دانشنامه جامع کمپرس یخ87
فصل ۸۷
دانشنامه جامع کمپرس یخ و ژلپک
طراحی سیستم شستوشو، تخلیه و نظافت خط تولید ژلپک؛ بررسی شستوشوی مخزن، همزن، پمپ، لولهها، نازل و دستگاه پرکن، کاهش باقیماندن پلیآکریلات، جلوگیری از گرفتگی، مدیریت آب شستوشو و طراحی برنامه نظافت روزانه، هفتگی و دورهای
۸۷-۱ ـ مقدمه
در تولید ژلپک، تمیزکردن تجهیزات فقط برای زیبایی یا بهداشت محیط نیست؛ بلکه بخشی از کنترل کیفیت و نگهداری خط تولید محسوب میشود.
باقیماندن ژل در مخزن، پمپ، شیلنگ یا نازل میتواند در تولید بعدی باعث:
– گرفتگی
– تغییر نسبت آب و پلیمر
– کاهش دبی
– افزایش فشار
– نوسان وزن
– ایجاد آلودگی فیزیکی
– افزایش زمان راهاندازی
شود.
به همین دلیل بهتر است از ابتدا، خط تولید با قابلیت تخلیه و شستوشوی آسان طراحی شود.
—
۸۷-۲ ـ هدف سیستم نظافت
سیستم نظافت باید چهار هدف اصلی داشته باشد:
1. حذف باقیمانده ژل
2. جلوگیری از خشکشدن مواد روی تجهیزات
3. کاهش گرفتگی
4. آمادهسازی خط برای بچ بعدی
در صورت استفاده از فرمولهای مختلف، جلوگیری از اختلاط مواد دو فرمول نیز اهمیت پیدا میکند.
—
۸۷-۳ ـ چرا پلیآکریلات میتواند در خط باقی بماند؟
پلیآکریلات سدیم پس از تماس با آب متورم میشود و میتواند ساختار ژلی ایجاد کند.
اگر ژل در بخشی از خط باقی بماند و آب آن تغییر کند یا سطح آن خشک شود، ممکن است حذف آن دشوارتر شود.
به همین دلیل تمیزکاری سریع پس از پایان تولید معمولاً سادهتر از تمیزکاری با تأخیر است.
—
۸۷-۴ ـ نقاطی که بیشترین احتمال تجمع دارند
در یک خط معمولی، باید به این نقاط توجه ویژه شود:
– گوشههای مخزن
– اطراف محور همزن
– خروجی پایین مخزن
– شیرها
– زانوها
– فیلتر
– محفظه پمپ
– اتصالات
– نازل
– محل اتصال شیلنگ
این نقاط باید در طراحی اولیه قابل دسترسی باشند.
—
۸۷-۵ ـ طراحی تخلیه مخزن
کف مخزن بهتر است به شکلی طراحی شود که مواد به سمت خروجی حرکت کنند.
وجود قسمتهای کاملاً افقی یا حفرههای غیرضروری میتواند باعث باقیماندن ژل شود.
در مخازن بزرگتر، طراحی هندسی کف اهمیت بیشتری پیدا میکند.
—
۸۷-۶ ـ خروجی پایین مخزن
خروجی پایین میتواند تخلیه ژل را آسانتر کند.
اما قطر خروجی باید با ویسکوزیته و دبی ژل متناسب باشد.
خروجی بسیار کوچک میتواند باعث باقیماندن ماده یا افزایش فشار موردنیاز شود.
—
۸۷-۷ ـ تخلیه پیش از شستوشو
قبل از افزودن آب شستوشو، بهتر است تا حد امکان ژل باقیمانده از طریق خروجی اصلی تخلیه شود.
این کار:
– مصرف آب را کاهش میدهد.
– زمان شستوشو را کم میکند.
– مقدار ماده واردشده به پساب را کاهش میدهد.
—
۸۷-۸ ـ شستوشوی اولیه با آب
در بسیاری از خطوطی که ژل پایهآبی دارند، آب میتواند اولین گزینه برای شستوشوی باقیمانده باشد.
ابتدا میتوان با مقدار مناسبی آب، ژل باقیمانده را نرم و جدا کرد.
شرایط دقیق به فرمول و جنس تجهیزات بستگی دارد.
—
۸۷-۹ ـ آب گرم یا آب سرد؟
دمای آب شستوشو باید بر اساس مواد سازنده خط و رفتار ژل انتخاب شود.
افزایش دما ممکن است در برخی موارد به جداشدن مواد کمک کند، اما آب گرم همیشه بهترین راهکار نیست.
ابتدا یک آزمون کوچک انجام شود.
—
۸۷-۱۰ ـ جلوگیری از خشکشدن ژل
اگر پایان تولید ساعت ۱۷ باشد و تمیزکاری ساعت ۲۰ آغاز شود، ژل ممکن است در قسمتهایی از خط باقی بماند.
این کار معمولاً تمیزکاری را دشوارتر میکند.
بهتر است فرآیند شستوشو تا حد امکان بلافاصله پس از تخلیه انجام شود.
—
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
۸۷-۱۱ ـ شستوشوی مخزن
مخزن باید از بالا، پایین و اطراف تجهیزات داخلی بررسی شود.
قسمتهایی که معمولاً نیازمند توجه هستند:
– کف
– دیواره
– زیر همزن
– محور
– اطراف سنسورها
– خروجی
—
۸۷-۱۲ ـ شستوشوی همزن
باید توجه شود که ژل ممکن است در اطراف پره یا محور جمع شود.
در صورت امکان، همزن باید طوری طراحی شود که بتوان آن را بهآسانی تمیز کرد.
سرعت زیاد همزن هنگام شستوشو لزوماً به معنای تمیزکاری بهتر نیست و باید بر اساس طراحی دستگاه انجام شود.
—
۸۷-۱۳ ـ شستوشوی پمپ
پمپ یکی از نقاط مهم خط است.
باید مشخص باشد که آیا:
– قابلیت تخلیه دارد؟
– قطعات داخلی قابل دسترسی هستند؟
– میتوان آب شستوشو را از آن عبور داد؟
– نیاز به بازکردن دورهای دارد؟
نوع پمپ تعیینکننده روش نظافت است.
—
۸۷-۱۴ ـ شستوشوی شیلنگ
شیلنگ انعطافپذیر باید بتواند بهصورت کامل تخلیه شود.
شیلنگی که در چند نقطه افتادگی دارد، ممکن است مقدار قابل توجهی ژل و آب شستوشو را نگه دارد.
بنابراین مسیر شیلنگ باید تا حد امکان کوتاه و بدون حلقههای غیرضروری باشد.
—
۸۷-۱۵ ـ شستوشوی نازل
نازل به دلیل قطر کوچکتر نسبت به خط اصلی، میتواند سریعتر دچار گرفتگی شود.
پس از پایان تولید، نازل باید بررسی شود.
در صورت امکان، نازل طوری انتخاب شود که بازکردن و تمیزکردن آن آسان باشد.
—
۸۷-۱۶ ـ فیلتر و توری
اگر فیلتر در خط نصب شده باشد، پس از هر دوره تولید باید وضعیت آن بررسی شود.
باقیماندن ژل در توری میتواند:
– سطح عبور را کاهش دهد.
– فشار را افزایش دهد.
– دبی را کم کند.
فیلتر باید مطابق دستورالعمل سازنده تمیز شود.
—
۸۷-۱۷ ـ شستوشوی خط انتقال
یک روش ساده میتواند این باشد:
تخلیه ژل → ورود آب → گردش یا عبور آب → تخلیه → آبکشی نهایی
البته در صورت استفاده از پمپ، فشار و سرعت جریان باید در محدوده مجاز تجهیزات باشد.
—
۸۷-۱۸ ـ حجم آب شستوشو
آب شستوشو باید به اندازهای باشد که باقیمانده ژل را خارج کند، اما مصرف بیدلیل آب نیز مناسب نیست.
میتوان حجم مصرفی را ثبت کرد:
[
V_{wash}=V_1+V_2+V_3
]
و سپس برای هر خط مقدار عملی مناسب تعیین کرد.
—
۸۷-۱۹ ـ معیار پایان شستوشو
صرفاً شفافشدن آب خروجی همیشه معیار کافی نیست.
میتوان معیارهای داخلی تعریف کرد:
– نبود ذرات قابل مشاهده
– نبود ژل باقیمانده
– کاهش کف
– ظاهر مناسب خروجی
– عدم تغییر غیرعادی pH یا EC آب خروجی، در صورت نیاز
—
۸۷-۲۰ ـ شستوشوی بین دو فرمول
اگر یک خط برای دو نوع ژل استفاده شود، شستوشوی بین دو فرمول اهمیت بیشتری پیدا میکند.
ممکن است فرمول اول باقیماندهای ایجاد کند که نسبت فرمول دوم را تغییر دهد.
بنابراین بین دو فرمول متفاوت، دستورالعمل جداگانه تعریف شود.
—
۸۷-۲۱ ـ شستوشوی روزانه
در پایان هر روز تولید، حداقل باید:
– ژل باقیمانده تخلیه شود.
– مخزن بررسی شود.
– مسیر انتقال شستوشو شود.
– نازل بررسی شود.
– فیلتر کنترل شود.
– محیط اطراف دستگاه پاک شود.
—
۸۷-۲۲ ـ نظافت هفتگی
در برنامه هفتگی میتوان موارد بیشتری را اضافه کرد:
– بازدید دقیق پمپ
– بررسی اتصالات
– بررسی شیرها
– تمیزکردن نقاط پنهان
– کنترل شیلنگها
– بررسی سنسورها
– بررسی وضعیت آببندیها
—
۸۷-۲۳ ـ نظافت دورهای عمیق
در فواصل تعیینشده میتوان تجهیزات را برای نظافت عمیقتر باز کرد.
این فاصله به میزان تولید و نوع فرمول بستگی دارد.
مثلاً ممکن است یک خط با تولید روزانه سنگین، به سرویس بیشتری نسبت به یک خط کمظرفیت نیاز داشته باشد.
—
۸۷-۲۴ ـ جدول برنامه نظافت
دوره| عملیات
پایان هر بچ| تخلیه و کنترل نازل
روزانه| شستوشوی مسیر
هفتگی| بررسی پمپ و فیلتر
دورهای| بازکردن و نظافت عمیق
پس از تغییر فرمول| شستوشوی کاملتر
—
۸۷-۲۵ ـ استفاده از مواد شوینده
برای یک ژل پایهآبی، همیشه لازم نیست از شوینده قوی استفاده شود.
استفاده از مواد شیمیایی باید بر اساس:
– نوع ژل
– جنس تجهیزات
– سازگاری شیمیایی
– دستورالعمل سازنده تجهیزات
– الزامات محیطزیستی
تعیین شود.
—
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
۸۷-۲۶ ـ خطر استفاده از شوینده نامناسب
یک ماده شوینده نامناسب ممکن است:
– به شیلنگ آسیب بزند.
– آببندیها را خراب کند.
– خوردگی ایجاد کند.
– با باقیمانده مواد واکنش دهد.
بنابراین «قویتر بودن شوینده» به معنی «بهتر بودن آن» نیست.
—
۸۷-۲۷ ـ انتخاب جنس تجهیزات
در طراحی خط باید سازگاری مواد با ژل و آب شستوشو بررسی شود.
مواد رایج ممکن است شامل:
– فولاد زنگنزن مناسب
– برخی پلیمرهای مهندسی
– شیلنگهای صنعتی سازگار
باشند.
انتخاب دقیق به فرمول و شرایط فرآیند وابسته است.
—
۸۷-۲۸ ـ نقاط مرده یا Dead Leg
قسمتی از لوله که جریان اصلی از آن عبور نمیکند، میتواند محل تجمع ژل باشد.
مثلاً یک سهراهی که یک شاخه آن عملاً بدون استفاده است.
بهتر است این نقاط در طراحی حذف یا حداقل شوند.
—
۸۷-۲۹ ـ شیرهای کمحجم مرده
نوع شیر نیز اهمیت دارد.
برخی شیرها نسبت به انواع دیگر ماده کمتری در خود نگه میدارند.
برای خطی که مرتب شستوشو میشود، طراحی با حجم داخلی کمتر میتواند مزیت داشته باشد.
—
۸۷-۳۰ ـ تخلیه ثقلی
اگر امکان داشته باشد، مسیرها با شیب مناسب طراحی شوند تا بخشی از تخلیه با نیروی جاذبه انجام شود.
این روش ساده است و نیاز به تجهیزات اضافی را کاهش میدهد.
—
۸۷-۳۱ ـ هوای فشرده
در برخی خطوط صنعتی ممکن است برای تخلیه باقیمانده مایع از هوای فشرده استفاده شود.
اما استفاده از هوا باید با طراحی پمپ، شیلنگ، اتصالات و تجهیزات سازگار باشد.
همچنین نباید فشار هوا از حد مجاز تجهیزات بیشتر شود.
—
۸۷-۳۲ ـ پیگینگ خط
در خطوط بزرگتر و خاص، میتوان سیستمهای پیگینگ را بررسی کرد.
پیگ با عبور از داخل لوله، بخشی از ماده باقیمانده را به جلو میراند.
این روش برای خطوط ساده و طراحیشده برای پیگینگ مناسبتر است و برای همه خطوط ژلپک اقتصادی نیست.
—
۸۷-۳۳ ـ کاهش ضایعات ژل
ضایعات ناشی از خط را میتوان بهصورت زیر محاسبه کرد:
[
W_{waste}=W_{input}-W_{product}
]
اگر ۲۰۰ کیلوگرم ژل تولید شده و ۱۹۶ کیلوگرم وارد محصول نهایی شود:
[
W_{waste}=4kg
]
این ۴ کیلوگرم باید از نظر محل ایجاد بررسی شود.
—
۸۷-۳۴ ـ سهم خط انتقال در ضایعات
اگر پس از پایان تولید مقدار زیادی ژل داخل لوله باقی بماند، باید حجم خط محاسبه شود.
[
V=\pi\frac{d^2}{4}L
]
با کاهش طول یا طراحی مناسب قطر میتوان حجم باقیمانده را کاهش داد.
—
۸۷-۳۵ ـ کاهش زمان شستوشو
طراحی مناسب میتواند زمان شستوشو را کاهش دهد.
مثلاً:
اتصال سریع + مسیر کوتاه + تخلیه مناسب + نازل قابل بازکردن
معمولاً از:
مسیر بلند + زانوهای متعدد + شیلنگهای آویزان + اتصالات پیچیده
سادهتر تمیز میشود.
—
۸۷-۳۶ ـ اتصال سریع
استفاده از اتصالات سریع مناسب میتواند بازکردن شیلنگ یا نازل را آسان کند.
اما اتصال باید:
– مقاوم
– آببندیشده
– سازگار با فشار
– مناسب ویسکوزیته ژل
باشد.
—
۸۷-۳۷ ـ برنامه نظافت برای اپراتور
یک برگه ساده کنار دستگاه میتواند شامل این موارد باشد:
☐ تخلیه مخزن
☐ شستوشوی خط
☐ تمیزکردن نازل
☐ بررسی فیلتر
☐ بررسی پمپ
☐ پاککردن محیط
☐ ثبت زمان نظافت
این روش احتمال فراموشی مراحل را کاهش میدهد.
—
۸۷-۳۸ ـ ثبت مقدار آب مصرفی
ثبت مصرف آب میتواند برای کنترل هزینه مفید باشد.
اگر مصرف روزانه:
[
V=300L
]
باشد و با اصلاح روش شستوشو به:
[
V=200L
]
برسد، روزانه ۱۰۰ لیتر کاهش مصرف ایجاد شده است.
در طول یک سال تولید، این تفاوت میتواند قابل توجه باشد.
—
۸۷-۳۹ ـ مدیریت آب شستوشو
آب شستوشو ممکن است حاوی:
– پلیمر
– ژل
– مواد اولیه
– مواد شوینده
باشد.
نباید بدون بررسی الزامات محلی، آن را مستقیماً وارد فاضلاب یا محیط کرد.
روش دفع باید با مقررات محیطزیستی محل و مشخصات واقعی پساب هماهنگ شود.
—
۸۷-۴۰ ـ بازیافت ژل باقیمانده
در برخی فرآیندها ممکن است وسوسه استفاده مجدد از ژل باقیمانده وجود داشته باشد.
اما این کار فقط زمانی مناسب است که:
– آلودگی کنترل شده باشد.
– نسبت آب مشخص باشد.
– خواص محصول ثابت بماند.
– روش کنترل کیفیت تعریف شده باشد.
در غیر این صورت بهتر است ژل برگشتی وارد محصول جدید نشود.
—
جهت پیام به گردآورنده: ۰۹۳۸۸۴۰۶۷۱۶
۸۷-۴۱ ـ شستوشوی پس از توقف اضطراری
اگر خط ناگهان متوقف شود، ممکن است ژل در پمپ و نازل باقی بماند.
هرچه زمان توقف بیشتر شود، احتمال دشوارترشدن راهاندازی مجدد افزایش مییابد.
بنابراین برای توقفهای طولانی، دستورالعمل مخصوص لازم است.
—
۸۷-۴۲ ـ توقف چندساعته
اگر خط برای چند ساعت متوقف شود، باید مشخص باشد:
– آیا ژل در مسیر باقی میماند؟
– آیا باید خط تخلیه شود؟
– آیا پمپ نیاز به شستوشو دارد؟
– آیا نازل باید جدا شود؟
این تصمیم به فرمول و شرایط ژل بستگی دارد.
—
۸۷-۴۳ ـ توقف چندروزه
در توقف طولانیمدت، باقیماندن ژل در تجهیزات توصیه نمیشود.
بهتر است:
تخلیه کامل → شستوشو → آبکشی مناسب → تخلیه → خشککردن یا نگهداری طبق دستورالعمل
انجام شود.
—
۸۷-۴۴ ـ کنترل پس از نظافت
پس از شستوشو باید بررسی شود:
– نشتی وجود ندارد.
– نازل آزاد است.
– پمپ بهدرستی کار میکند.
– سنسورها آسیب ندیدهاند.
– آب باقیمانده غیرعادی وجود ندارد.
– اتصالات صحیح بسته شدهاند.
—
۸۷-۴۵ ـ آزمون آب قبل از شروع تولید
پس از شستوشوی کامل میتوان در صورت نیاز مقدار کمی آب از خط عبور داد.
اگر آب خروجی:
– دارای ذرات ژل باشد،
– رنگ یا ظاهر غیرعادی داشته باشد،
نشان میدهد که تمیزکاری ممکن است کامل نشده باشد.
—
۸۷-۴۶ ـ طراحی خط برای قابلیت شستوشو
در زمان ساخت خط، این اصل را رعایت کنید:
هر قسمتی که نصب میشود باید راهی برای تخلیه، دسترسی یا شستوشو داشته باشد.
تجهیزی که نصب شده اما امکان تمیزکردنش وجود ندارد، در بلندمدت میتواند به نقطه ضعف خط تبدیل شود.
—
۸۷-۴۷ ـ عیبیابی نظافت
مشکل| علت احتمالی| اقدام
ژل در نازل باقی میماند| قطر کم یا تخلیه نامناسب| بازبینی نازل
فشار بعد از شستوشو بالا است| گرفتگی| بررسی فیلتر و خط
آب خروجی حاوی ژل است| شستوشوی ناقص| تکرار شستوشو
زمان نظافت زیاد است| مسیر پیچیده| اصلاح طراحی
مصرف آب زیاد است| شستوشوی غیرکنترلشده| تعیین حجم استاندارد
ژل خشکشده باقی میماند| تأخیر در نظافت| شستوشوی سریعتر
—
۸۷-۴۸ ـ طراحی اقتصادی پیشنهادی
برای خط نیمهصنعتی میتوان از ساختار ساده زیر استفاده کرد:
مخزن شیبدار → شیر تخلیه → پمپ قابل شستوشو → شیلنگ کوتاه → نازل قابل بازکردن
همچنین یک ورودی آب شستوشو در نقطه مناسب میتواند فرآیند نظافت را آسانتر کند.
—
۸۷-۴۹ ـ چکلیست نهایی
پیش از بهرهبرداری نهایی بررسی شود:
– کف مخزن قابل تخلیه است؟
– خروجی پایین مناسب است؟
– نقاط مرده کم هستند؟
– پمپ قابلیت نظافت دارد؟
– شیلنگ قابل تخلیه است؟
– نازل بهراحتی باز میشود؟
– فیلتر قابل شستوشو است؟
– آب شستوشو مدیریت میشود؟
– حجم باقیمانده خط مشخص است؟
– دستورالعمل روزانه وجود دارد؟
– نظافت ثبت میشود؟
—
۸۷-۵۰ ـ جمعبندی نهایی فصل
نظافت خط تولید ژلپک باید از مرحله طراحی تجهیزات در نظر گرفته شود، نه اینکه بعداً برای شستوشوی یک خط پیچیده راهحل پیدا شود.
سه اصل مهم عبارتاند از:
تخلیه سریع + مسیر ساده + دسترسی آسان
هرچه این سه مورد بهتر رعایت شوند، معمولاً:
– زمان نظافت کمتر
– مصرف آب کمتر
– ضایعات کمتر
– گرفتگی کمتر
– زمان توقف کمتر
خواهد بود.
برای تولید نیمهصنعتی، یک برنامه ساده اما منظم میتواند کاملاً کاربردی باشد:
پایان تولید → تخلیه ژل → شستوشوی اولیه → شستوشوی خط → تمیزکردن نازل و فیلتر → تخلیه آب → بازرسی → ثبت عملیات
در صورت استفاده از مواد شوینده، مواد باید بر اساس جنس تجهیزات، فرمول ژل و الزامات دفع پساب انتخاب شوند.
همچنین در خطوطی که قرار است برای مدت طولانی متوقف شوند، باقیگذاشتن ژل داخل پمپ، شیلنگ یا نازل میتواند باعث افزایش مشکلات راهاندازی مجدد شود؛ بنابراین برای توقف کوتاه، طولانی و اضطراری باید دستورالعمل جداگانه تدوین شود.
نتیجه کاربردی
یک خط خوب فقط خطی نیست که بتواند ژل را تولید و پر کند؛ بلکه خطی است که بتوان آن را با کمترین زمان، آب و نیروی انسانی تخلیه، تمیز و دوباره آماده تولید کرد.
به همین دلیل قابلیت شستوشو باید یکی از معیارهای انتخاب مخزن، پمپ، شیر، شیلنگ، فیلتر و نازل باشد.
پیشنهاد فصل بعد:
فصل ۸۸ ـ طراحی سیستم خنکسازی و انجماد سریع ژلپک؛ بررسی انتقال ژلپک پرشده به فریزر، ظرفیت سرمایشی، چیدمان کیسهها، گردش هوا، فاصله بین محصولات، زمان انجماد، مصرف انرژی و روش افزایش سرعت انجماد در تولید نیمهصنعتی و صنعتی
۰ دیدگاه