CASE STUDY

Wyznaczanie punktu końcowego polikondensacji żywic (UF/MUF) w czasie rzeczywistym

W studium wykonalności u producenta żywic mocznikowo-melaminowych opracowaliśmy inline’owe wskazanie końca reakcji polikondensacji, zamiast ręcznego pomiaru lepkości po fakcie.

Branża
Produkcja żywic mocznikowo-melaminowych (UF/MUF)
Zakres
Inline wyznaczanie punktu końcowego polikondensacji
Głowica reaktora kondensacji żywic aminowych: napęd mieszadła, włazy i króćce procesowe
Przebieg lepkości w jednej szarży żywicy UF/MUFDo 43. minuty przyrost jest wolny i przewidywalny. Potem tempo rośnie kilkudziesięciokrotnie i właśnie w tym oknie podejmuje się decyzję o zakończeniu reakcji.
Lepkość w czasie szarży: wolny przyrost, potem gwałtowne narastanie05001 0001 5002 0002 5003 0003 500010203040506070Time from batch start [min]Viscosity [process units]901503501 1001 6002 3003 000Slow-increase phaseRapid-rise zone+45% in 4 min3.7 units/minFirst 10 minutes167 units/min50th–60th minute0.0 min from startviscosity 540.6 min from startviscosity 731.2 min from startviscosity 621.8 min from startviscosity 622.4 min from startviscosity 532.9 min from startviscosity 683.5 min from startviscosity 714.1 min from startviscosity 714.7 min from startviscosity 635.3 min from startviscosity 695.9 min from startviscosity 796.5 min from startviscosity 767.0 min from startviscosity 787.6 min from startviscosity 868.2 min from startviscosity 748.8 min from startviscosity 849.4 min from startviscosity 8810.0 min from startviscosity 9010.6 min from startviscosity 9511.2 min from startviscosity 10011.7 min from startviscosity 10112.3 min from startviscosity 9912.9 min from startviscosity 11013.5 min from startviscosity 10814.1 min from startviscosity 10814.7 min from startviscosity 11215.3 min from startviscosity 11915.9 min from startviscosity 12516.4 min from startviscosity 12117.0 min from startviscosity 13417.6 min from startviscosity 13718.2 min from startviscosity 13718.8 min from startviscosity 13619.4 min from startviscosity 14820.0 min from startviscosity 15320.6 min from startviscosity 15721.1 min from startviscosity 15921.7 min from startviscosity 15422.3 min from startviscosity 17222.9 min from startviscosity 17123.5 min from startviscosity 17824.1 min from startviscosity 18524.7 min from startviscosity 18125.3 min from startviscosity 17625.8 min from startviscosity 19426.4 min from startviscosity 18827.0 min from startviscosity 19927.6 min from startviscosity 20628.2 min from startviscosity 22328.8 min from startviscosity 22329.4 min from startviscosity 22930.0 min from startviscosity 22630.5 min from startviscosity 23531.1 min from startviscosity 24831.7 min from startviscosity 26332.3 min from startviscosity 28132.9 min from startviscosity 26833.5 min from startviscosity 27934.1 min from startviscosity 30334.7 min from startviscosity 30935.2 min from startviscosity 32335.8 min from startviscosity 34136.4 min from startviscosity 33137.0 min from startviscosity 36037.6 min from startviscosity 37438.2 min from startviscosity 36838.8 min from startviscosity 39939.4 min from startviscosity 39239.9 min from startviscosity 42240.5 min from startviscosity 42341.1 min from startviscosity 46241.7 min from startviscosity 49242.3 min from startviscosity 51042.9 min from startviscosity 53743.5 min from startviscosity 57744.1 min from startviscosity 57744.6 min from startviscosity 63445.2 min from startviscosity 69545.8 min from startviscosity 68046.4 min from startviscosity 67947.0 min from startviscosity 72047.6 min from startviscosity 77748.2 min from startviscosity 76648.8 min from startviscosity 87749.3 min from startviscosity 98149.9 min from startviscosity 94950.5 min from startviscosity 1,04951.1 min from startviscosity 1,01651.7 min from startviscosity 1,19952.3 min from startviscosity 1,19552.9 min from startviscosity 1,28853.5 min from startviscosity 1,47054.0 min from startviscosity 1 52454.6 min from startviscosity 1 75955.2 min from startviscosity 1 80655.8 min from startviscosity 1 76956.4 min from startviscosity 1 94557.0 min from startviscosity 2 05957.6 min from startviscosity 2 12858.1 min from startviscosity 2 38258.7 min from startviscosity 2 36059.3 min from startviscosity 2 53159.9 min from startviscosity 2 63160.5 min from startviscosity 2 65261.1 min from startviscosity 2 72461.7 min from startviscosity 2 97962.3 min from startviscosity 2 98662.8 min from startviscosity 2 91063.4 min from startviscosity 3 05164.0 min from startviscosity 2 87164.6 min from startviscosity 3 05265.2 min from startviscosity 3 01665.8 min from startviscosity 2 99066.4 min from startviscosity 3 03167.0 min from startviscosity 2 96667.5 min from startviscosity 3 01368.1 min from startviscosity 3 07068.7 min from startviscosity 3 13769.3 min from startviscosity 3 224
  • pomiar inline, 119 odczytów
  • oznaczenia referencyjne laboratorium zakładu, 7 próbek
  • strefa szybkiego narastania, od ok. 43. minuty

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

W produkcji żywic amino (UF, MUF) lepkość rośnie wraz z postępem polikondensacji, a moment zatrzymania reakcji decyduje o jakości i bezpieczeństwie partii. Pomiar offline pokazuje stan sprzed kilku do kilkunastu minut, co przy szybkiej kinetyce bywa za późno.

Zbyt późne zatrzymanie reakcji grozi niekontrolowanym wzrostem lepkości, zniszczeniem partii i zablokowaniem reaktora. Producent potrzebował wzorca produktu i wskazania czasu końca reakcji do sterowania procesem.

Wyzwanie

  • Koniec reakcji oceniano ręcznym pomiarem lepkości rotacyjnej offline, z opóźnieniem informacji (dead time).
  • Ryzyko przeżelowania i zablokowania reaktora przy zbyt późnym schłodzeniu.
  • Ręczny pobór z gorącego reaktora naraża pracowników na opary formaldehydu.
  • Brak powtarzalności parametrów między szarżami.

Rozwiązanie

Spectrally™ X1 z sondą zanurzeniową śledzi postęp polikondensacji bezpośrednio w reaktorze. W studium wykonalności opracowaliśmy wstępną procedurę pomiarową dla wzorca produktu i wskazania końca reakcji.

Do pracy w gęstym medium reaktora sonda korzysta z samoczyszczącego, wycofywanego modułu (Retractex): cyklicznie wycofuje się z medium, przepłukuje okno optyczne i wraca do pomiaru, co utrzymuje stabilny sygnał bez ręcznego czyszczenia w trakcie szarży.

Wyniki

MetrykaWynik
Koniec reakcji polikondensacjiwstępna procedura inline opracowana (studium wykonalności, wynik częściowy)
Korzyśćuniknięcie przeżelowania i zablokowania reaktora, powtarzalność szarż
Metoda dziś (offline)ręczny pobór + lepkość rotacyjna, dead time rzędu kilkunastu minut

Wynik studium wykonalności; klient anonimizowany.

Co to oznacza dla Państwa procesu

Jeśli prowadzą Państwo polikondensację żywic UF/MUF w trybie szarżowym, inline’owe wskazanie końca reakcji pozwala trafić w okno procesowe, uniknąć przeżelowania i ustabilizować jakość między szarżami, zamiast sterować na podstawie spóźnionej lepkości z laboratorium.

Najpewniejszą drogą weryfikacji na konkretnym procesie jest pilotaż poprzedzony krótkim studium wykonalności.

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.

Dbamy o Twoją prywatność

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