مقدمه:

یکی از روش هایی که برای کاهش قیمت در صنعت فرایند PVC وجود دارد، کاهش قیمت کامپاند یا آمیزه می باشد.

آمیزه سازی و اختلاط، دو زیر فرایند (فرایند فرعی) برای آماده سازی مخلوط خشک برای فرایند های بعدی مانند اکستروژن، قالب گیری تزریقی و ... هستند.

اولین مرحله، درک الزامات محصول می باشد، نه فقط در رابطه با ابعاد، خواص مکانیکی، حرارتی یا الکتریکی، بلکه  در مورد اینکه محصول تحت چه شرایط محیطی به کار برده می شود. زیرا برای رضایت مشتری، محصول باید مطابق انتظار مشتری عمل کند و نه فقط مطابق الزامات محصول.

بعد از درک ملزومات عملکردی محصولات PVC، مرحله بعدی "طراحی یک کامپاند" است تا تمامی الزامات را براورده کند.

فرایند آمیزه سازی با تصمیم درباره – کدام افزودنی ها اضافه شوند (انتخاب پایدار کننده، روان کننده، پلاستی سایزر یا نرم کننده، کمک فرایندها، اصلاح کننده های ضربه، پرکننده و ... )، چرا اضافه شوند (برای دستیابی به فرایند خوب با فیوژن بهینه، خواص و عملکرد مورد انتظار) و چه مقدار باید اضافه شوند (دستورالعمل)

مرحله بعدی، باید اختلاط این افزودنی ها و pvc به صورت یکنواخت برای رسیدن به مخلوطی خشک و آماده برای فرایند های بعدی باشد. اختلاط یک فرایند ساده مخلوط کردن اجزا نیست، بلکه یک فرایند پیچیده می باشد.

در فرایند اختلاط با – زمان اضافه کردن (سرعت میکسر، ترتیب اضافه کردن، دما)، محل اضافه کردن (میکسر داغ یا سرد)، نحوه اضافه کردن (در شروع در دمای خاص یا به سمت پایان فرایند) و آنچه که باید کنترل شود (پخش، توزیع، نفوذ برای همگن سازی) سروکار داریم.

اختلاف بچ های مختلف را باید با پایدار کردن شرایط دما، زمان و گشتاور ( TTT) در طول اختلاط به حداقل رساند.

فرایند اختلاط پیوسته، در مورد تولید انبوه مطلوب است. تولید مداوم کامپاند می تواند عملکرد مطلوب محصول را با حداقل قیمت تضمین کند که باید مورد توجه باشد.

اختلاط خشک، باید دارای جریان آزاد در دمای 40-45 درجه باشد و دانسیته بالک ثابت برای فرایندی روان داشته باشد.

در نظر داشتن هزینه تولید برای آمیزه:

90 درصد مشکلات مربوط به فرایند، کیفیت و عملکرد، ریشه در کامپاند یا آمیزه دارد. فرمولاسیون باید متناسب باشد. کپی کردن فرمول از دیگر صنایع یا از یک کتاب ممکن است در همه انواع فرایندهای روان یا خواص مورد انتظار محصول، کار نکند.

بیشتر فرایند کاران به اشتباه فکر می کنند که اختلاط صرفا یک فرایند مخلوط کردن مواد است، به همین دلیل از کارگران معمولی در بخش آمیزه سازی استفاد می کنند و برای مقابله با مشکلات تقریبا غیر قابل جبران آن، مدیرانی با حقوق بالا، بیشتر در زمینه مهندسی نسبت به تکنولوژی استخدام می کنند. همچنین، نگهداری دوره ای میکسر به بهانه نیاز به خوراک دهی بدون توقف و تولید کامپاند مورد غفلت قرار می گیرد  و خط وقفه ای نخواهد داشت. تصور کنید اگر از این کارگران معمولی در توزین مواد افزودنی استفاده شود چه اتفاقی می تواند رخ دهد. روش آن ها برای توزین نیز اتفاقی و غیر جدی خواهد بود. همه آگاه هستند بر اثر تغییرات در توزین افزودنی و تاثیر آن ها بر قیمت چه می تواند رخ دهد.

کامپاندینگ و اختلاط به یک مسئول فرایند جداگانه نیاز دارد:

بسیاری از سازمان ها تصور می کنند، فرایند کامپاندینگ و اختلاط بخشی از فرایند اکستروژن/ قالب گیری می باشد و تحت نظر همان مدیر فرایند قرار دارد که به ندرت و به سختی بخش اختلاط را بازدید می کند. این عمل معمولا در صنایع کوچک رخ می دهد. اما برای صنایع در مقیاس متوسط و بزرگ، توصیه شده است که مدیر جداگانه برای بخش اختلاط درنظر گرفته شود که این فرایند به درستی هرچه تمام تر انجام شود تا کامپاندینگ را بهبود دهد.

هزینه باید در مجموع و به صورت کلی در نظر گرفته شود:

بسیاری از فرایندکاران تنها بر روی کاهش هزینه کامپاند تمرکز می کنند. اگر قیمت آمیزه بالا برود، یک نقطه آزار دهنده برای آن ها خواهد بود. این رویکردی اشتباه است.  آن ها نمی دانند که OEE (اثربخشی تجهیزات)برای اکستروژن یا قالب گیری بسیار عالی می باشد.

موردی را در نظر بگیرید که قیمت کامپاند به دلیل جایگزینی افزودنی هایی خاص برای بهبود فرایند پذیری به  مقدار یک روپیه در هر کیلوگرم افزایش یافته است، اما هزینه محصول نهایی 4 روپیه کمتر شده است. برایند هزینه ها کاهش 3 روپیه ای می باشد که نشان می دهد هزینه ها باید در مجموع در نظر گرفته شوند و نه تنها برای کامپاند.

معروف ترین روش کاهش هزینه:

اکثر مردم به کاهش هزینه با اضافه کردن فیلر می نگرند. آن ها اعتقاد دارند که با اضافه کردن پر کننده (فیلر) ارزانتر وتقریبا دو برابر وزن مخصوص pvc، هزینه به طور قابل توجهی کاهش می یابد. چندین مقاله برای تاکید کردن بر این حقیقت نوشته شده است که تصمیم گیری در مورد هزینه کامپاند بر حسب Rs/Kg ( روپیه به کیلوگرم)نیست و روش واقعی محاسبه قیمت بر حسب Lit/Kg می باشد.

زیرا برای لوله با ابعاد یکسان با کلسیم کربنات بالاتر، وزن لوله یا پروفیل افزایش پیدا می کند. بسیاری از فرایندکاران به طور زیرکانه ای وزن لوله را کاهش می دهند تا این مسئله را جبران کنند. این کار باعث کاهش ضخامت و در نتیجه کاهش کیفیت می شود.

سایش مارپیچ و سیلندر توسط این افراد در نظر گرفته نمی شود. این سایش مارپیچ و سیلندر در طی یک دوره زمانی، جریان را کاهش داده و مدت زمان ماند مواد در اکسترودر را افزایش می دهد. لذا کامپاند نیاز به افزودنی پایدار کننده بیشتری خواهد داشت که در نهایت باعث افزایش هزینه می شود.

کلسیم کربنات در طول فرایند ذوب نمی شود، به همین دلیل با افزایش مقدار آن، ویسکوزیته مذاب افزایش می یابد. بنابراین سرعت جریان کاهش یافته و تعداد لوله هایی که به ازای هر ساعت تولید می شود کاهش می یابد، حتی با اضافه کردن روان کننده. اما kg/Hr بیشتر است. به دلیل اینکه لوله ها با واحد متر فروخته می شود،  بنابراین این عمل چقدر کمک می کند؟

اگر استفاده از کلسیم کربنات به مقدار بالا در محصول توجیه داشته باشد، استفاده از آن با توجه به پذیرش آن در استاندارهای مربوطه ایرادی ندارد. برای مثال، لوله های SWR از 20 الی 25 phr، کفپوش ها، 100-150 phr فیلر استفاده می کنند. همچنین گرید های مختلف کلسیم کربنات وجود دارند. زمینی( رسوبی)، پوشش داده شده (کوت شده)، در اندازه ذرات مختلف و ... .

استفاده منطقی از افزودنی ها در آمیزه می تواند هزینه را کاهش دهد:

پایدارکننده ها، روان کننده ها، نرم کننده ها به ندرت به تنهایی استفاده می شوند، آن ها همیشه به صورت یک سامانه پایدارکننده، سامانه روان کننده و سامانه نرم کننده و ... شامل اجزای مشابه به صورت هم افزایی استفاده می شوند.

افزودنی های چند کاره و چند منظوره ترجیح داده می شود. ایرادی در استفاده از آن ها وجود ندارد، ولی باید توجه نمود که این ها مانند لباس های آماده هستند که ممکن است نیاز باشد با اضافه کردن افزودنی های دیگر بسته به شرایط مارپیچ و سیلندر، سرعت اکستروژن، قطر لوله یا پروفیل، مقدار پر کننده و... آن ها را اصلاح کرد تا به بهترین کیفیت دست پیدا کرد.

کاهش قیمت از طریق تست کردن مواد اولیه جدید:

اکثر فرایند کاران از فرمول یکسانی استفاده می کنند حتی اگر مواد اولیه و افزودنی های آن ها در کیفیت بی ثبات باشد. اپراتور اکسترودر مجبور است با پارامتر های فرایندی تقلا کند تا با ناپایداری فرمولاسیون مقابله کند. در چنین مواردی از آزمون و خطا، محصول پایدار نیست و هدر می رود.

آن هایی که این موضوع را درک می کنند، مواد اولیه جدید را تست کرده و فرمولاسیون را مطابق آن اصلاح می کنند. استفاده از رئومتر گشتاور برای مطابقت نمودار با فرمولاسیون بهترین راه می باشد. مزیت این کار این است که اپراتور نیازی به تغییر پارامترها ندارد و با حداقل هدر رفت به تولید پایدار می رسد. این کار هزینه را در مجموع پایین می آورد.

بنابراین، به جای یکسان نگه داشتن فرمول و تغییر در شرایط فرایندی، توصیه می شود که کامپاند را اصلاح کرده و پارامترهای فرایند همان بماند. اپراتور، زمان آزاد را برای جستجوی سایر جنبه های مهم مانند Jishu  Hozen  ( نگهداری فنی) صرف می کند. این روش باعث کاهش هزینه می شود.

ترجمه و گرداوری: سحر سعادت فرد مدیر کنترل کیفیت شرکت اورامان غرب