Visoka Tehnološka Škola

Strukovnih Studija

Aranđelovac

Seminarski rad

Tehnološki sistemi za proizvodnju

praškastih deterdženata

Page 1 of 12

Opis tehnološkog postupka za dobijanje tečnog zeolita

u fabrici „Alusil” u Zvorniku

Specifičnosti tehnologije proizvodnje deterdžentskog zeolita u gore pometnutoj fabrici se ogledaju u korišćenju jeftinih, ne tako čistih sirovina, kao I korišćenju šaržnog kristalizera izuzetno velikog kapaciteta.Osnovna sirovina je natrijum-aluminat(Bajerova tečnost), koja se uzima sa linije za prooizvodnju glinice.Fabrika je locirana na više mesta u postojećoj fabric glinice(pogon dekantacije, pogon prerade rastvora, pogon kalcinacije),koristi deo opreme ovih pogona, dok je znatan deo dograđen u vidu malog objekta I u njemu se nalaze: sušenje, skladišni proctor, sistem pneumatskog transporta, mašina za pakovanje u džambo-vreće,komandni pult I dr.Takođe, za potrebe rada fabrike zeolita, izgraženo je I postrojenje za prizvodnju vodenog stakla kapaciteta 600.000 t/g.I u ovom pogonu se koristi deo postojeće opreme.

Postupak dobijanja tečnog vodenog stakla Tečni natrijum silikat(vodeno staklo) je bezbojna ili neznatno žućkasta tečnost, bez mirisa, jako alkalna.U dodiru sa vazduhom karboniizuje I očvršćava.Proizvodnja vodenog stakla je šaržna.

Natrijum-aluminat(NaAlO2) je druga najvašnija sirovina u proizvodnji zeolita.U Zvorniku se dobija u toku proizvodnje glinice, po Bajerovom postupku.Bajerov postupak predstavlja raščlanjavanje boksita u rastvoru

Page 2 of 12

NaOH pri temperature od 240 °C I pritisku 35 bara u autoklavu,pri čemu se dobija natrijum-alulminat (tečnost), a razne neorganske I organske primese ostaju u mulju (čvrsto stanje)

Al2O3 x H2O + 2NaOH → 2NaAlO2 + 2H2O

Razdvajanje natrijum-aluminata od mulja vrši se dekantacijom I filtracijom.Ovako dobijeni natrijum-aluminat se koristi u sintezi zeolita, a noće da se koristi I matični rastvor dobijen pri filtraciji natrijum-aluminata, koji ima 50% manju koncentraciju Al2O3 .

Tečni nnatrijum-hidroksid koji se koristi u proizvodnji zeolita dovozi se kamion-cisternama I ima sledeću specifikaciju:minimalno 48% NaOH, oko 0.032% Na2CO3, oko 0.93% NaCl, oko 0.012% Na2SO4, Al oko 4.1 ppm, Fe oko 3.6 ppm,gustina oko 1.54 t/m3.

Opis procesa Na slikama 1 I 2 prikane su uprošćene šeme kristalizacije, filtracije I sušenja.Doziranje vodenog stakla I aluminata, kao I kondenzata za sintezu zeollita, vrši se pumpama, na čijim potisima su ugrađeni merači protoka.Doziranje vodenog stakla se vrši iz skladišnog rezervoara vodenog stakla, a aluminatnog rastvora iz odeljanja kontrole filtracije.Kondenzat se doprema iz uparivačke stanice.Istovremeno doziranje se obavlja u kristalizeru.Pri mešanju dolazi do stvaranja gela.Prvo nastaje amorfni aluminosilikat, koji zatim prelazi u kristalni zeolit.Kristalizacija se obavlja na stalnoj temperaturi 90₋⁺5 °C u toku 2 časa.Posle procesa kristalizacije zeolitska suspenzija prelazi u prihvatnu posudu, odakle se pompom šalje na filtraciju I pranje zeolitskog kolaša, I to prvo na prvi stepen filtracije.Kolač sa filtera pada u repulpaciono korito, gde mu se dodaje kondenzat II stepena, preko centifugalne pumpe.Iz repulpacionog korita suspenzija dolazi u mešalicu, odakle se prebacuje na II stepen filtracije.

Page 3 of 12

Filtrirani i oprani kolač se homogenizuje u koritu za repulpaciju filtera, odakle se transportuje do mešalice(distributera).Za pranje zeolita na filteru II stepena koristi se uslovno čist kondenzat sa uparavanja, a za pranje na filteru I stepena i repulpaciju zeolita sa I stepena filtracije koristi se filtrat od II stepena filtracije.Ukupna vlažnost kolača je 50%.

Page 4 of 12

Iz distributera (mešalice) zeolitska pulpa se transportuje na sušenje, ili pompom na stabilizovanje suspenzije u mešalicu, u koju se preko nasipnog koša, pužnog transportera I vage ubacuje CMC(karboksimetil-celuloza), koja služi kao stabilizator suspenzije.Stabilizator ne dozvoljava taloženje čvrste faze(zeolita) I tako omogućava da se zeolitska suspenzija ššalje do potrošača-proizvođača deterdženata.Bez stabilizacije ne bi bilo moguće upotrebljavati suspenziju u proizvodnji deterdženata zbog raslojavanja, odnosno sedimentacije čvrste faze zeolita u suspenziji.Iz mešalice se stabilizovana suspenzija šalje na utovar idalje do krajnjeg potrošača.

Tehnološka šema sušenja zeolita data je slici 2.U mešalicu se dovodi zeolitska suspenzija iz mešalice (distributera- slika 1).U mešalici se suspenzija homogenizuje, a zatim napojnom pompom transportuje u komoru za sušenje.Mešalica u komori za sušenje ima oko 100 obraja u minuti I ima dve funkcije: potpomaže fluidizaciju koja nastaje od protoka toplog sušenog vazduha, kao I mehanički efekat mešanja fluidnog sloja u dnu sušare.Potreban atmosferski pritisak uvodi se u filter, gde se zagreva u grejaču do oko 70°C, a zatim uvodi u komoru za sagorevanje, tj. grejanje vazduha.Zagrejan vazduh se uvodi u donji deo komore za sušenje tangencionalno, što dovodi do turbulencije I uskovitlavanja.Neosušeni I teži komadi pomeraju se od zidova komore I padaju, kao fluidni sloj na dno.Čestice koje su osušene(turbulencijom u vazduhu I mehaničkim delovanjem mešalice) iznose se sa površine mokrog materijala kroz otvor iz komore(u gornjem delu).Suve čestice su nošene toplim vazduhom.Pošto se najmanje I najbolje osušene čestice kreću ka osi kovitlaca u komori, moguće je veličinu čestica urediti promenom dijametra izlaznog otvora.Najveće I mirne mokre čestice svrstavaju se u spoljnoj zoni kovitlaca, dok se osušene prolaze.Donja granica veličine čestica određena je I brzinom ispuštanja.

Page 5 of 12

Opis tehnološkog postupka za dobijanje praškastih

deterdženata

u fabrici „Delta In” u Zrenjaninu

Opis procesa

Kvalitet dobijenog praškastog deterdženta se proverava, I po potrebi,popravlja tokom proizvodnje, preko automatskog regulacionog sistema fabrike.Zahtevani kvalitet gotovog proizvoda (praškastog deterdženta) definisan je sledećim parametrima:nasipna težina 500-1000 kg/m3 ,sadržaj vode 3-15 %, pH vrednost 1% rastvora 9,5-12 ,veličina čestica 200-1000 mm,boja bela.Osnovne fizičko-hemijske karakteristike gotovog proizvoda,kao što su nasipna težina,granulometrijski sastav itd.,zavise od sastava(formulacija) i kvaliteta ulaznih sirovina,sa jedne strane,I od primenjenog postupka aglomeracije, I od proizvodnih parametara,sa druge strane.Ovde navedene karakteristike I njihove vrednosti predstavljaju osnovni kriterijum po kome se ocenjuje kvalitet finalnog proizvoda.U fabrici „Delta In”prizvodi se deterdžent na bazi zeolita,bez upotrebe fosfata.

Fabrika za proizvodnju praškastih deterdženata sastoji se od više postrojenja,to su:

-postrojenje za skladištenje praškastih sirovina,

-postrojenje za skladištenje tečnih sirovina,

-postrojenje za pripremu predsmeše,

-postrojenje za sušenje i kondicioniranje,

-postrojenje za doradu,

-postrojenje za pakovanje,

-postrojenje za pripremu komprimovanog vazduha,

-postrojenje za skladište pomoćnih sirovina,

-postrojenje za skladište pomoćnog materijala,

Page 6 of 12

-postrojenje za skladište gotovih proizvoda,

-postrojenje za dobijanje elektroenergiije(trafostanica),

-postrojenje za dobijanje tople vode(kotlarnica).

Prikaz tehnološke koncepcije dat je na slici 1.

Page 7 of 12

Postrojenje za skladištenje praškastih sirovina obuhvata sledeće operacije:

-prijem praškastih sirovina,

-pražnjenje silosa,

-pripremu mikrokomponenata,

-pražnjenje big-bag vreća,

- pneumatski transport praškastih sirovina.

Prijem praškastih sirovina.Pod prijemom praškastih sirovina podrazumevaju se sledeće praškaste komponente: zeolit, kompaund, natrijum-karbonat , natrijum-perborat I natrijum-sulfat.Ove sirovine se do postrojenja za prijem dopremaju kamion cisternama ili u big-bag vrećama,a skladište se u silosima.Na svakom silosu je postavljen jedan vrećasti filter ,koji se uključuje kada se vrši transport materijala u silos I koji služi da za odvajanje „viška vazduha” koji se uvodi u silose pri procesu prijema praškastih sirovina.Pri ovom procesu se vrši programsko otresanje vreća.Otresanje vreća se vrši impulsnim upuštanjem vazduha visolog pritiska u vreće.Aktiviranje vrećastog filtera vrši se iz sistema za upravljanje fabrikom,zavisno od toga koji se silos puni.Svi silosi su opremljeniindikatorima gornjeg nivoa praškastog materijala,sa računarski realizovanom alarmnom funkcijom.Prilikom prijema praškastih sirovina u silose vrši se obračun materijalnog bilansa u računarskom sistemu postrojenja,na osnovu pokazivanja zabeleženog na ulazu u fabriku.Punjenje silosa je moguće samo u slučaju da,po materijalnom bilansu, ima dovoljno mesta za prijem materijala.

Pražnjenje silosa vrši se po zahtevu iz računarskog sistema, kada se ukaže potreba za određenim materijalom koji je uskladišten u dnevnom bunker ilii u posudama za predprašak.Ukoliko je u toku neki process transporta praškastog materijala, potrebno je sačekati da se taj proces završi pre početka novog transporta materijala.Pražnjenje silosa počinje postavljanjem svih skretnica u zadati položaj, zatim sledi uključivanje duvaljke, ćelijskog dozatora I pužnog transportera.Posle ovoga se vrši ukljušivanje vibracionog izuzimača,čime počinje process pražnjenja silosa.

Priprema mikrokomponenata.Pod pojmom „mikrokomponente” smatraju se sve one praškaste sirovine koje se ne skladište u silosima: optičko belilo, CMC, sapun u prahu I u ljuspicama, vodeno staklo u prahu niske I visoke gustine, fosfonati u prahu , PVP u prahu I u granulama, EDTA u prahu, kopolimer u prahu I u granulama,sulfati masnih alkohola u prahu I u granulama, activator TAED u prahu I u granulama itd.Ove komponente ulaze u sastav finalne mešavine, ali je njihov udeo daleko manji od masenog udela praškastih sirovina koje se skladište u silosima ili transportuju iz big-bag vreća.Mešavine mikrokomponenti se spremaju šaržno, kampanjski, prema nalogu koji se izdaje u okviru računarskog sistema kada se utvrdi da je potrebna dopuna .Šarža mikrokomponenata se sprema na osnovu recapture koja je trenutno u proizvodnji, pa se na osnovu toga izdaje nlog za spremanje šarže, koji sadrži podatke o praškastim materijalima koji ulaze u sastav premiksa I vrednost mase svakog materijala koji ulazi u sastav smeše mikrokomponenata.Jedinica za pripremu mikrokomponenata je opremljna podnom o stonom vagom za odmeravanje.Nakon toga se vrši pneumatski transport.U jedinici za prpremu mikrokomponenata postoji mlin za mlevenje mikrokomponenata, pa samim tim I ujednačavanje dimenzija čestica u mešavini mikrokomponenata.

Page 8 of 12

Pražnjenje big-bag vreća.Pražnjenjem big-bag vreća mogu se dopunjavati silosi za praškaste materijale, dnevni bunkeri ili posude za pretprašak.Pre početka početka ovog procesa potrebno je izdati nalog u računarskom sistemu, na osnovu koga se uspostavlja transportni put pračkastih sirovina ilii mikrokomponenata iz big-bag vreća.Na cevima za dopunu silosa montirano je protočno staklo, tako da je moguće pratiti šunjenje silosa.Sistem za pražnjenje vreća sastoji se od dizalice, usipnog koša sa vibracionim motorom, vrećastog filtera I pužnog transportera(regulator broja okretaja puža).Proces pražnjenja počinje počinje postavljanjem big-bag vreće iznad koša za pražnjenje.Uključivanjem pneumatskog transportnog sistema, ćelijskog dozatora I pužnog transportera počinje transport praškastog materijala ili mmikrokomponenata.

Pneumatski transport praškastih sirovina.Radom ovog sistema vrši se transport praškastih sirovina I mikrokomponenata .U sistemu za pneumatski transport sirovina ugrađene su pneumatske skretnice I okrugli razdelnici, kojima se usmerava praškasti material prema svome odredištu, I duvaljke, kojima se dovodi vazduh za pneumatski transport.

Postrojenje za skladištenje tečnih sirovina.U ovom postrjenju odvijaju se sledeće operacije:

-prijem I održavanje tečnih sirovina,

-odmeravanje tečnih sirovina.

Prijem i održavanje tečnih sirovina.Pod pojmom „tečne sirovine” podrazumevaju se sledeće :DBS pasta, nejonogeni tenzid, tečno vodeno staklo I kopolimer.Ove sirovine se skladište u adekvatnim posudama.Održavanje tečnih sirovina podrazumeva održavanje temperature na zadatim vrednostima,kako bi se otklonili „toplotni gubici” prema okolini.Svi ovi sudovi su toplotno izolovani .Kao grejni fluid koristi se topla voda, merno-regulaciona grupa se sastoji od mernog elementa I lokalnog regulatora temperature.Kružni tok materijala ostvaren je radomo pumpi.Kruženjem tečnog materijala se ostvaruje njegovo mešanje, tj. Homogenizacija.Osim toga tečni material stalno kruži da bi se dobio što bolji kvalitet doziranja-

Odmeravanje tečnih sirovina vrši se preko masenih merača protoka,montiranih na potisnim vodovima pumpi,preko kojih se vrši kružni tok.Usmeravanje toka tečnih materijala vrši se preko trokrakih slavina(ka šaržnoj ili ka kontinualnopj mešalici).Čišćenje cevovoda se vrši na kraju procesa,izduvavanjem komprimovanim vazduhom.

Postrojenje za pripremu predsmeše.U okviru ovog posrojenja obavljaju se sledeće tehnološke operacije:

-odmeravanje praškastih sirovina,

-prijem i mešanje premiksa mikrokomponenata,

-odmeravanje silikonskog ulja,

Page 9 of 12

-mešanje predsmeše u šaržnoj mešalici,

-mešanje predsmeše u kontinualnoj mešalici

Odmeravanje praškastih sirovina se vrši na šaržnoj vagi, koja se nalazi ispod dnevnih bunkera.Pražnjenje dnevnih bunkera se vrši uključivanjem pužnih transportera.Doziranje sirovina vrši se sukcesivno, tako da je uvek samo jedan pužni transporter u radu.Odmeravanje praškastih sirovina je diskontinualno I kada vaga odmeri zadatu koičinu odgovarajuće komponente, prestaje doziranje te komponente.

Prijem i mešanje premiksa mikrokomponenata.Prijem mikrokomponenata se vrši u dnevnom bunkeru .Na ovom bunker je ugrađena protivstrujna mešalica u kojoj se vrši homogenizacija šarže.Nakon završenog mešanja vrši se pražnjenje direktno u bunker.Pražnjenje bunkera za prihvat šarže mikrokomponenata vrši se radom pužnog transportera u šarćnu vagu,slično pražnjenju svih ostalih dnevnnih bunkera.

Odmeravanje silikonskog ulja.Silikonsko ulje se skladišti u adekvatnoj posudi,odakle se transportuje radom pumpe u jednu od mešalica:šaržnu, kontinualnu, predmešač za kontinualnu ili mešalicu za finalni proizvod.Izbor mešalice u koju se transportuje silikonsko ulje zavisi od trenutne recepture.

Mešanjem predsmeše na šaržnoj mešalici dobija se poluproizvod veće nasipne težine od poluproizvoda dobijenog na kontinualnoj mešalici.Tu se vrši mešanje praškastih i tečnih komponenatani i njihova homogenizacija.Homogenizacija traje određeno vreme, koje je definisano trenutnom recepturom, a potom se mešalica prazni.Vlažni proizvod se transportuje u koš za prijem istog, a odatle trakastim transporterom na trakastoj vagi šalje na sušenje..

Mešanjem predsmeše na kontinualnoj mešalici dobija se proizvod manje nasipne težine od poluproizvoda na šaržnoj mešalici.Mešanje praškastih sirovina vrši se na predmešaču.Ono je diskontinualno.Ispod ove mešalice se nalazi prihvatni koš koji se prazni radom pušnog transportera sa regulacijom broja obrtaja, tako da koš služi kao puffer preko koga se održava kontinualnost procesa.Mešanje tečnih komponenti sa praškastim se vrši kontinuano, pa neophodno obezbediti regulaciju protoka tečnih I praškastih komponenata.Vlažni poluproizvod se transportuje u sušaru.

Postrojenje za sušenje I kondicioniranje se vrši u sistemu za sušenje vlažne mešavine u fluidizacijonomsloju.Ovaj sistem sastoji se od sušare, gorionika, potisnih ventilatora, sita, mlina, pužnog transportera, vrećastih filtera, ćelijskih dozatora I autonomnog sistema upravljanja.Vlažan poluproizvod upada u sušaru I suši se u fluidizacionom sloju.Deo najfinijih čestica biva odnesen strujom vrelog vazduha koji se stvara u gorioniku.Ova frakcija se transportuje u vrećasti filter, a odatle se vraća u proces.Deo vlažnog materijala ne uspeva da se osuši na zadovoljavajući način(stvaraju se aglomerati).Ova frakcija se odvaja na situ, prolazi kroz mlin I ponovo se vraća u process.Nakon sušenja material prolazi kroz ćelijski dozator, a zatim se prosejava na situ.

Postrojenje za doradu.U okviru ovog postrojenja odvijaju se sledeće operacije:

-odmeravanje i transport enzima,

-odmeravanje praškastih sirovina u posudama za pretprašak,

Page 10 of 12

-umešavanje finalne mešavine i skladištenje u bunkerima postrojenja za pakovanje.

Odmeravanje i transport enzima se vrši preko sistema koji se sastoji od prihvatnih koševa, prihvatnih posuda, vibrodozera I vibracionog transportera.Prihvatni koš ima konusno dno, pase pražnjenje vrši gravitaciono u posude za prihvat enzima.Ove posude se prazne programski, radom vibrodozera,preko kojih je moguće podesiti maseni protok istih.Transport enzima ka mešalici za finalni proizvod vrši se vibracionim transportom.

Odmeravanje praškastih sirovina u posudama za pretprašak vrši se volumetrijski,tj. posude se pune do aktiviranja indikatora gornjeg nivoa.Ove posude se pune radom elevatora.

Umešavanje finalne mešavine I skladištenje u bunkerima postrojenja za pakovanje vrši se u mešalici za finalni proizvod.U ovu mešalicu doziraju se pretprašak, enzimi iz posuda za enzime, parfemi I,po potrebi silikonsko ulje i/ili neka tečna sirovina.Ovo je kontinulna mešalica u kojoj se vrši naprskavanje malih količina tečnih komponenata na granulisan proizvod.Posle finalnog mešanja I konašnog formiranja granule deterdženta, proizvod se transportuje radom elevator u bunkere za gotov proizvod.

Postrojenje za pakovanje gotovog proizvoda.U ovom postrojenju se vrše sledeće operacije:

-pakovanje gotovog proizvoda u kartonske kutije,

-pakovanje gotovog proizvoda u vrećice.

ZAKLJUČAKProjektovanjem fabrike za proizvodnju praškastih deterdženata ostvareno je nekoliko ciljeva.Dobijeni proizvod zadovoljava sve propise kvaliteta, mogućnost dobijanja kompakt-koncentrovanih deterdženata sa visokom nasipnom težinom,kao I propise o zaštiti životne sredine.Proces prizvodnje praškastih deterdženata je potpuno kontinualan, čime je ostvaren ujednačen kvalitet.U procesu proizvodnje nema otpada, pošto se sav prooizvod ne zadovoljavajućeg kvaliteta vraća nazad, u proces.Proces proizvodnje je potpuno automatizovan,uz minimalno angažovanje radne snage.Može se I voditi ručno,što je neophodno pri probnom režimu rada.

Table of Contents

Opis tehnološkog postupka za dobijanje tečnog zeolita...........................................................................................2

u fabrici „Alusil” u Zvorniku...................................................................................................................................2

Postupak dobijanja tečnog vodenog stakla..........................................................................................................2

Opis procesa.........................................................................................................................................................3

Opis tehnološkog postupka za dobijanje praškastih...........................................................................................6

Page 11 of 12

deterdženata............................................................................................................................................................6

u fabrici „Delta In” u Zrenjaninu............................................................................................................................6

Opis procesa.........................................................................................................................................................6

Postrojenje za skladištenje praškastih sirovina.....................................................................................................8

Prijem praškastih sirovina.................................................................................................................................8

Pražnjenje silosa...............................................................................................................................................8

Priprema mikrokomponenata..........................................................................................................................8

Pražnjenje big-bag vreća..................................................................................................................................9

Pneumatski transport.......................................................................................................................................9

Postrojenje za skladištenje tečnih sirovina...........................................................................................................9

Prijem i održavanje tečnih sirovina...................................................................................................................9

Odmeravanje tečnih sirovina............................................................................................................................9

Postrojenje za pripremu predsmeše.....................................................................................................................9

Odmeravanje praškastih sirovina...................................................................................................................10

Prijem i mešanje premiksa mikrokomponenata.............................................................................................10

Odmeravanje silikonskog ulja.........................................................................................................................10

Mešanjem predsmeše na šaržnoj mešalici....................................................................................................10

Mešanjem predsmeše na kontinualnoj mešalici.............................................................................................10

Postrojenje za sušenje I kondicioniranje............................................................................................................10

Odmeravanje i transport enzima....................................................................................................................11

Odmeravanje praškastih sirovina u posudama za pretprašak........................................................................11

Umešavanje finalne mešavine I skladištenje u bunkerima postrojenja za pakovanje.....................................11

Postrojenje za pakovanje gotovog proizvoda.....................................................................................................11

ZAKLJUČAK.............................................................................................................................................................11

Page 12 of 12