Dbamy o Twoją prywatność

Używamy plików cookie, aby strona działała poprawnie, mierzyć ruch i personalizować marketing tylko za Twoją zgodą.

CASE STUDY

Stosunek F/U i wolny formaldehyd w żywicy mocznikowo-formaldehydowej (UF): kontrola reakcji w czasie rzeczywistym

W produkcji żywic mocznikowo-formaldehydowych stosunek formaldehyd/mocznik i poziom wolnego formaldehydu decydują o reaktywności i emisji produktu. Pokazujemy, jak kontrolować je bezpośrednio w reaktorze, w czasie rzeczywistym, zamiast czekać na titrację.
Porozmawiajmy o Twoim procesie
Dolna część reaktora żywic mocznikowo-formaldehydowych z zaworem spustowym i linią transferową
Branża
Produkcja żywic mocznikowo-formaldehydowych (UF)
Zakres
Kontrola stosunku F/U i wolnego formaldehydu w czasie rzeczywistym
Co widzi laboratorium, a co widzi pomiar inlineMiędzy dwiema kolejnymi próbkami lepkość rośnie o 45% w 4 minuty, a we wcześniejszym odcinku o 214% w 13 minut. Pomiar inline pokazuje ten sam przebieg jako ciągłą krzywą.
Ta sama szarża: 119 odczytów inline wobec 7 oznaczeń referencyjnych05001 0001 5002 0002 5003 0003 500010203040506070Czas od startu szarży [min]Lepkość [jednostki procesowe]+67%13 min+133%18 min+214%13 min+45%4 min+44%3 min+30%8 min119 odczytów inlinejedna szarża, co ok. 35 s7 oznaczeń referencyjnychta sama szarża0,0 min od startulepkość 540,6 min od startulepkość 731,2 min od startulepkość 621,8 min od startulepkość 622,4 min od startulepkość 532,9 min od startulepkość 683,5 min od startulepkość 714,1 min od startulepkość 714,7 min od startulepkość 635,3 min od startulepkość 695,9 min od startulepkość 796,5 min od startulepkość 767,0 min od startulepkość 787,6 min od startulepkość 868,2 min od startulepkość 748,8 min od startulepkość 849,4 min od startulepkość 8810,0 min od startulepkość 9010,6 min od startulepkość 9511,2 min od startulepkość 10011,7 min od startulepkość 10112,3 min od startulepkość 9912,9 min od startulepkość 11013,5 min od startulepkość 10814,1 min od startulepkość 10814,7 min od startulepkość 11215,3 min od startulepkość 11915,9 min od startulepkość 12516,4 min od startulepkość 12117,0 min od startulepkość 13417,6 min od startulepkość 13718,2 min od startulepkość 13718,8 min od startulepkość 13619,4 min od startulepkość 14820,0 min od startulepkość 15320,6 min od startulepkość 15721,1 min od startulepkość 15921,7 min od startulepkość 15422,3 min od startulepkość 17222,9 min od startulepkość 17123,5 min od startulepkość 17824,1 min od startulepkość 18524,7 min od startulepkość 18125,3 min od startulepkość 17625,8 min od startulepkość 19426,4 min od startulepkość 18827,0 min od startulepkość 19927,6 min od startulepkość 20628,2 min od startulepkość 22328,8 min od startulepkość 22329,4 min od startulepkość 22930,0 min od startulepkość 22630,5 min od startulepkość 23531,1 min od startulepkość 24831,7 min od startulepkość 26332,3 min od startulepkość 28132,9 min od startulepkość 26833,5 min od startulepkość 27934,1 min od startulepkość 30334,7 min od startulepkość 30935,2 min od startulepkość 32335,8 min od startulepkość 34136,4 min od startulepkość 33137,0 min od startulepkość 36037,6 min od startulepkość 37438,2 min od startulepkość 36838,8 min od startulepkość 39939,4 min od startulepkość 39239,9 min od startulepkość 42240,5 min od startulepkość 42341,1 min od startulepkość 46241,7 min od startulepkość 49242,3 min od startulepkość 51042,9 min od startulepkość 53743,5 min od startulepkość 57744,1 min od startulepkość 57744,6 min od startulepkość 63445,2 min od startulepkość 69545,8 min od startulepkość 68046,4 min od startulepkość 67947,0 min od startulepkość 72047,6 min od startulepkość 77748,2 min od startulepkość 76648,8 min od startulepkość 87749,3 min od startulepkość 98149,9 min od startulepkość 94950,5 min od startulepkość 1 04951,1 min od startulepkość 1 01651,7 min od startulepkość 1 19952,3 min od startulepkość 1 19552,9 min od startulepkość 1 28853,5 min od startulepkość 1 47054,0 min od startulepkość 1 52454,6 min od startulepkość 1 75955,2 min od startulepkość 1 80655,8 min od startulepkość 1 76956,4 min od startulepkość 1 94557,0 min od startulepkość 2 05957,6 min od startulepkość 2 12858,1 min od startulepkość 2 38258,7 min od startulepkość 2 36059,3 min od startulepkość 2 53159,9 min od startulepkość 2 63160,5 min od startulepkość 2 65261,1 min od startulepkość 2 72461,7 min od startulepkość 2 97962,3 min od startulepkość 2 98662,8 min od startulepkość 2 91063,4 min od startulepkość 3 05164,0 min od startulepkość 2 87164,6 min od startulepkość 3 05265,2 min od startulepkość 3 01665,8 min od startulepkość 2 99066,4 min od startulepkość 3 03167,0 min od startulepkość 2 96667,5 min od startulepkość 3 01368,1 min od startulepkość 3 07068,7 min od startulepkość 3 13769,3 min od startulepkość 3 224
  • pomiar inline, co około 35 s
  • oznaczenia referencyjne, 7 próbek
  • przebieg odtworzony wyłącznie z próbek laboratoryjnych

Jedna szarża przemysłowa żywicy UF/MUF, lipiec 2026, około 70 minut. Odczyt inline co około 35 s (119 punktów), obok 7 oznaczeń referencyjnych wykonanych przez laboratorium zakładu w tej samej szarży. Wartości lepkości w jednostkach procesowych instalacji. Najedź kursorem na wykres, aby odczytać pojedynczy punkt.

Kontekst klienta

Żywice mocznikowo-formaldehydowe (UF) to dominujące spoiwo płyt MDF i wiórowych, ponad 80% rynku żywic do drewna. Powstają w reaktorze wodnym z mocznika i formaldehydu, a o jakości decyduje stosunek formaldehyd/mocznik (F/U) oraz poziom wolnego formaldehydu na końcu reakcji.

Problem w tym, że stosunek F/U zmienia się w trakcie polikondensacji i różni między partiami, a wynik z laboratorium spływa po 30–45 minutach, gdy reakcja dawno poszła dalej. Partia poza specyfikacją oznacza przestój albo utylizację wsadu.

Wyzwanie

  • Stosunek F/U i wolny formaldehyd zmieniają się w trakcie reakcji; laborant pobiera próbkę ręcznie co kilkanaście minut, a titracja siarczynowa (EN 120) trwa 30–45 minut.
  • Decyzja o zatrzymaniu reakcji zapada po fakcie, co grozi partią off-spec lub przeżelowaniem wsadu.
  • Ręczny pobór z gorącego reaktora naraża pracowników na opary formaldehydu (CMR Kat. 1B).
  • Eksport i certyfikacja wymagają dokumentacji składu i emisji per partia (CARB ATCM 93120, EN 717-1, klasy emisji E0/E1).

Rozwiązanie

Zastosowaliśmy analizator Spectrally™ X1 INLINE z sondą zanurzeniową X1 PROBE. Sonda mierzy stosunek F/U i wolny formaldehyd bezpośrednio w reaktorze, w czasie rzeczywistym (co kilkanaście sekund) i bez poboru próbek. Model dostraja się do konkretnego procesu i pokazuje operatorowi moment osiągnięcia punktu końcowego polikondensacji.

Praca w gęstym, zarastającym medium jest możliwa dzięki samoczyszczącemu, wycofywanemu modułowi sondy (Retractex). Moduł działa cyklicznie: sonda wycofuje się z medium, okno optyczne zostaje przepłukane, po czym wraca do pozycji pomiarowej. Soczewka nie zalepia się osadami, a analizator pracuje w sposób ciągły, bez ręcznego czyszczenia w trakcie kampanii.

Tą samą sondą można śledzić lepkość żywicy jako pośredni wskaźnik postępu reakcji. W studium wykonalności na żywicach UF i MUF potwierdziliśmy inline’owy pomiar lepkości w zakresie roboczym (wynik częściowy), co domyka kontrolę reakcji bez zatrzymywania reaktora.

Wyniki

Metryka Wynik
Stosunek F/U i wolny formaldehyd pomiar inline w czasie rzeczywistym, bez ręcznego poboru
Lepkość (postęp polikondensacji) potwierdzona inline w studium wykonalności (zakres roboczy, wynik częściowy)
Metoda referencyjna (offline) titracja siarczynowa wolnego formaldehydu (EN 120): 30–45 min; lepkość rotacyjna offline
Driver eksportowy CARB ATCM 93120 i EN 717-1 wymagają dokumentacji składu i emisji per partia

Lepkość potwierdzono w studium wykonalności (wynik częściowy). Dla stosunku F/U i wolnego formaldehydu nie podajemy liczb wynikowych na tym etapie.

Co to oznacza dla Państwa procesu

Jeśli produkują Państwo żywice UF lub MUF do płyt drewnopochodnych, kontrola F/U i wolnego formaldehydu wprost w reaktorze pozwala trafić w punkt końcowy reakcji, ograniczyć liczbę partii off-spec i udokumentować skład oraz emisję pod wymagania odbiorców i normy (CARB, EN 717-1).

Najpewniejszą drogą weryfikacji na konkretnej recepturze jest krótkie studium wykonalności na realnych próbkach.

Poznaj rozwiązania Gekko Photonics

Chcesz dowiedzieć się więcej na temat analizatorów Spectrally™? Skontaktuj się z naszym ekspertem, który na podstawie krótkiej rozmowy doradzi najlepsze możliwości mierzenia Państwa procesu.

Poznaj rozwiązania dla Twojego zakładu
Poznaj nasze rozwiązania

Skontaktuj się z nami

Dowiedz się ile możesz zaoszczędzić na swoim procesie ze Spectrally™.

Kontakt

Piotr Wyciechowski

Jeśli mierzą się Państwo z podobnym wyzwaniem w zakresie kontroli procesów chemicznych, stabilizacji jakości lub monitoringu reakcji w czasie rzeczywistym, porozmawiajmy o rozwiązaniu dopasowanym do Państwa warunków technologicznych.