1. مقدمة
في صناعات مثل مستحضرات التجميل الراقية، والمستحضرات الصيدلانية الحيوية، والهندسة الكيميائية الدقيقة، يتزايد الطلب على منتجات سائلة عالية الجودة ذات أحجام جسيمات دقيقة، وثبات قوي، وخالية من فقاعات الهواء. أصبح جهاز الاستحلاب الفراغي المتجانس، الذي يدمج التجانس والاستحلاب ووظائف إزالة الهواء بالفراغ، جهازًا رئيسيًا لتلبية هذه المتطلبات. يمكنه حل مشاكل الخلط غير المتكافئ، وتضمين فقاعات الهواء، وضعف استقرار المنتج التي يصعب تجنبها باستخدام المعدات التقليدية. تركز هذه الحالة على كيفية تغلب العميل في [الصناعة المحددة، على سبيل المثال، تصنيع كريم الوجه الراقي] على عنق الزجاجة الإنتاجية طويلة الأجل من خلال إدخال جهاز الاستحلاب الفراغي المتجانس، وتحقيق تحسينات شاملة في جودة المنتج وكفاءة الإنتاج والتحكم في التكاليف.
2. خلفية المشروع
2.1 متطلبات المشروع
ينتج العميل بشكل أساسي [نوع المنتج، على سبيل المثال، كريمات ومصل مضاد للشيخوخة]، والتي تتطلب معايير عالية للغاية لدرجة نعومة المستحلب وثباته ومظهره. قبل إدخال جهاز الاستحلاب الفراغي المتجانس الجديد، كان لدى خط إنتاج العميل المتطلبات الواضحة التالية:
- نعومة المستحلب: يجب التحكم في حجم جسيمات المستحلب في حدود 0.5-2 ميكرون لضمان أن المنتج يتمتع بملمس ناعم ورقيق، دون أي شعور حبيبي عند وضعه على الجلد.
- إزالة الهواء بالفراغ: يجب أن يكون المنتج خاليًا من فقاعات الهواء. تحتاج المعدات إلى الحفاظ على درجة فراغ تبلغ -0.095 ميجا باسكال إلى -0.098 ميجا باسكال أثناء عملية الاستحلاب، وذلك لإزالة فقاعات الهواء المتولدة أثناء خلط المواد بالكامل وتجنب المشاكل مثل الأكسدة وتقليل العمر الافتراضي للمنتج الناجم عن الهواء.
- القدرة الإنتاجية: مع توسع الحصة السوقية للعميل، يجب أن تصل القدرة الإنتاجية اليومية لخط إنتاج واحد إلى 3000 كجم على الأقل، ويجب أن تدعم المعدات الإنتاج المستمر أو شبه المستمر لتقليل فقدان الوقت الناتج عن تبديل الدُفعات.
- السلامة والامتثال: يجب أن تكون المعدات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L من الدرجة الصيدلانية لجميع الأجزاء التي تتلامس مع المواد، والامتثال للمعايير الدولية مثل GMP (ممارسات التصنيع الجيدة). يجب أن تكون مجهزة أيضًا بنظام حماية أمان كامل، بما في ذلك وظائف الإفراط في درجة الحرارة والإفراط في الضغط والتوقف في حالات الطوارئ، لضمان سلامة عملية الإنتاج.
2.2 التحديات التي تواجهها
قبل استخدام جهاز الاستحلاب الفراغي المتجانس، اعتمد العميل على مزيج من المحرضات التقليدية عالية السرعة وخزانات الفراغ المنفصلة للإنتاج. جلبت طريقة الإنتاج هذه سلسلة من المشاكل التي قيدت بشكل خطير تطوير المؤسسة:
- عدم كفاية نعومة المستحلب: لم يتمكن المحرض التقليدي عالي السرعة إلا من تكسير الطور الزيتي إلى جزيئات بحجم 5-10 ميكرون، وكان توزيع حجم الجسيمات غير متساوٍ. حتى أن بعض دفعات المنتجات تحتوي على جزيئات أكبر من 15 ميكرون، مما أدى إلى ملمس خشن. هذا لم يؤثر فقط على تجربة المستخدم ولكنه أدى أيضًا إلى معدل إرجاع المنتج بنسبة 5-8٪ بسبب شكاوى "الشعور الحبيبي".
- تضمين فقاعات الهواء: لم يتمكن خزان الفراغ المنفصل من تحقيق إزالة الهواء بالفراغ في الوقت الفعلي أثناء عملية الاستحلاب. ستتم إعادة إدخال فقاعات الهواء عند نقل المواد من المحرض إلى خزان الفراغ، مما يؤدي إلى احتواء 10-15٪ من المنتجات على فقاعات هواء مرئية على السطح. لا يمكن إعادة معالجة هذه المنتجات أو التخلص منها إلا، مما يزيد من تكاليف الإنتاج.
- انخفاض كفاءة الإنتاج: تطلبت عملية الإنتاج التقليدية خطوات متعددة، بما في ذلك خلط المواد في المحرض، ونقلها إلى خزان الفراغ لإزالة الهواء، ثم فحص العينات. استغرقت كل دفعة إنتاج 6-8 ساعات، وكانت القدرة الإنتاجية اليومية لخط واحد حوالي 1200 كجم فقط، وهو ما لم يلبِ الطلب في السوق. بالإضافة إلى ذلك، أدى نقل المواد بين المعدات إلى زيادة خطر التلوث وفقدان المواد.
- جودة المنتج غير المستقرة: نظرًا لعدم اتساق سرعة الخلط ودرجة الفراغ في الدُفعات المختلفة، اختلف استقرار المستحلب اختلافًا كبيرًا. ستواجه ما يقرب من 7-10٪ من المنتجات طبقات أو تغيرًا في اللون بعد 6 أشهر من التخزين، وكانت معدل أكسدة المنتجات مرتفعًا، مما أدى إلى انخفاض كبير في العمر الافتراضي.
3. اختيار جهاز الاستحلاب الفراغي المتجانس
3.1 ميزات ومزايا المعدات المختارة
بعد إجراء بحث متعمق في السوق، ومقارنة المنتجات من موردين متعددين، وإجراء اختبارات إنتاج تجريبية في الموقع، اختار العميل أخيرًا جهاز استحلاب فراغي متجانس ثنائي المرحلة. تتمتع هذه المعدات بالميزات والمزايا الأساسية التالية:
- نظام التجانس ثنائي المرحلة: كانت المعدات مجهزة برأس تجانس ثنائي المرحلة. استخدمت المرحلة الأولى مضخة غطاس عالية الضغط لتوليد ضغط يصل إلى 30 ميجا باسكال، والتي يمكن أن تكسر في البداية الطور الزيتي إلى جزيئات صغيرة؛ استخدمت المرحلة الثانية هيكلًا خاصًا للدوار الساكن لزيادة تنقية الجسيمات إلى حجم 0.3-1 ميكرون. يضمن تصميم التجانس ثنائي المرحلة هذا نعومة المستحلب وتوحيده.
- نظام فراغ متكامل: دمجت المعدات مضخة فراغ عالية الكفاءة وخزان استحلاب محكم الإغلاق. أثناء عملية الاستحلاب بأكملها، يمكن الحفاظ على درجة الفراغ بثبات عند -0.096 ميجا باسكال إلى -0.098 ميجا باسكال. يمكن لتصميم جسم الخزان وهيكل التحريك الفريدين منع دخول الهواء أثناء إضافة المواد، وتحقيق إزالة الهواء بالفراغ في الوقت الفعلي والشامل.
- التحكم الذكي في درجة الحرارة والعملية: كانت المعدات مجهزة بنظام تحكم PLC (وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة) وواجهة تشغيل بشاشة تعمل باللمس. يمكن للمشغلين ضبط ومراقبة المعلمات الرئيسية مثل ضغط التجانس وسرعة التحريك ودرجة الحرارة ودرجة الفراغ في الوقت الفعلي. يحتوي النظام أيضًا على وظيفة ذاكرة العملية التلقائية، والتي يمكنها تخزين معلمات إنتاج المنتجات المختلفة وضمان اتساق عمليات الإنتاج بين الدُفعات.
- سهولة التنظيف وتصميم الامتثال: كانت جميع الأجزاء التي تتلامس مع المواد مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L من الدرجة الصيدلانية، وكان السطح الداخلي للخزان للمعدات أملسًا مع خشونة Ra ≤ 0.4 μm، مما يسهل تنظيفه وتجنب بقايا المواد. كانت المعدات مجهزة أيضًا بنظام تنظيف CIP (التنظيف في مكانه)، والذي يمكنه إكمال عملية التنظيف في 45 دقيقة دون تفكيك المعدات، وتلبية متطلبات GMP للنظافة والنظافة.
3.2 كيف لبت المتطلبات
تطابقت معدات الاستحلاب الفراغي المتجانس المختارة تمامًا مع متطلبات إنتاج العميل وحلت بشكل فعال التحديات السابقة:
- تلبية متطلبات نعومة المستحلب: من خلال نظام التجانس ثنائي المرحلة، يمكن للمعدات التحكم بثبات في حجم جسيمات المستحلب في حدود 0.5-1.5 ميكرون، وهو أفضل من النطاق المطلوب للعميل وهو 0.5-2 ميكرون. بعد الاختبار، أصبح ملمس المنتج ناعمًا للغاية، وانخفض معدل إرجاع العميل بسبب "الشعور الحبيبي" إلى أقل من 0.3٪.
- تلبية متطلبات إزالة الهواء بالفراغ: حافظ نظام الفراغ المتكامل على درجة فراغ عالية طوال عملية الاستحلاب، مما أدى إلى القضاء التام على فقاعات الهواء في المنتج. تم تخفيض معدل المنتجات التي تحتوي على فقاعات هواء من 12٪ (قبل) إلى أقل من 0.5٪، كما تم تخفيف مشكلة أكسدة المنتج الناتجة عن الهواء بشكل كبير.
- تلبية متطلبات القدرة الإنتاجية: دعمت المعدات الإنتاج شبه المستمر. بعد تحسين عملية الإنتاج، تم تقصير وقت الإنتاج لكل دفعة إلى 2.5-3 ساعات، ووصلت القدرة الإنتاجية اليومية لخط واحد إلى 3500 كجم، متجاوزة هدف العميل البالغ 3000 كجم. في الوقت نفسه، تجنب التصميم المتكامل نقل المواد بين المعدات، مما يقلل من فقدان المواد ومخاطر التلوث.
- تلبية متطلبات السلامة والامتثال: ضمنت مادة الفولاذ المقاوم للصدأ 316L من الدرجة الصيدلانية والتصميم المتوافق مع GMP أن المعدات تفي بمعايير النظافة والسلامة الصارمة في الصناعة. منع نظام الحماية الأمنية الكامل أيضًا الحوادث الأمنية بشكل فعال مثل الإفراط في درجة الحرارة والإفراط في الضغط، مما يضمن التقدم السلس لعملية الإنتاج.
4. عملية التنفيذ
4.1 التركيب والإعداد
تم الانتهاء من تركيب وإعداد جهاز الاستحلاب الفراغي المتجانس بواسطة فريق فني محترف من مورد المعدات، واستغرقت العملية بأكملها 14 يوم عمل. كانت الخطوات المحددة على النحو التالي:
- التحضير قبل التثبيت: قبل شهر واحد من وصول المعدات، أجرى الفريق الفني مسوحات في الموقع مع العميل لتأكيد ظروف الموقع، بما في ذلك إمدادات الطاقة (380 فولت / 50 هرتز)، وإمدادات المياه (الضغط ≥ 0.3 ميجا باسكال)، والصرف، والتهوية. كما قاموا بصياغة خطة تركيب مفصلة وتوفير التدريب على التحضير قبل التثبيت للعاملين في الموقع التابعين للعميل.
- تفريغ المعدات وتحديد المواقع: في اليوم الذي وصلت فيه المعدات، استخدم الفريق الفني معدات الرفع الاحترافية لتفريغ المعدات وتحديد موقعها بدقة وفقًا لخطة التركيب. لقد أولوا اهتمامًا خاصًا لمستوى المعدات لضمان التشغيل المستقر لرأس التجانس ونظام الفراغ.
- توصيل الأنابيب والكهرباء: قام الفريق الفني بتوصيل خطوط أنابيب مدخل ومخرج المواد، وخطوط أنابيب مياه التبريد، وخطوط أنابيب الفراغ الخاصة بالمعدات، وفحص أداء الإغلاق لكل خط أنابيب بدقة لتجنب التسرب. في الوقت نفسه، أكملوا أعمال التوصيل الكهربائي، بما في ذلك توصيل مصدر الطاقة الرئيسي ودائرة التحكم ودائرة الحماية الأمنية، وأجروا اختبارًا شاملاً للسلامة الكهربائية.
- التشغيل والإنتاج التجريبي: بعد اكتمال التثبيت، أجرى الفريق الفني عمل تشغيل لمدة 5 أيام. قاموا أولاً باختبار تشغيل كل مكون، بما في ذلك نظام التجانس ونظام الفراغ ونظام التحريك ونظام التحكم في درجة الحرارة، للتأكد من أن جميع المعلمات تفي بمتطلبات التصميم. بعد ذلك، استخدموا المواد الخام الفعلية للعميل للإنتاج التجريبي. أثناء الإنتاج التجريبي، قاموا بضبط معلمات مثل ضغط التجانس وسرعة التحريك بشكل متكرر، واختبروا نعومة المنتج ومحتوى فقاعات الهواء واستقراره. أخيرًا، أكدوا أن جميع المؤشرات تفي بمتطلبات العميل.
4.2 التدريب والتعود
لضمان أن يتمكن مشغلو العميل وموظفو الصيانة من استخدام المعدات وصيانتها ببراعة، قدم المورد دورة تدريبية منهجية لمدة 7 أيام، والتي غطت المحتويات التالية:
- التدريب النظري: شرح مدرس التدريب مبدأ عمل جهاز الاستحلاب الفراغي المتجانس، وهيكل ووظيفة كل مكون (مثل رأس التجانس ثنائي المرحلة، ومضخة الفراغ، ونظام التحكم PLC)، والأسباب الشائعة للأخطاء وحلولها، ومتطلبات GMP ذات الصلة في عملية الإنتاج. طُلب من المتدربين إتقان المعرفة النظرية واجتياز اختبار كتاب
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!