Μελέτη περίπτωσης: Εξωτερικός κυκλοφορικός αναρροφητικός γαλακτωματοποιητής στην παραγωγή κρέμας καλλυντικών
Στη βιομηχανία καλλυντικών, οι κρέμες και τα γαλακτωματοποιημένα προϊόντα υψηλής ποιότητας απαιτούν αυστηρό έλεγχο της ομοιομορφίας της υφής, της κατανομής του μεγέθους των σωματιδίων, της σταθερότητας της γαλακτωματοποίησης και της εμφάνισης χωρίς φυσαλίδες. Ο παραδοσιακός εξοπλισμός γαλακτωματοποίησης εσωτερικής κυκλοφορίας συχνά δυσκολεύεται με την ανεπαρκή κυκλοφορία υλικού, την ανομοιόμορφη κατανομή της δύναμης διάτμησης και τις υπολειμματικές φυσαλίδες αέρα στην παραγωγή μεγάλων παρτίδων, οδηγώντας σε ασυνεπή ποιότητα προϊόντος και περιορισμένη απόδοση παραγωγής. Αυτή η μελέτη περίπτωσης περιγράφει λεπτομερώς πώς ένας εξωτερικός κυκλοφορικός αναρροφητικός γαλακτωματοποιητής αντιμετώπισε αυτές τις βασικές προκλήσεις στη μεγάλης κλίμακας κατασκευή κρέμας καλλυντικών, βελτιστοποίησε τις διαδικασίες παραγωγής και βελτίωσε τη συνέπεια του προϊόντος — παρουσιάστηκε αντικειμενικά χωρίς διαφημιστική γλώσσα, τηρώντας τα βιομηχανικά πρότυπα και τις κανονιστικές απαιτήσεις.
1. Ιστορικό και προκλήσεις παραγωγής
Η εγκατάσταση παραγωγής επικεντρώνεται στη μεγάλης κλίμακας κατασκευή κρεμών καλλυντικών υψηλής ποιότητας, συμπεριλαμβανομένων ενυδατικών κρεμών, κρεμών κατά της γήρανσης και αντηλιακών κρεμών. Πριν από την αναβάθμιση του εξοπλισμού, η εγκατάσταση βασιζόταν σε συμβατικούς αναρροφητικούς γαλακτωματοποιητές εσωτερικής κυκλοφορίας, οι οποίοι προκάλεσαν επίμονα προβλήματα μετά από μακροχρόνια μαζική παραγωγή, εμποδίζοντας τη σταθερότητα της ποιότητας του προϊόντος και την επεκτασιμότητα της παραγωγής.
Πρώτον, η ομοιομορφία της γαλακτωματοποίησης και ο έλεγχος του μεγέθους των σωματιδίων ήταν κατώτεροι. Τα συμβατικά συστήματα εσωτερικής κυκλοφορίας είχαν περιορισμένη απόδοση ανακύκλωσης υλικού, με αποτέλεσμα την ανομοιόμορφη κατανομή της δύναμης διάτμησης εντός του θαλάμου ανάμειξης. Αυτό οδήγησε σε ασυνεπή μεγέθη σωματιδίων (κατά μέσο όρο 10-15 μm) και ορατά συσσωματώματα σε ορισμένες παρτίδες, προκαλώντας κοκκώδη υφή και κακή αίσθηση στο δέρμα των τελικών κρεμών. Η διακύμανση από παρτίδα σε παρτίδα στην κατανομή του μεγέθους των σωματιδίων (τιμή Span >1,2) επηρέασε επίσης την αποτελεσματικότητα του προϊόντος και την εμπειρία του καταναλωτή.
Δεύτερον, οι υπολειμματικές φυσαλίδες αέρα και η οξειδωτική υποβάθμιση ήταν επαναλαμβανόμενα προβλήματα. Ο σχεδιασμός εσωτερικής κυκλοφορίας δυσκολεύτηκε να απομακρύνει πλήρως τον αέρα που παγιδεύτηκε σε υλικά υψηλού ιξώδους, οδηγώντας σε πορώδες επιφάνειας και σχηματισμό φυσαλίδων στα τελικά προϊόντα. Επιπλέον, η ανεπαρκής διατήρηση του κενού κατά τη γαλακτωματοποίηση εξέθεσε ευαίσθητα συστατικά (π.χ. φυτικά εκχυλίσματα, βιταμίνη Ε) σε οξυγόνο, επιταχύνοντας την οξειδωτική υποβάθμιση και μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του προϊόντος.
Τρίτον, η απόδοση της παραγωγής και η επεκτασιμότητα ήταν περιορισμένες. Το σύστημα εσωτερικής κυκλοφορίας απαιτούσε παρατεταμένο χρόνο γαλακτωματοποίησης (40-50 λεπτά ανά παρτίδα) για να επιτευχθεί βασική ομοιομορφία και ο σχεδιασμός του θαλάμου περιόριζε την αποτελεσματική χρήση της χωρητικότητας (μόνο 60-70% του ονομαστικού όγκου). Η συχνή χειροκίνητη παρέμβαση για την προσαρμογή της κυκλοφορίας του υλικού αύξησε περαιτέρω την ένταση της εργασίας και τη διακύμανση της παρτίδας. Επιπλέον, η δυσκολία του εξοπλισμού στον καθαρισμό δύσκολα προσβάσιμων περιοχών της εσωτερικής διαδρομής κυκλοφορίας αύξησε τους κινδύνους διασταυρούμενης μόλυνσης μεταξύ διαφορετικών συνθέσεων.
Για την επίλυση αυτών των ζητημάτων, η εγκατάσταση αναζήτησε μια λύση γαλακτωματοποίησης ικανή να επιτύχει ακριβή έλεγχο του μεγέθους των σωματιδίων (≤5 μm), πλήρη απομάκρυνση φυσαλίδων αέρα, αποτελεσματική επεξεργασία μεγάλων παρτίδων και συμμόρφωση με τα πρότυπα υγιεινής της βιομηχανίας καλλυντικών (GMP, FDA). Μετά από αυστηρές δοκιμές πιλότου και τεχνική αξιολόγηση διαφόρων τύπων γαλακτωματοποιητών, ένας εξωτερικός κυκλοφορικός αναρροφητικός γαλακτωματοποιητής με προσαρμοσμένες παραμέτρους επιλέχθηκε για ενσωμάτωση στη γραμμή παραγωγής.
2. Επιλογή εξοπλισμού και τεχνική προσαρμογή
Λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις παραγωγής κρεμών καλλυντικών — υψηλό ιξώδες (8.000-80.000 mPas), χωρητικότητα μεγάλων παρτίδων (1.000L ανά παρτίδα), αυστηρά πρότυπα υφής και ευαισθησία στο οξυγόνο — ο επιλεγμένος εξωτερικός κυκλοφορικός αναρροφητικός γαλακτωματοποιητής προσαρμόστηκε για να αντιμετωπίσει τους περιορισμούς του παραδοσιακού εξοπλισμού. Τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά και οι προσαρμογές έχουν ως εξής:
Βασικό σύστημα εξωτερικής κυκλοφορίας
Ο εξοπλισμός υιοθετεί μια ειδική σχεδίαση εξωτερικού κυκλώματος, συνδέοντας το κάτω μέρος του θαλάμου ανάμειξης με μια μονάδα ομογενοποίησης υψηλής απόδοσης και επιστρέφοντας τα υλικά στην κορυφή του θαλάμου. Αυτή η δομή επιτρέπει την αναγκαστική κυκλοφορία των υλικών μέσω του ομογενοποιητή με ρυθμό ροής 8-10 m³/h, διασφαλίζοντας ότι όλα τα υλικά διέρχονται επανειλημμένα από τη ζώνη διάτμησης (6-8 κύκλοι ανά παρτίδα). Σε αντίθεση με τα συστήματα εσωτερικής κυκλοφορίας, ο εξωτερικός σχεδιασμός εξαλείφει τον νεκρό όγκο και εξασφαλίζει ομοιόμορφη εφαρμογή δύναμης διάτμησης σε όλο τον όγκο του υλικού, επιλύοντας το ζήτημα της ανομοιόμορφης γαλακτωματοποίησης.
Ομογενοποίηση και απόδοση διάτμησης
Η μονάδα ομογενοποίησης διαθέτει μια δομή ρότορα-στάτορα διπλού σταδίου με μέγιστη ταχύτητα περιστροφής 12.000 rpm και γραμμική ταχύτητα 45 m/s. Το ρυθμιζόμενο διάκενο ρότορα-στάτορα (0,1-0,3 mm) δημιουργεί έντονη διάτμηση, σπηλαίωση και τυρβώδεις δυνάμεις, διασπώντας αποτελεσματικά τις σταγόνες ελαίου και τα στερεά σωματίδια σε μικροδιασπορές (2-4 μm). Ένας κινητήρας μεταβλητής συχνότητας (VFD) 45 kW επιτρέπει την απείρως μεταβλητή ρύθμιση της ταχύτητας (1.500-12.000 rpm), επιτρέποντας στην τεχνική ομάδα να προσαρμόσει την ένταση διάτμησης σε διαφορετικές συνθέσεις κρέμας χωρίς να καταστρέψει τα θερμοευαίσθητα συστατικά.
Σχεδιασμός κενού και στεγανοποίησης
Το ενσωματωμένο σύστημα κενού υψηλής απόδοσης διατηρεί ένα σταθερό βαθμό κενού από -0,096 έως -0,098 MPa σε όλη τη διαδικασία παραγωγής, συμπεριλαμβανομένου του εξωτερικού βρόχου κυκλοφορίας. Ολόκληρη η διαδρομή κυκλοφορίας — από το θάλαμο στον ομογενοποιητή και πίσω — είναι πλήρως σφραγισμένη με διπλά μηχανικά στεγανοποιητικά και φλάντζες από φθοριούχο καουτσούκ κατάλληλες για τρόφιμα, αποτρέποντας την επανεισαγωγή αέρα και τη διαρροή υλικού. Αυτός ο σχεδιασμός εξασφαλίζει σχολαστική απαέρωση κατά τη διάρκεια της κυκλοφορίας, εξαλείφοντας τις υπολειμματικές φυσαλίδες και ελαχιστοποιώντας την οξειδωτική υποβάθμιση των ενεργών συστατικών.
Συμμόρφωση υλικού και υγιεινής
Όλα τα εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το προϊόν, συμπεριλαμβανομένου του θαλάμου ανάμειξης, των εξωτερικών κυκλωμάτων και της κεφαλής του ομογενοποιητή, είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L. Οι επιφάνειες υποβάλλονται σε ηλεκτρολυτική στίλβωση για να επιτευχθεί τραχύτητα Ra ≤ 0,4 μm, αποτρέποντας την πρόσφυση υλικού και το σχηματισμό βιοφίλμ. Ο εξοπλισμός υποστηρίζει λειτουργίες CIP (Clean-in-Place), με ακροφύσια καθαρισμού υψηλής πίεσης εγκατεστημένα στον θάλαμο, τα κυκλώματα και τη μονάδα ομογενοποίησης — επιτρέποντας τον σχολαστικό καθαρισμό όλων των επιφανειών επαφής και την εκπλήρωση των απαιτήσεων υγιεινής GMP.
Έλεγχος θερμοκρασίας και αυτοματισμός
Ένας θαλαμος ανάμειξης με επένδυση με σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας PID ρυθμίζει τις θερμοκρασίες επεξεργασίας μεταξύ 20-80℃ με ακρίβεια ±1℃, υποστηρίζοντας τόσο τις λειτουργίες θέρμανσης όσο και ψύξης. Αυτό αποτρέπει τη θερμική μετουσίωση ευαίσθητων συστατικών και εξασφαλίζει τον σχηματισμό σταθερής μήτρας γαλακτωματοποίησης. Ο εξοπλισμός είναι εξοπλισμένος με σύστημα ελέγχου οθόνης αφής PLC, επιτρέποντας την παρακολούθηση και τη ρύθμιση σε πραγματικό χρόνο βασικών παραμέτρων (ταχύτητα ομογενοποίησης, ρυθμός ροής κυκλοφορίας, βαθμός κενού, θερμοκρασία). Το σύστημα αποθηκεύει έως και 50 προφίλ σύνθεσης, διευκολύνοντας την εναλλαγή παρτίδων με ένα κλικ και την αυτόματη καταγραφή δεδομένων για ιχνηλασιμότητα.
3. Εφαρμογή και βελτιστοποίηση διεργασιών
Πριν από την παραγωγή πλήρους κλίμακας, η τεχνική ομάδα πραγματοποίησε δοκιμές πιλότου πολλαπλών παρτίδων για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων διεργασίας για τρεις βασικές συνθέσεις κρέμας: ενυδατική κρέμα ελαίου σε νερό (O/W), κρέμα κατά της γήρανσης νερού σε έλαιο (W/O) και κρέμα αντηλιακού υψηλού ιξώδους. Ο κύριος στόχος ήταν να προσδιοριστεί ο βέλτιστος συνδυασμός ρυθμού ροής εξωτερικής κυκλοφορίας, ταχύτητας ομογενοποίησης, επιπέδου κενού και χρόνου επεξεργασίας για την επίτευξη του στόχου μεγέθους σωματιδίων, σταθερότητας γαλακτωματοποίησης και υφής.
Τα αποτελέσματα των δοκιμών πιλότου απέδωσαν βέλτιστες παραμέτρους ειδικές για τη σύνθεση: Για την ενυδατική κρέμα O/W, ένας ρυθμός ροής εξωτερικής κυκλοφορίας 9 m³/h, ταχύτητα ομογενοποίησης 10.000 rpm, θερμοκρασία επεξεργασίας 40℃ και χρόνος γαλακτωματοποίησης 30 λεπτών (υπό κενό -0,097 MPa) πέτυχαν ομοιόμορφη κατανομή μεγέθους σωματιδίων (2-3 μm, τιμή Span ≤0,8) και λεία υφή. Για την κρέμα αντηλιακού υψηλού ιξώδους, ένας μειωμένος ρυθμός ροής κυκλοφορίας 7 m³/h, υψηλότερη ταχύτητα ομογενοποίησης 11.000 rpm και παρατεταμένος χρόνος διατήρησης κενού (10 λεπτά μετά τη γαλακτωματοποίηση) εξάλειψαν τις υπολειμματικές φυσαλίδες και εξασφάλισαν σταθερή αποτελεσματικότητα SPF. Για την κρέμα κατά της γήρανσης W/O που περιέχει φυτικά εκχυλίσματα, μια χαμηλότερη θερμοκρασία (35℃) και διαλείπουσα ομογενοποίηση (5 λεπτά on, 2 λεπτά off) διατήρησαν τη δραστηριότητα των συστατικών διατηρώντας παράλληλα τη σταθερότητα της γαλακτωματοποίησης.
Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, η γραμμή παραγωγής επαναδιαμορφώθηκε για να ενσωματώσει τον εξωτερικό κυκλοφορικό αναρροφητικό γαλακτωματοποιητή σε μια ροή εργασίας κλειστού βρόχου. Η βελτιστοποιημένη διαδικασία έχει ως εξής:
- Προεπεξεργασία πρώτων υλών (τήξη συστατικών ελαιώδους φάσης, διάλυση υδατοδιαλυτών έκδοχων, φιλτράρισμα εκχυλισμάτων) και προθέρμανση στην καθορισμένη θερμοκρασία.
- Μεταφορά προεπεξεργασμένων υλικών στον θάλαμο 1.000L μέσω κλειστών αγωγών, ακολουθώντας την βελτιστοποιημένη ακολουθία προσθήκης φάσης (ελαιώδης φάση πρώτη, μετά υδατική φάση) για ελαχιστοποίηση της παγίδευσης αέρα.
- Ενεργοποίηση του συστήματος κενού για την επίτευξη του στόχου βαθμού (-0,096 έως -0,098 MPa) και εκκίνηση της αντλίας εξωτερικής κυκλοφορίας για την έναρξη της κυκλοφορίας του υλικού.
- Ενεργοποίηση του ομογενοποιητή στην προκαθορισμένη ταχύτητα, επιτρέποντας στα υλικά να κυκλοφορούν μέσω της ζώνης διάτμησης επανειλημμένα για τον καθορισμένο χρόνο γαλακτωματοποίησης.
- Διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας μέσω του συστήματος με επένδυση, στη συνέχεια ψύξη της κρέμας στους 25℃ συνεχίζοντας την κυκλοφορία για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη ψύξη.
- Παράταση του χρόνου διατήρησης κενού για 5-10 λεπτά για την απομάκρυνση των υπολειμματικών φυσαλίδων, στη συνέχεια διακοπή της κυκλοφορίας και της ομογενοποίησης.
- Εκκένωση της τελικής κρέμας στον εξοπλισμό πλήρωσης κατάντη μέσω κλειστών αγωγών, ολοκληρώνοντας τον κύκλο παραγωγής.
Αυτή η βελτιστοποιημένη διαδικασία εξάλειψε την ανάγκη για χειροκίνητη ανάδευση υλικού και βήματα απαέρωσης μετά τη γαλακτωματοποίηση, ενσωματώνοντας όλες τις βασικές λειτουργίες σε μια ενιαία αυτοματοποιημένη ροή εργασίας. Η επικύρωση καθαρισμού επιβεβαίωσε ότι ο σχεδιασμός του εξωτερικού κυκλώματος, σε συνδυασμό με τα συστήματα CIP, αφαίρεσε αποτελεσματικά τα υπολειμματικά υλικά — χωρίς ανιχνεύσιμους ρύπους (όριο ανίχνευσης: 0,1 μg/cm²) μεταξύ των παρτίδων.
4. Αποτελέσματα εφαρμογής και βελτιώσεις απόδοσης
Αφού ο εξωτερικός κυκλοφορικός αναρροφητικός γαλακτωματοποιητής τέθηκε σε επίσημη παραγωγή, η εγκατάσταση πέτυχε μετρήσιμες βελτιώσεις στην ποιότητα του προϊόντος, την απόδοση της παραγωγής και το λειτουργικό κόστος — με συνεπή αποτελέσματα σε όλες τις συνθέσεις κρέμας:
Βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος
Ο έλεγχος του μεγέθους των σωματιδίων βελτιώθηκε δραστικά: το μέσο μέγεθος των σωματιδίων σταθεροποιήθηκε στα 2-4 μm, με τιμή Span ≤0,9, εξαλείφοντας την κοκκώδη υφή και προσφέροντας λεία, κρεμώδη υφή. Η σταθερότητα της γαλακτωματοποίησης ενισχύθηκε — όλα τα προϊόντα πέρασαν 6 μήνες επιταχυνόμενων δοκιμών σταθερότητας (40℃±2℃, σχετική υγρασία 75%±5%) χωρίς διαχωρισμό φάσεων ή αλλαγές υφής. Οι υπολειμματικές φυσαλίδες αέρα εξαλείφθηκαν πλήρως, βελτιώνοντας την εμφάνιση του προϊόντος (ομοιόμορφη λάμψη, χωρίς πορώδες) και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής κατά 30% μειώνοντας την οξειδωτική υποβάθμιση των ενεργών συστατικών. Η συνέπεια από παρτίδα σε παρτίδα βελτιώθηκε σημαντικά, με βασικούς δείκτες ποιότητας (ιξώδες, μέγεθος σωματιδίων, pH) να κυμαίνονται εντός ±3% — μια αξιοσημείωτη βελτίωση από την προηγούμενη διακύμανση ±8%.
Πολιτική μυστικότητας |
Sitemap
| Καλή ποιότητα της Κίνας μηχανή ομογενοποίησης κενού Προμηθευτής. Πνευματικά δικαιώματα © 2025-2026 Yangzhou Aipuweier Automation Equipment Limited Company . Διατηρούνται όλα τα πνευματικά δικαιώματα.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!