Case study: Toepassing van mobiele emulgatoren met een hoge scheerkracht bij de productie van cosmetische crèmes
Op het gebied van de cosmetische productie is de consistentie van de textuur van het product, de stabiliteit van het emulsiesysteem,de kwaliteit van het product en de acceptatie door de marktVoor ondernemingen die zich bezighouden met de productie van middelgrote en kleine partijen cosmetische producten, met name voor ondernemingen met meerdere productcategorieën en met frequente aanpassingen van de formule.de flexibiliteit en aanpassingsvermogen van productieapparatuur zijn belangrijke indicatoren geworden bij de selectie van productielijnenDeze case study richt zich op de praktische toepassing van een mobiele emulgator met een hoge scheerkracht bij de productie van gezichtscrème en lichaamslotion.werkingsproces, probleemoplossende effecten en langetermijntoepassingswaarde, gebaseerd op de werkelijke productiepraktijken.
1. Aanvraag Achtergrond
De onderneming die in de onderhavige zaak betrokken is, is hoofdzakelijk bezig met onderzoek en productie van huidverzorgingsproducten, die een verscheidenheid aan productsoorten omvatten, zoals gezichtscrèmes, lichaamslotions, emulsies,en serumsVoor de invoering van de mobiele emulgator met hoge scheerkracht werd de onderneming geconfronteerd met een aantal belangrijke problemen in het productieproces:de traditionele vaste emulgatieapparatuur had een groot volume en was moeilijk te verplaatsen, waardoor het onmogelijk was de productiegebieden flexibel te verdelen volgens het productieplan.hetgeen resulteert in een laag benuttingcijfer van de productieruimteTen tweede duurde de reiniging en desinfectie van vaste apparatuur lang (meestal 4-6 uur) bij het overschakelen tussen verschillende productformules.en er was een risico op kruisbesmetting tussen verschillende partijen en verschillende soorten productenTen derde, voor de proefproductie van kleine partijen van nieuwe formules (batchvolume 50-200L),de vaste apparatuur had een hoog energieverbruik en een laag productie-efficiëntie, en de kleine partij materialen was moeilijk volledig te emulgeren en te mengen, wat resulteerde in problemen zoals ruwe textuur van het product en ongelijke verspreiding van de functionele ingrediënten.
Om de bovenstaande problemen op te lossen, heeft het bedrijf grondig onderzoek gedaan naar productieapparatuur en uiteindelijk een mobiele emulgator met een hoge scheerkracht met een werkvolume van 100L-500L geselecteerd.De belangrijkste overweging was dat de apparatuur de kenmerken van flexibele beweging heeft, compacte structuur, efficiënte emulgatie en gemakkelijke reiniging, die zich kunnen aanpassen aan de productiebehoeften van kleine en middelgrote partijen, meerdere variëteiten en frequente formulewisseling.Tegelijkertijd, voldoet de apparatuur aan de GMP- en FDA-normen voor cosmetische productie, waardoor de veiligheid en hygiëne van het productieproces worden gewaarborgd.
2. Overzicht van de apparatuur en installatie
De in dit geval gebruikte mobiele emulgator met hoge scheerkracht bevat functies als mengen, homogenisatie met hoge scheerkracht, emulgatie, verwarming, koeling en vacuümontluchting.De totale structuur van de apparatuur is compact, met een lengte van 1,8 m, een breedte van 1,2 m en een hoogte van 2,5 m. De bodem is uitgerust met vier universele wielen voor hoge belasting (met remfunctie),die gemakkelijk op de vlakke grond van de werkplaats kunnen worden verplaatstHet mengtank van de apparatuur, homogeniserend hoofd, schraper,en andere delen die met materialen in contact komen, zijn gemaakt van 316L roestvrij staal, met een spiegelgepolijst binnenoppervlak (oppervlakrauwheid Ra ≤ 0,4 μm), dat corrosiebestendig en gemakkelijk te reinigen is.met een scheerruimte van 0.03-0,1 mm en een snelheidsregeling van 3000-15000 t/min, die een sterke scheerkracht kan genereren om materialdruppels in microdeeltjes te breken.
De installatie van de apparatuur is eenvoudig en handig, zonder dat er een professionele fundamentbouw nodig is.de voedingsbron aansluiten (380V), 50 Hz), koelwaterleiding en persluchtleiding (voor hulpontlading) en voltooi de debugging na controle van de dichtheid van elke leiding en de werking van de motor.Het besturingssysteem van de apparatuur gebruikt een PLC touchscreen, met een Chinees-Engelse tweetalige interface, die gemakkelijk te bedienen is.start-stop werking, en dagelijks onderhoud.
In vergelijking met de traditionele vaste emulgatieapparatuur hoeft deze mobiele apparatuur geen vaste productieruimte in te nemen.of lozingsgebied volgens het productieprocesBijvoorbeeld bij de productie van gezichtscrème kan het worden verplaatst naar de grondstofopslagruimte voor voeding, vervolgens naar het constante temperatuurgebied voor emulgatie.en ten slotte verplaatst naar de verpakkingsruimte van het eindproduct voor het lossen, waardoor de indeling van de productiewerkplaats sterk wordt geoptimaliseerd en de benutting van de productieruimte verbetert.
3. Praktisch toepassingsproces (bijvoorbeeld bij de productie van gezichtscrèmes)
De onderneming gebruikt deze mobiele emulgator voor de productie van gezichtscrèmes (olie-in-water type, viscositeit 10000-30000 mPa·s) en lichaamslotions (olie-in-water type, viscositeit 5000-15000 mPa·s).Hieronder wordt de productie van gezichtscrème (batchvolume 200L) als voorbeeld gebruikt om het toepassingsproces en de werkpunten van de apparatuur in detail te beschrijven..
3.1 Voorbereiding vóór de productie
Voor de aanvang van de productie controleren de exploitanten eerst de integriteit van de apparatuur, met inbegrip van de werking van de motor, de dichtheid van het vacuümsysteem,de gladheid van de koelwaterleidingTegelijkertijd worden de mengtank, de homogeniserende kop, de schraper en andere onderdelen gereinigd en ontsmet.Het reinigingsproces is gebaseerd op het automatische reinigingssysteem CIP, dat is uitgerust met de apparatuurNa het injecteren van reinigingsmiddelen (neutraal wasmiddel en zuiver water) in de tank,de schoonmaakmondjes (360 graden draaien) worden gestart om de binnenwand van de tank en het oppervlak van de onderdelen te reinigenDe reiniging duurt ongeveer 30 minuten en vervolgens worden de resterende reinigingsmiddelen met zuiver water gespoeld.de tank wordt gedroogd met hete lucht (temperatuur 70-80°C) om kruisbesmetting tussen partijen te voorkomen.
Volgens de formule van de gezichtscrème worden de grondstoffen bereid, met inbegrip van de waterfase (deionisated water, glycerine, hyaluronzuur, enz.), de oliefase (plantenolie, minerale olie, bijenwas, enz.),poederadditieven (titaniumdioxide)Alle grondstoffen worden gefilterd door een 200-maasfilterscherm om verontreinigingen te verwijderen.ervoor te zorgen dat geen vaste deeltjes de mengbak binnendringen om slijtage van de homogeniserende kop te voorkomen en het emulgatie-effect te beïnvloeden.
3.2 Voeding en voormenging
De bedieners duwen de mobiele emulgator met hoge scheerkracht naar het voedingsgebied, bevestigen de universele wielen met remmen om te voorkomen dat de apparatuur tijdens de bediening beweegt.Open het voedingsdek van de mengvat, voeg eerst de voorbereide waterfase grondstoffen in de tank (ongeveer 120L) toe, voeg vervolgens de oliefase grondstoffen (ongeveer 80L) in volgorde toe en sluit de toevoerpoort dicht.Start het frame-type mengpuddel (snelheid 40 rpm) voor voormenging, en tegelijkertijd het verwarmingssysteem opstarten om de materialen te verwarmen tot 65-70°C. De verwarmingsmethode is elektrische verwarming met een verwarmingsvermogen van 15 kW,en de nauwkeurigheid van de temperatuurschommelingen is ±1°CTijdens het voormengproces schraapt het aan de binnenkant van de tank vastgemaakte schraperpuddel de aan de wand vastgekoppelde materialen continu af.vermijden van lokale oververhitting van de materialen en ervoor zorgen dat de waterfase en de oliefase aanvankelijk gelijkmatig worden gemengd.
In de pre-mengfase vertoont het mobiele kenmerk van de apparatuur duidelijke voordelen: in vergelijking met vaste apparatuur hoeven de exploitanten geen grondstoffen te vervoeren naar de vaste productielijn,die de arbeidsintensiteit van de verwerking vermindert en materiaalverlies tijdens het vervoer voorkomtTegelijkertijd kan, indien er tijdens het voedingsproces een tekort aan grondstoffen is, de apparatuur snel worden verplaatst naar de grondstofopslagruimte voor aanvullende voeding.die de flexibiliteit van het productieproces verbetert.
3.3 Homogenisatie en emulgatie met hoge scheerkracht
Nadat het voormengsel is voltooid en de materiaaltemperatuur de ingestelde waarde (65-70°C) heeft bereikt, wordt de vacuümpomp gestart om de lucht uit de mengvat te halen en wordt de vacuümgraad ≤ -0 gehandhaafd.095 MPa. Het vacuümsysteem van de apparatuur kan de lucht in de tank snel verwijderen (de pomptijd is ongeveer 5 minuten),die de vorming van luchtbelletjes tijdens het emulgatieproces voorkomt en voorkomt dat het product ruw wordt als gevolg van bubbelresiduen. Na het bereiken van de ingestelde vacuümgraad, start de homogeniserende kop met hoge scheerkracht, stel de snelheid aan op 12000 rpm,en tegelijkertijd de snelheid van het mengpuddel op 60 rpm aanpassen om ervoor te zorgen dat de materialen volledig betrokken zijn bij het emulgatieproces.
Tijdens het homogenisatie- en emulgatieproces genereert de 4-fasige stator-rotorstructuur van de homogeniserende kop een sterke snijkracht, slagkracht en turbulentie.die de olie- en waterdruppels in de materialen in microdruppels (gemiddelde deeltjesgrootte 0.1-3 μm) en verspreidt ze gelijkmatig in elkaar om een stabiel emulsie-systeem te vormen.ervoor te zorgen dat er geen dode hoeken in het emulgatieproces worden gelatenDe emulgatietijd is volgens de formule 20 minuten,en de apparatuur handhaaft tijdens het emulgatieproces automatisch de ingestelde parameters, en de gebruiker hoeft alleen de toestand van het materiaal te observeren via het observatievenster op de tankdek.
Het is opmerkelijk dat bij het wisselen tussen verschillende productformules de homogeniserende kop van de apparatuur gemakkelijk kan worden ontmanteld voor reiniging en vervanging.bij overstap van de productie van gezichtscrème naar de productie van lichaamslotions, wordt de homogeniserende kop uit elkaar gehaald, met zuiver water gereinigd en vervolgens opnieuw geïnstalleerd, wat slechts ongeveer 30 minuten duurt,die veel korter is dan de reinigingstijd van traditionele vaste apparatuur (4-6 uur)Dit verbetert de efficiëntie van de formulewisseling aanzienlijk en vermindert de downtime tussen partijen.
3.4 Koeling en na-menging
Nadat de emulgatie is voltooid, wordt de homogeniserende kop gestopt, de snelheid van het mengpuddel op 25 rpm ingesteld en wordt het koelsysteem gestart om de materialen tot kamertemperatuur (25-30°C) te koelen.Het koelsysteem gebruikt circulerend koelwater, en de koeling is 8°C/h, waardoor de materialen snel kunnen worden gekoeld zonder dat de stabiliteit van de emulsie wordt aangetast.de functionele ingrediënten (vitamine E en plantaardig extract) door de voedingspoort in de tank stoppen (de voedingspoort kan worden geopend zonder het vacuüm te verbreken), en blijft gedurende 10 minuten mengen om ervoor te zorgen dat de functionele ingrediënten gelijkmatig in het emulsie-systeem zijn verspreid.
Tijdens het koelingsproces wordt de vacuümtoestand van de apparatuur voortdurend gehandhaafd, waardoor de lucht niet in de tank komt en er geen bubbels ontstaan.en voorkomt tegelijkertijd de oxidatie van gemakkelijk te oxideren ingrediënten (zoals vitamine E) in de materialenDe gebruiker controleert de temperatuur en viscositeit van het materiaal in realtime via het touchscreen van de apparatuur.en de koelsnelheid en de mengsnelheid adequaat aanpast aan de werkelijke situatie om ervoor te zorgen dat de textuur van het product aan de voorschriften voldoet.
3.5 Afvoer en reiniging na de productie
Wanneer de materiaaltemperatuur daalt tot kamertemperatuur en het mengen is voltooid, stop de vacuümpomp en de mengmotor, open de ontlading op de bodem van de tank,en de afgewerkte gezichtscrème in een schoon, roestvrij stalen container storten. De ontlading van de uitrusting is uitgerust met een kogelklep, die de ontladingssnelheid kan regelen, en de binnenwand van de tank is glad, dus er is geen materiaal residu tijdens de ontlading.Na voltooiing van de lozingen, duw het apparaat naar het schoonmaakgebied, start opnieuw het automatische schoonmaaksysteem CIP om de tankkarosserie, homogeniserende kop, schraper en andere onderdelen te reinigen,en droog de apparatuur na het reinigen met hete luchtHet hele reinigingsproces duurt ongeveer 30 minuten en de apparatuur kan worden ingezet voor de productie van de volgende partij of het volgende product.
4- Toepassingseffecten en gegevensanalyse
Sinds de introductie van de mobiele emulgator met hoge scheerkracht, gebruikt de onderneming deze 12 maanden lang voor de productie van gezichtscrème, lichaamslotion en andere producten.en het effect van de toepassing is duidelijkDoor de vergelijking van de productiegegevens vóór en na de invoering van de apparatuur zijn de volgende verbeteringen bereikt:
4.1 Verbetering van de productkwaliteit
Voor de invoering van de mobiele emulgator met hoge scheerkracht bedroeg de gemiddelde deeltjesgrootte van de emulsie in de gezichtscrèmeproducten van de onderneming 5-8 μm, de textuur van het product was licht ruw,en er waren af en toe kleine bubbels op het oppervlakNa gebruik van de apparatuur werd de gemiddelde deeltjesgrootte van de emulsie teruggebracht tot 0,1-3 μm, de deeltjesgrootteverdeling was gelijkmatiger (polydispersiteitsindex PDI ≤ 0,16),de textuur van het product was glad en fijnHet product werd gedurende 3 maanden bij 45°C bewaard zonder delaminatie, verkleuring,of geur, die beter was dan de nationale standaard voor cosmetische stabiliteit (bewaard bij 45°C gedurende 2 maanden zonder afwijkingen).
Bovendien is de uniforme verspreiding van de functionele bestanddelen in het product verbeterd.het gehalte aan vitamine E in de verschillende delen van het product was ongelijk, met een verschil van maximaal 15%. Na gebruik van de apparatuur werd het verschil in vitamine E in de verschillende delen van het product tot minder dan 3% verminderd.het waarborgen van de consistentie van de werkzaamheid van het product.
4.2 Verbetering van de productie-efficiëntie
De mobiele emulgator met hoge scheerkracht heeft de productie-efficiëntie van de onderneming aanzienlijk verbeterd.de productiecyclus van traditionele vaste apparatuur is 8 uur (inclusief voormenging), emulgatie, koeling, ontlading en reiniging), terwijl de productiecyclus van de mobiele apparatuur 4,5 uur bedraagt en de productie-efficiëntie met 43,75% wordt verhoogd.De belangrijkste redenen voor de efficiëntieverbetering zijn:: ten eerste heeft de homogeniserende kop van de apparatuur met een hoog scheervermogen een hoog emulgatie-efficiëntie, waardoor de emulgatietijd van 30 minuten (traditionele apparatuur) tot 20 minuten wordt verkort; ten tweede,de reinigingstijd van de apparatuur wordt verkort van 4 uur (traditionele apparatuur) tot 30 minuten;, waardoor de stilstandstijd tussen de partijen sterk wordt verkort; ten derde voorkomt de mobiele functie van de apparatuur het tijdrovende proces van de behandeling van grondstoffen, waardoor ongeveer 1 uur per partij wordt bespaard.
Voor de proefproductie in kleine partijen (50L) is de efficiëntieverbetering duidelijker.en de productiecyclus maximaal 6 uur duurtIn de afgelopen twaalf maanden is de productie van 50L-batchproducten met de mobiele apparatuur in 2,5 uur voltooid, wat voldoet aan de vraag van de onderneming naar snelle proefproductie van nieuwe formules.De onderneming heeft de proefproductie van 28 nieuwe formules met deze apparatuur afgerond., wat het dubbele is van het aantal nieuwe proefproducties in dezelfde periode van vorig jaar.
4.3 Vermindering van de productiekosten
De toepassing van de mobiele emulgator met hoge scheerkracht heeft de onderneming ook geholpen de productiekosten te verlagen.het energieverbruik van de apparatuur lager is dan dat van traditionele vaste apparatuur;Het vermogen van de mengmotor en de homogeniserende motor van de mobiele apparatuur bedraagt respectievelijk 7,5 kW en 22 kW, terwijl het vermogen van de traditionele vaste apparatuur 11 kW en 37 kW bedraagt.voor de productie van een partij van 200 l gezichtscrèmeHet energieverbruik van de mobiele apparatuur bedraagt 8,5 kWh, 42,6% lager dan dat van de traditionele vaste apparatuur (14,8 kWh).het reinigingsproces van de apparatuur vereist niet veel reinigingsmiddelen en waterHet waterverbruik per partij bedraagt 50 liter, wat 60% lager is dan bij traditionele vaste apparatuur (125 liter).de vermindering van materiaalverlies tijdens het productieproces (van 5% tot 1%).2%) vermindert ook de grondstofkosten van de onderneming.
Bovendien hoeft de mobiele apparatuur geen vaste productieruimte in te nemen, waardoor de huurkosten van de werkplaats van de onderneming worden bespaard.De onderneming had aanvankelijk 3 vaste productielijnen nodig om aan de productievraag te voldoen., en heeft nu slechts 1 mobiele apparatuur en 2 vaste productielijnen nodig, waardoor 20% van de werkplaats wordt bespaard.
4.4 Verbetering van de flexibiliteit van de productie
De mobiele functie van de apparatuur heeft de flexibiliteit van de productie van de onderneming aanzienlijk verbeterd.wanneer de volgorde van lichaamslotion toeneemt, kan de mobiele apparatuur worden verplaatst naar het productiegebied voor lichaamslotion om de productiecapaciteit van lichaamslotion te vergroten; wanneer de volgorde van gezichtscrème afneemt,de apparatuur kan worden verplaatst naar het proefproductiegebied om de proefproductie van nieuwe formules uit te voeren;Deze flexibele productiemethode stelt de onderneming in staat snel op marktveranderingen te reageren en het concurrentievermogen van de onderneming te verbeteren.
Bovendien is de apparatuur geschikt voor de productie van verschillende cosmetische producten, waaronder crèmes, lotions, emulsies en serums.De onderneming kan wisselen tussen verschillende productsoorten door parameters zoals homogenisatie snelheid aan te passen, mengsnelheid en temperatuur, zonder dat de apparatuur vervangen hoeft te worden, waardoor de flexibiliteit van de productie verder wordt verbeterd.
5. Ervaring met dagelijks onderhoud en gebruik
Tijdens het 12 maanden durende aanvraagproces heeft de onderneming rijke ervaring opgedaan met het dagelijks onderhoud en de werking van de mobiele emulgator met hoge scheerkracht,die de stabiele werking van de apparatuur en de continuïteit van de productie garandeert.
5.1 Dagelijks onderhoud
Het dagelijks onderhoud van de apparatuur omvat voornamelijk de volgende aspecten: ten eerste, na elke productiepartij, de apparatuur tijdig reinigen, met inbegrip van de mengtank, homogeniserend hoofd, schraper,Ten tweede, controleer dagelijks het olieniveau van de motor en het hydraulische systeem (voor heffunctie),en smeerolie tijdig toevoegen als het olieniveau onvoldoende isTen derde, controleer de afdichtingsonderdelen van de apparatuur (zoals de afdichtingsring van de tankdeksel en de ontladingspoort) dagelijks op slijtage en vervang ze tijdig indien er een lek is.het filterscherm van het vacuümsysteem en het koelwatersysteem elke week reinigen om de goede werking van het systeem te garanderen.
5.2 Operatie-ervaring
Wat de werking betreft, somt de onderneming de volgende ervaring samen: ten eerste moet bij het instellen van de homogeniseringssnelheid deze worden aangepast aan de viscositeit van het materiaal.Voor materialen met een hoge viscositeit (zoals gezichtscrème), moet de snelheid worden ingesteld op 10000-15000 t/min; voor materialen met een lage viscositeit (zoals lichaamslotion) kan de snelheid worden ingesteld op 6000-10000 t/min.de temperatuur van het materiaal moet strikt worden gecontroleerdVoor warmtegevoelige bestanddelen (zoals vitamine C en plantaardig extract) moet de emulgatietemperatuur worden verlaagd tot 30-40°C om afbraak van de werkzame bestanddelen te voorkomen.bij het verplaatsen van de apparatuurIn de eerste plaats moet worden gewaarborgd dat de werkplaats vlak is en vrij is van obstakels om schade aan de apparatuur en veiligheidsongevallen te voorkomen.de gebruikers moeten regelmatig worden opgeleid om de bedrijfsvaardigheden en onderhoudsmethoden van de apparatuur te beheersen;, waardoor het falen van de apparatuur kan worden verminderd.
6Samenvatting en vooruitzichten
De toepassing van de mobiele emulgator met hoge scheerkracht in de cosmetische productie van de onderneming heeft duidelijke resultaten bereikt bij het verbeteren van de productkwaliteit, het verhogen van de productie-efficiëntie,vermindering van de productiekostenDe compacte structuur van de apparatuur, de flexibele beweging, de efficiënte emulgatie, de flexibiliteit van de installatie en de flexibiliteit van de productie.de eigenschappen van het makkelijk schoonmaakbare product zijn volledig verenigbaar met de productiebehoeften van de onderneming voor kleine en middelgrote partijenIn de afgelopen twaalf maanden heeft de apparatuur stabiel gewerkt, met een storingspercentage van minder dan 2%.die de continuïteit en stabiliteit van de productie van de onderneming heeft gewaarborgd.
Het bedrijf is van plan de investeringen in mobiele emulgatoren met een hoge scheersnelheid te verhogen.de invoering van 2 nieuwe sets apparatuur met verschillende specificaties (50L en 500L) om te voldoen aan de productiebehoeften van proefproductie in kleine partijen en massaproductie in grote partijen;Tegelijkertijd zal de onderneming de toepassing van de apparatuur verder onderzoeken op andere productgebieden, zoals haarverzorgingsproducten en maskerproducten.en het productieproces continu te optimaliseren om het concurrentievermogen van het bedrijf op de cosmetica markt te verbeteren.
Voor cosmetische bedrijven met vergelijkbare productiebehoeften (kleine en middelgrote partijen, meerdere variëteiten, frequente wisseling van formule),de mobiele emulgator met hoge scheerkracht is een kosteneffectieve productieapparatuurDe toepassing ervan kan niet alleen de problemen oplossen die bestaan in de traditionele vaste apparatuur, maar kan ook een sterke steun bieden aan de productinnovatie en de marktuitbreiding van de onderneming.Met de voortdurende ontwikkeling van de cosmetica-industrie, zal de vraag naar flexibele en efficiënte productieapparatuur blijven toenemen en zal de mobiele emulgator met hoge scheerkracht een breder toepassingsperspectief hebben op het gebied van cosmetische productie.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!