Publication: Optimization of process parameters for masterbatch sulfur dispersion in chemical plant
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Mohamad Firdaus Omar | en_US |
dc.contributor.supervisor | Fathilah Ali, PhD | en_US |
dc.contributor.supervisor | Azlin Suhaida Azmi, PhD | en_US |
dc.contributor.supervisor | Nuriah Mohamad, PhD | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:17:54Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:17:54Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.description.abstract | One of the main factors limiting the production of a stable sulfur dispersion in masterbatch or in mass scale is finding the optimized parameters set for each of the processes employed, subject to its particle size, viscosity, pH and TSC. Instable sulfur could affect the final product’s quality, for example, “sulfur bloom” on the produced rubber film. In this study, the experimental design follows Taguchi’s L9 orthogonal array to determine the optimum parameters for sulfur dispersion prepared via masterbatch mixing in 4 MT mixing tank; to determine the optimum parameters for sulfur dispersion grinded in 60-Litre grinding mill; and finally, to analyze the morphology of sulfur dispersed in rubber film from selected sulfur dispersion sets. The study involved mixing of sulfur with water and surfactant of a fixed dosage in 4 MT mixing tank with various mixing speed and mixing time. The sulfur dispersion with optimized mixing parameter set was chosen for the grinding mill optimization which involved various grinding mill’s motor speed and pump rate. The plot of means and tabulated ANOVA based on respective S/N ratio show that particle size and viscosity were mostly affected with both processes’ parameter changes. At higher mixing speed of 800 rpm and longer mixing time of 30 minutes, an optimized sulfur dispersion was able to be obtained according to the viscosity and particles size responses. It was also found that higher motor speed and lower pump rate of the grinding mill at 800 rpm and 350 L/min respectively produces smaller particle size of sulfur dispersion which also hinders severe formation of sulfur crystals observed on the casted rubber film. Severe sulfur crystals were observed on the rubber film’s casted with larger sulfur particle size or ‘less stable’ sulfur dispersion. Overall, higher mixing speed and longer mixing time, followed by higher grinding mill’s motor speed and lower pump rate favors the production of smaller particle size of sulfur dispersion that is optimized and is more stable especially when applied in rubber products. | en_US |
dc.description.abstractarabic | أحد العوامل الرئيسية التي تحد من إنتاج الكبريت الثابت المنتشر في الماستر باتش أو على نطاق واسع هو العثور على المتغيرات المحسنة المحددة لكل من العمليات المستخدمة، وفقًا لحجم الجسيم واللزوجة ودرجة الحموضة وTSC. يمكن أن يؤثر عدم استقرار الكبريت على جودة المنتج النهائي، على سبيل المثال، دمج الكبريت على الفيلم المطاطي الذي يتم إنتاجه. تطبق هذه الدراسة تصميمًا تجريبيًا يتضمن مصفوفة تاجوشي المتعامدة L9 لتحديد المتغيرات المثلى لانتشار الكبريت والذي سيتم تحضيره من خلال خلط الماستر باتش في خزان خلط سعته 4MT؛ ولتحديد المتغيرات المثلى لانتشار الكبريت الذي تم طحنه في مطحنة تسع 60 لترًا؛ وأخيرًا، لتحليل شكل الكبريت المنتشر في الفيلم المطاطي من مجموعات مختارة من الكبريت المنتشر. تضمنت الدراسة خلط الكبريت بالماء وخافض التوتر السطحي بجرعة ثابتة في خزان خلط 4MT مع سرعة خلط ووقت مختلفين. تم اختيار الكبريت المنتشر ذو المجموعة المثلى من متغيرات الخلط لتحسين الطحن والتي تضمنت سرعات طحن ومعدلات ضخ مختلفة. تُظهر مجموعة الوسائل وANOVA المجدولة بناءً على نسبة S / N ذات الصلة أن حجم الجسيمات واللزوجة تأثرتا بشكل كبير بتغير عوامل العمليتين. عند سرعة خلط عالية (تبلغ 800 دورة في الدقيقة) ووقت خلط أطول (يبلغ 30 دقيقة) يمكن الحصول على انتشار كبريت أمثل وفقًا لاستجابات اللزوجة وحجم الجسيمات. أظهرت النتائج أيضًا أن سرعة المحرك العالية ومعدل الضخ المنخفض للطاحونة واللذان يبلغان 800 دورة في الدقيقة و350 لتر/ دقيقة على التوالي ينتجان حجم جزيئات أصغر للكبريت المنتشر مما يعيق التكوين المكثف لبلورات الكبريت التي تم رؤيتها على فيلم المطاط. تم ملاحظة وجود بلورات كبريتية مكثفة على الفيلم المطاطي بجسيمات كبريت ذات حجم أكبر أو انتشار كبريت "أقل استقرارًا". بشكل عام، فإن سرعة الخلط الأعلى ووقت الخلط الأطول، تليها سرعة الطحن الأعلى ومعدل الضخ المنخفض تتسبب في إنتاج حجم جزيئات أصغر من الكبريت االمنتشر الذي يتم تحسينه ويكون أكثر استقرارًا خاصة عند استخدامه في المنتجات المطاطية. | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Optimization of process parameters for masterbatch sulfur dispersion in chemical plant /by Mohamad Firdaus bin Omar | en_US |
dc.description.identity | t11100428498MohamadFirdausBinOmar | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSBTE)--International Islamic University Malaysia, 2020. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xvi, 106 leaves :illustrations ;|c30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Biotechnology Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7101 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020 | en_US |
dc.title | Optimization of process parameters for masterbatch sulfur dispersion in chemical plant | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1