих инструментов и модулей, позволяющих максимально использовать потребленную энергию на процессы измельчения и смешивания. Оборудование IKA достигает наивысшей производительности, занимая при этом минимальное рабочее пространство.

Даже когда речь идет о сложнейших задачах смешивания, IKA находит идеальные решения. Модульный подход к дизайну позволяет реализовать как базовую, так и высококлассную модели и дает возможность заказчику инвестировать в то, что ему действительно необходимо. Характеристики обрабатываемых веществ и параметры процесса, такие как температура и давление, учитываются уже на стадии планирования и разработки конструкции. В точном соответствии с ними и другими условиями технического задания осуществляется выбор материалов.

Для простых задач смешивания IKA предлагает надежные и недорогие перемешивающие устройства. Впечатляющая производительность при минимальных затратах энергии достигается струйным смесителем направленного действия IKA ROTOTRON®. Поточные диспергаторы IKA с различными роторно-статорными системами идеально подходят для профессионального производства эмульсий и суспензий. Благодаря высокой эффективности эти машины способны измельчать и смешивать даже обычно несмешиваемые вещества.

Для ввода порошков в жидкости и одновременного смешивания фаз - наиболее популярной и в то же время сложнейшей задачи химической промышленности - IKA разработала и запатентовала систему MHD для непрерывных процессов. Жидкости смешиваются с порошками или гранулами за один проход через рабочую камеру машины без образования пыли и комков. В этом процессе в смесь может быть введено до 80% твердого вещества. Самая большая машина данного типа - MHD 2000/50 - способна достичь производительности до 40.000 л/ч. Использование машин IKA MHD предполагает специальную систему дозирования, обеспечивающую пропорциональную подачу компонентов. Машины для смешения жидких и твердых компонентов типа CMX встраиваются в рециркуляционный контур и работают без системы дозирования. Поэтому CMX-машины требуют меньше инвестиций и для небольших объемов производств являются неплохой альтернативой.

Инновации IKA не знают границ. Мы производим машины в соответствии с Вашими представлениями и зачастую создаем уникальные конструкции. Мы поставляем также полностью автоматизированные производственные линии «под ключ».

С помощью технологии смешивания IKA производятся:
  • Связки
  • Клеи
  • Резиновые компаунды
  • Пластмассы
  • Фарфор
  • Угольные массы
  • Графитовые смеси
  • Силиконовая резина
  • Уплотнительные компаунды
  • Стабилизаторы
  • Катализаторы
  • Полимерные эмульсии
  • Пестициды
  • Гербициды
  • Фунгициды
  • Керамические массы
  • Суспензии оксидов металлов
  • Пигменты
  • Покрывающие материалы
  • Глиноземные суспензии
  • Кальциево-карбонатные суспензии
  • Загустители
  • Удобрения
  • Полировальные материалы
  • Моющие средства
  • Воски
  • и прочее


  • Оборудование, пользующееся наибольшим спросом:

    ГруппаОборудование
     
    Мешалки ROTOTRON RTS 150 Motor power: 3 kW
    ROTOTRON RTS 280 Motor power: 22 kW
     
    Поточные диспергаторы DISPAX-REACTOR® DR 2000/10 Flow rate (max.) : 10000 l/h
    DISPAX-REACTOR® DR 2000/20 Flow rate (max.) : 20000 l/h
    Colloid Mill MK 2000/10 Flow rate (max.) : 7500 l/h
    ULTRA-TURRAX® UTL 2000/10 Flow rate (max.) : 10000 l/h
     
    Емкостные гомогенизаторы UTC 115/KT Batch size max. (H2O): 500 l
    UTC 150/KT Batch size max. (H2O): 1700 l
    UTE 150 Batch size max. (H2O): 750 l
     
    Месильные машины HKD 10 Useful volume: 7 l
    CONTERNA HKC 6/50 Throughput approx.: 2000 kg/h
     
    Технологические установки DPV 3000 Total capacity to: 3000 l/h
    SPP 1000 Useful volume max.: 1000 l
    SPP 4000 Useful volume max.: 4000 l
     
    Пилотные установки magic LAB® with module UTL Motor power: 0.9 kW
    PROCESS-PILOT 2000/4 Flow rate (max.) : 350 l/h
     
    Вакуумный осушитель / смеситель Conical Dryer CD 100 Useful volume: 100 l
    Conical Dryer CD 500 Useful volume: 500 l
    Conical Dryer CD 1000 Useful volume: 1000 l
    Conical Mixer CM 100 Useful volume: 100 l
    Conical Mixer CM 500 Useful volume: 500 l
    Conical Mixer CM 1000 Useful volume: 1000 l
     



    Примеры применения

    Автомобильная политура (полироль)
    Биологическое дизельное топливо
    Глиноземная суспензия
    Дисперсии Carbopol® (карбопол)
    Дисперсионные краски на синтетической основе
    Защита нижних кузовных частей
    Кремы для обуви
    Ополаскиватели-смягчители (кондиционеры)
    Политура для мебели
    Разбавление эфирсульфатов (WAS)
    Силиконовые эмульсии
    Суспензии бентонита
    Тальковые суспензии
    Чернила для нанесения маркировки или кода


    Автомобильная политура (полироль)
    Порционная технология производства
    Автомобильные политуры преимущественно производят порционным методом. Отдельными технологическими шагами при этом являются:

    - Расплавление воска, сначала с легким перемешиванием на системе IKA® TURBOTRON®, при температуре около 95°C
    - Добавление горячей воды с мощным эмульгированием на установке IKA® ULTRA-TURRAX® UTC или UTE.
    - Добавление силиконового масла
    - Добавление эмульгатора и, при необходимости, стабилизатора с последующим интенсивным эмульгированием на системах UTC или UTE.
    - Добавление шлифующих агентов (кремнезем и т.п.); мешалка и UTC продолжают работать.
    - По достижении гомогенности UTC выключается; продолжает работать только мешалка.
    - Максимально быстрое охлаждение до 30 - 35°C.

    Автомобильная политура на водной основе (около 60% H2O) производится аналогичным образом с более высокой долей силиконового масла. Здесь эмульгирование должно производиться с большим перепадом срезающих усилий, поэтому требуется большая энергоемкость.





    Автомобильная политура (полироль)
    Порционная технология производства с циркуляцией
    Производство на установке IKA® Master Plant MP

    Известным компонентом автомобильной политуры является воск (парафин). Этот воск должен быть расплавлен либо в отдельной плавильной емкости, либо в месте с силиконовым маслом, олеином, стеариновой кислотой и, при необходимости, с керосином, в смесительной емкости установки IKA® Master Plant MP (температура около 85°C). Теперь в эту смесь добавляется предварительно нагретая вода (около 60°C), то есть, образуется масляно-водная эмульсия. После этого производится тончайший помол шлифующих веществ, например, каолина, с последующей дозировкой и диспергированием.
    Наконец эмульсия/суспензия охлаждается до 40°C.





    Глиноземная суспензия
    Порционная технология производства
    Суспензия или шликер, в основном, производятся порционным способом.
    Альтернативно может быть использовано производство в потоке с циркуляцией на машинах IKA®-MHD 2000/.. или ULTRA-TURRAX® UTC.
    При высокой концентрации твердых веществ (выше 45%) рекомендуется машина MHD, способная обеспечить более быстрое и лучшее смачивание.





    Дисперсии Carbopol® (карбопол)
    Порционная технология производства
    В целом, водные дисперсии "Карбопол®" производятся порционным способом. Концентрации доходят до 2% - 5%.
    "Карбопол®" - это очень легкий порошок. Поэтому важно посредством мешалки, например, IKA®-ROTORON®, образовать мощный вихревой поток, в который медленно задается порошок, чтобы обеспечить быстрое смачивание.
    В данном случае после задачи порошка целесообразно дать перемешивающей машине поработать определенное время на малых оборотах для деаэрации, нейтрализации и растворении имеющихся комков.
    Зачастую порцию этой смеси оставляют отстоятся на ночь и еще раз кратковременно перемешивают перед использованием.
    Если сравнивать с обычными перемешивающими машинами, при использовании установки IKA®-ULTRA-TURRAX® можно добиться значительного сокращения времени производства.








    Дисперсионные краски на синтетической основе
    Порционная технология производства
    Дисперсионные краски (если речь не идет об очень больших объемах) как и прежде, производятся порционным методом. Такая технология обусловлена частой сменой цветов и рецептур.

    Ввиду высокой вязкости по завершении предварительного смешивания используются преимущественно порционная диспергирующая машина ULTRA-TURRAX® с комбинированными рабочими органами (например, ТМ-генераторами).





    Защита нижних кузовных частей
    Порционная технология производства
    Состав дисперсий для защиты нижних наружных кузовных частей может быть очень разным. Однако исходным пунктом при их производстве всегда являются виниловые соединения, которые имеют относительно высокую вязкость и смешиваются в числе первых. В зависимости от реологии (текучести), прежде чем будут введены все остальные вещества (в частности, карбонат кальция или другие наполнители, пигменты и т.п.), в виниловые соединения добавляются размягчители или органические растворители.

    Так как все твердые вещества уже имеют мелкозернистую структуру, внимание должно быть уделено их гомогенному распределению. Для этого используется мешалка с зубчатым диском, например, IKA®-TURBOTRON®или IKA®-ULTRA-TURRAX® - в качестве "порционной" либо "проточной" машины.






    Кремы для обуви
    Порционная технология производства

    Производственный процесс выглядит примерно следующим образом:

    - приготовление воскового расплава в плавильной емкости, при необходимости, с добавлением смолы (например, бальзамической) и неионогенного эмульгатора, при температуре около 110°C. При этом смесь перемешивается дисковой мешалкой на умеренной скорости.
    - Этот расплав эмульгируется с теплой (около 90°C) водой с содержанием гидроксида калия охлаждается до 60-70°C. При необходимости добавляется отвердитель. Для повышения полируемой способности и для защиты от влаги пять объемных процентов воды могут быть заменены силиконовой эмульсией. При необходимости добавляется консервант.

    Для стабилизации смесь может быть охлаждена примерно до 50°C, если это сильно не ухудшит ее текучесть.

    В качестве эмульгирующей машины рекомендуется использовать IKA® ULTRA-TURRAX® UTC или IKA® DISPAX-REACTOR® DR 2000 для порционного производства с циркуляцией.





    Ополаскиватели-смягчители (кондиционеры)
    Порционная технология производства
    Смесь эфира четвертичного аммония нагревается в промежуточной емкости до 50°C и перемешивается якорной или рамной мешалкой для улучшения теплообмена.

    В самой смесительной емкости нагревается вода до 50 - 55°C и перемешивается посредством струйного трубчатого смесителя, например, IKA ROTOTRON®, на половинной скорости для лучшего распределения тепла. Как только заданные температуры будут достигнуты, подается смесь эфира четвертичного аммония и струйный трубчатый смеситель увеличивает свою скорость до максимальной.
    Смесь эфира четвертичного аммония и вода перемешиваются до тех пор, пока не будет получена стабильная вязкость, что можно увидеть по потреблению тока.






    Политура для мебели
    Порционная технология производства с циркуляцией
    Производство на установке IKA® Master Plant MP

    В зависимости от типа древесины и свойств поверхностей (обработанная или необработанная), могут применяться различные рецептуры. Здесь мы коснемся общей рецептуры и связанной с ней технологией производства.

    Так как при производстве почти всегда производится нагрев с последующим охлаждением, здесь идеально подойдет установка IKA® Master Plant MP. А технологический процесс может выглядеть так:
    - Подготовка 75 частей смеси бензина ограниченного состава с нагревом до 50°C
    - Растворение в нем 5 частей полимера SL
    - Ввод в смесь 4 частей силиконового масла,
    - 10 частей изопропанола,
    - 5 частей талового масла и
    - 1 часть эмульгатора.

    Для обеспечения оптимального температурного режима дополнительно к емкости должна темперироваться мешалка. смесительная и диспергирующая машина IKA® DBI 2000 работает при этом половинным числом оборотов. Температура постоянно поддерживается на 50°C.

    Для рецептов с воском обычно начинают с температур плавления 70°C и 120°C. После добавления всех компонентов смесь затем должна быть охлаждена примерно до 35°C, чтобы жидкотекучая политура была довольно устойчивой.





    Разбавление эфирсульфатов (WAS)
    Разбавление в потоке
    Если смешать воду и эфирсульфат, например, в химическом стакане, можно обнаружить, что даже при небольшом взбалтывании образуются желеобразные комки, растворить которые уже очень тяжело (если вообще возможно). Поэтому для процесса разбавления важно удерживать воду и эфирсульфат максимально долгое время раздельно, то есть, непосредственно до подачи в смесительный орган, чтобы не осталось времени для комкования.
    Высокие срезающие нагрузки и частота срезающих нагрузок, обеспечиваемые машиной IKA® DISPAX-REACTOR®, сокращают молекулярные цепи эфирсульфата настолько, чтобы оставить достаточно места для присоединения воды и обеспечить разбавление до достаточно низкой вязкости.
    Сконструированная на заводе IKA®установка для разбавления DPv работает в потоке, то есть, обе фазы подаются на установку DISPAX-REACTOR® непрерывно, посредством дозирующих насосов. Только за один цикл получается чистое разбавление, без пузырьков воздуха и пятен, с концентрации 70% до 28%.
    Преимущество этой технологии также заключается в том, что более нет необходимости в больших накопительных и смесительных емкостях. В кратчайшее время можно разбавлять и подавать в дальнейший технологический процесс любые объемы продукта. При необходимости, в поток воды, также с помощью дозирующего насоса, могут добавляться консерванты.
    Система управления и, при необходимости, дополнительные органы управления / регулировки, могут быть выполнены согласно индивидуальным требованиям заказчика. Особое внимание при этом должно быть уделено последовательности включения и выключения.
    При соответствующей оснастке установка для разбавления может быть также использована для последующего смешивания, разбавления и гомогенизации конечных продуктов, например, жидких моющих средств и т.п.
    Имеются системы производительностью до 30 т/ч.





    Силиконовые эмульсии
    Непрерывная технология производства (в потоке)

    Производство эмульсии Силикон/Вода


    Первичную смесь рекомендуется делать с небольшим количеством воды (около 10 - 15%), чтобы эмульсия получилась гелеподобной. Для этого используется коллоидная мельница IKA® MK 2000 с двигателем повышенной мощности (около 30 кВт, 1.000 л/ч). Далее работа должна вестись с высоким перепадом срезающих сил.

    Когда будет произведена гомогенная прозрачная и очень вязкая смесь, подмешав воду и эмульгатор можно будет получить любой уровень вязкости.






    Суспензии бентонита
    Непрерывная технология производства
    При больших объемах рекомендуется использовать непрерывную систему (в потоке), при которой происходит немедленное и тщательное увлажнение, изначально препятствующее комкованию.
    Эта технология идеально реализуется на смесительной и диспергирующей машине IKA® MHD 2000.
    Жидкая фаза, например, вода и бентонитовый порошок вводятся в машину непрерывно (в потоке). При этом порошок смачивается, деагломерируется и диспергируется. Таким образом могут производиться бентонитовые концентраты до 50%.





    Суспензии бентонита
    Комбинированная технология производства
    Для производства особо мелких бентонитовых дисперсий рекомендуется использовать комбинацию машины IKA® ULTRA-TURRAX® UTC и коллоидную мельницу IKA® MK 2000 или же коническую мельницу IKA® MKO 2000.



    Тальковые суспензии
    Порционная технология производства
    Тальк имеет очень малый насыпной вес, то есть, он склонен плавать на поверхности воды и образовывать комки. Поэтому нужно стремиться к быстрому вводу и смачиванию порошка. Для этого идеально подойдет установка смешивания и диспергирования IKA® MHD 2000/... При слишком высоких концентрациях, для изменения предельных поверхностных напряжений одной из фаз, дополнительно используется вспомогательное смачивающее средство.



    Чернила для нанесения маркировки или кода
    Порционная технология производства
    Обычно кодировочные чернила производятся порционным методом. При этом практически нет разницы, является ли основой (сплошной фазой) растворитель, или вода. Так как твердые вещества (красители или полимеры) уже прошли мельчайший помол и подаются в виде агломерата, в процессе диспергирования производится лишь деагломерация и гомогенизация. С одной стороны этот процесс обеспечивается срезающим зазором между ротором и статором, с другой – образованием мощного вихревого потока на выходных вырезах статора. Как и при любом диспергировании, при использовании растворителей необходимо обеспечить оптимальное ограничение температуры, при необходимости использовав емкость с рубашкой и охлаждаемую мешалку, что, к примеру, предусматривает установка IKA® Master Plant. Установка также позволяет вводить пигменты, смолы или предварительно диспергированные твердые вещества непосредственно в смесительную камеру диспергирующей машины.
    Если агломерат пигмента окажется слишком стойким, на дне смесительной емкости установки Master Plant вместо системы DBI 2000 также может быть установлена коллоидная мельница IKA® MK 2000.