Akademia automatyki
17 Kwiecień 2025
Wiskozymetry procesowe – klucz do efektywnego przetwórstwa tworzyw sztucznych
Wiskozymetry procesowe do pomiaru lepkości bezpośrednio w procesie odgrywają coraz większą rolę w przemyśle przetwórstwa tworzyw sztucznych. Dzięki ciągłemu monitorowaniu lepkości w czasie rzeczywistym, możliwe jest precyzyjne kontrolowanie procesów produkcyjnych, znaczna oszczędność energii, zwiększenie wydajności i poprawa jakości końcowego produktu. Przyjrzyjmy się przykładom zastosowań zaawansowanych wiskozymetrów procesowych HYDRAMOTION w recyklingu PET oraz produkcji przędzy poliestrowej. To dwa kluczowe obszary wspierające gospodarkę o obiegu zamkniętym.
Wiskozymetry procesowe w recyklingu tworzyw PET: monitorowanie lepkości inline
Odpowiedzialne zarządzanie odpadami z tworzyw sztucznych odgrywa kluczową rolę w budowaniu zrównoważonej gospodarki o obiegu zamkniętym. W tym kontekście przetwarzanie PET – jednego z najczęściej stosowanych tworzyw – staje się istotnym elementem tego procesu. Recykling plastikowych butelek PET na nowe opakowania to najpowszechniejsze zastosowanie. Materiał ten jednak może być również wykorzystywany do produkcji innych zaawansowanych produktów, które przyczyniają się do redukcji zużycia energii i emisji CO2.
Jednym z nowoczesnych rozwiązań wspierających ten proces są wiskozymetry procesowe, które umożliwiają precyzyjne monitorowanie lepkości podczas reakcji chemicznych, takich jak depolimeryzacja PET.
Dzięki procesowi chemicznej depolimeryzacji rozdrobnione kawałki PET można wykorzystać do produkcji polioli. To kluczowy surowiec wykorzystywany w produkcji izolacji o wysokiej wydajności.
Chemiczna depolimeryzacja PET
Przetwarzanie obejmuje reakcję glikolizy, w której płatki PET zanurza się w roztworze glikolu, miesza i podgrzewa do wysokich temperatur 220ºC-240ºC przez czas 6-8 godzin. Reakcja powoduje rozpad struktury molekularnej polimeru na mniejsze cząsteczki w celu dalszego przetwarzania. Jednym z głównych wyzwań w tym procesie jest określenie rzeczywistego punktu końcowego reakcji w czasie. Punkt końcowy może się różnić w zależności od partii produktu. Zużycie energii jest również ważnym czynnikiem wpływającym na poprawę, ponieważ może to oznaczać nawet dwie godziny marnowania energii na partię.
Utrzymywanie wielu zmiennych procesu ma duże znaczenie dla kontrolowania reakcji, a lepkość jest jedną ze zmiennych, która może określić, kiedy reakcja zostanie zakończona. W miarę zachodzenia depolimeryzacji wiązania cząsteczkowe ulegają rozpadowi, co zmniejsza ich opór na przepływ. Prowadzi to do zmniejszenia lepkości. Punkt końcowy reakcji określamy po ustabilizowaniu się produktu na docelowej lepkości.
Wiskozymetry procesowe umożliwiają dokładne śledzenie spadku lepkości i pozwalają zakończyć reakcję dokładnie w momencie osiągnięcia wymaganych parametrów. Skutkiem tego są znaczne oszczędności energii do 2 godzin na partię, a także zwiększona liczba partii, którą można wyprodukować każdego dnia.
Wiskozymetry procesowe XL7
Jak działają wiskozymetry procesowe XL7-HT?
Lepkościomierz XL7-HT (w wersji wysokotemperaturowej) firmy Hydramotion można stosować z płynami o temperaturze do 450ºC. Czujnik mierzy w temperaturze płynu, eliminując w ten sposób potencjalne błędy wynikające z lokalnego chłodzenia. W razie potrzeby XL7-HT można również skonfigurować tak, aby wyświetlał lepkość skorygowaną do standardowej temperatury odniesienia.
Podobnie jak wszystkie lepkościomierze online Hydramotion, XL7-HT nie jest zależny od wartości przepływu. Może być montowany w zbiorniku lub rurze w dowolnej orientacji przy użyciu dowolnego przyłącza procesowego. Unikalna technologia rezonansowa XL7 zapewnia dodatkowo wysoką czułość i doskonałą powtarzalność, nawet w najbardziej agresywnym środowisku procesowym. Czujnik jest całkowicie spawaną konstrukcją ze stali nierdzewnej 316 bez ruchomych części, które mogą się zużywać lub zacierać, zatem jego konserwacja jest minimalna.
Analizator (wyświetlacz) można umieścić w odległości do 1000 metrów od czujnika. Wyjścia obejmują analogowy sygnał lepkości 4-20 mA i łącze danych szeregowych RS232 lub RS485 do rejestrowania lub zdalnego monitorowania.
Dzięki montażowi inline i odpornej konstrukcji, czujnik XL7-HT pracuje bezawaryjnie nawet w wymagającym środowisku procesowym. Technologia rezonansowa zapewnia wysoką powtarzalność wyników, a konserwacja jest minimalna dzięki braku ruchomych części.
Produkcja przędzy poliestrowej PET: jakość i wydajność dzięki pomiarowi lepkości.
W przypadku produkcji przędzy przemysłowej z PET, wiskozymetry procesowe również odgrywają istotną rolę. Jeden z wiodących producentów przędzy zrealizował modernizację swojej linii w oparciu o technologię bezpośredniego topienia, w której precyzyjna kontrola lepkości jest niezbędna na każdym etapie produkcji.
Proces składa się z:
- topienia PET do formy ciekłej,
- przesyłu do kotłów polimeryzacyjnych w celu zwiększenia lepkości,
- przędzenia włókien przemysłowych.
W tym układzie wiskozymetry procesowe Hydramotion XL7 instalowane są bezpośrednio w rurociągach topionego PET, co pozwala:
monitorować lepkość w czasie rzeczywistym,
optymalizować przepływ i pompowanie materiału,
uzyskać włókna o określonych parametrach wytrzymałości i jakości.
Bezpośrednia korelacja między lepkością a długością łańcuchów molekularnych pozwala dostosować proces do produkcji różnych typów przędzy. W efekcie uzyskano:
oszczędności energii sięgające kilku milionów dolarów rocznie,
elastyczność procesową,
poprawę wydajności i redukcję emisji CO2.
Wiskozymetr XL7 w wersji wysokotemperaturowej zainstalowany bezpośrednio w reaktor
Dlaczego warto stosować wiskozymetry procesowe do pomiaru lepkości inline?
Wiskozymetry procesowe rewolucjonizują podejście do kontroli jakości i efektywności w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Niezależnie od tego, czy mówimy o zaawansowanym recyklingu PET, czy o produkcji przędzy poliestrowej, ciągły, precyzyjny pomiar lepkości pozwala na pełną kontrolę procesu technologicznego, minimalizację strat i optymalizację zużycia energii.
Wiskozymetry to:
większa kontrola nad procesem,
redukcja kosztów energii,
stabilna, powtarzalna produkcja najwyższej jakości.
Rozwiązania firmy Hydramotion, takie jak XL7-HT, stanowią doskonały przykład technologii, która wspiera przemysłową transformację w kierunku zrównoważonego rozwoju.
