Caso d'applicazione dell'emulsionante per la miscelazione ad alta velocità mediante taglio
Nella produzione su larga scala di prodotti liquidi, il processo di miscelazione e emulsificazione mediante taglio è un elemento centrale che influenza direttamente la qualità, la stabilità e la durata di conservazione dei prodotti.Un impianto di produzione specializzato in prodotti liquidi e loro derivati ha dovuto affrontare una volta sfide persistenti nella sua sezione di emulsificazione per taglioL'introduzione di emulsionanti per la miscelazione a taglio ad alta velocità ha risolto efficacemente questi problemi.ottenere miglioramenti notevoli delle prestazioni di produzione e della qualità dei prodotti.
Il passato e le sfide
L'impianto utilizzava due serie di apparecchiature di emulsificazione per taglio con una produzione giornaliera di 240-360 tonnellate, in funzione ininterrottamente per 20 ore al giorno per soddisfare la domanda del mercato.gli emulsionatori esistenti presentavano i seguenti problemi:
- Insufficiente efficienza di emulsificazione per taglio: Le apparecchiature tradizionali non sono state in grado di decomporre completamente le particelle disperse e gli agglomerati nelle materie prime, con conseguente distribuzione irregolare delle dimensioni delle particelle.La dimensione media delle particelle è rimasta di 3-5 μm., con conseguente evidente fenomeno di stratificazione nei prodotti durante lo stoccaggio a bassa temperatura, con un tasso di separazione fino all'8% entro 7 giorni.
- Consumo energetico elevato e manutenzione frequente: l'apparecchiatura ha funzionato a velocità fissa senza regolazione adeguata alla viscosità della materia prima, consumando energia elettrica eccessiva.che richiedono fermi frequenti per manutenzione, che ha ridotto il tasso di disponibilità della produzione complessiva a circa l'85%.
- Scarsa stabilità del prodotto: A causa di un'inadeguata miscelazione e emulsificazione, la qualità sensoriale dei prodotti ha mostrato differenze significative da partita a partita, compresa la consistenza e l'uniformità incoerenti.Il tasso di qualificazione dei prodotti finiti è stato mantenuto all'88-90%.
- Rischi di conformità igienica: La cavità dell'attrezzatura presentava angoli strutturalmente morti che erano difficili da pulire e i materiali residui causavano facilmente contaminazione microbica.Non è pienamente conforme alle norme GMP e GB 14881-2013 in materia di igiene, che richiedevano ulteriori procedure di pulizia manuale che aumentavano i costi del lavoro.
Selezione delle attrezzature e configurazione tecnica
Per risolvere questi problemi, l'impianto ha selezionato emulsionatori di miscelazione a taglio ad alta velocità con progettazione modulare, integrando tecnologie avanzate per soddisfare le sue esigenze di produzione.Le principali configurazioni tecniche sono le seguenti::
- Struttura di taglio statore-rotore in più fasi: adotta una struttura composita statore-rotore a tre fasi con un intervallo regolabile di 0,05-0,2 mm. La velocità del rotore può essere regolata continuamente nell'intervallo 500-15,000 giri al minuto mediante la tecnologia di conversione di frequenza, generando una velocità di taglio fino a 80.000 s-1, che scompone efficacemente le particelle agglomerate e migliora l'uniformità della miscelazione.
- Sistema di controllo della temperatura con giacca: La cavità dell'apparecchiatura è dotata di una struttura di controllo della temperatura con giacca, che consente un controllo preciso della temperatura tra 0-120°C con un intervallo di fluttuazione di ±1,5°C.Questo evita un aumento eccessivo della temperatura durante il taglio ad alta velocità, proteggendo i componenti sensibili al calore delle materie prime.
- Progettazione strutturale igienica: La cavità è realizzata in acciaio inossidabile 316L con finitura di lucidatura a specchio, raggiungendo una rugosità superficiale Ra ≤ 0,8 μm. Adotta una struttura a smontaggio rapido senza angoli morti,che consentono una pulizia completa in 5 minuti e supportano i sistemi di pulizia CIP/SIP per soddisfare i severi requisiti igienici.
- Controllo e protezione intelligenti: dotato di un sensore di coppia intelligente e di un sistema di controllo a circuito chiuso, può regolare automaticamente la velocità di rotazione in base al cambiamento di viscosità dei materiali, evitando i rischi di sovraccarico.La doppia struttura di tenuta meccanica previene le perdite di materiale e garantisce un funzionamento sicuro.
- Ottimizzazione della lubrificazione: abbinato ad un olio lubrificante alimentare di qualità H1, non tossico e compatibile con le esigenze di produzione, con ottima resistenza all'ossidazione e all'usura,prolungamento dell'intervallo di cambio dell'olio lubrificante.
Effetti dell'attuazione e analisi dei dati
Dopo cinque mesi di sperimentazione e ottimizzazione, gli emulsionatori ad alta velocità per la miscelazione a taglio hanno ottenuto significativi miglioramenti nell'efficienza di produzione, nella qualità del prodotto e nel controllo dei costi operativi.I dati specifici sono i seguenti:
1. Miglioramento della qualità del prodotto
L'effetto di emulsificazione per taglio è stato notevolmente migliorato, con la dimensione media delle particelle dei materiali ridotta a 0,5-1 μm e l'indice di polidispersità (PDI) controllato al di sotto di 0.15La velocità di separazione della stratificazione dei prodotti durante lo stoccaggio a bassa temperatura è stata ridotta a meno dell'1% entro 30 giorni e la stabilità dell'emulsione è stata notevolmente migliorata.La consistenza di qualità sensoriale dei lotti è stata significativamente migliorata, con il tasso di qualificazione del prodotto finito aumentato dall'88-90% al 99,5%.
2. Ottimizzazione del consumo di energia e della manutenzione
La regolazione della velocità di conversione di frequenza e la struttura di taglio efficiente hanno ridotto il consumo energetico unitario di circa il 5%, risparmiando 55 MWh di energia elettrica e riducendo 33 tonnellate di emissioni di CO2 all'anno.L'intervallo di cambio dell'olio lubrificante è stato esteso da 1, 250 ore di funzionamento a 9.000 ore di funzionamento, pari a circa tre anni di funzionamento continuo in condizioni di lavoro quotidiane.Questo non solo ha ridotto il costo dell'olio di lubrificazione e del lavoro di manutenzione, ma ha anche aumentato il tasso di disponibilità dell'attrezzatura al 96%.
3. Efficienza della produzione e convenienza operativa
L'efficienza di taglio ad alta velocità ha ridotto il tempo di emulsione di un singolo lotto da 30 minuti a 15 minuti, aumentando la capacità di produzione complessiva del 30%.Il sistema di controllo intelligente ha realizzato il funzionamento automatico, riducendo l'intervento manuale e gli errori di funzionamento.garantire la continuità della produzione e ridurre il rischio di contaminazione incrociata.
4. Migliorare il rispetto dell'igiene
La progettazione della cavità senza angolo morto e l'olio lubrificante sicuro per gli alimenti soddisfano pienamente i requisiti delle norme GMP e GB 14881-2013.I risultati della rilevazione microbica hanno mostrato che il numero totale di colonie nei prodotti è rimasto stabile a un livello basso, eliminando i rischi di conformità igienica e riducendo i costi di rielaborazione dovuti alla contaminazione.
Riassunto
L'applicazione di emulsionatori di miscelazione a scarto ad alta velocità ha risolto fondamentalmente i problemi di lunga data nella sezione di emulsione a scarto dello stabilimento di produzione.Ottimizzando l'effetto di emulsificazione da taglio, riducendo il consumo energetico e i costi di manutenzione e migliorando la stabilità dei prodotti e la conformità igienica, ha gettato una solida base per lo sviluppo sostenibile della produzione.La progettazione modulare e il controllo intelligente dell'apparecchiatura consentono inoltre una maggiore flessibilità per l'ampliamento della produzione e l'aggiornamento dei prodotti, adattandosi alle mutevoli esigenze del mercato in materia di qualità e sicurezza dei prodotti.
Nella produzione pratica, le prestazioni degli emulsionatori per la miscelazione a taglio ad alta velocità sono strettamente correlate alle caratteristiche dei materiali, ai parametri del processo e alla gestione operativa.Attraverso l'ottimizzazione continua dei parametri di corrispondenza e la manutenzione standardizzata, l'apparecchiatura può svolgere un ruolo più importante nel migliorare l'efficienza della produzione e la qualità dei prodotti, creando più valore per l'impianto di produzione.
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