제품 차별화는 오늘날 화학 제품 생산업체에게 있어 가장 중요한 과제입니다. 한때 가정용 표백제처럼 경쟁사와 거의 구별되지 않는 단순한 제품을 제공하던 기업들은 이제 다양한 혼합물을 생산하고 있습니다.
이러한 더 복잡한 제품들은 화학 혼합 및 블렌딩 시스템에 새로운 요구 사항을 제시했습니다.
“처음에는 시스템이 매우 기본적이었고, 일반적으로 더 강한 농도의 화학 물질을 희석하는 역할만 했습니다.”라고 Powell의 CEO, Brent Hardman이 말했습니다. “시스템은 시간이 지나면서 진화하여, 이제는 향료, 계면활성제 및 기타 물질이 포함된 레시피를 위해 여러 화학 물질을 혼합해야 합니다.”
특주 제작된 스키드 장착형 처리 장비를 전문으로 하는 Powell은 1964년부터 화학 생산업체가 현대의 과제를 해결할 수 있도록 지원해 왔습니다. 오늘날 Powell 장비는 40개국 이상에서 사용되고 있으며, 북미에서 생산되는 차아염소산나트륨(표백제)의 80%를 생산합니다. 미시간에 본사를 둔 이 회사는 또한 화학 혼합 및 희석 시스템으로도 잘 알려져 있습니다.
배치 시스템 과제
혼합 및 블렌딩 시스템은 화학 생산 프로세스의 핵심을 이룹니다. 프런트 엔드에서 시스템은 원자재 소스에 연결됩니다. 시스템 출력은 충전 또는 포장 시스템에 분배되거나, 후속 프로세스를 위한 공급 원료가 됩니다.
배치 처리 장비는 수십 년 동안 화학 혼합 및 블렌딩의 표준이었습니다. 배치 시스템은 정의된 재료 부피에 대해 일련의 단계를 수행합니다. 배치가 완료되면, 다음 배치를 실행하기 전에 시스템을 중지하고 철저히 청소해야 합니다.
레시피가 더욱 복잡해지고 전환이 더욱 빈번해지면서 기존 배치 시스템의 단점이 드러나고 있습니다.
Hardman은 “배치 시스템에서는 전환을 위해 많은 가동 중단 시간이 필요합니다.”라고 말했습니다. “그리고 시스템이 총 탱크 용량을 기준으로 하기 때문에, 결국 상당한 원재료 낭비가 발생할 수 있습니다.”
이러한 과제를 해결하기 위해, 더 많은 Powell 고객이 기존 배치 프로세스를 인라인 연속 시스템으로 전환하고 있습니다.
향상된 처리 효율성
Powell 다중 스트림 인라인 혼합 및 블렌딩 스키드는 다양한 제품을 생산하는 데 필요한 정확도로 여러 액체 원료 스트림을 동시에 혼합할 수 있는 연속 시스템입니다.
턴키, 스키드 장착 시스템은 최소한의 바닥 공간만 필요하며, 프로그래밍되어 설치 준비가 완료된 상태로 제공됩니다.
“수년에 걸쳐 각 시스템을 매우 정밀한 제품 사양에 맞게 맞춤화할 수 있는 중요한 엔지니어링 전문 지식을 습득했습니다.”라고 Hardman이 설명했습니다. “그 결과 반복 가능한 최종 제품이 생산되고, 배치 시스템보다 원재료 손실이 줄었습니다.”
인라인 시스템은 체적 유량계 및 기타 도구를 사용하여 각 재료 흐름을 지속적으로 자동 측정합니다. 시스템은 레시피 요구 사항에 맞춰 각 재료의 비율을 전체에 맞게 유지합니다.
제어 시스템은 프로세스를 지속적으로 모니터링하며, 프로세스에 불규칙성이 발생할 경우 즉시 스트림 유량을 자동으로 조정하도록 프로그래밍되어 있습니다. 정적 믹서는 재료 스트림을 지속적으로 혼합하여 균질한 물질을 만듭니다.
Hardman은 “인라인 혼합 및 블렌딩을 통해 한 레시피에서 다음 레시피로 더 쉽게 전환할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “또한 대형 탱크가 필요하지 않기 때문에, 청소에 필요한 시간과 물의 양을 최소화할 수 있습니다.”
Powell 시스템에는 인라인 현장 청소(CIP) 기능도 포함되어 있습니다. 대부분의 경우 CIP 기능은 자동화되어 특정 혼합물에 대한 레시피의 일부로 포함됩니다.
미래 지향적 제어 시스템
Powell 솔루션은 애플리케이션에 관계없이 Rockwell Automation PlantPAx® 분산제어시스템(DCS)을 기반으로 합니다. 복잡성에 따라 시스템은 Allen-Bradley® ControlLogix® 또는 CompactLogix™ 프로그래밍이 가능한 컨트롤러에서 실행됩니다. 시스템은 EtherNet 네트워크에 통합되며, HMI의 경우 일반적으로 Allen-Bradley PanelView™ 그래픽 터미널 또는 VersaView® 씬 클라이언트가 포함됩니다.
이 회사는 1980년대 중반 릴레이 로직에서 PLC로 시스템을 전환할 때 처음 Rockwell Automation과 협력했습니다. 그 이후로 Powell은 고객의 요구를 충족하기 위해 지속적으로 새로운 기술로 마이그레이션해 왔습니다.
Hardman은 “Rockwell Automation 플랫폼을 통해 얻은 가장 큰 이점 중 하나는 미래의 변화에 대한 유연성입니다.”라고 말했습니다. “우리 제어 시스템의 중추는 고객에게 최소한의 비용으로 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 해줍니다.”
현재 이 회사는 시스템에 더 많은 디지털 기술을 추가하는 방안을 모색하고 있습니다.
Hardman은 “이것이 미래의 물결입니다.”라고 말했습니다. “데이터 분석, 원격 모니터링 또는 인공 지능 등 무엇이든, 우리는 고객에게 제공하는 서비스를 개선할 수 있는 비용 효율적인 방법을 지속적으로 모색하고 있습니다.”