Anwendungsfallstudie für mobile Emulgiergeräte
In der Produktion von diversifizierten, viskosen Lebensmittelkondimenten wie Salatdressing, Fruchtmarmelade und scharfer Sauce wirkt sich die Notwendigkeit des flexiblen Wechsels zwischen mehreren Produktionsstationen und die Kompatibilität mit verschiedenen Tankspezifikationen direkt auf die Produktionsflexibilität und die betriebliche Effizienz aus. Ein Hersteller, der sich mit der Verarbeitung von Kondimenten mit mehreren Sorten befasst, war einst mit Engpässen konfrontiert, die durch feste Emulgiergeräte verursacht wurden, was die Optimierung von Produktionslinien mit mehreren Chargen und Spezifikationen einschränkte. Die Einführung mobiler Emulgiergeräte hat diese Herausforderungen effektiv bewältigt und eine umfassende Verbesserung der Produktionsflexibilität, der Geräteauslastung und der Verarbeitungskonsistenz erreicht.
Hintergrund: Mobilitätsbedingte Dilemmata in der Multi-Stations-Produktion
Die Produktionslinie des Herstellers umfasste die gleichzeitige Verarbeitung von sechs Arten von Kondimenten, wobei jedes Produkt einem unabhängigen Mischtank und einer Verarbeitungsstation zugeordnet war. Im traditionellen Produktionsprozess war jede Station mit einem festen Emulgierer ausgestattet, was zu mehreren betrieblichen Engpässen führte, die sich auf die Mobilität und Auslastung der Geräte konzentrierten.
Erstens, geringe Geräteauslastung und hohe Investitionskosten. Feste Emulgierer waren bestimmten Stationen zugeordnet, während einige Produkte mit geringem Ertrag (wie Salatdressing mit speziellem Geschmack) die Geräte nur 3-4 Stunden am Tag belegten, was zu einer ungenutzten Kapazität von fast 60 % für einige Geräte führte. Um den Produktionsbedarf zu decken, musste der Hersteller in mehrere feste Emulgierer investieren, was die anfänglichen Geräteinvestitionen und die Folgekosten für die Wartung erhöhte.
Zweitens, begrenzte Produktionsflexibilität und lange Chargenwechselzeiten. Bei der Anpassung der Produktionspläne (z. B. Erhöhung der Produktion von Fruchtmarmelade und Reduzierung von scharfer Sauce) konnten die festen Geräte nicht zwischen den Stationen umgestellt werden. Die Arbeiter mussten Materialien zwischen verschiedenen Stationen transportieren, was 40-50 Minuten pro Charge dauerte und das Risiko von Materialkontamination und -verlust erhöhte. Darüber hinaus führten die Fehlanpassung zwischen den festen Geräteparametern und den neuen Produktspezifikationen häufig zu inkonsistenten Emulgiereffekten während der Probeherstellung neuer Kondimente.
Drittens, umständliche Geräte wartung und Standortbeschränkungen. Feste Emulgierer wurden an festen Positionen installiert, was es dem Wartungspersonal erschwerte, auf die Unter- und Seitenteile für Inspektion und Reparatur zuzugreifen. Die Anordnung von Rohrleitungen und Drähten fester Geräte schränkte auch die Anpassung des Produktionslinienlayouts ein und behinderte die anschließende Prozessverbesserung. Darüber hinaus machte die feste Struktur die Reinigung zwischen verschiedenen Produkten zeitaufwändig, da Rückstände in den Totwinkeln der Rohrleitungen nur schwer zu entfernen waren, was das Intervall zwischen den Chargen verlängerte.
Darüber hinaus verfügte die Produktionswerkstatt über begrenzten Platz, und die Belegung durch mehrere feste Emulgierer führte zu überfüllten Arbeitsbereichen, was das Risiko von betrieblichen Sicherheitsrisiken erhöhte und die Effizienz der Arbeiter verringerte.
Lösung: Einführung und Anwendung mobiler Emulgiergeräte
Um die oben genannten Probleme zu lösen, wählte der Hersteller ein mobiles Hochscher-Emulgiergerät mit kundenspezifischen Spezifikationen, das Mobilität, hocheffizientes Emulgieren und flexible Andockfunktionen integriert. Das Kerndesign des Geräts konzentriert sich auf die Anpassung an mehrere Stationen und die betriebliche Flexibilität und passt perfekt zu den Anforderungen der Kondimentproduktion mit mehreren Sorten und Chargen.
Das Mobilitätssystem des Geräts ist mit hochbelastbaren Universalrädern mit Verriegelungsvorrichtungen ausgestattet, die das Gewicht der gesamten Maschine (einschließlich des Emulgierkopfes und des Schaltschranks) tragen und sich reibungslos auf dem Werkstattboden bewegen können. Die Räder sind mit stoßdämpfenden Pads ausgestattet, um Vibrationen zu vermeiden, die sich auf den Emulgiereffekt während der Bewegung auswirken und eine stabile Positionierung nach dem Verriegeln gewährleisten, ohne Verschiebung während des Betriebs. Die Gerätehöhe ist stufenlos einstellbar (800-1500 mm), wodurch ein schnelles Andocken an Mischtanks unterschiedlicher Höhe (50L-500L) an verschiedenen Stationen ohne zusätzliche Adapterteile ermöglicht wird.
In Bezug auf die Emulgierleistung behält das Gerät die Hochscher-Stator-Rotor-Struktur (einstellbarer Spalt 0,2-0,3 mm) und die 360°-Abstreifwand-Rührfunktion bei, wodurch eine starke Scherkraft erzeugt wird, um eine gleichmäßige Verteilung der Materialien zu gewährleisten und Rückstände an der Tankwand zu vermeiden. Der Schaltschrank ist in die Hauptmaschine integriert und mit einem Touchscreen-Bedienfeld ausgestattet, das Parametereinstellungen für verschiedene Produkte speichern kann, wodurch ein schnelles Umschalten der Parameter beim Wechsel zwischen den Stationen ermöglicht wird. Das Gerät verwendet einen abnehmbaren Emulgierkopf, der die Reinigung erleichtert und Kreuzkontaminationen zwischen verschiedenen Kondimenten vermeidet.
Vor der formellen Inbetriebnahme führte der Hersteller Vor-Ort-Tests an mehreren Stationen durch und optimierte die Bewegungsroute, die Andockzeit und die Betriebsparameter. Für hochviskose Fruchtmarmelade wurden die optimalen Parameter wie folgt ermittelt: Hochschergeschwindigkeit 6500 U/min, Rührzeit 45 Minuten und Gerätehöhe auf 1200 mm eingestellt. Für niedrigviskoses Salatdressing wurden die Parameter wie folgt angepasst: Hochschergeschwindigkeit 5500 U/min, Rührzeit 30 Minuten und Gerätehöhe auf 900 mm eingestellt. Die Testergebnisse zeigten, dass das Gerät den Stationswechsel innerhalb von 5 Minuten abschließen und einen stabilen Emulgiereffekt erzielen konnte, der mit dem der festen Geräte übereinstimmte. Basierend auf diesen Daten wurde das Gerät offiziell in Produktion genommen.
Ergebnisse: Umfassende Verbesserung der Produktionsleistung
Nachdem das mobile Emulgiergerät in Betrieb genommen wurde, erzielte der Produktionsprozess des Herstellers signifikante Verbesserungen in Bezug auf Flexibilität, Geräteauslastung, Produktionseffizienz und Kostenkontrolle, wobei messbare Daten die Anwendungswirkung bestätigten.
In Bezug auf Flexibilität und Geräteauslastung ermöglichte das mobile Design dem Gerät, 6 Produktionsstationen abzudecken und 4 feste Emulgierer zu ersetzen. Die Geräteauslastung stieg von 40 % (für feste Geräte) auf 85 %, da es je nach Produktionsbedarf schnell auf verschiedene Stationen verlagert werden konnte. Für Produkte mit geringem Ertrag konnte das Gerät zwischen den Stationen gemeinsam genutzt werden, wodurch ungenutzte Kapazitäten entfielen. Während der Probeherstellung neuer Produkte konnte das Gerät flexibel an kleinen Testtanks und großen Produktionstanks angedockt werden, wodurch die Zeit für die Parameteranpassung um 60 % reduziert und konsistente Probeherstellungs- und Massenproduktionseffekte sichergestellt wurden.
In Bezug auf die Produktionseffizienz wurde die Stationswechselzeit von 40-50 Minuten (Materialtransfer zwischen festen Stationen) auf 5 Minuten verkürzt, eine Reduzierung von fast 90 %. Der abnehmbare Emulgierkopf und das integrierte Reinigungsdesign reduzierten die Reinigungszeit pro Charge um 35 %, wodurch das Intervall zwischen verschiedenen Produktchargen verkürzt wurde. Die Parameterspeicherfunktion vermied wiederholte Anpassungen beim Wechsel der Produkte und sparte 10-15 Minuten pro Charge. Insgesamt stieg die tägliche Produktionskapazität im Vergleich zum traditionellen Verfahren um das 1,8-fache, während die Anzahl der verwendeten Geräte um 60 % sank.
In Bezug auf die Kostenkontrolle sparte die Reduzierung der festen Geräteinvestitionen die anfänglichen Kapitalausgaben um 45 %. Die gemeinsame Nutzung eines einzigen mobilen Emulgierers reduzierte die Wartungskosten um 50 % (im Vergleich zur Wartung mehrerer fester Geräte), da nur ein Satz von Geräten regelmäßigen Inspektionen und dem Austausch von Verschleißteilen unterzogen werden musste. Die Reduzierung des Materialtransfers und der Reinigungszeit senkte die Arbeitskosten um 30 %, und die Vermeidung von Materialverlusten während des Transfers reduzierte den Rohstoffabfall um etwa 12 %.
In Bezug auf Produktkonsistenz und Sicherheit stellten die stabile Positionierung und der gleichmäßige Emulgiereffekt des Geräts sicher, dass der Viskositätsschwankungsbereich jeder Produktcharge innerhalb von ±3 % gehalten wurde, wodurch das Problem der inkonsistenten Qualität aufgrund von Parameterunterschieden zwischen festen Geräten gelöst wurde. Die abnehmbare und leicht zu reinigende Struktur eliminierte Kreuzkontaminationen zwischen Produkten, und das mobile Design optimierte das Werkstattlayout und reduzierte betriebliche Sicherheitsrisiken.
Langzeitbetrieb und Zusammenfassung der Erfahrungen
Im aktuellen statistischen Zeitraum ist das mobile Emulgiergerät seit mehr als 8.500 Stunden ununterbrochen im stabilen Betrieb, mit einer Ausfallrate von weniger als 1 %. Die hochbelastbaren Universalräder weisen keinen offensichtlichen Verschleiß auf, und die Verriegelungsvorrichtung behält eine stabile Positionierungsleistung bei. Der abnehmbare Emulgierkopf und das modulare Design erleichtern die Wartung, und die Verschleißteile (Stator-Rotor, Dichtungsring) können innerhalb von 30 Minuten vor Ort ausgetauscht werden, wodurch die Produktionskontinuität gewährleistet wird.
Die Anwendungspraxis zeigt, dass mobile Emulgiergeräte mit ihrer flexiblen Mobilität, der Anpassung an mehrere Stationen und den integrierten Betriebsfunktionen die Probleme der geringen Auslastung, der schlechten Flexibilität und der hohen Kosten fester Emulgierer in der Kondimentproduktion mit mehreren Sorten effektiv lösen können. Durch die Optimierung der Gerätezuweisung, die Verkürzung der Umschaltzeit und die Verbesserung der Auslastungsrate erhöht es die Produktionsflexibilität und -effizienz und reduziert gleichzeitig die Investitions- und Betriebskosten.
Für Hersteller, die sich mit der Verarbeitung von viskosen Lebensmitteln mit mehreren Chargen und Spezifikationen befassen, sollte die Auswahl mobiler Emulgiergeräte die Tragfähigkeit, die Positionsstabilität und die Andockfähigkeit in den Mittelpunkt stellen. Kundenspezifische Höhenverstellbereiche und Parameterspeicherfunktionen sowie strenge Mobilitätstests vor Ort sind der Schlüssel zur Gewährleistung der Übereinstimmung zwischen Geräten und Produktionslinien. Der stabile Betrieb dieses Geräts bietet nicht nur eine zuverlässige Garantie für die Produktqualität und die Produktionsflexibilität, sondern legt auch eine solide Grundlage für die anschließende Optimierung des Produktionslinienlayouts und die Erweiterung der Produktkategorie.
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