Μελέτη περίπτωσης: Μικρής κλίμακας κενού ομογενοποιητής γαλακτωματοποιητής στην Έρευνα & Ανάπτυξη (R&D) καλλυντικών και παραγωγή μικρών παρτίδων
Στη βιομηχανία καλλυντικών, τα εργαστήρια Έρευνας & Ανάπτυξης και οι εγκαταστάσεις παραγωγής μικρών παρτίδων απαιτούν εξοπλισμό γαλακτωματοποίησης που εξισορροπεί την ακρίβεια, την ευελιξία και τη συνέπεια—ικανό να χειρίζεται μικρούς όγκους υλικών, ενώ αναπαράγει συνθήκες παραγωγής μεγάλης κλίμακας. Τα παραδοσιακά εργαλεία γαλακτωματοποίησης μικρής κλίμακας, όπως οι χειροκίνητοι αναμίκτες ή τα βασικά κύπελλα γαλακτωματοποίησης, συχνά στερούνται λειτουργικότητας κενού, ομοιόμορφης δύναμης διάτμησης και ελέγχου της διαδικασίας, οδηγώντας σε ανακόλουθη ποιότητα δειγμάτων, δυσκολία στην κλιμάκωση των συνθέσεων και αναποτελεσματική κατασκευή μικρών παρτίδων. Αυτή η μελέτη περίπτωσης περιγράφει αντικειμενικά πώς ένας μικρής κλίμακας κενού ομογενοποιητής γαλακτωματοποιητής αντιμετώπισε αυτές τις προκλήσεις, βελτιστοποίησε τις ροές εργασίας Έρευνας & Ανάπτυξης και βελτίωσε την αξιοπιστία της παραγωγής μικρών παρτίδων για τις καλλυντικές συνθέσεις.
1. Ιστορικό και προκλήσεις παραγωγής
Η εγκατάσταση ειδικεύεται στην Έρευνα & Ανάπτυξη καλλυντικών και στην προσαρμογή μικρών παρτίδων, εστιάζοντας σε ορούς προσώπου, κρέμες και συνθέσεις για ευαίσθητο δέρμα υψηλής ποιότητας. Πριν από την υιοθέτηση του μικρής κλίμακας κενού ομογενοποιητή γαλακτωματοποιητή, βασιζόταν σε συμβατικό εξοπλισμό: αναδευτήρες εργαστηρίου για Έρευνα & Ανάπτυξη και μια βασική γλάστρα γαλακτωματοποίησης 20L για παραγωγή μικρών παρτίδων. Προέκυψαν επίμονα προβλήματα που εμπόδισαν την αποδοτικότητα της ροής εργασίας και τη σταθερότητα της ποιότητας του προϊόντος.
Πρώτον, η αναπαραγωγιμότητα της σύνθεσης Έρευνας & Ανάπτυξης ήταν κακή. Οι συμβατικοί αναδευτήρες δεν είχαν επαρκή δύναμη διάτμησης και δυνατότητα κενού, με αποτέλεσμα μη συνεπή μεγέθη σωματιδίων (8-12 μm) και υπολειμματικές φυσαλίδες αέρα στα δείγματα. Αυτό δυσκόλεψε την ακριβή αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας, της υφής και της σταθερότητας της σύνθεσης—κρίσιμη για την κλιμάκωση σε παραγωγή μεγάλης κλίμακας. Οι συνθέσεις που αποδόθηκαν καλά στο εργαστήριο συχνά απέτυχαν να πληρούν τα πρότυπα ποιότητας κατά τη διάρκεια δοκιμών πιλοτικής κλίμακας, απαιτώντας επανειλημμένες προσαρμογές και καθυστερώντας τον χρόνο κυκλοφορίας στην αγορά.
Δεύτερον, η παραγωγή μικρών παρτίδων υπέφερε από διακυμάνσεις στην ποιότητα. Η βασική γλάστρα γαλακτωματοποίησης δεν είχε ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας και ομοιόμορφη ομογενοποίηση, οδηγώντας σε διαφορές από παρτίδα σε παρτίδα στη ρευστότητα, την υφή και τη σταθερότητα της γαλακτωματοποίησης. Για συνθέσεις για ευαίσθητο δέρμα που περιέχουν εύθραυστα ενεργά συστατικά (π.χ., υαλουρονικό οξύ, φυσικά εκχυλίσματα), η υπερβολική διάτμηση ή η έκθεση σε οξυγόνο προκάλεσε υποβάθμιση των συστατικών, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα του προϊόντος και αυξάνοντας τα απόβλητα υλικών.
Τρίτον, υπήρχαν αναποτελεσματικότητα της ροής εργασίας και κίνδυνοι διασταυρούμενης μόλυνσης. Ο ξεχωριστός εξοπλισμός Έρευνας & Ανάπτυξης και μικρών παρτίδων απαιτούσε χειροκίνητη μεταφορά συνθέσεων, αυξάνοντας τον κίνδυνο μόλυνσης και αλλοιώνοντας τις ιδιότητες των δειγμάτων. Επιπλέον, η έλλειψη καταγραφής παραμέτρων της διαδικασίας δυσκόλεψε τον εντοπισμό της υποκείμενης αιτίας των προβλημάτων ποιότητας και ο καθαρισμός των δυσπρόσιτων περιοχών της βασικής γλάστρας γαλακτωματοποίησης ήταν χρονοβόρος, περιορίζοντας τον αριθμό των συνθέσεων που θα μπορούσαν να υποβληθούν σε επεξεργασία καθημερινά.
Για την επίλυση αυτών των ζητημάτων, η εγκατάσταση αναζήτησε μια λύση γαλακτωματοποίησης μικρής κλίμακας ικανή να χειριστεί παρτίδες 5-30L, παρέχοντας αποαέρωση κενού, ομοιόμορφη ομογενοποίηση, ακριβή έλεγχο της διαδικασίας και συμβατότητα τόσο με την Έρευνα & Ανάπτυξη όσο και με την παραγωγή μικρών παρτίδων. Μετά την αξιολόγηση των τεχνικών προδιαγραφών και τη διεξαγωγή πιλοτικών δοκιμών, επιλέχθηκε ένας μικρής κλίμακας κενού ομογενοποιητής γαλακτωματοποιητής 30L για ενσωμάτωση στη ροή εργασίας του.
2. Επιλογή εξοπλισμού και τεχνική προσαρμογή
Προσαρμοσμένος στις ανάγκες Έρευνας & Ανάπτυξης και μικρών παρτίδων της εγκατάστασης, ο μικρής κλίμακας κενού ομογενοποιητής γαλακτωματοποιητής 30L σχεδιάστηκε για να εξισορροπεί το συμπαγές μέγεθος, την ακρίβεια και την επεκτασιμότητα. Τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά και οι προσαρμογές είναι οι εξής:
Βασικό σύστημα ομογενοποίησης και κενού
Ο γαλακτωματοποιητής διαθέτει κεφαλή ομογενοποίησης διπλού σταδίου ρότορα-στάτορα με μέγιστη ταχύτητα περιστροφής 10.000 rpm και γραμμική ταχύτητα 42 m/s. Το ρυθμιζόμενο διάκενο ρότορα-στάτορα (0,15-0,3 mm) δημιουργεί έντονες δυνάμεις διάτμησης, σπηλαίωσης και αναταράξεων, διασπώντας αποτελεσματικά τα σταγονίδια ελαίου και τα στερεά σωματίδια σε μικροδιασπορές (2-4 μm). Ένας κινητήρας μεταβλητής συχνότητας (VFD) 5,5 kW επιτρέπει την απρόσκοπτη ρύθμιση της ταχύτητας (1.000-10.000 rpm), επιτρέποντας τον ακριβή έλεγχο της έντασης διάτμησης για την προστασία των εύθραυστων ενεργών συστατικών. Το ενσωματωμένο σύστημα κενού διατηρεί ένα σταθερό βαθμό κενού -0,095 έως -0,098 MPa, εξαλείφοντας τις φυσαλίδες αέρα κατά τη γαλακτωματοποίηση και ελαχιστοποιώντας την οξειδωτική υποβάθμιση των ευαίσθητων συστατικών.
Συμπαγής σχεδιασμός και συμμόρφωση υλικών
Με συνολική διάσταση περίπου 1200×800×1600 mm και καθαρό βάρος 350 kg, ο εξοπλισμός χωράει σε εργαστηριακούς και μικρούς χώρους παραγωγής. Όλα τα μέρη που έρχονται σε επαφή με το προϊόν είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα 316L, ηλεκτρολυτικά γυαλισμένα σε τραχύτητα επιφάνειας Ra ≤ 0,4 μm για την αποφυγή προσκόλλησης υλικού και διασταυρούμενης μόλυνσης. Η αποσπώμενη κεφαλή ομογενοποίησης και το λείο εσωτερικό του θαλάμου διευκολύνουν τον εύκολο καθαρισμό, υποστηρίζοντας συχνές αλλαγές σύνθεσης—κρίσιμη για τις ροές εργασίας Έρευνας & Ανάπτυξης.
Έλεγχος ακριβείας και ιχνηλασιμότητα δεδομένων
Ένας θαλάμος με επένδυση με σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας PID ρυθμίζει τις θερμοκρασίες επεξεργασίας μεταξύ 20-80℃ με ακρίβεια ±1℃, υποστηρίζοντας τόσο την ηλεκτρική θέρμανση όσο και την ψύξη με νερό. Αυτό εξασφαλίζει σταθερές συνθήκες γαλακτωματοποίησης και αποτρέπει τη θερμική μετουσίωση των ευαίσθητων στη θερμότητα συστατικών. Ο εξοπλισμός είναι εξοπλισμένος με ένα συμπαγές σύστημα ελέγχου οθόνης αφής PLC, επιτρέποντας την παρακολούθηση και τη ρύθμιση σε πραγματικό χρόνο βασικών παραμέτρων (ταχύτητα ομογενοποίησης, βαθμός κενού, θερμοκρασία, χρόνος ανάμειξης). Το σύστημα αποθηκεύει έως και 30 προφίλ παραμέτρων σύνθεσης και καταγράφει αυτόματα δεδομένα παρτίδας (χρόνος επεξεργασίας, θερμοκρασία, ταχύτητα), διευκολύνοντας την τεκμηρίωση Έρευνας & Ανάπτυξης και την ιχνηλασιμότητα της παραγωγής μικρών παρτίδων.
Βοηθητική ανάμειξη και ευελιξία
Για να εξασφαλιστεί η ομοιόμορφη κυκλοφορία υλικού σε μικρές παρτίδες, ο γαλακτωματοποιητής είναι εξοπλισμένος με αναδευτήρα τύπου άγκυρας χαμηλής ταχύτητας (50-300 rpm, κινητήρας 0,75 kW) που ξύνει το τοίχωμα του θαλάμου για την εξάλειψη των νεκρών γωνιών. Αυτός ο συνδυασμός ομογενοποίησης υψηλής ταχύτητας και ανάδευσης χαμηλής ταχύτητας εξασφαλίζει συνεπή γαλακτωματοποίηση σε όλο τον όγκο της παρτίδας. Ο εξοπλισμός υποστηρίζει τόσο συνθέσεις ελαίου σε νερό (O/W) όσο και νερού σε έλαιο (W/O), προσαρμόσιμο σε διάφορα καλλυντικά προϊόντα—από ελαφρούς ορούς (ιξώδες 1.000-5.000 mPas) έως παχιές κρέμες (ιξώδες 50.000-80.000 mPas).
3. Εφαρμογή και βελτιστοποίηση της διαδικασίας
Η εγκατάσταση ενσωμάτωσε τον μικρής κλίμακας κενού ομογενοποιητή γαλακτωματοποιητή σε μια ενοποιημένη ροή εργασίας τόσο για την Έρευνα & Ανάπτυξη όσο και για την παραγωγή μικρών παρτίδων, εξαλείφοντας την ανάγκη για ξεχωριστό εξοπλισμό και χειροκίνητη μεταφορά δειγμάτων. Η τεχνική ομάδα διεξήγαγε δοκιμές πολλαπλών παρτίδων για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων για τρεις βασικούς τύπους σύνθεσης: ενυδατικοί οροί (O/W), κρέμες κατά της γήρανσης (W/O) και λοσιόν για ευαίσθητο δέρμα (χαμηλής ερεθιστικότητας O/W).
Τα αποτελέσματα των πιλοτικών δοκιμών απέδωσαν βέλτιστες παραμέτρους για κάθε σύνθεση: Για ενυδατικούς ορούς που περιέχουν υαλουρονικό οξύ, ταχύτητα ομογενοποίησης 8.000 rpm, βαθμός κενού -0,096 MPa, θερμοκρασία επεξεργασίας 35℃ και χρόνος γαλακτωματοποίησης 15 λεπτών πέτυχαν ομοιόμορφο μέγεθος σωματιδίων (2-3 μm) και μια ανάλαφρη υφή χωρίς φυσαλίδες—διατηρώντας τη δραστηριότητα του υαλουρονικού οξέος. Για παχιές κρέμες κατά της γήρανσης, υψηλότερη ταχύτητα ομογενοποίησης 9.000 rpm, εκτεταμένος χρόνος ανάμειξης (25 λεπτά) και διαλείπουσα ομογενοποίηση (3 λεπτά on, 1 λεπτό off) εξασφάλισαν πλήρη σύντηξη ελαίου-νερού χωρίς υπερβολική παραγωγή θερμότητας. Για λοσιόν για ευαίσθητο δέρμα, χαμηλότερη θερμοκρασία (30℃), μειωμένη ταχύτητα διάτμησης (7.000 rpm) και 10 λεπτά συγκράτησης κενού μετά τη γαλακτωματοποίηση εξάλειψαν τις υπολειμματικές φυσαλίδες και ελαχιστοποίησαν τις δυνατότητες ερεθισμού των συστατικών.
Η βελτιστοποιημένη ενοποιημένη ροή εργασίας έχει ως εξής:
- Προεπεξεργασία πρώτων υλών (τήξη συστατικών φάσης ελαίου, διάλυση υδατοδιαλυτών έκδοχων, φιλτράρισμα εκχυλισμάτων) σε εργαστηριακά ποτήρια, προθέρμανση στη καθορισμένη θερμοκρασία.
- Μεταφορά προεπεξεργασμένων υλικών στον θάλαμο 30L (πραγματική χωρητικότητα 25L) σε μια προκαθορισμένη ακολουθία για την ελαχιστοποίηση της παγίδευσης αέρα.
- Ενεργοποίηση του συστήματος κενού για να φτάσει στον στόχο βαθμό (-0,095 έως -0,098 MPa) και εκκίνηση του αναδευτήρα άγκυρας για κυκλοφορία υλικών.
- Ενεργοποίηση του ομογενοποιητή στην προκαθορισμένη ταχύτητα, προσαρμόζοντας όπως απαιτείται με βάση τις παρατηρήσεις σε πραγματικό χρόνο της θερμοκρασίας και της υφής.
- Διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας μέσω του συστήματος με επένδυση, στη συνέχεια ψύξη της σύνθεσης στους 25℃, συνεχίζοντας την απαλή ανάδευση.
- Επέκταση της συγκράτησης κενού για 5 λεπτά για την απομάκρυνση των υπολειμματικών φυσαλίδων και στη συνέχεια διακοπή όλων των λειτουργιών.
- Για Έρευνα & Ανάπτυξη: Συλλογή δειγμάτων για δοκιμές αποτελεσματικότητας και σταθερότητας. για παραγωγή μικρών παρτίδων: Εκκένωση του τελικού προϊόντος σε αποστειρωμένα δοχεία για συσκευασία.
Αυτή η ροή εργασίας εξάλειψε τα χειροκίνητα βήματα μεταφοράς, μείωσε τους κινδύνους διασταυρούμενης μόλυνσης και εξασφάλισε ότι οι παράμετροι Έρευνας & Ανάπτυξης θα μπορούσαν να αναπαραχθούν άμεσα στην παραγωγή μικρών παρτίδων. Η αποσπώμενη κεφαλή ομογενοποίησης και ο σχεδιασμός λείου θαλάμου μείωσαν τον χρόνο καθαρισμού κατά 40%, επιτρέποντας στην εγκατάσταση να επεξεργάζεται έως και 8 διαφορετικές συνθέσεις καθημερινά—διπλάσια από την προηγούμενη χωρητικότητα.
4. Αποτελέσματα εφαρμογής και βελτιώσεις απόδοσης
Μετά την ενσωμάτωση του μικρής κλίμακας κενού ομογενοποιητή γαλακτωματοποιητή, η εγκατάσταση πέτυχε μετρήσιμες βελτιώσεις στην αποδοτικότητα της Έρευνας & Ανάπτυξης, την ποιότητα της παραγωγής μικρών παρτίδων και τη βιωσιμότητα της ροής εργασίας—με συνεπή αποτελέσματα σε όλους τους τύπους σύνθεσης:
Αποτελεσματικότητα και επεκτασιμότητα Έρευνας & Ανάπτυξης
Η αναπαραγωγιμότητα της σύνθεσης ενισχύθηκε δραστικά: το μέγεθος των σωματιδίων σταθεροποιήθηκε στα 2-4 μm (σε σύγκριση με 8-12 μm προηγουμένως), με τη διακύμανση από παρτίδα σε παρτίδα σε βασικές παραμέτρους (ιξώδες, pH, μέγεθος σωματιδίων) να μειώνεται από ±7% σε ±2%. Αυτό επέτρεψε την ακριβή αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας και της σταθερότητας της σύνθεσης, μειώνοντας τον αριθμό των επαναληπτικών ρυθμίσεων που απαιτούνται πριν από την κλιμάκωση. Η ικανότητα του εξοπλισμού να αναπαράγει συνθήκες παραγωγής μεγάλης κλίμακας (κενού, δύναμη διάτμησης, έλεγχος θερμοκρασίας) αύξησε το ποσοστό επιτυχίας των δοκιμών πιλοτικής κλίμακας από 50% σε 85%, μειώνοντας τον χρόνο κυκλοφορίας στην αγορά για νέα προϊόντα κατά 30%.
Ποιότητα παραγωγής μικρών παρτίδων
Η ποιότητα των προϊόντων μικρών παρτίδων βελτιώθηκε σημαντικά: όλες οι παρτίδες πληρούσαν τα πρότυπα υφής και σταθερότητας, χωρίς ανιχνεύσιμες υπολειμματικές φυσαλίδες ή κοκκώδη υφή. Η σταθερότητα της γαλακτωματοποίησης ενισχύθηκε—τα προϊόντα πέρασαν 3 μήνες επιταχυνόμενων δοκιμών σταθερότητας (40℃±2℃, σχετική υγρασία 75%±5%) χωρίς διαχωρισμό φάσεων. Ο απαλός έλεγχος διάτμησης διατήρησε την αποτελεσματικότητα των ενεργών συστατικών, με συνθέσεις για ευαίσθητο δέρμα να δείχνουν μείωση 20% στα περιστατικά ερεθισμού που αναφέρθηκαν από τους πελάτες. Το αυτοματοποιημένο σύστημα καταγραφής δεδομένων απλοποίησε την ιχνηλασιμότητα της ποιότητας, επιτρέποντας την γρήγορη αναγνώριση και επίλυση σπάνιων αποκλίσεων ποιότητας.
Αποδοτικότητα ροής εργασίας και μείωση κόστους
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!