Cas d'application de l'émulsifiant homogénéisant à haute cisaillement dans la production laitière
Dans la production laitière à grande échelle, le processus d'homogénéisation est un maillon central qui affecte directement la qualité, la stabilité et la durée de conservation des produits.Une usine de production spécialisée dans le lait liquide et les dérivés laitiers a été confrontée à des défis persistants dans sa section d'homogénéisationL'introduction d'homogénéisateurs émulsifiants à cisaillement élevé a permis de résoudre efficacement ces problèmes.réalisation d'améliorations notables des performances de production et de la qualité des produits.
Le contexte et les défis
L'usine exploitait deux ensembles d'équipements d'homogénéisation d'une production quotidienne de 240 à 360 tonnes, fonctionnant en continu pendant 20 heures par jour pour répondre à la demande du marché.les homogénéisateurs existants avaient les problèmes suivants:
- Efficacité d'homogénéisation insuffisante: l'équipement traditionnel n'a pas pu décomposer complètement les globules de graisse dans le lait cru, ce qui a entraîné une répartition inégale de la taille des particules.entraînant un phénomène de crème évident dans les produits lors de leur stockage à basse température, avec un taux de séparation allant jusqu'à 8% en 7 jours.
- Consommation d'énergie élevée et entretien fréquent: l'appareil fonctionnait à vitesse fixe sans ajustement adaptatif de la viscosité de la matière première, consommant une consommation d'électricité excessive.nécessitant des arrêts fréquents pour l'entretien, ce qui a réduit le taux global de disponibilité de la production à environ 85%.
- Pauvre stabilité du produit: En raison d'une émulsification et d'une homogénéisation insuffisantes, la qualité sensorielle des produits laitiers tels que les boissons au lait et la crème a montré des différences significatives d'un lot à l'autre,y compris texture et goût incohérentsLe taux de qualification des produits finis a été maintenu à 88-90%.
- Risques liés à la conformité en matière d'hygiène: La cavité de l'équipement avait des coins morts structurels difficiles à nettoyer et les résidus pouvaient facilement provoquer une contamination microbienne.Il n'a pas pleinement respecté les normes GMP et GB 14881-2013 en matière d'hygiène, nécessitant des procédures de nettoyage manuelles supplémentaires qui ont augmenté les coûts de main-d'œuvre.
Sélection de l'équipement et configuration technique
Pour résoudre ces problèmes, l'usine a sélectionné des homogénéisateurs d'émulsifiants à cisaillement élevé avec une conception modulaire, intégrant des technologies de pointe pour répondre à ses besoins de production.Les principales configurations techniques sont les suivantes::
- Structure stator-rotor à plusieurs étages: Adoption d'une conception composite stator-rotor en trois étapes avec un écart réglable de 0,05-0,2 mm. La vitesse du rotor peut être réglée en continu dans la plage 500-15,000 tr/min grâce à la technologie de conversion de fréquence, générant une vitesse de cisaillement allant jusqu'à 80 000 s−1, qui décompose efficacement les globules de graisse et les particules agglomérées.
- Système de régulation de la température à jaquette: La cavité de l'équipement est équipée d'une structure de régulation de température à ¥套式, permettant un contrôle précis de la température entre 0 et 120°C avec une plage de fluctuation de ±1,5°C.Cela évite une augmentation excessive de la température pendant le cisaillement à grande vitesse, protégeant les nutriments sensibles à la chaleur des produits laitiers.
- Conception structurelle hygiénique: La cavité est en acier inoxydable 316L avec finition de polissage miroir, atteignant une rugosité de surface Ra ≤ 0,8 μm. Elle adopte une structure à démontage rapide sans angles morts,permettant un nettoyage complet en 5 minutes et supportant les systèmes de nettoyage CIP/SIP pour répondre aux exigences strictes en matière d'hygiène.
- Contrôle et protection intelligents: équipé d'un capteur de couple intelligent et d'un système de commande en boucle fermée, il peut régler automatiquement la vitesse de rotation en fonction de la variation de viscosité des matériaux, évitant ainsi les risques de surcharge.La structure de double joint mécanique empêche la fuite du matériau et assure un fonctionnement sûr.
- Optimisation de la lubrification: associé à une huile lubrifiante sans danger pour les aliments de qualité H1, qui est non toxique et compatible avec la production alimentaire.prolongation de l'intervalle de changement d'huile de lubrification.
Effets de la mise en œuvre et analyse des données
Après cinq mois d'essai et d'optimisation, les homogénéisateurs à émulsifiants à cisaillement élevé ont réalisé des améliorations significatives de l'efficacité de la production, de la qualité du produit et du contrôle des coûts d'exploitation.Les données spécifiques sont les suivantes::
1. Amélioration de la qualité des produits
L' effet d' homogénéisation a été significativement amélioré, la taille moyenne des particules de globules de graisse dans les produits laitiers étant réduite à 0,5-1 μm et l' indice de polydispersité (IPD) contrôlé en dessous de 0.15Le taux de séparation de crème des produits lors du stockage à basse température a été réduit à moins de 1% en 30 jours et la stabilité de l'émulsion a été grandement améliorée.La cohérence de la qualité sensorielle des lots a été significativement améliorée.Le taux de qualification du produit fini est passé de 88 à 90% à 99,5%.
2. Optimisation de la consommation et de l'entretien de l'énergie
La régulation de la vitesse de conversion de fréquence et la structure de cisaillement efficace ont permis de réduire la consommation unitaire d'énergie d'environ 5%, d'économiser 55 MWh d'électricité et de réduire 33 tonnes d'émissions de CO2 par an.L'intervalle de changement de l'huile de lubrification a été prolongé de 1, 250 heures de fonctionnement à 9 000 heures de fonctionnement, ce qui équivaut à environ trois ans d'exploitation continue dans des conditions de travail quotidiennes.Cela a non seulement réduit le coût de l'huile de lubrification et la main-d'œuvre de maintenance, mais a également augmenté le taux de disponibilité des équipements à 96%.
3Efficacité de la production et commodité opérationnelle
L'efficacité de cisaillement élevée a réduit le temps d'homogénéisation du lot unique de 30 minutes à 15 minutes, augmentant ainsi la capacité de production globale de 30%.Le système de contrôle intelligent a réalisé le fonctionnement automatique, réduisant les interventions manuelles et les erreurs d'exploitation.assurer la continuité de la production et réduire le risque de contamination croisée.
4Amélioration de la conformité en matière d'hygiène
La conception de la cavité sans coin mort et l'huile lubrifiante sans danger pour les aliments répondent pleinement aux exigences des normes GMP et GB 14881-2013.Les résultats de la détection microbienne ont montré que le nombre total de colonies dans les produits est resté stable à un niveau faible, éliminant les risques de conformité en matière d'hygiène et réduisant les coûts de retraitement dus à la contamination.
Résumé
L'application d'homogénéisateurs émulsifiants à cisaillement élevé a fondamentalement résolu les problèmes de longue date dans la section d'homogénéisation de l'installation de production laitière.En optimisant l'effet d'homogénéisation, en réduisant la consommation d'énergie et les coûts d'entretien, et en améliorant la stabilité des produits et la conformité à l'hygiène, elle a jeté une base solide au développement durable de la production.La conception modulaire et le contrôle intelligent de l'équipement offrent également une flexibilité pour l'expansion future de la production et la mise à niveau des produits, en s'adaptant aux exigences changeantes du marché en matière de qualité et de sécurité des produits laitiers.
Dans la production pratique, les performances des homogénéisateurs à émulsifiants à cisaillement élevé sont étroitement liées aux caractéristiques du matériau, aux paramètres du procédé et à la gestion opérationnelle.Grâce à l'optimisation continue des paramètres de correspondance et à la maintenance standardisée, l'équipement peut jouer un rôle plus important dans l'amélioration de l'efficacité de la production et de la qualité des produits, créant ainsi plus de valeur pour l'installation de production.
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