Fallstudie: Industrielle Emulgatoren mit hohem Scherenvermögen erhöhen die Konsistenz und Skalierbarkeit der Produktion
In der industriellen Fertigung, insbesondere für Unternehmen, die in der Herstellung von viskosen Materialien wie Lebensmittelzusatzstoffen, pharmazeutischen Zwischenprodukten und industriellen Klebstoffen tätig sindErreichung einer gleichmäßigen Emulgation, die Reduzierung der Partikelgröße und die Gewährleistung der Konsistenz von Charge zu Charge sind entscheidend für die Produktqualifikation und die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt.Ein mittelständischer Hersteller, der sich auf hochviskose Polymeremulsionen spezialisiert hat, hat kürzlich langjährige Produktionsschwierigkeiten überwunden, indem er einen industriellen Emulgator mit hoher Scherfähigkeit eingeführt hat.Diese Fallstudie erläutert die Herausforderungen, die Hersteller vor der Einführung haben.Integrationsprozess der Ausrüstung, und quantifizierbare Ergebnisse nach der Anwendung, wobei der Schwerpunkt auf objektiven Fakten und technischen Leistungen liegt.
1Hintergrund: Produktionsschmerzpunkte und operative Herausforderungen
Vor der Einführung des industriellen Emulgationsmittels mit hohem Scherenwert stützte sich der Hersteller bei der Herstellung von Polymeremulsionen auf herkömmliche Paddelmischmaschinen und Emulgationsgeräte mit niedrigem Scherenwert.Da die Nachfrage auf dem Markt nach leistungsstarken Emulsionen (mit kleineren Partikelgrößen und besserer Stabilität) wuchsIn den letzten Jahren sind die Grenzen der traditionellen Ausrüstung immer deutlicher geworden, was zu mehreren Betriebsengpässen geführt hat, die die Entwicklung der Produktion eingeschränkt haben:
1.1 Unzureichende Emulgationsgleichheit und große Partikelgröße
Herkömmliche Geräte mit niedrigem Scherevermögen stützten sich auf mechanisches Rühren, um eine Phasenmischung zu erreichen, bei der es an ausreichender Scherekraft mangelte, um große Öl- oder feste Partikel im Emulsionssystem abzubauen.Als Ergebnis, die Endprodukte hatten eine durchschnittliche Partikelgröße von 300-500 μm mit offensichtlichen Agglomerationserscheinungen. 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 processingDarüber hinaus verursachte die schlechte Partikeldispersion die Schichtung der Emulsion nach langfristiger Lagerung, was die Haltbarkeit des Produkts und seine Marktakzeptanz verkürzte.
1.2 Lange Produktionszyklen und geringe Kapazitäten
Um die unzureichende Scherkraft auszugleichen, musste der Hersteller die Rührzeit verlängern und die Anzahl der Mischzyklen erhöhen.einschließlich 2-3 Stunden Emulgierung und 1-2 Stunden Sekundärmischung zur HomogenisierungDas Verfahren stützte sich in hohem Maße auf manuelle Bedienung, wobei die Bediener die Rührgeschwindigkeit, die Fütterung und die Temperatur kontinuierlich anpassen mussten.Dies erhöhte nicht nur die Arbeitsintensität, sondern beschränkte auch die tägliche Produktion der Fabrik.Die maximale tägliche Produktionskapazität betrug nur 8-10 Chargen, die der wachsenden Marktnachfrage nicht gerecht werden konnten, was zu Verlusten von Aufträgen führte.
1.3 Schlechte Konsistenz von Charge zu Charge und hohe Defektquote
Die Leistungsfähigkeit traditioneller Geräte wurde stark durch menschlichen Betrieb und Umweltfaktoren beeinflusst.Bei der Herstellung von Produkten, die in der Praxis in der Industrie verwendet werden, ist es wichtig, dass die Produkte in der Praxis in der Praxis verarbeitet werden.Die Produktfehlerquote betrug durchschnittlich 7%, hauptsächlich aufgrund übermäßiger Partikelgröße, Schichtung oder unzureichender Viskosität.Die hohe Defektquote verursachte nicht nur eine große Menge an Rohstoffverschwendung, sondern erhöhte auch die Nachbearbeitungskosten und verlängerte Lieferzyklen.
1.4 Hoher Energieverbrauch und Betriebskosten
Herkömmliche Geräte mit niedrigem Schereeffizienz hatten einen geringen Energieverbrauch, wobei der größte Teil der Energie durch mechanische Reibung verbraucht wurde und nicht durch effektive Schereemulpation.Die Motorleistung der Ausrüstung betrug 45 kW.Der langfristige Produktionszyklus führte zudem zu einem höheren Energieverbrauch (Strom und Dampf) und zu höheren Arbeitskosten.Der Hersteller berechnete, daß die Energie- und Arbeitskosten 40% der gesamten Produktionskosten ausmachten., was die Gewinnspanne des Erzeugnisses erheblich verringerte.
1.5 Hygiene- und Dichtungsprobleme in der Produktion
Für Produkte, die Lebensmittelzusatzstoffe und pharmazeutische Zwischenprodukte enthalten, sind Hygiene und Dichtungsleistung der Produktionsanlagen von entscheidender Bedeutung.Die herkömmliche Emulgationsanlage hat eine offene RührstrukturDie Ausrüstung wurde mit einer Ausrüstung aus normalen Gummi ausgestattet, die in der Regel mit einer Maschine ausgestattet ist, die in der Lage ist, die Maschine zu verpacken.die nach langem Gebrauch anfällig für Alterung und Leckagen warDie Schwierigkeiten bei der Reinigung der toten Ecken der Geräte erhöhen auch das Risiko einer Kreuzkontamination zwischen verschiedenen Chargen.
2- Lösung: Einführung eines industriellen Emulgationsmittels mit hohem Schergehalt
Nach eingehenderer technischer Forschung und mehrfacher Vor-Ort-Tests wählte der Hersteller einen Emulgator mit hohem Scherevermögen in industrieller Qualität (55 kW) zur Bewältigung seiner Produktionsprobleme.Die Ausrüstung wurde anhand der Eigenschaften von hochviskosen Polymeremulsionen angepasst, mit wichtigen technischen Konfigurationen zur Verbesserung der Schereffizienz, zur Gewährleistung der Produktkonsistenz und zur Erfüllung der Hygieneanforderungen.
- Hochleistungsmotor (55 kW) mit Variable Frequency Drive (VFD) zur schrittlosen Drehzahlregulierung (0-14400 U/min), der eine verstellbare Scherkraft für verschiedene Materialsysteme gewährleistet;
- "Technologie" für die Herstellung von "technischen" oder "technischen" Geräten, die als "technische" oder "technische" Geräte verwendet werden, die als "technische Geräte" oder "technische Geräte" bezeichnet werden.
- Material aus Edelstahl (SUS316L) für alle Berührungsteile mit Spiegelpolierung (Ra ≤ 0,8 μm), um Hygiene, Korrosionsbeständigkeit und einfache Reinigung zu gewährleisten;
- geschlossene Behälterstruktur mit mechanischer Dichtung (doppelgeschlossene mechanische Dichtung mit Kühlsystem) zur Verhinderung von Materiallecks und Kontamination;
- integrierte Temperaturregelung (Doppel-Tank) zur präzisen Temperaturregelung (0-120°C) während der Emulgierung, wodurch Materialzerfall durch Überhitzung vermieden wird;
- PLC-Steuerungssystem mit Touchscreen-Betrieb, Unterstützung der Rezeptur Speicherung (bis zu 50 Rezepte), automatische Zuführung Steuerung und Echtzeit-Überwachung der wichtigsten Parameter (Geschwindigkeit, Temperatur, Druck).
Die hohe Schereffizienz, die geschlossene Struktur und die automatisierte Steuerung der Geräte wurden als Schlüsselfaktoren zur Lösung der Schwierigkeiten des Herstellers ermittelt.Die Einhaltung der Normen der Lebensmittel- und Pharmaindustrie gewährleistete die Qualität und Sicherheit des Produkts..
3. Umsetzungsprozess und Integration der Ausrüstung
Die Integration des industriellen Emulgationsmittels mit hohem Schereffekt in die bestehende Produktionslinie erfolgte schrittweise, um Produktionsunterbrechungen zu minimieren und einen reibungslosen Übergang zu gewährleisten.Der gesamte Prozess umfasste die Vorbereitung der Installation, Installation vor Ort, Inbetriebnahme und Prozessoptimierung, wobei der Ausrüstungsanbieter den gesamten Prozess technisch unterstützt:
3.1 Bewertung und Anpassung vor der Installation
Ein Monat vor der Lieferung der Ausrüstung führte das technische Team des Lieferanten eine Vor-Ort-Bewertung der Produktionsstruktur, der Stromversorgungsbedingungen und der Materialbearbeitungsverfahren des Herstellers durch.Auf der Grundlage der Bewertungsergebnisse, wurden das Volumen des Emulgatorbehälters (1000 L) und die Lage des Entladestorns an die bestehenden Zuführungs- und Verpackungsleitungen angepasst.Das PLC-System wurde mit den 10 gängigen Produktrezepten des Herstellers vorprogrammiert, und die Steuerungsschnittstelle wurde entsprechend den Betriebsgewohnheiten der Bediener optimiert, um die Lernkurve zu reduzieren.
3.2 Installation und Inbetriebnahme
Nach der Lieferung der Ausrüstung hat das Installationsteam des Lieferanten die Installation vor Ort und die Inbetriebnahme innerhalb von 4 Tagen abgeschlossen.Verbindung der Stromversorgung, Kühlsystem und Temperatursteuerungseinheit und Durchführung von Leckprüfungen und Leistungsüberprüfung.Das Team führte außerdem einen 72-stündigen kontinuierlichen Betriebstest durch, um die Stabilität der Ausrüstung unter Volllastbedingungen zu gewährleistenWährend der Inbetriebnahme wurden zunächst die Schergeschwindigkeit, die Fütterungssequenz und die Temperaturparameter angepasst, um die grundlegenden Emulgationsanforderungen zu erfüllen.
3.3 Betriebsausbildung und Prozessoptimierung
Für die Betreiber und das Instandhaltungspersonal des Herstellers wurde eine einwöchige Schulungsveranstaltung organisiert, die den Betrieb der Geräte, die Anpassung der Parameter, die routinemäßige Instandhaltung und den Fehlermanagement umfasste.Der Schwerpunkt lag auf den automatisierten Funktionen des SPS-Systems, wie z. B. Rezept-Rückruf, automatische Temperaturregelung und Notschaltvorgänge.Um den Emulgationsprozess für verschiedene Warentypen zu optimieren, wurde eine zweiwöchige Produktionsphase durchgeführt.Bei einer Polymeremulsion mit hoher Viskosität wurde beispielsweise die Schergeschwindigkeit auf 12000 U/min und die Emulgationszeit auf 45 Minuten eingestellt.Die Drehzahl wurde auf 8000 U/min reduziert, um übermäßige Schere und Materialzerstörung zu vermeiden.In der Testphase wurden auch die Konsistenz der Chargen und die Produktindikatoren überprüft, wobei kontinuierliche Anpassungen vorgenommen wurden, um die optimalen Prozessparameter zu erreichen.
4. Ergebnisse und quantifizierbare Verbesserungen
Drei Monate nach der vollständigen Inbetriebnahme des industriellen Hochscher-Emulgatoren führte der Hersteller eine umfassende Bewertung seiner Produktionsleistung durch.Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Verbesserung der Produktqualität, Produktionseffizienz und Betriebskosten, wobei alle Kernprobleme wirksam angegangen werden:
4.1 Verbesserte Produktqualität und Feinheit
Die mit hohem Scherevermögen ausgestattete Rotor-Stator-Anlage mit einem schmalen Schere-Gefälle brach große Partikel im Emulsionssystem effektiv ab.Verringerung der durchschnittlichen Partikelgröße von 300-500 μm auf 20-50 μm· eine Verringerung von mehr als 85%Die Emulsionen zeigten eine gleichmäßige Partikelverteilung, keine Agglomerationserscheinungen und eine deutlich verbesserte Stabilität.Langzeitlagerungstests zeigten, dass sich die Emulsionen nach 6 Monaten Lagerung weder stratifizierten noch abfällten, wodurch die Haltbarkeit des Produkts von 3 auf 6-8 Monate verlängert wurde.und die Marktakzeptanz des Produkts wurde deutlich verbessert..
4.2 60%ige Verkürzung der Produktionszeit
Durch die hohe Schereffizienz der Ausrüstung wurde die Zeit der Emulgierung einer einzigen Charge von 4-5 Stunden auf 1,5-2 Stunden verkürzt, was eine Verringerung um 60% bedeutet.Das automatisierte Steuerungssystem PLC enthielt die Notwendigkeit einer manuellen Einstellung der Parameter, so dass die Ausrüstung den Emulgationsprozess mit minimalem Aufsicht abschließen kann.Im Vergleich zu 5-6 BetreibernDie Produktionskapazität der Fabrik stieg somit täglich von 8-10 auf 20-22 Chargen, wodurch die wachsende Nachfrage des Marktes wirksam gedeckt und die Verlustbestellungen reduziert wurden.
4.3 Wesentlich verbesserte Konsistenz der Chargen und geringere Defektquote
Das automatisierte Steuerungssystem und die präzise Regulierung der Scherkraft gewährleisteten einheitliche Produktionsparameter für verschiedene Schichten und Chargen.Der Schwankungsbereich der Produktviskosität und Partikelgröße zwischen den Chargen wurde von ±15% auf ±3% reduziert.Die Produktfehlerquote sank von 7% auf 0,3%, wodurch die Rohstoffverschwendung und die Nachbearbeitungskosten minimiert wurden.Der Hersteller berechnete, daß allein durch die Verringerung der Fehlerquote jährlich mehr als 15 Tonnen Rohstoffe eingespart wurden.
4.4 Reduzierte Energiekosten und Betriebskosten
Obwohl die Motorleistung des Emulgatoren (55 kW) höher war als die der herkömmlichen Ausrüstung (45 kW),Die Energieeffizienz wurde erheblich verbessert. Mehr als 70% der Energie wurden für eine effektive Schereemulgierung verwendet.Der verkürzte Produktionszyklus reduzierte auch den Energieverbrauch: Der Stromverbrauch pro Charge sank um 40% und der Dampfverbrauch um 35%.Die Arbeitskosten wurden aufgrund der reduzierten Anzahl der Betreiber um 60% gesenkt.Insgesamt sanken die Gesamtproduktionskosten des Herstellers um 28% und die Gewinnspanne des Produkts um 12 Prozentpunkte.
4.5 Verbesserte Einhaltung der Vorschriften über Hygiene und Sicherheit
Die geschlossene Tankstruktur und die mechanische Versiegelung mit doppelten Enden verhinderten effektiv Materiallecks und äußere Kontamination, wodurch das Risiko von Staub und Verlust flüchtiger Bauteile ausgeschlossen wurde.Das Material SUS316L und die Spiegelpolieroberfläche können gründlich gereinigt werden, und die CIP-Schnittstelle (Clean-in-Place) der Ausrüstung ermöglichte eine automatisierte Reinigung, wodurch die Reinigungszeit um 50% verkürzt und eine Kreuzkontamination zwischen den Chargen vermieden wurde.Die Geräte erfüllten vollständig die Hygieneanforderungen der Produktion von Lebensmittelzusatzstoffen und pharmazeutischen Zwischenprodukten, die Qualitätsprüfung durch Dritte und die regulatorische Überprüfung reibungslos zu bestehen.
4.6 Stärkere Anpassungsfähigkeit an mehrere Materialsysteme
Die schrittlose Drehzahlregelung und die austauschbare Rotor-Stator-Anlage ermöglichten es dem Emulgator, sich den unterschiedlichen Anforderungen an Viskosität und Partikelgröße verschiedener Emulsionssysteme anzupassen. 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 equipmentDie Möglichkeit, mehrere Rezepte im PLC-System zu speichern, ermöglichte einen schnellen Batchwechsel und reduzierte die Ausfallzeiten zwischen verschiedenen Produktproduktionen von 1 Stunde auf 15 Minuten.
5Langfristige Auswirkungen und Schlussfolgerungen
Durch die Einführung des hochgeschnittenen Emulgationsmittels der industriellen Qualität wurden die Produktionsprozesse der Hersteller grundlegend verändert.Produktionseffizienz, und Kostenkontrolle, hat die Ausrüstung nicht nur die unmittelbaren operativen Engpässe gelöst, sondern auch ein solides Fundament für die langfristige Entwicklung des Unternehmens gelegt.
Auf lange Sicht hat der Hersteller aufgrund der verbesserten Produktqualität und der erweiterten Produktionskapazität eine verbesserte Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt erreicht.mit einem Marktanteil, der innerhalb von sechs Monaten nach dem Betrieb der Anlagen um 15% ansteigtDer reduzierte Energieverbrauch und die Verringerung der Rohstoffverschwendung entsprechen auch den Anforderungen einer grünen und kohlenstoffarmen Produktion und stärken so das Image des Unternehmens als umweltverantwortlich.Der automatische Betrieb hat die Arbeitsintensität und Betriebsfehler reduziert, die Zufriedenheit der Mitarbeiter verbessern und die Umsatzraten senken.
Für Hersteller in der Lebensmittel-, Pharma-, Chemie- und anderen Industrie, die mit Herausforderungen wie unzureichender Emulgationsleistung, schlechter Chargenkonsistenz und hohen Produktionskosten konfrontiert sindder hochschere Emulgator in industrieller Qualität bietet eine praktische und zuverlässige LösungDiese Fallstudie zeigt, daß Investitionen in eine fortschrittliche Emulgationstechnologie mit hohem Schereffekt die Produktionsleistung effektiv verbessern, die Betriebskosten senken, dieund eine nachhaltige Entwicklung, die für ähnliche Unternehmen im Bereich der industriellen Modernisierung eine wertvolle Referenz ist.
Ihre Nachricht muss zwischen 20 und 3.000 Zeichen enthalten!