1. Pendahuluan
Dalam industri seperti kosmetik kelas atas, biofarmasi, dan rekayasa kimia presisi, permintaan akan produk cair berkualitas tinggi dengan ukuran partikel halus, stabilitas kuat, dan tanpa gelembung udara semakin ketat. Peralatan pengemulsi vakum homogenisasi, yang mengintegrasikan fungsi homogenisasi, pengemulsian, dan deaerasi vakum, telah menjadi perangkat kunci untuk memenuhi persyaratan ini. Peralatan ini dapat secara efektif memecahkan masalah pencampuran yang tidak merata, masuknya gelembung udara, dan stabilitas produk yang buruk yang sulit dihindari dengan peralatan tradisional. Studi kasus ini berfokus pada bagaimana pelanggan di [industri tertentu, misalnya, manufaktur krim wajah kelas atas] mengatasi hambatan produksi jangka panjang dengan memperkenalkan peralatan pengemulsi vakum homogenisasi, dan mencapai peningkatan komprehensif dalam kualitas produk, efisiensi produksi, dan pengendalian biaya.
2. Latar Belakang Proyek
2.1 Persyaratan Proyek
Pelanggan terutama memproduksi [jenis produk, misalnya, krim dan serum wajah anti-penuaan], yang membutuhkan standar yang sangat tinggi untuk kehalusan emulsi, stabilitas, dan penampilan. Sebelum memperkenalkan peralatan pengemulsi vakum homogenisasi baru, lini produksi pelanggan memiliki persyaratan yang jelas berikut:
- Kehalusan Emulsi: Ukuran partikel emulsi perlu dikontrol dalam rentang 0,5-2 mikron untuk memastikan produk memiliki tekstur yang halus dan lembut, tanpa rasa berbutir saat diaplikasikan pada kulit.
- Deaerasi Vakum: Produk harus bebas dari gelembung udara. Peralatan perlu mempertahankan tingkat vakum -0,095 MPa hingga -0,098 MPa selama proses pengemulsian, sehingga dapat menghilangkan sepenuhnya gelembung udara yang dihasilkan selama pencampuran bahan dan menghindari masalah seperti oksidasi dan penurunan umur simpan produk yang disebabkan oleh udara.
- Kapasitas Produksi: Dengan perluasan pangsa pasar pelanggan, kapasitas produksi harian dari satu lini produksi perlu mencapai setidaknya 3.000 kg, dan peralatan harus mendukung produksi berkelanjutan atau semi-berkelanjutan untuk mengurangi hilangnya waktu yang disebabkan oleh pergantian batch.
- Keamanan dan Kepatuhan: Peralatan harus terbuat dari baja tahan karat 316L kelas farmasi untuk semua bagian yang bersentuhan dengan bahan, dan mematuhi standar internasional seperti GMP (Good Manufacturing Practice). Peralatan juga harus dilengkapi dengan sistem perlindungan keselamatan yang lengkap, termasuk fungsi suhu berlebih, tekanan berlebih, dan penghentian darurat, untuk memastikan keamanan proses produksi.
2.2 Tantangan yang Dihadapi
Sebelum menggunakan peralatan pengemulsi vakum homogenisasi, pelanggan mengandalkan kombinasi pengaduk kecepatan tinggi tradisional dan tangki vakum terpisah untuk produksi. Mode produksi ini membawa serangkaian masalah yang secara serius membatasi pengembangan perusahaan:
- Kehalusan Emulsi yang Tidak Cukup: Pengaduk kecepatan tinggi tradisional hanya dapat memecah fase minyak menjadi partikel dengan ukuran 5-10 mikron, dan distribusi ukuran partikel tidak merata. Beberapa batch produk bahkan memiliki partikel yang lebih besar dari 15 mikron, yang mengakibatkan tekstur yang kasar. Hal ini tidak hanya memengaruhi pengalaman pengguna tetapi juga menyebabkan tingkat pengembalian produk sebesar 5-8% karena keluhan "rasa berbutir".
- Masuknya Gelembung Udara: Tangki vakum terpisah tidak dapat mencapai deaerasi vakum secara real-time selama proses pengemulsian. Gelembung udara akan masuk kembali ketika bahan dipindahkan dari pengaduk ke tangki vakum, yang mengakibatkan 10-15% produk memiliki gelembung udara yang terlihat di permukaan. Produk-produk ini hanya dapat dikerjakan ulang atau dibuang, yang meningkatkan biaya produksi.
- Efisiensi Produksi yang Rendah: Proses produksi tradisional membutuhkan beberapa langkah, termasuk pencampuran bahan dalam pengaduk, pemindahan ke tangki vakum untuk deaerasi, dan kemudian inspeksi pengambilan sampel. Setiap batch produksi membutuhkan waktu 6-8 jam, dan kapasitas produksi harian dari satu lini hanya sekitar 1.200 kg, yang jauh dari memenuhi permintaan pasar. Selain itu, pemindahan bahan antar peralatan meningkatkan risiko kontaminasi dan kehilangan bahan.
- Kualitas Produk yang Tidak Stabil: Karena kecepatan pencampuran dan tingkat vakum yang tidak konsisten dalam batch yang berbeda, stabilitas emulsi sangat bervariasi. Sekitar 7-10% produk akan mengalami stratifikasi atau perubahan warna setelah 6 bulan penyimpanan, dan laju oksidasi produk tinggi, yang menyebabkan penurunan umur simpan yang signifikan.
3. Pemilihan Peralatan Pengemulsi Vakum Homogenisasi
3.1 Fitur dan Keunggulan Peralatan yang Dipilih
Setelah melakukan riset pasar yang mendalam, membandingkan produk dari berbagai pemasok, dan melakukan pengujian produksi percobaan di lokasi, pelanggan akhirnya memilih peralatan pengemulsi vakum homogenisasi dua tahap. Peralatan ini memiliki fitur dan keunggulan utama berikut:
- Sistem Homogenisasi Dua Tahap: Peralatan dilengkapi dengan kepala homogenisasi dua tahap. Tahap pertama menggunakan pompa plunger bertekanan tinggi untuk menghasilkan tekanan hingga 30 MPa, yang awalnya dapat memecah fase minyak menjadi partikel kecil; tahap kedua menggunakan struktur stator-rotor khusus untuk lebih menyempurnakan partikel hingga ukuran 0,3-1 mikron. Desain homogenisasi dua tahap ini memastikan kehalusan dan keseragaman emulsi.
- Sistem Vakum Terintegrasi: Peralatan mengintegrasikan pompa vakum efisiensi tinggi dan tangki pengemulsian yang disegel. Selama seluruh proses pengemulsian, tingkat vakum dapat dipertahankan secara stabil pada -0,096 MPa hingga -0,098 MPa. Desain badan tangki dan struktur pengadukan yang unik dapat mencegah udara tersedot selama penambahan bahan, mewujudkan deaerasi vakum secara real-time dan menyeluruh.
- Kontrol Suhu dan Proses Cerdas: Peralatan dilengkapi dengan sistem kontrol PLC (Programmable Logic Controller) dan antarmuka operasi layar sentuh. Operator dapat mengatur dan memantau parameter kunci seperti tekanan homogenisasi, kecepatan pengadukan, suhu, dan tingkat vakum secara real time. Sistem ini juga memiliki fungsi memori proses otomatis, yang dapat menyimpan parameter produksi dari berbagai produk dan memastikan konsistensi proses produksi antar batch.
- Desain Pembersihan dan Kepatuhan yang Mudah: Semua bagian yang bersentuhan dengan bahan terbuat dari baja tahan karat 316L kelas farmasi, dan bagian dalam tangki peralatan memiliki permukaan yang halus dengan kekasaran Ra ≤ 0,4 μm, yang mudah dibersihkan dan menghindari residu bahan. Peralatan juga dilengkapi dengan sistem pembersihan CIP (Clean-in-Place), yang dapat menyelesaikan proses pembersihan dalam 45 menit tanpa membongkar peralatan, memenuhi persyaratan GMP untuk kebersihan dan kebersihan.
3.2 Bagaimana Itu Memenuhi Persyaratan
Peralatan pengemulsi vakum homogenisasi yang dipilih sepenuhnya sesuai dengan persyaratan produksi pelanggan dan secara efektif memecahkan tantangan sebelumnya:
- Memenuhi Persyaratan Kehalusan Emulsi: Melalui sistem homogenisasi dua tahap, peralatan dapat secara stabil mengontrol ukuran partikel emulsi dalam rentang 0,5-1,5 mikron, yang lebih baik daripada rentang yang disyaratkan pelanggan yaitu 0,5-2 mikron. Setelah pengujian, tekstur produk menjadi sangat halus, dan tingkat pengembalian pelanggan karena "rasa berbutir" turun menjadi kurang dari 0,3%.
- Memenuhi Persyaratan Deaerasi Vakum: Sistem vakum terintegrasi mempertahankan tingkat vakum tinggi selama proses pengemulsian, sepenuhnya menghilangkan gelembung udara dalam produk. Tingkat produk dengan gelembung udara berkurang dari 12% (sebelumnya) menjadi kurang dari 0,5%, dan masalah oksidasi produk yang disebabkan oleh udara juga berkurang secara signifikan.
- Memenuhi Persyaratan Kapasitas Produksi: Peralatan mendukung produksi semi-berkelanjutan. Setelah mengoptimalkan proses produksi, waktu produksi per batch dipersingkat menjadi 2,5-3 jam, dan kapasitas produksi harian dari satu lini mencapai 3.500 kg, melebihi target pelanggan yaitu 3.000 kg. Pada saat yang sama, desain terintegrasi menghindari pemindahan bahan antar peralatan, mengurangi kehilangan bahan dan risiko kontaminasi.
- Memenuhi Persyaratan Keamanan dan Kepatuhan: Bahan baja tahan karat 316L kelas farmasi dan desain yang sesuai dengan GMP memastikan bahwa peralatan memenuhi standar kebersihan dan keselamatan industri yang ketat. Sistem perlindungan keselamatan yang lengkap juga secara efektif mencegah kecelakaan keselamatan seperti suhu berlebih dan tekanan berlebih, memastikan kelancaran proses produksi.
4. Proses Implementasi
4.1 Pemasangan dan Pengaturan
Pemasangan dan pengaturan peralatan pengemulsi vakum homogenisasi diselesaikan oleh tim teknis profesional dari pemasok peralatan, dan seluruh proses memakan waktu 14 hari kerja. Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
- Persiapan Pra-Pemasangan: Satu bulan sebelum peralatan tiba, tim teknis melakukan survei di lokasi dengan pelanggan untuk mengkonfirmasi kondisi lokasi, termasuk pasokan listrik (380V/50Hz), pasokan air (tekanan ≥ 0,3 MPa), drainase, dan ventilasi. Mereka juga merumuskan rencana pemasangan terperinci dan memberikan pelatihan tentang persiapan pra-pemasangan untuk personel di lokasi pelanggan.
- Pembongkaran dan Penempatan Peralatan: Pada hari peralatan tiba, tim teknis menggunakan peralatan pengangkat profesional untuk membongkar peralatan dan menempatkannya secara akurat sesuai dengan rencana pemasangan. Mereka memberikan perhatian khusus pada kerataan peralatan untuk memastikan pengoperasian kepala homogenisasi dan sistem vakum yang stabil.
- Koneksi Pipa dan Listrik: Tim teknis menghubungkan pipa masuk dan keluar bahan peralatan, pipa air pendingin, dan pipa vakum, dan memeriksa secara ketat kinerja penyegelan setiap pipa untuk menghindari kebocoran. Pada saat yang sama, mereka menyelesaikan pekerjaan koneksi listrik, termasuk koneksi pasokan daya utama, sirkuit kontrol, dan sirkuit perlindungan keselamatan, dan melakukan pengujian keselamatan listrik yang komprehensif.
- Pengujian dan Produksi Percobaan: Setelah pemasangan selesai, tim teknis melakukan pekerjaan pengujian selama 5 hari. Mereka pertama-tama menguji pengoperasian setiap komponen, termasuk sistem homogenisasi, sistem vakum, sistem pengadukan, dan sistem kontrol suhu, untuk memastikan bahwa semua parameter memenuhi persyaratan desain. Kemudian, mereka menggunakan bahan baku pelanggan yang sebenarnya untuk produksi percobaan. Selama produksi percobaan, mereka menyesuaikan parameter seperti tekanan homogenisasi dan kecepatan pengadukan berulang kali, dan menguji kehalusan, kandungan gelembung udara, dan stabilitas produk. Akhirnya, mereka mengkonfirmasi bahwa semua indikator memenuhi persyaratan pelanggan.
4.2 Pelatihan dan Familiarisasi
Untuk memastikan bahwa operator dan personel pemeliharaan pelanggan dapat menggunakan dan memelihara peralatan secara mahir, pemasok memberikan kursus pelatihan sistematis selama 7 hari, yang mencakup konten berikut:
- Pelatihan Teoretis: Guru pelatihan menjelaskan prinsip kerja peralatan pengemulsi vakum homogenisasi, struktur dan fungsi setiap komponen (seperti kepala homogenisasi dua tahap, pompa vakum, dan sistem kontrol PLC), penyebab umum kerusakan dan solusinya, dan persyaratan terkait GMP dalam proses produksi. Para peserta pelatihan diminta untuk menguasai pengetahuan teoretis dan lulus ujian tertulis.
- Pelatihan Operasi Praktis: Di bawah bimbingan guru pelatihan, setiap operator melakukan operasi praktis, termasuk pengaturan parameter, penambahan bahan, pemantauan proses homogenisasi, penyesuaian tingkat vakum, dan pelepasan produk. Guru mengoreksi metode operasi yang salah secara real time dan memastikan bahwa setiap operator dapat secara mandiri menyelesaikan seluruh proses produksi.
Pesan Anda harus antara 20-3.000 karakter!