Narzędzia monitowania szansą na wydajne przetwarzanie polimerów
Europejskie branże przetwórcze coraz lepiej zdają sobie sprawę z potrzeby wdrożenia zrównoważonych modeli produkcyjnych w celu zapewnienia ciągłego rozwoju i konkurencyjności na arenie światowej. Oznacza to zidentyfikowanie i wdrożenie ekologicznych technologii i wydajniejszych systemów produkcyjnych, umożliwiających obniżenie ilości odpadów i emisji przy jednoczesnym zwiększeniu mocy produkcyjnych. Aby podjąć to wyzwanie, w ramach finansowanego przez UE projektu COOPOL, opracowano nowe metody i narzędzia, dzięki którym europejski sektor polimerowy może przodować w intensywnej, niskoemisyjnej i zrównoważonej produkcji. „Prace w projekcie COOPOL skupiły się na sektorze polimerowym, stanowiącym kluczowy obszar w europejskim przemyśle chemicznym”, wyjaśnia koordynator projektu, prof. David Haddleton z Uniwersytetu Warwick w Wielkiej Brytanii. „Poprzez współpracę ośrodków akademickich oraz partnerów branżowych projekt umożliwił znaczącą poprawę w dziedzinie przetwarzania polimerów i pozwolił na uzyskanie wymiernych i praktycznych korzyści dla sektora”. Polimery odgrywają ważną rolę w życiu człowieka. Produkcja polimerów, od tworzyw sztucznych do klejów, wzrasta z roku na rok, a sektor jest ważnym pracodawcą w UE i na świecie. Niestety produkcja polimerów odbywa się w reaktorach wsadowych i półwsadowych, a parametry produkcyjne, takie jak temperatura i wsady, określane są specjalnym harmonogramem czasowym. Nieoczekiwane zmiany warunków działania, takie jak czystość wsadu, nieuchronnie prowadzą do zmian w strukturze polimerów i powstania wadliwych produktów. Celem projektu COOPOL było rozwiązanie tych ograniczeń poprzez wprowadzenie monitorowania polimeryzacji przemysłowej w czasie rzeczywistym, umożliwiając większą kontrolę właściwości materiału w celu poprawy wydajności i spójności produkcyjnej. Nowe podejście do kontroli procesów łączy informacje na poziomie molekularnym oraz wiedzę dotyczącą chemii reakcji z narzędziami do odczytu danych w czasie rzeczywistym, predykcyjnej kontroli oraz narzędziami optymalizacji ekonomicznej. Na miejsce tradycyjnego przetwarzania partiami wprowadzono również produkcję ciągłą, tak aby zwiększyć wydajność produkcji. Innym ważnym osiągnięciem było stworzenie połączenia czujników obejmujące czujniki programowe, aby umożliwić jednoczesne przetwarzanie różnych danych dotyczących na przykład przepływu ciepła, powierzchniowych fal akustycznych, temperatury i przewodności. Europejskie firmy biorące udział w projekcie korzystają dziś z wyników projektu. „Duże firmy produkujące polimery, takie jak BASF, DSM, Evonik, Arkema, Merck oraz mniejsi producenci, tj. Synthomer, Scott Bader i Cornelius Specialties, mają teraz sposobność na zwiększenie wydajności produkcji polimerów”, mówi Haddleton. „Natomiast przedsiębiorstwa zajmujące się próbkowaniem i pomiarami będą mogły również czerpać korzyści poprzez uzyskanie dostępu do nowych technologii i zastosowań w swoich projektach, a MŚP, takie jak Cybernetica, opracować niestandardowe systemy kontroli i zarządzania. Podsumowując, projekt pomoże krajom UE rywalizować na arenie międzynarodowej poprzez maksymalne zwiększenie wydajności własnych procesów produkcyjnych”. Projekt został oficjalnie zakończony w lutym 2015 r. demonstracją procesu przemysłowego w zakładzie pilotażowym BASF. „Rezultaty były nadspodziewanie dobre”, powiedział Haddleton. „Wiele wyników zostało opublikowanych w wiodących międzynarodowych magazynach akademickich, a kontynuacja projektu finansowana ze środków UE będzie zmierzać do pełnego wdrożenia wyników i dalszego rozwoju złożoności opracowanych przez nas procesów”.
Słowa kluczowe
Wydajność energetyczna, jakość reakcji polimeryzacji, produkcja ciągła, zrównoważone modele produkcyjne, sektor polimerowy