1. Εισαγωγή
Σε βιομηχανίες όπως τα καλλυντικά υψηλής ποιότητας, τα βιοφαρμακευτικά και η μηχανική ακριβείας χημικών, η ζήτηση για υψηλής ποιότητας υγρά προϊόντα με λεπτά μεγέθη σωματιδίων, ισχυρή σταθερότητα και χωρίς φυσαλίδες αέρα είναι όλο και πιο αυστηρή. Ο εξοπλισμός γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης, που ενσωματώνει λειτουργίες ομογενοποίησης, γαλακτωματοποίησης και αποαέρωσης κενού, έχει γίνει μια βασική συσκευή για την κάλυψη αυτών των απαιτήσεων. Μπορεί να λύσει αποτελεσματικά τα προβλήματα της ανομοιόμορφης ανάμειξης, της συμπερίληψης φυσαλίδων αέρα και της κακής σταθερότητας του προϊόντος που είναι δύσκολο να αποφευχθούν με τον παραδοσιακό εξοπλισμό. Αυτή η περίπτωση επικεντρώνεται στο πώς ένας πελάτης στον [συγκεκριμένη βιομηχανία, π.χ., κατασκευή κρέμας προσώπου υψηλής ποιότητας] ξεπέρασε τα μακροχρόνια προβλήματα παραγωγής εισάγοντας εξοπλισμό γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης και πέτυχε ολοκληρωμένες βελτιώσεις στην ποιότητα του προϊόντος, την αποδοτικότητα της παραγωγής και τον έλεγχο του κόστους.
2. Ιστορικό του έργου
2.1 Απαιτήσεις έργου
Ο πελάτης παράγει κυρίως [τύπος προϊόντος, π.χ., κρέμες και ορούς προσώπου κατά της γήρανσης], τα οποία απαιτούν εξαιρετικά υψηλά πρότυπα για τη λεπτότητα, τη σταθερότητα και την εμφάνιση της γαλακτώματος. Πριν από την εισαγωγή του νέου εξοπλισμού γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης, η γραμμή παραγωγής του πελάτη είχε τις ακόλουθες σαφείς απαιτήσεις:
- Λεπτότητα γαλακτώματος: Το μέγεθος των σωματιδίων του γαλακτώματος πρέπει να ελέγχεται εντός 0,5-2 μικρομέτρων για να διασφαλιστεί ότι το προϊόν έχει λεία και λεπτή υφή, χωρίς αίσθηση κόκκων όταν εφαρμόζεται στο δέρμα.
- Αποαέρωση κενού: Το προϊόν πρέπει να είναι απαλλαγμένο από φυσαλίδες αέρα. Ο εξοπλισμός πρέπει να διατηρεί ένα βαθμό κενού -0,095 MPa έως -0,098 MPa κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γαλακτωματοποίησης, ώστε να αφαιρούνται πλήρως οι φυσαλίδες αέρα που δημιουργούνται κατά την ανάμειξη των υλικών και να αποφεύγονται προβλήματα όπως η οξείδωση και η μειωμένη διάρκεια ζωής του προϊόντος που προκαλούνται από τον αέρα.
- Δυνατότητα παραγωγής: Με την επέκταση του μεριδίου αγοράς του πελάτη, η ημερήσια παραγωγική ικανότητα μιας μόνο γραμμής παραγωγής πρέπει να φτάσει τουλάχιστον τα 3.000 kg και ο εξοπλισμός θα πρέπει να υποστηρίζει συνεχή ή ημισυνεχή παραγωγή για τη μείωση της απώλειας χρόνου που προκαλείται από την αλλαγή παρτίδας.
- Ασφάλεια και συμμόρφωση: Ο εξοπλισμός πρέπει να είναι κατασκευασμένος από φαρμακευτικό χάλυβα 316L για όλα τα μέρη που έρχονται σε επαφή με υλικά και να συμμορφώνεται με διεθνή πρότυπα όπως το GMP (Good Manufacturing Practice). Θα πρέπει επίσης να είναι εξοπλισμένο με ένα πλήρες σύστημα προστασίας ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένων των λειτουργιών υπερ-θερμοκρασίας, υπερ-πίεσης και διακοπής έκτακτης ανάγκης, για την εξασφάλιση της ασφάλειας της διαδικασίας παραγωγής.
2.2 Προκλήσεις που αντιμετωπίστηκαν
Πριν από τη χρήση του εξοπλισμού γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης, ο πελάτης βασιζόταν σε έναν συνδυασμό παραδοσιακών αναδευτήρων υψηλής ταχύτητας και ξεχωριστών δεξαμενών κενού για την παραγωγή. Αυτός ο τρόπος παραγωγής προκάλεσε μια σειρά προβλημάτων που περιόρισαν σοβαρά την ανάπτυξη της επιχείρησης:
- Ανεπαρκής λεπτότητα γαλακτώματος: Ο παραδοσιακός αναδευτήρας υψηλής ταχύτητας μπορούσε να διασπάσει τη φάση του ελαίου μόνο σε σωματίδια με μέγεθος 5-10 μικρομέτρων και η κατανομή μεγέθους σωματιδίων ήταν ανομοιόμορφη. Ορισμένες παρτίδες προϊόντων είχαν ακόμη και σωματίδια μεγαλύτερα από 15 μικρόμετρα, με αποτέλεσμα μια τραχιά υφή. Αυτό όχι μόνο επηρέασε την εμπειρία του χρήστη, αλλά οδήγησε και σε ποσοστό επιστροφής προϊόντων 5-8% λόγω παραπόνων για «αίσθηση κόκκων».
- Συμπερίληψη φυσαλίδων αέρα: Η ξεχωριστή δεξαμενή κενού δεν μπορούσε να επιτύχει αποαέρωση σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γαλακτωματοποίησης. Οι φυσαλίδες αέρα θα επανεισάγονταν όταν τα υλικά μεταφέρονταν από τον αναδευτήρα στη δεξαμενή κενού, με αποτέλεσμα το 10-15% των προϊόντων να έχουν ορατές φυσαλίδες αέρα στην επιφάνεια. Αυτά τα προϊόντα μπορούσαν μόνο να επανακατασκευαστούν ή να απορριφθούν, αυξάνοντας το κόστος παραγωγής.
- Χαμηλή αποδοτικότητα παραγωγής: Η παραδοσιακή διαδικασία παραγωγής απαιτούσε πολλαπλά στάδια, συμπεριλαμβανομένης της ανάμειξης υλικών στον αναδευτήρα, της μεταφοράς στη δεξαμενή κενού για αποαέρωση και στη συνέχεια της δειγματοληψίας. Κάθε παρτίδα παραγωγής διαρκούσε 6-8 ώρες και η ημερήσια παραγωγική ικανότητα μιας μόνο γραμμής ήταν μόνο περίπου 1.200 kg, η οποία απείχε πολύ από την κάλυψη της ζήτησης της αγοράς. Επιπλέον, η μεταφορά υλικών μεταξύ του εξοπλισμού αύξησε τον κίνδυνο μόλυνσης και απώλειας υλικού.
- Μη σταθερή ποιότητα προϊόντος: Λόγω της ασυνέπειας της ταχύτητας ανάμειξης και του βαθμού κενού σε διαφορετικές παρτίδες, η σταθερότητα του γαλακτώματος ποίκιλε σημαντικά. Περίπου το 7-10% των προϊόντων θα παρουσίαζαν διαστρωμάτωση ή αλλαγή χρώματος μετά από 6 μήνες αποθήκευσης και το ποσοστό οξείδωσης των προϊόντων ήταν υψηλό, οδηγώντας σε σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής.
3. Επιλογή του εξοπλισμού γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης
3.1 Χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα του επιλεγμένου εξοπλισμού
Μετά από διεξοδική έρευνα αγοράς, τη σύγκριση προϊόντων από πολλούς προμηθευτές και τη διεξαγωγή δοκιμών παραγωγής επί τόπου, ο πελάτης επέλεξε τελικά έναν εξοπλισμό γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης διπλού σταδίου. Αυτός ο εξοπλισμός είχε τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα:
- Σύστημα ομογενοποίησης διπλού σταδίου: Ο εξοπλισμός ήταν εξοπλισμένος με κεφαλή ομογενοποίησης διπλού σταδίου. Το πρώτο στάδιο χρησιμοποίησε μια αντλία εμβόλου υψηλής πίεσης για να δημιουργήσει πίεση έως και 30 MPa, η οποία θα μπορούσε αρχικά να διασπάσει τη φάση του ελαίου σε μικρά σωματίδια. το δεύτερο στάδιο χρησιμοποίησε μια ειδική δομή στάτορα-ρότορα για περαιτέρω βελτίωση των σωματιδίων σε μέγεθος 0,3-1 μικρομέτρου. Αυτός ο σχεδιασμός ομογενοποίησης διπλού σταδίου εξασφάλισε τη λεπτότητα και την ομοιομορφία του γαλακτώματος.
- Ολοκληρωμένο σύστημα κενού: Ο εξοπλισμός ενσωμάτωσε μια αντλία κενού υψηλής απόδοσης και μια σφραγισμένη δεξαμενή γαλακτωματοποίησης. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας γαλακτωματοποίησης, ο βαθμός κενού θα μπορούσε να διατηρηθεί σταθερά στα -0,096 MPa έως -0,098 MPa. Ο μοναδικός σχεδιασμός του σώματος της δεξαμενής και η δομή ανάδευσης θα μπορούσαν να αποτρέψουν την αναρρόφηση αέρα κατά την προσθήκη υλικού, πραγματοποιώντας αποαέρωση κενού σε πραγματικό χρόνο και διεξοδικά.
- Έξυπνος έλεγχος θερμοκρασίας και διεργασίας: Ο εξοπλισμός ήταν εξοπλισμένος με σύστημα ελέγχου PLC (Programmable Logic Controller) και διεπαφή λειτουργίας οθόνης αφής. Οι χειριστές θα μπορούσαν να ρυθμίσουν και να παρακολουθούν βασικές παραμέτρους όπως η πίεση ομογενοποίησης, η ταχύτητα ανάδευσης, η θερμοκρασία και ο βαθμός κενού σε πραγματικό χρόνο. Το σύστημα είχε επίσης μια αυτόματη λειτουργία μνήμης διεργασίας, η οποία θα μπορούσε να αποθηκεύσει τις παραμέτρους παραγωγής διαφορετικών προϊόντων και να εξασφαλίσει τη συνέπεια των διαδικασιών παραγωγής μεταξύ των παρτίδων.
- Εύκολος καθαρισμός και σχεδιασμός συμμόρφωσης: Όλα τα μέρη που έρχονται σε επαφή με υλικά ήταν κατασκευασμένα από φαρμακευτικό χάλυβα 316L και το εσωτερικό της δεξαμενής του εξοπλισμού είχε λεία επιφάνεια με τραχύτητα Ra ≤ 0,4 μm, η οποία ήταν εύκολο να καθαριστεί και να αποφευχθεί η υπολειμματική ουσία. Ο εξοπλισμός ήταν επίσης εξοπλισμένος με ένα σύστημα καθαρισμού CIP (Clean-in-Place), το οποίο θα μπορούσε να ολοκληρώσει τη διαδικασία καθαρισμού σε 45 λεπτά χωρίς να αποσυναρμολογηθεί ο εξοπλισμός, πληρώντας τις απαιτήσεις GMP για υγιεινή και καθαριότητα.
3.2 Πώς πληρούσε τις απαιτήσεις
Ο επιλεγμένος εξοπλισμός γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης ταίριαζε πλήρως με τις απαιτήσεις παραγωγής του πελάτη και έλυσε αποτελεσματικά τις προηγούμενες προκλήσεις:
- Κάλυψη των απαιτήσεων λεπτότητας γαλακτώματος: Μέσω του συστήματος ομογενοποίησης διπλού σταδίου, ο εξοπλισμός θα μπορούσε να ελέγξει σταθερά το μέγεθος των σωματιδίων του γαλακτώματος εντός 0,5-1,5 μικρομέτρων, το οποίο ήταν καλύτερο από το απαιτούμενο εύρος του πελάτη 0,5-2 μικρομέτρων. Μετά από δοκιμές, η υφή του προϊόντος έγινε εξαιρετικά λεία και το ποσοστό επιστροφής πελατών λόγω «αίσθησης κόκκων» μειώθηκε σε λιγότερο από 0,3%.
- Κάλυψη των απαιτήσεων αποαέρωσης κενού: Το ενσωματωμένο σύστημα κενού διατήρησε ένα υψηλό βαθμό κενού καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας γαλακτωματοποίησης, εξαλείφοντας πλήρως τις φυσαλίδες αέρα στο προϊόν. Το ποσοστό των προϊόντων με φυσαλίδες αέρα μειώθηκε από 12% (πριν) σε λιγότερο από 0,5% και το πρόβλημα της οξείδωσης του προϊόντος που προκαλείται από τον αέρα μετριάστηκε επίσης σημαντικά.
- Κάλυψη των απαιτήσεων παραγωγικής ικανότητας: Ο εξοπλισμός υποστήριξε ημισυνεχή παραγωγή. Μετά την βελτιστοποίηση της διαδικασίας παραγωγής, ο χρόνος παραγωγής ανά παρτίδα μειώθηκε σε 2,5-3 ώρες και η ημερήσια παραγωγική ικανότητα μιας μόνο γραμμής έφτασε τα 3.500 kg, ξεπερνώντας τον στόχο του πελάτη των 3.000 kg. Ταυτόχρονα, ο ενσωματωμένος σχεδιασμός απέφυγε τη μεταφορά υλικού μεταξύ του εξοπλισμού, μειώνοντας την απώλεια υλικού και τους κινδύνους μόλυνσης.
- Κάλυψη των απαιτήσεων ασφάλειας και συμμόρφωσης: Το φαρμακευτικό υλικό από ανοξείδωτο χάλυβα 316L και ο σχεδιασμός που συμμορφώνεται με το GMP διασφάλισαν ότι ο εξοπλισμός πληρούσε τα αυστηρά πρότυπα υγιεινής και ασφάλειας της βιομηχανίας. Το πλήρες σύστημα προστασίας ασφαλείας απέτρεψε επίσης αποτελεσματικά ατυχήματα ασφαλείας όπως υπερ-θερμοκρασία και υπερ-πίεση, διασφαλίζοντας την ομαλή πρόοδο της διαδικασίας παραγωγής.
4. Διαδικασία υλοποίησης
4.1 Εγκατάσταση και ρύθμιση
Η εγκατάσταση και η ρύθμιση του εξοπλισμού γαλακτωματοποίησης κενού ομογενοποίησης ολοκληρώθηκαν από μια επαγγελματική τεχνική ομάδα από τον προμηθευτή του εξοπλισμού και ολόκληρη η διαδικασία διήρκεσε 14 εργάσιμες ημέρες. Τα συγκεκριμένα βήματα ήταν τα εξής:
- Προετοιμασία πριν από την εγκατάσταση: Έναν μήνα πριν από την άφιξη του εξοπλισμού, η τεχνική ομάδα πραγματοποίησε επιτόπιες έρευνες με τον πελάτη για να επιβεβαιώσει τις συνθήκες του χώρου, συμπεριλαμβανομένης της παροχής ρεύματος (380V/50Hz), της παροχής νερού (πίεση ≥ 0,3 MPa), της αποχέτευσης και του αερισμού. Διαμόρφωσαν επίσης ένα λεπτομερές σχέδιο εγκατάστασης και παρείχαν εκπαίδευση για την προετοιμασία πριν από την εγκατάσταση για το προσωπικό του πελάτη.
- Εκφόρτωση και τοποθέτηση εξοπλισμού: Την ημέρα που έφτασε ο εξοπλισμός, η τεχνική ομάδα χρησιμοποίησε επαγγελματικό εξοπλισμό ανύψωσης για να ξεφορτώσει τον εξοπλισμό και να τον τοποθετήσει με ακρίβεια σύμφωνα με το σχέδιο εγκατάστασης. Έδωσαν ιδιαίτερη προσοχή στην ισοπέδωση του εξοπλισμού για να εξασφαλίσουν τη σταθερή λειτουργία της κεφαλής ομογενοποίησης και του συστήματος κενού.
- Σύνδεση αγωγών και ηλεκτρικών: Η τεχνική ομάδα συνέδεσε τους αγωγούς εισόδου και εξόδου υλικού του εξοπλισμού, τους αγωγούς νερού ψύξης και τους αγωγούς κενού και έλεγξε αυστηρά την απόδοση στεγανοποίησης κάθε αγωγού για να αποφευχθεί η διαρροή. Ταυτόχρονα, ολοκλήρωσαν τις ηλεκτρικές εργασίες σύνδεσης, συμπεριλαμβανομένης της σύνδεσης της κύριας παροχής ρεύματος, του κυκλώματος ελέγχου και του κυκλώματος προστασίας ασφαλείας και πραγματοποίησαν μια ολοκληρωμένη δοκιμή ηλεκτρικής ασφάλειας.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!