粉末洗濯洗剤の製造は、連続的な固形物{0}処理および熱処理-システムです。機器の構成は、配合、プラントの能力、目標のかさ密度、水分仕様、および包装形式によって異なります。
工学的な観点から見ると、粉末洗剤プラントは、界面活性剤、ビルダー、アルカリ、添加剤などの原材料を、投入、スラリー調製、乾燥、混合、ふるい分け、搬送、および包装を通じて最終粉末に変換します。
原材料の保管および注入システム
粉末洗濯洗剤には固体と液体の両方の原料が使用されます。通常、固体には次のものが含まれます。
炭酸ナトリウム (Na₂CO₃)
硫酸ナトリウム (Na₂SO₄)
ゼオライト4A
ケイ酸ナトリウム粉末
カルボキシメチルセルロース (CMC)
過炭酸ナトリウム
酵素
蛍光増白剤
液体成分には通常次のものが含まれます。
直鎖アルキルベンゼンスルホン酸 (LABSA)
ケイ酸ナトリウム溶液
非イオン界面活性剤
香水
脱イオン水
保管装置は、かさ密度と流動性に基づいて選択されます。
かさ密度が 0.7 g/cm3 を超える粉末は、通常、流動パッドまたはバイブレーターを備えたスチール製サイロに保管されます。
過炭酸ナトリウムなどの吸湿性添加剤は、分解を防ぐため、湿度が 40～50% 未満に制御された部屋で保管されることがよくあります。{0}
通常、投与装置には次のものが含まれます。
スクリューフィーダー
ロータリーバルブ
重量フィーダーでの-損失-
ロードセルホッパーシステム
定量ポンプ
ビルダー向けの送り精度は通常±0.5～1.0%以内に管理されます。酵素の投与は一般に、投与量の割合が低いため、より厳密な制御が必要です。
スラリー調製システム
スラリー調製システムは、噴霧乾燥前に粉末および液体成分をポンプで輸送可能な洗剤スラリーに変換します。
主な設備には次のものが含まれます。
スラリー混合タンク
撹拌者
加熱ジャケットまたは蒸気コイル
インラインホモジナイザー
循環ポンプ
一般的なスラリー固形分濃度は、配合に応じて 55% ～ 70% の範囲です。
LABSAの中和は、多くの場合、水酸化ナトリウムまたは炭酸ナトリウムを使用してスラリータンク内で行われます。
よくある反応:
LABSA + NaOH → アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム + 水
タンクの動作温度は、粘度と界面活性剤の負荷に応じて、通常 60 度から 90 度の間に維持されます。
撹拌機の設計は粘度に応じて異なります。アンカー撹拌機またはタービンインペラが一般的に使用されます。
スラリー粘度はスプレーノズルの微粒化に直接影響するため、粘度は監視されます。
一般的な洗剤スラリーの粘度は、固形分の添加量に応じて、数百から数千 cP の範囲になります。
高圧スラリー ポンプ システム
噴霧乾燥塔に入る前に、スラリーは高圧ポンプによって加圧されます。-
一般的なポンプのタイプ:
三重プランジャーポンプ
ピストンポンプ
多くの場合、動作圧力は次の範囲になります。
2MPa
4MPa
8MPaまで
圧力の選択は、ノズルのサイズとターゲットの液滴サイズによって異なります。
液滴の直径は以下に直接影響します。
粒度分布
粉末水分
粉末密度
ポンプの吐出ラインには通常、次のものが含まれます。
圧力トランスミッター
パルセーションダンパー
安全リリーフバルブ
インラインフィルター
ノズルの詰まりを防ぐために、霧化の上流のフィルターが必要です。
一般的な濾過:
ノズルの設計に応じて 80 ～ 200 メッシュ。
噴霧乾燥塔
噴霧乾燥塔は粉末洗剤製造における主要な乾燥装置です。
その目的は、洗剤スラリーを細かい液滴に霧化し、加熱空気を使用して水分を蒸発させることです。
システムには通常、次のものが含まれます。
乾燥室
噴霧ノズルまたはロータリーアトマイザー
熱風分配器
バーナーまたはスチームエアヒーター
排気ダクト
噴霧乾燥塔の高さは容量によって異なります。
例:
出力が小さい場合は 10 ～ 15 メートルのタワー
より大きな容量を実現する 20 ～ 35 メートルのタワー
熱風入口温度は通常、次の範囲になります。
250度
300度
400度まで
出口空気温度は通常、次の間で制御されます。
90度および120度
目標仕上がり粉体水分：
製品グレードに応じて 2 ～ 8%。
粒子の形成は以下に依存します。
スラリー粘度
霧化圧力
吸気温度
空気滞留時間
噴霧乾燥粉末洗剤のかさ密度は通常、次の範囲内になります。{0}
300–550 g/L
タワーシェルは通常、内部断熱材を備えた炭素鋼です。
高温ゾーンではステンレス製の接触部品が使用されることがよくあります。{0}}
粉体冷却および空気処理システム
塔から出た粉末は余熱を保持します。
一般的な粉末の排出温度は 70 度を超える場合があります。
冷却装置には次のものが含まれる場合があります。
流動層冷却器
空冷コンベア
振動流動床
混合前の目標最終粉末温度は、通常 40 度未満です。
冷却が改善されます:
流動性
保存安定性
酵素の生存
香水の保持力
空気処理には次のものが含まれます。
遠心ファン
ダクト工事
サイクロンセパレーター
バグハウスフィルター
サイクロンで粗粉粒子を捕集します。
バグフィルターはサイクロンカットサイズ以下の塵を捕集します。
粉塵濃度の制限は通常、地域の環境規制に基づいて管理されます。
回収された微粒子は、ブレンドまたはスラリーに戻すことができます。
ポストブレンディングシステム-
多くの洗剤成分はスプレー塔の温度にさらすことができません。
これらは乾燥後に添加されます。
一般的な追加後マテリアル:{0}}
酵素
香水
過炭酸ナトリウム
色付きの斑点
固結防止剤-
漂白剤活性化剤
設備には次のものが含まれます。
リボンブレンダー
プラウミキサー
パドルミキサー
液体噴霧システム
混合時間は配合とミキサーの種類によって異なります。
典型的なバッチブレンド:
5～15分
液体香水の投与には、霧化スプレーバーが必要です。
サンプルテストにより均一性を確認します。
重要な生産管理:
酵素の分布
スペックル分布
水分濃度
かさ密度
不適切な混合は洗剤の外観と洗浄性能に影響を与えます。
選別搬送システム
混合後、洗剤粉末はふるいにかけられます。
機器には通常次のものが含まれます。
振動スクリーン
ロータリーシフター
メッシュセパレーター
典型的なスクリーニング目的:
過大な凝集物を除去する
異物を除去する
粒子の一貫性を改善する
メッシュサイズは対象となる粉末の粒度によって異なります。
大きな材料は粉砕され、リサイクルされる場合があります。
搬送システムには次のものが含まれます。
バケットエレベーター
スクリューコンベア
空気圧コンベア
ベルトコンベア
過度の衝撃により顆粒が破損し、嵩密度が変化するため、搬送速度は慎重に制御します。
酵素を含む粉末は通常、-衝撃の少ない搬送を必要とします。
包装システム
完成した粉末洗剤は、小売または工業用のフォーマットに従って包装されます。
一般的な梱包サイズ:
500 g
1kg
2kg
5kg
10kg
25kg
包装設備:
オーガーフィラー
口を開けて袋詰めする-
縦型製袋包装機
計量ホッパー
ヒートシールユニット
袋縫いミシン
重量チェッカー
金属探知機
多くの場合、目標とする充填精度は次のとおりです。
±0.2–0.5%
梱包材は次のように異なります。
ラミネートされたPE袋
ポリプロピレン製織袋
ライナー付きカートンボックス
密度の変化がバッグの外観と正味重量に影響を与えるため、充填中の粉末の圧縮が監視されます。
集塵・排気処理
粉末洗剤の製造では、浮遊微粒子が発生します。
粉塵の発生源には次のようなものがあります。
粉体移送
タワー排気
ブレンダーローディング
袋詰めステーション
収集装置には次のものが含まれます。
サイクロンセパレーター
パルスジェットバッグフィルター
ウェットスクラバー（必要な場合）
バグフィルターは通常、ポリエステルまたは PTFE フィルター媒体を使用します。
フィルターバンク全体の圧力降下が監視されます。
回収した粉塵は配合によってはリサイクル可能です。
洗剤の細かい粉塵も爆発の危険に影響します。
接地と粉塵濃度の管理は標準的な技術要件です。
自動化システム（PLC/DCS）
粉末洗剤の生産ラインは連続操作とバッチ操作の両方を統合しており、集中的なプロセス調整が必要です。自動化システムは通常、プラントの能力と制御の複雑さに応じて、PLC または DCS アーキテクチャに基づいています。
制御システムは、以下を含む複数のプロセスユニットを調整する役割を果たします。
原料の投与と供給の正確さ
スラリーの調製と混合の安定性
界面活性剤処理の中和反応制御
高圧ポンプの動作と安全規制
噴霧乾燥バーナー制御と燃焼安定性
乾燥風量と風量分布
フィードバック監視による出口粉末水分調整
添加剤の混合後のシーケンス制御-
包装ラインの同期と充填速度の調整
これらの各プロセス セクションは閉ループ制御ロジックの下で動作し、安定した生産条件を維持し、バッチの変動を低減します。{0}
システム内の計装
一般的な粉末洗剤プラント オートメーション システムには、複数の種類の産業用センサーと測定デバイスが統合されています。
原材料バッチ処理用のロードセル-ベースの計量システム
プロセス温度監視用の測温抵抗体 (RTD) と熱電対
スラリーポンプおよびスプレー乾燥システム保護用の圧力トランスミッター
液体注入およびスラリー循環測定用の電磁流量計
乾燥ゾーンと後処理ゾーンに設置された湿度センサー{0}}
スラリー調製時の中和制御用pH分析装置
これらの機器は、システム設計に応じて、Profibus、Modbus、または Ethernet{0}} ベースの産業用通信システムなどのフィールドバス ネットワークを介して接続されます。
プロセス制御機能
自動化システムは、主要なプロセス セクション全体で安定した動作条件を維持します。
スラリーの調製温度は、界面活性剤の中和と粘度の安定化に適した制御された工業範囲内に維持されます。
噴霧乾燥の出口温度は、最終粉末の一貫した水分含有量を維持するために継続的に調整されます。
乾燥効率と粒子形成挙動を安定させるために、空気流と排気ガスのバランスが調整されます。
これらの制御機能は、PLC または DCS コントローラに統合された PID{0}} ベースのループを通じて実行されます。
データのモニタリングと本番環境のログ記録
このシステムはプロセスデータを継続的に記録し、生産のトレーサビリティと品質管理をサポートします。ログに記録されるパラメータには通常、次のものが含まれます。
バッチ配合記録と原材料消費量
スラリー調製時間と混合条件
乾燥塔の運転条件（温度、風量、圧力）
最終粉末の水分と密度のインジケーター
包装生産量と充填精度
このデータは集中型ヒストリアン システムに保存され、生産分析、トラブルシューティング、プロセスの最適化に使用できます。
セーフティインターロックシステム
自動化システムには、機器を保護し、安全な操作を確保するためのハードウェアおよびソフトウェアのインターロック機能も含まれています。一般的な保護ロジックには次のものが含まれます。
異常な温度上昇または炎の異常が発生した場合、噴霧乾燥バーナーの自動停止
スラリー供給ラインの過圧状態によるポンプの停止
バグフィルターの差圧が設計限界を超えた場合の警報および遮断応答
過負荷、欠相、異常振動状態に対するモーター保護
これらのインターロックは、プラントの安全要件に応じて、PLC レベルと独立した安全リレー レベルの両方で実装されます。
