ケース・スタディ: 化粧品クリーム生産における移動型高切断エムルジファーの応用
化粧品の生産分野では,製品の質感の一貫性,乳液システムの安定性,生産プロセスの効率性と効率性は,製品の品質と市場への受け入れを直接影響する重要な要因です.中小批量化粧品の生産に従事する企業,特に複数の製品カテゴリと頻繁な配方調整を含む企業,生産設備の柔軟性と適応性は 生産ラインの選択の重要な指標となっていますこのケーススタディは,顔クリームとボディローションの生産における移動性高いシールエムルジファーの実用的な応用に焦点を当て,機器のアプリケーション背景を詳細に説明します.操作プロセス実際の生産慣行に基づいた長期的応用価値.
1申請の背景
本件に関与する企業は,主に皮膚ケア製品の研究と製造に従事しており,顔クリーム,ボディローション,乳液,血清移動型高切断エムルジファーを導入する前に,同社は生産過程でいくつかの顕著な問題に直面しました.従来の固定エミュルジ化装置は大きな容量で移動が困難でした生産計画に従って生産エリアを柔軟に分割することは不可能でした.各生産ラインは特定の種類の製品にのみ固定されることができました.生産スペースの利用率が低い結果2つ目は,異なる製品配列を切り替えるとき,固定機器の清掃と消毒は長い時間 (通常4〜6時間) をかかりました.異なるセットと異なる種類の製品との間の交差汚染のリスクがあった.第3に,新しい配方 (50~200Lの量) の小量試験生産について固定設備のエネルギー消費量が高く,生産効率が低い粗質な製品質感や機能成分の不均等な分散などの問題をもたらした.
上記の問題を解決するために,企業は生産機器の詳細な研究を行い,最終的に100L-500Lの作業容量を持つ移動型高切断エムルジファーを選択しました.柔軟な動きの特徴がある小型・中型・多種・頻繁な配方交換の生産ニーズに対応できる.同時に, 設備は,生産プロセスの安全性と衛生を保証する,美容製品の生産のためのGMPとFDA基準を満たしています.
2設備の概要と設置
このケースで採用された移動型高切断エムルジファーは,混合,高切断同化,エムルジファクション,加熱,冷却,真空除気などの機能を統合しています.設備の全体構造はコンパクトです長さ1.8m,幅1.2m,高さ2.5m.底には4つの高負荷ユニバーサルホイール (ブレーキ機能付き) が搭載されています.作業場の平らな地面で簡単に移動できる装置の混合タンク,均一化頭,スクレーパー,材料と接触する他の部品は,316Lステンレス鋼で作られています., 鏡磨きされた内面 (表面粗さRa ≤ 0.4 μm) で,耐腐蝕性があり,清掃が容易である.高切削同性化頭は4段階のステータル・ローター構造を採用する.切断間隔が0である.03-0.1 mm と 3000~15000 rpm のステップレス速度調節範囲があり,材料の滴を微粒子に分解するために強い切力を生成することができます.
設備の設置は,プロの基礎建設を必要とせず,シンプルで便利です. 作業所の平らで乾燥した場所に機器を置くだけです.電源 (380V) を接続する, 50Hz),冷却水パイプライン,圧縮気パイプライン (補助放出のために),各パイプラインの密度とモーターの動作を確認した後,デバッグを完了します.機器の制御システムは,PLCタッチスクリーンを採用操作が簡単である中国語と英語の両言語インターフェイスで,操作者は,パラメータ設定を含む簡単なトレーニング (1-2日通常) 後に基本的な操作方法を習得することができます.スタート・ストップ操作日々のメンテナンスのことです
この移動型エミュルジ化装置は,従来の固定エミュルジ化装置と比較して,固定生産領域を占拠する必要はありません.生産プロセスに応じて放出地域例えば,顔クリームを生産する際には,それを飼料のために原材料の貯蔵区域に移動し,その後,エムルジ化のために恒温の温度区域に移動することができます.そして,最終的に,廃棄のために,完成品の包装エリアに移動生産作業場の配置を大幅に最適化し,生産スペースの利用率を向上させる.
3実践的な応用プロセス (例として顔クリーム生産)
会社は主にこの移動性高いシートエムルジファーを使って顔クリーム (油溶水型,粘度 10000-30000 mPa·s) とボディローション (油溶水型,粘度 5000-15000 mPa·s) を製造しています.下記は,顔クリームの生産 (200Lのバッチ容量) を例として用いて,装置の適用プロセスと動作点を詳細に示します..
3.1 生産前準備
生産開始前に,操作者はまず,エンジンの動作,真空システムの密度,冷却水管の平らさ同時期に,混合タンク,同性化頭,スクラパー,その他の部位を清掃し,消毒します.洗浄プロセスは,機器を装備したCIP自動洗浄システムを採用清掃剤 (中性洗剤と純粋な水) をタンクに注入した後,清掃ノズル (360度回転) は,タンクの内壁と部品の表面を清掃するために開始されます.清掃時間は約30分です その後,残った清掃剤は純粋な水で洗浄され,最後に,タンクは熱気 (70〜80°Cの温度) で乾燥し,各批量間の交差汚染を避ける..
顔クリームの配列に従って,原材料は水分 (デオイオン化水,グリセリン,ヒアルロン酸など),油分 (植物油,ミネラル油,蜂蜜など),粉末添加物 (チタン二酸化物)すべての原材料は 200 メッシュのフィルタースクリーンを通過して汚れを除去します.混合タンクに固体粒子が侵入しないようにし,同性化頭が磨かれないようにし,乳化効果に影響を与える.
3.2 給餌と前混合
操作者は移動式高切断エムルジファイヤを 給餌エリアに押し付け, 装置が動作中に動かないように ユニバーサルホイールをブレーキで固定します.混合タンクの供給ポートカバーを開きます.準備した水相原料 (約120L) をタンクに入れて,次に油相原料 (約80L) を順番に加え,給水口蓋をしっかりと閉める.フレーム型混合パドルを起動 (速度 40rpm) 予備混合のために材料を65~70°Cに熱させるため,同時に加熱装置を起動します.加熱方法は15 kWの加熱力を持つ電気加熱を採用します.温度変動の精度は ±1°C混ぜる前には,タンクの内壁にしっかりと固定されたスクラパーパッドが壁に粘着した材料を継続的にスクラップします.材料の局所的な過熱を避け,水相と油相が最初に均等に混合されることを確保する.
混ぜ合わせ前段階では,設備の移動機能が明らかな利点を示しています.固定機器と比較して,オペレーターは固定生産ラインに原材料を輸送する必要はありません.輸送中に物資の損失を回避し,取り扱いの労力を減らす同時に,飼料処理中に原料が不足すると,機器は補給飼料のためにすぐに原料貯蔵所に移動できます.生産プロセスの柔軟性を向上させる.
3.3 高切断による同化と乳化
前混合が完了し,材料の温度が設定値 (65-70°C) に達した後,真空ポンプを起動し,混合タンクから空気を抽出し,真空度 ≤ -0 に維持します.095 MPa装置の真空システムは,タンク内の空気を迅速に抽出することができます (ポンプ時間は約5分です).乳化過程で空気泡の生成を防ぎ,泡の残留により製品が粗くなることを防ぐ設定された真空度に達した後に,高切削の均一化頭を起動し,速度を12000rpmに調整します.材料がエムルジ化プロセスに完全に関与することを確保するために,同時に60rpmに混合パッド速度を調整.
均質化と乳化過程で,均質化頭体の4段階のステータル・ローター構造は強い切力,衝撃力,および渦巻きを生み出します.材料内の油滴と水滴を微小滴に分解する (平均粒子の大きさ0.1-3 μm) を互いに均等に分散して安定した乳液システムを形成する.スクレイパーパッドルは,タンク壁とタンクの底に粘着した材料を継続的にスクレイプする.乳化過程で死角が残らないようにする, すべての材料が完全に溶解され,溶解時間は,公式の要件に従って20分に設定されます.そして,機器はエムルジ化過程で設定されたパラメータを自動的に維持します.操作者はタンク蓋の観察窓を通して材料の状態を観察するだけです
異なる製品配列を切り替えるときには,洗浄と交換のために機器の均質化ヘッドを簡単に分解できる.顔クリーム生産から 身体ローション生産に切り替える場合均質化ヘッドを分解し 純粋な水で洗い 再び設置します 約30分かかります伝統的な固定機器の掃除時間 (4~6時間) よりもはるかに短いこれは,配列の切り替えの効率を大幅に向上させ,バッチ間のダウンタイムを短縮します.
3.4 冷却と混合後
乳化が完了すると,同化頭を停止し,混合パッド速度を25rpmに調整し,冷却システムを起動して材料を室温 (25-30°C) に冷却する.冷却システムは循環冷却水を採用溶液の安定性に影響を及ぼさず,材料を迅速に冷却することができる.冷却過程では,機能的成分 (ビタミンEと植物抽出物) を供給口を通ってタンクに入れる (供給口は真空を壊さずに開くことができる)機能成分がエミュルションシステムに均等に分散するように 10 分間混ぜ続けます.
冷却過程で,装置の真空状態は常に保たれ,空気がタンクに入って泡が生じるのを効果的に防止します.簡単に酸化する成分 (ビタミンEなど) の酸化を防ぎます操作者は,機器のタッチスクリーンを通して,材料の温度と粘度をリアルタイムで監視します.そして,冷却速度と混合速度を実際の状況に応じて適切に調整し,製品の質感が要求事項を満たすことを保証します..
3.5 放出と生産後の清掃
混合が完了すると,真空ポンプと混合モーターを停止し,タンクの底にある放出口を開きます.完成した顔クリームをクリーンなステンレス鋼容器に放出します装置の放出口は,放出速度を制御できるボールバルブで装備されており,タンクの内壁は滑らかで,放出中に物質残留はありません.放出が完了した後, 洗浄エリアに機器をプッシュし,タンクボディ,均一化頭,スクレイパー,および他のパーツを清掃するために,CIP自動洗浄システムを再び起動,掃除後,熱い空気で乾燥する洗浄プロセスは約30分かかり,次回の生産または次のタイプの製品の生産に機器を投入することができます.
4応用効果とデータ分析
移動型高切断エムルジエーターが導入されてから 12ヶ月間 企業では 顔クリームやボディローションなどの製品に 使われてきました効果は明らかです設備の導入前後の生産データを比較することで,以下の改善が達成されました.
4.1 製品の品質向上
移動性高切断エミュルジエーターの導入以前は,企業の顔クリーム製品におけるエミュルジーの平均粒子の大きさは5~8μmで,製品の質感はわずかに粗い.表面には時々小さな泡が装置を使用した後,乳液の平均粒子の大きさは0.1-3μmに減少し,粒子の大きさの分布はより均一であった (多分散度指数PDI ≤0.16),質感は滑らかで繊細でした表面に泡がない.同時に,製品の安定性は著しく改善されました. 製品は45°Cで3ヶ月間,脱層,変色,臭いとかステキスタビリティに関する国家標準よりも優れていた (45°Cで2ヶ月間異常なしに保存).
また,製品内の機能成分の均一な分散も改善されました.製品内の異なる部分のビタミンE含有量は不均一でした機器を使用した後,製品内の異なる部分のビタミンE含有量の差は3%未満に減少しました.薬の有効性の一貫性を確保する.
4.2 生産効率向上
移動型高切断エムルジファーは,企業の生産効率を大幅に向上させました.伝統的な固定機器の生産周期は8時間 (前混合を含む)移動機器の生産周期は4.5時間で,生産効率は43.75%増加します.効率の向上の主な理由は■第一に,この装置の高切断率の均質化頭は,高エミュルゼーション効率で,エミュルゼーション時間が30分 (従来の装置) から20分に短縮される.設備の清掃時間は 4 時間 (従来の設備) から 30 分に短縮されます3つ目は,機器の移動機能により,時間のかかる原材料処理処理が避けられ,各セットあたり約1時間節約できます.
小批量試験生産 (50L) の場合,効率の向上はより明白です.従来の固定装置は小批量生産に適していません.生産周期は6時間移動機器は,新しい配方の迅速な試験生産に対する企業の需要を満たす2時間半で50Lバッチ製品の生産を完了することができます. 過去12ヶ月間,この設備を使って 28 種類の新しい配方試験生産を完了しましたこれは昨年同期新作試作量より2倍です
4.3 生産コストの削減
移動型高切断エムルジファイヤの使用により,同社は生産コストを削減しました.設備のエネルギー消費量は,従来の固定機器よりも低い移動機器のミックスモーターとホモゲナイザーモーターの電力はそれぞれ7.5 kWと22 kWで,従来の固定機器の電力はそれぞれ11 kWと37 kWです.顔クリーム200Lの生産用移動機器のエネルギー消費量は8.5kWhで,従来の固定機器 (14.8kWh) よりも42.6%低くなっています.設備の清掃には多くの清掃剤と水が必要ではありません標準的な固定装置 (125L) よりも60%低くなっています.生産過程における材料損失の削減 (5%から1%まで).2%) も,原材料のコストを削減します.
さらに,移動機器は固定生産領域を占める必要はありません. これにより,企業のワークショップの賃貸コストを節約できます.生産需要を満たすために,当初は3つの固定生産ラインが必要でした.工場の面積を20%節約する. 工場の面積を20%削減する.
4.4 生産の柔軟性の向上
設備のモバイル機能は,企業の生産の柔軟性を大幅に向上させました. 企業は注文状況に応じて生産のレイアウトを調整することができます. 例えば,ボディローションの順序が上がると顔クリームの生産能力を増やすために,移動機器は,ボディローションの生産エリアに移動できます.試験生産区域に移動し,新しい配列の試験生産を行うことができる.この柔軟な生産モードにより,企業は市場の変化に迅速に対応し,企業の競争力を向上させることができます.
さらに,クリーム,ローション,乳液,血清を含む様々な化粧品の製造にも適しています.企業では,同化速度などのパラメータを調整することで,異なる製品タイプを切り替えることができます.機械の交換を必要とせず,生産の柔軟性をさらに向上させる.
5日々のメンテナンスと運用経験
12ヶ月間の申請過程で,企業は移動型高切断エミュルファイヤの日常保守と運用に豊富な経験を蓄積しました.設備の安定した動作と生産の継続性を保証する.
5.1 日々の保守
混合タンク,均質化頭,スクレイパーを含む,すべての生産のバッチの後,最初に,時間内に設備を清掃,材料の残留物や細菌の増殖を避けるため,給油口と放出口を設置します.次に,モーターと水力システム (持ち上げ機能) のオイルレベルを毎日チェックします.油のレベルが十分でない場合は,油脂を間に合うように加え3つ目,設備の密封部品 (タンク蓋の密封リングや放出口など) の着用を毎日チェックし,漏れがあった場合,間に合って交換する.システムが順調に動作できるように,真空システムと冷却水システムのフィルタースクリーンを毎週清掃します..
5.2 運用経験
作業の観点から,企業は次の経験を要約します. まず,均質化速度を設定する際には,材料の粘度に応じて調整する必要があります.高粘度素材 (顔クリームなど)低粘度材料 (ボディローションなど) の場合は,速度を6000〜10000rpmに設定できます.材料の温度を厳格に制御する必要があります熱に敏感な成分 (ビタミンCや植物抽出物など) の場合は,活性成分の分解を避けるために,エミュルジケーション温度を30〜40°Cまで低下させなければなりません.機器を移動する際設備の損傷や安全事故を避けるために,作業場が平坦で障害物のない状態でなければならない.操作者は,設備の操作スキルと保守方法を習得するために定期的に訓練されるべきです.装置の故障率を減らすことができます
6概要と見通し
企業の化粧品生産に移動性のある高切断エムルジファーの適用は,製品の品質の向上,生産効率の向上,生産コストの削減機械のコンパクトな構造,柔軟な動き,効率的な乳化清掃の容易な特徴は,小規模および中規模なバッチの企業の生産ニーズに完全に適合しています過去12ヶ月間,機器は安定して動作し,故障率は2%未満でした.企業生産の継続性と安定性を確保した.
移動性のある高切断エミュルファイヤーへの投資を増やす計画です異なる仕様 (50Lと500L) の 2 セットの設備を導入し,小量試験生産と大量生産の生産ニーズを満たす同時,同社は,この機器の他の製品分野,例えばヘアケア製品やマスク製品への応用をさらに検討する.継続的に生産プロセスを最適化し,化粧品市場における企業の競争力を向上させる.
類似の生産需要 (小中量,多種,配方変更の頻度) を有する化粧品企業移動型高切断エムルジファーは費用対効果の高い生産機器です伝統的な固定機器に存在する問題を解決するだけでなく,企業の製品革新と市場拡大に強力な支援を提供することができます.化粧品産業の継続的な発展により柔軟で効率的な生産機器の需要はさらに増加し,移動性高切断エミュルガーは化粧品生産分野でのより広範な応用見通しを持つでしょう.
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