Gevalstudie: Emulgator met hoge scheerkracht van industriële kwaliteit verbetert de consistentie en schaalbaarheid van de productie
In de industriële verwerkende sector, met name voor ondernemingen die zich bezighouden met de productie van viskeuze materialen zoals levensmiddelenadditieven, farmaceutische tussenproducten en industriële lijmstoffen,het bereiken van een gelijkmatige emulgatie, het verminderen van de deeltjesgrootte en het waarborgen van consistentie van batch tot batch zijn van cruciaal belang voor de kwalificatie van het product en het concurrentievermogen op de markt.Een middelgrote fabrikant die gespecialiseerd is in hoogviscositeits-polymeremulsies, heeft recentelijk langdurige productiebelemmeringen overwonnen door een industriële emulgator met een hoge scheersnelheid te introducerenIn deze casestudy worden de uitdagingen van de fabrikant voor de implementatie uitgewerkt.proces van integratie van apparatuur, en kwantificeerbare resultaten na toepassing, met de nadruk op objectieve feiten en technische prestaties.
1. Achtergrond: Productieproblemen en operationele uitdagingen
Voordat de fabrikant gebruik maakte van de emulgatoren met een hoge scheerkracht van industriële kwaliteit, gebruikte hij voor de productie van polymeremulsies conventionele peddelmengers en emulgatoren met een lage scheerkracht.Naarmate de vraag op de markt naar hoogwaardige emulsies (met kleinere deeltjesgrootte en betere stabiliteit) groeideIn de jaren '80 werd de beperking van de traditionele apparatuur steeds duidelijker, wat leidde tot meerdere operationele knelpunten die de ontwikkeling van de productie beperkte:
1.1 Onvoldoende emulgatie-uniformiteit en grote deeltjesgrootte
Conventioneel apparatuur met een lage scheerkracht was afhankelijk van mechanisch roeren om fase-menging te bereiken, waardoor er geen voldoende scheerkracht was om grote olie- of vaste deeltjes in het emulsie-systeem af te breken.Als gevolg hiervanDe eindproducten hadden een gemiddelde deeltjesgrootte van 300-500 μm, met duidelijke agglomeratieverschijnselen. This not only affected the product’s viscosity stability and application effect but also led to frequent complaints from downstream customers due to uneven performance of the emulsions in subsequent processingBovendien veroorzaakte de slechte verspreiding van deeltjes dat de emulsie na langdurige opslag stratificeerde, waardoor de houdbaarheid van het product en de marktacceptabiliteit werden verkort.
1.2 Lange productiecycli en lage capaciteit
Om de onvoldoende scheerkracht te compenseren, moest de fabrikant de roertijd verlengen en het aantal mengcycli vergroten.met inbegrip van 2-3 uur emulgatie en 1-2 uur secundair mengen voor homogenisatieHet proces was sterk afhankelijk van handmatige bediening, waarbij de bedieners de roer snelheid, voedingsvolgorde en temperatuur voortdurend moesten aanpassen.Dit heeft niet alleen de arbeidsintensiteit verhoogd, maar ook de dagelijkse productie van de fabriek beperkt.De maximale dagelijkse productiecapaciteit bedroeg slechts 8-10 partijen, waardoor de groeiende marktvraag niet kon worden gehaald, wat resulteerde in verloren bestellingen.
1.3 Slechte consistentie van partij tot partij en hoog gebrekpercentage
De prestaties van traditionele apparatuur werden sterk beïnvloed door menselijke werking en omgevingsfactoren.De resultaten van de onderzoeksprocedures van de Commissie van de Europese Gemeenschappen zijn in het bijzonder duidelijk te zien in de resultaten van de onderzoeksprocedures van de Commissie van de Europese Gemeenschappen.Het productdefectcijfer bedroeg gemiddeld 7%, voornamelijk als gevolg van overmatige deeltjesgrootte, stratificatie of onvoldoende viscositeit.Het hoge gebrek veroorzaakte niet alleen een grote hoeveelheid afval van grondstoffen, maar ook hogere herbewerkingskosten en langere leveringscycli.
1.4 Hoog energieverbruik en exploitatiekosten
Conventioneel apparatuur met een lage scheersnelheid had een lage energie-uitbuitingsefficiëntie. De meeste energie werd verbruikt bij mechanische wrijving in plaats van bij effectieve scheersemulgatie.Het vermogen van de motor was 45 kW.Bovendien leidde de lange productiecyclus tot een hoger energieverbruik (elektriciteit en stoom) en arbeidskosten.De fabrikant berekende dat de energie- en arbeidskosten 40% van de totale productiekosten uitmaakten., waardoor de winstmarge van het product aanzienlijk daalde.
1.5 Hygiëne- en afdichtingskwesties in de productie
Voor producten met levensmiddelenadditieven en farmaceutische tussenproducten zijn hygiëne en afdichting van productieapparatuur van cruciaal belang.De traditionele emulgatieapparatuur heeft een open roerenstructuurDe installatie van de vergrendeling van de apparatuur is in de eerste plaats gebaseerd op de gebruikte technieken, die in de eerste plaats de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling van de vergrendeling.die na langdurig gebruik gevoelig was voor veroudering en lekkenDe moeilijkheden bij het schoonmaken van de dode hoeken van de apparatuur vergroten ook het risico op kruisbesmetting tussen verschillende partijen.
2. Oplossing: toepassing van industriële emulgatoren met hoge scheerkracht
Na grondig technisch onderzoek en meerdere tests ter plaatse koos de fabrikant voor een emulgator met een hoge scheerkracht van industriële kwaliteit (55 kW) om de productieproblemen aan te pakken.De apparatuur is op maat gemaakt volgens de kenmerken van hoogviscositeitspolymeremulsies, met belangrijke technische configuraties die zijn ontworpen om het snijvermogen te verbeteren, de consistentie van het product te waarborgen en aan de hygiënevereisten te voldoen.
- Een motor met een hoog vermogen (55 kW) met variabele frequentiedruk (VFD) voor een stapsloze snelheidsregeling (0-14400 tpm), die zorgt voor een verstelbare scheerkracht voor verschillende materialsystemen;
- een rotor-stator-assemblage van titaniumlegering met precisiebewerking, met een scheerscheur van 0,1 tot 0,3 mm om efficiënte deeltjesverdeling en -dispersie te bereiken;
- Materiaal van roestvrij staal (SUS316L) voor alle contactonderdelen, met spiegelpoeling (Ra ≤ 0,8 μm) om hygiëne, corrosiebestendigheid en makkelijke reiniging te garanderen;
- gesloten tankconstructie met mechanische afdichting (dubbele mechanische afdichting met koelsysteem) om lekken en verontreiniging van materiaal te voorkomen;
- Geïntegreerd temperatuurregelsysteem (tank met dubbele mantel) voor nauwkeurige temperatuurregulatie (0-120°C) tijdens de emulgatie, waardoor materialdegradatie door oververhitting wordt vermeden;
- PLC-besturingssysteem met aanraakscherm, ondersteuning voor receptopslag (tot 50 recepten), automatische voedingsregeling en realtime monitoring van belangrijke parameters (snelheid, temperatuur, druk).
De apparatuur's hoge snijdoeltreffendheid, gesloten structuur en geautomatiseerde besturingsmogelijkheden werden geïdentificeerd als de belangrijkste factoren om de kernproblemen van de fabrikant op te lossen.Het product is in overeenstemming met de normen van de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie en zorgt voor de kwaliteit en veiligheid van het product..
3Implementatieproces en integratie van apparatuur
De integratie van de industriële emulgator met hoge scheerkracht in de bestaande productielijn werd geleidelijk uitgevoerd om de stilstand van de productie tot een minimum te beperken en een soepele overgang te garanderen.Het gehele proces omvatte de voorbereiding van de installatie, installatie, inbedrijfstelling en procesoptimalisatie ter plaatse, waarbij de leverancier van de apparatuur de volledige technische ondersteuning van het proces verleent:
3.1 Beoordeling en aanpassing vóór installatie
Een maand voor de levering van de apparatuur heeft het technische team van de leverancier een beoordeling ter plaatse uitgevoerd van de productie-opzet, de stroomvoorziening en de materiaalbehandelingsprocessen van de fabrikant.Op basis van de beoordelingsresultaten, werd het volume van de tank van de emulgator (1000 L) en de plaats van de ontladingsplaats aangepast aan de bestaande voedings- en verpakkingslijnen.Het PLC-systeem werd vooraf geprogrammeerd met de 10 gemeenschappelijke productrecepten van de fabrikant, en de besturingsinterface werd geoptimaliseerd op basis van de bedrijfsgewoonten van de bedieners om de leercurve te verminderen.
3.2 Installatie en inbedrijfstelling
Na de levering van de apparatuur heeft het installatieteam van de leverancier de installatie ter plaatse en de inbedrijfstelling binnen 4 dagen voltooid.aansluiting van de stroomvoorziening, koelsysteem en temperatuurregelaar, en het uitvoeren van lekproeven en prestatiecontroles.Het team voerde ook een 72 uur durende continue test uit om de stabiliteit van de apparatuur onder volle belasting te waarborgen.Tijdens de inbedrijfstelling werden de scheersnelheid, de voedingssequentie en de temperatuurparameters aanvankelijk aangepast om aan de basisvereisten voor emulgatie te voldoen.
3.3 Opleiding van operators en optimalisatie van processen
Voor de gebruikers en het onderhoudspersoneel van de fabrikant werd een training van een week georganiseerd over de werking van de apparatuur, de aanpassing van de parameters, het routinematig onderhoud en het oplossen van storingen.De nadruk lag op de geautomatiseerde functies van het PLC-systeem, zoals het terugroepen van recepten, automatische temperatuurregeling en noodsluiting.een productieproeffase van twee weken werd uitgevoerd om het emulgatieproces voor verschillende productsoorten te optimaliserenBijvoorbeeld voor een emulsie van polymeren met een hoge viscositeit werd de scheersnelheid ingesteld op 12000 t/min en de emulgatietijd op 45 minuten; voor een emulsie met een lage viscositeithet toerental werd verlaagd tot 8000 t/min om overmatige scheer en materiaalverval te voorkomenIn de proeffase werden ook de consistentie van de partij en de productindicatoren gecontroleerd, waarbij voortdurend aanpassingen werden aangebracht om de optimale procesparameters te bereiken.
4. Resultaten en kwantificeerbare verbeteringen
Drie maanden nadat de industriële emulgator met hoge scheerkracht volledig in bedrijf werd genomen, heeft de fabrikant een uitgebreide evaluatie van de productieprestaties uitgevoerd.De resultaten toonden aan dat de kwaliteit van het product aanzienlijk verbeterde., productie-efficiëntie en operationele kosten, waarbij alle kernproblemen effectief worden aangepakt:
4.1 Verbeterde kwaliteit en fijnheid van het product
De rotor-stator-assemblage met hoge scheerkracht met een smalle scheerruimte breekt effectief grote deeltjes in het emulsie-systeem af.vermindering van de gemiddelde deeltjesgrootte van 300-500 μm tot 20-50 μm· een vermindering van meer dan 85%De emulsies vertoonden een uniforme deeltjesverdeling, geen agglomeratieverschijnselen en een aanzienlijk verbeterde stabiliteit.Uit langdurige opslagproeven is gebleken dat de emulsies na 6 maanden opslag niet stratifiëren of neerslaan, waardoor de houdbaarheid van het product van 3 tot 6-8 maanden werd verlengd.en de acceptatie van het product op de markt is aanzienlijk verbeterd.
4.2 60% vermindering van de productietijd
De hoge snijdoeltreffendheid van de apparatuur verkortte de emulgatietijd van een enkele partij van 4-5 uur tot 1,5-2 uur, een vermindering van 60%.Het geautomatiseerde PLC-besturingssysteem elimineerde de noodzaak van handmatige aanpassing van de parameters, waardoor de apparatuur het emulgatieproces met minimaal toezicht kan voltooien.In vergelijking met 5-6 exploitanten eerderAls gevolg hiervan is de dagelijkse productiecapaciteit van de fabriek van 8-10 partijen toegenomen tot 20-22 partijen, waardoor de groeiende vraag op de markt effectief is aangevuld en de verloren bestellingen zijn verminderd.
4.3 Significant verbeterde consistentie van de partij en verminderd gebrekcijfer
Het geautomatiseerde besturingssysteem en de nauwkeurige regulering van de scheerkracht zorgden voor consistente productieparameters in verschillende ploegen en partijen.Het variatiebereik van productviscositeit en deeltjesgrootte tussen partijen werd verlaagd van ±15% tot ±3%.Het productdefectcijfer daalde van 7% tot 0,3%, waardoor het afval van grondstoffen en de herbewerkingskosten tot een minimum werden beperkt.De fabrikant berekende dat alleen al door de vermindering van het aantal gebreken meer dan 15 ton grondstoffen per jaar werd bespaard.
4.4 Verminderde energie- en exploitatiekosten
Hoewel het motorvermogen van de emulgator (55 kW) hoger was dan dat van de traditionele apparatuur (45 kW), was het mogelijk om de emulgator te vergroten.De energie-uitbuiting is aanzienlijk verbeterd. Meer dan 70% van de energie is gebruikt voor effectieve scheeremulgatie.De verkorte productiecyclus heeft ook het energieverbruik verminderd: het elektriciteitsverbruik per partij is met 40% en het stoomverbruik met 35% afgenomen.De arbeidskosten werden met 60% verlaagd door het verminderde aantal werknemersDe totale productiekosten van de fabrikant daalden met 28% en de winstmarge van het product steeg met 12 procentpunten.
4.5 Verbeterde naleving van de voorschriften inzake hygiëne en veiligheid
De gesloten tankstructuur en de dubbel-einde mechanische afdichting voorkomen effectief materiaallekken en externe verontreiniging, waardoor het risico op stofopname en verlies van vluchtige onderdelen wordt uitgesloten.Het SUS316L-materiaal en het spiegelpoetsoppervlak mogen grondig worden gereinigd, en de CIP-interface (Clean-in-Place) van de apparatuur maakte automatische reiniging mogelijk, waardoor de reinigingstijd met 50% werd verkort en kruisbesmetting tussen partijen werd vermeden.De apparatuur voldeed volledig aan de hygiënevereisten van de productie van levensmiddelenadditieven en farmaceutische tussenproducten, de kwaliteitsinspectie van derden en de regelgevende beoordeling soepel doorstaan.
4.6 Sterkere aanpasbaarheid aan meerdere materiaalsystemen
De stapsloze snelheidsregeling en de vervangbare rotor-stator assemblage stelden de emulgator in staat zich aan te passen aan de verschillende viscositeits- en deeltjesgroottevereisten van verschillende emulsie-systemen. The manufacturer successfully expanded its product range to include low-viscosity coating emulsions and high-concentration adhesive emulsions—products that were difficult to produce with traditional equipmentDe mogelijkheid om meerdere recepten in het PLC-systeem op te slaan, maakte een snelle batchwisseling mogelijk, waardoor de stilstandstijd tussen de verschillende producties van het product van 1 uur tot 15 minuten werd verkort.
5. Langetermijnimpact en conclusie
De invoering van de industriële emulgator met hoge scheerkracht heeft de productieprocessen van de fabrikant ingrijpend veranderd.productie-efficiëntie, en kostenbeheersing, heeft de uitrusting niet alleen de directe operationele knelpunten opgelost, maar ook een solide basis gelegd voor de ontwikkeling van het bedrijf op lange termijn.
Op de lange termijn heeft de fabrikant een verbeterd concurrentievermogen op de markt bereikt door de verbeterde productkwaliteit en de uitgebreide productiecapaciteit,met een marktaandeel dat binnen zes maanden na het gebruik van de apparatuur met 15% toeneemtHet verminderde energieverbruik en de verminderde afval van grondstoffen komen ook overeen met de eisen van groene en koolstofarme productie, waardoor het imago van het bedrijf als milieuvriendelijk wordt versterkt.de geautomatiseerde werking heeft de arbeidsintensiteit en de operationele fouten verminderd, het verbeteren van de tevredenheid van de werknemers en het verlagen van de omzet.
Voor fabrikanten in de voedingsmiddelen-, farmaceutische, chemische en andere industrieën die geconfronteerd worden met uitdagingen zoals onvoldoende emulgatie-efficiëntie, slechte batchconsistentie en hoge productiekosten,de industriële emulgator met hoge scheerkracht biedt een praktische en betrouwbare oplossingDeze casestudy toont aan dat investeringen in geavanceerde emulgatietechnologie met een hoge scheersnelheid de productieprestaties effectief kunnen verbeteren, de operationele kosten kunnen verlagen, de productie van de producten en de productie van de producten kunnen verbeteren en de productie van de producten en de productie van de producten kunnen verbeteren.en een duurzame ontwikkeling te realiseren, die een waardevolle referentie is voor vergelijkbare ondernemingen in de industriële modernisering.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!