科研 | 液洗设备工艺改良创新技术的开发

液洗设备工艺改良创新技术的开发

本研究的目的主要为解决液洗产品生产过程中加热时间长，冷却时间慢，能耗高的问题，从而节约生产成本，提高工作效率。

2.1  主要研究内容

传统夹套式液洗搅拌锅的加热一般采用电热管加热和蒸汽管道加热两种方式。在市售液洗搅拌锅中，加热的载体是水（兼具冷却循环水功能），或导热油（不具有循环冷却水功能），见图示①。

如图示①，在夹套式液洗搅拌锅的夹套内注入水，采用电或蒸汽加热的方式，通过加热夹套内的水再使液洗搅拌锅内的液料部分加热，直至设定到所需要的温度。

这种夹套式液洗搅拌锅加热方式的优缺点：

优点：①对于含阳离子瓜尔胶调理剂以及羟丙基甲基纤维素的洗发水体系，可避免局部温度过高而产生结皮，结块现象；②可单独采用电加热管加热的方式，无需配置电加热蒸汽锅炉。

缺点：加热时间长，冷却时间慢，能耗大。

传统洗涤设备

2.2  拟解决的关键技术

①生产时加热时间过长，效率低下；

②生产时冷却时间过慢，效率低下；

③生产时能耗大，成本压力大，同类产品竞争力低下。

2.3  采用的方法，技术路线及工艺

①针对夹套式液洗搅拌锅的缺点，我们采取了有针对性的设计思路与方案，摈弃了之前传统的双层不锈钢夹套内设加热（或冷却）系统加热（或冷却）的做法，设计成单层5mm厚度卫生级316L不锈钢材质做成的2300L搅拌锅，内置盘管式加热（冷却）圈，下嵌双速均值乳化机，见设计图稿：

②工艺流程

打磨抛光

↓

不锈钢板卷圆→氩弧焊双面无缝焊接→成型→安装盘管→安装上搅拌装置→安装搅拌桨，叶→安装均质机→安装配电柜→安装供汽及冷却水系统→成品

传统洗涤流程

2.4  本研究的行业现状

我国日用化工行业在七十年代以前是个非常薄弱的行业，整个行业从设备工装到产品技术理论均非常落后。当时国内液洗生产设备除少量进口设备外，绝大多数均是非标的土制设备，更谈不上有什么技术创新。进入八十年代，随着中国改革开放政策的不断推出，中国十多亿人口的消费需求和潜力，不断吸引着外资的进入，液洗行业如雨后春笋，得到了一个快速迅猛的发展期。伴随各种日化设备和技术的引进，促成了如今各种功能的液洗设备以及琳琅满目的液洗产品品种。目前各液洗生产企业普遍采用的夹套式液洗搅拌锅生产，最突出的问题就是生产过程中加热时间长，冷却时间慢，能耗高。研发一种加热时间短，冷却时间快，能耗大大降低的新型盘管式液洗搅拌锅势在必行。

2.5  本研究完成后技术指标、经济指标及效益

 2.5.1盘管式液洗搅拌锅技术指标

盘管式液洗搅拌锅采用单层5mm316L不锈钢材质，氩弧焊无缝双面焊接技术制作，外观镜面抛光，锅口作圈圆处理，直径1500mm，高度2550mm，冲压锅底高度400mm，总高度4000mm，加温（冷却）盘管直径45mm，管厚度3mm，单圈直径1300mm；锅口采用长1500mm*宽350mm*高50mm不锈钢横梁架设上搅拌电机及减速机，电机功率5.5KW，转速1440r/min，配备减速箱速比1：23；下均质乳化机功率11KW，转速：快均质2880r/min，慢均质1440r/min；出料口径DN50；搅拌轴直径60mm，长2500mm，配备三排1200mm*70mm搅拌桨叶。

 2.5.2盘管式液洗搅拌锅经济指标及效益

和原有的夹套式液洗搅拌锅相比，盘管式液洗搅拌锅具有非常明显的巨大优势：

①性价比优势：2吨夹套式液洗搅拌锅购入价约为18.5万元/套，而盘管式液洗搅拌锅的定制造价约为5.8万元/套，成本仅相当于前者的三分之一；

②加热耗用时间上的优势：以同样加热1.5吨18°C的纯化水至80°C时统计，夹套式液洗搅拌锅共需用时约120分钟，盘管式液洗搅拌锅共需用时约100分钟；

③冷却耗用时间上的优势：同样以1.5吨80°C的水作冷却时间统计，夹套式液洗搅拌锅冷却到约40°C需用时约150分钟，而盘管式液洗搅拌锅则只需约90分钟；

④能耗上的优势：由②，③可看出，夹套式液洗搅拌锅在实际生产中，不仅耗用时间长，导致生产效率低下，而且能源消耗也特别大。以实验对比数字统计，每生产一批次（锅）洗发水，盘管式液洗搅拌锅可节约用时约80分钟，节约用电约36.85度，节约用水约（冷却水）约4吨。

 2.5.3设备正式投产后产生的经济效益

本研究设计液洗搅拌锅为2吨/套盘管式液洗搅拌锅，可以生产洗发水，沐浴露，餐具洗洁精，洗手液，洗衣液，皂液等等日化产品，在全国液洗设备中处于领先水平。

我们以夹套式和盘管式两种液洗搅拌锅生产洗发水为例来做一个经济效益的分析，以每生产一个批次（锅）洗发水所消耗的时间，自来水，电及人工工资等列表分析：

（备注：表中二种设备均补加了 5分钟均质乳化机耗用电量1度，水价3.62元/度，电价1元/度）

由列表可得出，每生产一个批次（锅）洗发水，夹套式液洗搅拌锅总需时320分钟，耗用自来水10吨，耗用电210.15度，需要操作员工3人，折算成本为水费约为36.20元，电费约为210.15元，人员工资约为238.50元，不计入设备损耗率，合计耗用成本为484.85元，即242.425元/吨。

同样，每生产一个批次（锅）洗发水，盘管式液洗搅拌锅总需时240分钟，耗用自来水6吨，耗用电173.3度，需要操作员工3人，折算成本为水费约为21.72元，电费约为173.3元，人员工资约为180元，不计入设备损耗率，合计耗用成本为375.02元，即187.51元/吨。

如果以每天工作8小时计，夹套式液洗搅拌锅每天只能生产一个批次（锅），而盘管式液洗搅拌锅则刚好可以生产二个批次；我们以标准每天每型设备生产两个批次（锅）产品为例，按每月生产26天计算，得出数据对比如下：

①夹套式液洗搅拌锅耗用成本

484.85元×2批次×26天＝25212.2元（特别说明：此数据不包括因每天需要2.6小时加班时间所产生的照明、净化系统以及管理等费用！）

②盘管式液洗搅拌锅耗用成本

375.02元×2批次×26天＝19501.04元

我们以单套设备最低产能每月生产二个批次4吨×26天＝104吨/月计，则夹套式液洗搅拌锅要比盘管式液洗搅拌锅多耗用5711.16元（不包括67.6小时加班产生的其它费用）。

我们以年产液洗产品一万吨作为预算，采用这种盘管式液洗搅拌锅来生产，按照每吨液洗产品最低可节约54.915元计算，则每年可为企业至少节约成本54.915万元。

由此通过前述可知，该项目的研制成功，除每年能为企业节约出可观的生产成本，使产品更具市场竞争力，还极大地提高了公司的生产效率以及设备的利用率，同时，由于能耗大大降低，对于环境保护也是一个非常大的贡献。