ケーススタディ: クリームエムルファイヤーの実践的な応用
高品質のクリームを製造する上で,安定したエミュルションシステムの形成が重要な要素です.典型的な油と水 (O/W) や油と水 (W/O) の乳液製品として油と水の相の均一な分散,微細な粒子の大きさ,そして皮膚に優しい質感と機能成分の効果的な吸収を確保するための良好な安定性が必要です.中小量および小量産クリームを生産する企業特に天然で軽度の皮膚ケア製品に重点を置く場合,クリームエムルファイヤーの性能は製品品質,生産効率,プロセス柔軟性に直接影響します.このケーススタディは 18ヶ月間の実際のアプリケーション経験に基づいています顔の保湿クリーム,抗老化クリーム,ボディクリームの生産におけるクリームエミュルファイヤの適用に焦点を当て,その使用背景,操作プロセスを詳細に説明します.問題を解決する効果特定の企業名やマーケティング関連表現を含まない.
1申請の背景
本件に関与する事業者は 主に軽度の皮膚ケア製品の 研究開発と製造を担当していますボディクリームクリームエムルファイヤを導入する前に事業者はクリーム生産プロセスにおいて,製品の品質と生産効率に影響を与える複数の痛みを抱えていた.:
まず,以前の生産は,プロのエミュルファイヤーではなく,汎用ミックス装置に頼っていました.油と水の相は完全に混ぜられない乳液の粒子の大きさは不均一 (平均粒子の大きさは6~10μm) で,生じたクリームは粗い質感があり,塗装時に目に見える粒状で,皮膚に浸透が不十分でした.ユーザー体験に影響を与えた.
2つ目は,乳液システムの安定性が不十分で,クリーム製品には保存中に色が変えたり (特に35-40°Cの高温下で)3ヶ月間の保管後 82% の合格率で,内部品質管理基準を満たしていない.
3つ目に,生産プロセスは不便で不効率でした.小量生産 (30~200Lの量) と配方調整では,一般用途の機器は,長時間前混合とエミュルゼーションが必要でした (生産サイクル全体で7~9時間/ラット)異なる配方間の清掃と消毒は3~5時間かかり,長時間停止と低生産能力利用に繋がりました.
第4に,機能成分 (植物抽出物,ビタミン,ヒアルロン酸など) の分散は不均一でした.機能成分がクリームマトリックスに集積しやすい効果が一致しないため,期待された皮膚ケア効果を達成できませんでした.
上記の問題を解決するために,事業者はクリーム生産機器の詳細な調査と比較を行いました.そして最後に50L~300Lの作業容量を持つ専用クリームエムルファイヤーを選択しました設備は,精密なプロセス制御能力,操作と保守の簡単な特性,複数の種類のクリームの生産ニーズに適応できる同時期に,機器は,美容製品生産のためのGMPとFDAの基準を満たしています.生産過程の安全と衛生と関連産業規則の遵守を保証する.
2設備の概要と設置
このケースで採用された専用クリームエムルジファーは,プリミックス,高切断エムルジファクション,真空除気,加熱,冷却,自動清掃機能を統合した統合装置です.クリーム製品 (高粘度) の特性のために特別に設計されたもの装置の主な構造構成要素には,混合タンク,高切断エミュルジングヘッド,フレーム型混合パドル,スクラパー暖房・冷却ジャケット,真空システム,制御システム,サポートフレーム
装置の混合タンクは316Lステンレス製で,内部表面は鏡磨き (表面荒さRa ≤ 0.4μm) で,耐腐蝕性があり,材料に粘着しやすい.掃除も簡単ですタンクの容量は200L (作業容量は160L) で,同事業体の中小量生産需要に適しています.機器のコアコンポーネントとして, 切断間隔0.02-0.08mmの3段階ステータルローター構造と, 2000-12000rpmのステップレス速度調節範囲を採用します. それは強い切断力,衝撃力,油滴と水滴を微粒に分解し,安定した乳液システムの形成を促進する.
装置にはフレーム型混合パドルと壁を掻くパドルが装備されている.フレーム型混合パドル (速度10~80rpm) は,油と水の相を前混合し,乳化中に補助混合するために使用されます., 材料の全体的な均一性を確保する.壁を掻くパッドは混合タンクの内壁に緊密に固定されています.製造過程で壁に付着した材料を継続的に擦り去る材料の局所的な過熱または低エムルシフィケーションを回避し,すべての材料がエムルシフィケーションプロセスに完全に関与することを保証します.
設備の暖房・冷却システムは,カッター式構造を採用している.暖房方法は,電気暖房で,加熱力は12 kWである.温度制御範囲は20〜90°Cで,温度変動精度は ±0.5°C;冷却方法は循環冷却水であり,冷却速度は5〜10°C/hである.溶液の安定性に影響を及ぼさず,溶液した材料を室温まで迅速に冷却できる機器の真空システムは,真空度 ≤ -0.09 MPa を維持することができ,エムルジ化過程で材料内の空気泡を効果的に抽出することができます.クリームに泡が生じないようにする製品質感の滑らかさを向上させる.
クリームエミュルファイヤの設置は,プロの基礎建設を必要とせず,シンプルで便利です.それは,ちょうど,平らで乾燥した,工房の風が通る場所, 電源 (380V, 50Hz),冷却水管と圧縮気管 (補助放出用) を接続し,各管の密度を確認した後,デバッグを完了します.モーターの動作機械の制御システムは,操作が直感的で簡単で,中国語と英語の双語インターフェースを持つPLCタッチスクリーンを採用しています.パラメータ設定を含む 基本的な操作スキルを習得できますシステム的な訓練の2~3日後に.
3実践的な応用プロセス (顔の保湿クリームを例に)
事業者は主にこのクリームエムルジファイヤを顔の保湿クリーム (油溶水型,粘度15000〜35000mPa·s),抗老化クリーム (油溶水型,粘度20000〜40000mPa·s) の生産に使用しています.そしてボディクリーム (水と油の種類)下記では,顔の保湿クリーム (バッチ容量150L) の生産を例として,施用プロセス,操作地点,装置のキー制御リンククリームエミュルファイヤの実用的な適用効果を完全に反映するため.
3.1 生産前準備
生産を開始する前に,オペレーターは2つの主要な作業を完了する必要があります: 機器の検査と清掃,原材料の準備,安定した生産と製品品質の基盤を確立するために.
装置の検査と清掃について:まずは,モーターの動作を含むクリームエミュルファイヤの各コンポーネントの整合性と動作状態をチェックします (ミックスモーター,エムルジ化エンジン),真空システムの密度 (空気漏れがない),冷却水管の平らさ (詰まりがない),エムルジ化頭の磨き (標準範囲内のステータル-ローターギャップ),壁を掻くパッドの柔軟性 (穴がないままタンクの壁にしっかりと固定)2つ目は,混合タンク,エムルジ化頭,給水口,放出口,材料と接触する他のパーツを清掃し,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: タンクに中性洗浄剤 (濃度2〜3%) を注入し,清掃ノズル (360度回転) と混合パッドを起動します.タンクの内壁と部品の表面を20分間清掃する.洗浄剤の残留を除去するために,清水で3回 (毎回清水50L) を洗浄します.最後に,タンクを熱気 (温度70〜75°C) で30分乾燥させ,水残留や洗剤残留がないようにします.批量間の交差汚染を避けるため
顔の保湿クリームの配列に従って,水相原料 (離離水水,グリセリン,ハイアルロン酸トリエタノラミンなど),油相原料 (植物油,スクワラン,セテアリルアルコール,蜂蜜など),エミュルファイヤー (セテアリルグルコシド),機能成分 (緑茶抽出物,ビタミンB5)防腐剤 (フェノキシエタノール)すべての原材料は,まず,化粧品原材料の関連基準を満たしていることを確認するために,品質を検査されます.水相と油相の原材料を別々に混合して溶かします (水相は60〜65°Cに熱してヒアルロン酸やその他の水溶性成分を溶かします)そして,油相は70~75°Cに熱され,ミツバチワックスや他の油溶性成分を溶かす.すべての原材料は 200 メッシュのフィルタースクリーンでフィルタリングされ,不純物や未溶けの粒子が除去されます.混合タンクに固体粒子が侵入しないようにし,乳化頭が磨かれないようにし,乳化効果に影響を与えます.
3.2 給餌と前混合
生産前準備が完了すると,配給と前混合が行われます.操作者はまずクリームエムルジエーターの配給ポートカバーを開きます.準備した水相原料 (約90L) を混合タンクに加える.フレーム型の混合パッドを起動し,速度を30rpmに調整し,水相材料を均等に混ぜるために5分間混ぜます.その後,調理しながら,準備した油相原料 (約60L) をタンクにゆっくりと加える.水相と油相の初期混合を実現するために,10分間30rpmで混ぜ続けます.油相原料の供給速度を制御し,急速な供給による局所的な集積を避ける必要があります.混ぜた材料の温度が65~70°Cに保たれるように,リアルタイムで材料の温度を監視する.その後のエミュルジ化反応に有利である.
混ぜる前段階では,装置の壁を掻き切るパッドが重要な役割を果たします.それはタンクの内壁に粘着した材料を継続的に掻き切ります.タンクの壁に材料が残らないようにする材料 (特に油相材料) の局所的な過熱を回避し,乳液の安定性に影響を与えます.クリームエミュルファイヤの前混合時間が30%短縮されます材料の混合均質性が著しく改善され,その後の高切断エムルジ化に良い基盤を確立します.
3.3 高切断エムルジ化と真空脱空
前混合が完了すると,高切断エミュルジ化と真空脱気プロセスは行われ,これは安定したクリームエミュルジ系を形成するためのコアリンクです.クリームエムルファイヤーの真空システムを起動混ぜたタンクから空気を抽出し,真空度 ≤ -0.09 MPaを維持します.真空システムはタンクから空気を迅速に抽出できます (ポンプ時間は約4分です), which can not only avoid the formation of air bubbles in the emulsification process but also prevent the oxidation of easily oxidized ingredients (such as vegetable oil and vitamin B5) in the materials効果と安定性を保証します.
設定された真空度に達した後,高切断エミュルジングヘッドを起動し,速度を9000rpmに調整します.材料がエミュルゼーションプロセスに完全に関与することを確保するために,フレーム型の混合パッドの速度を50rpmに調整する乳化過程で,乳化ヘッドの3段階ステータル・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.混合材料の油滴を微小滴に分解する (平均粒子の大きさ0.8-2.5 μm) で,水相に均等に分散し,安定した油と水間の乳液システムを形成する.溶液化時間は,配列の要件と材料の特性に応じて15分に設定されます.乳化過程中,操作者はタンクカバーの観察窓を通して,物質の状態をリアルタイムで監視します.乳化効果を確保するために,真面目状況 (材料の粘度や均一性など) に応じて,乳化速度と混合速度を適切に調整する..
クリームエムルジファーは様々な配方に適性があることに注意してください.顔の保湿クリーム生産から抗老化クリーム生産に切り替える場合 (抗老化クリームの粘度が高い)操作者は制御システムでエミュルジ化速度 (毎分10000~11000回転まで増加) とエミュルジ化時間を (18~20分まで延長) 調整するだけですエムルジ化頭や他の部品を交換することなく,公式の切り替えの柔軟性を大幅に向上させる.
3.4 機能成分の冷却と混合後
乳化が完了したら機能成分の冷却と混合後処理は,クリームの安定性と機能成分の均一な分散を確保するために行われます.まず,高切断エミュルジングヘッドを停止し,フレーム型の混合パッドを稼働させ (20rpmに速度を調整),そして冷却装置を起動して,エミュルゼーションされた材料を室温 (25-30°C) に冷却する.設備の冷却システムは循環冷却水を採用し,材料を均等かつ迅速に冷却することができます.速速冷却によってエミュルションシステムが破壊されないように,冷却速度は6〜8°C/hで制御される..
材料の温度が40°C (機能成分を加えるための最適な温度) に下がると前もって稀释された緑茶抽出物とビタミンB5を給水口を通ってタンクに入れる (給水口は空気がタンクに入らないように真空を壊さずに開くことができます)機能成分がクリームマトリックスに均等に分散するように10分間20回/分で混ぜ続けます.保存剤 (フェノキシエタノール) をタンクに加え,5分間混ぜて混ぜた後処理を完了します.冷却と混合後のプロセスでは,壁を掻き砕くパッドが引き続き動作し,機能成分と保存剤が均等に分散することを保証します.地域的な集積が起きない.
3.5 放出と生産後の清掃
材料の温度が室温に下がり,混合後処理が完了すると,放出と生産後清掃が行われます.掃除システムと混合パッドを停止混合タンクの底にある放出口を開ける (放出速度を制御するボールバルブを装備)そして,完成した顔の保湿クリームをクリーンなステンレス鋼容器に放出します.混ぜたタンクの内壁は鏡磨きされ,壁を擦るパッドは壁に粘着した材料を擦り取り,排放中に材料残留はありません.材料の利用率は向上します.
放出が完了すると,生産後清掃は直ちに行われます.清掃プロセスは,生産前清掃プロセスと同じです.混合タンクを掃除するためにCIP自動清掃システムを使用します.排水口は中性洗剤と純粋な水で,それから熱気で乾燥します. 清掃プロセスは約40分かかります.これは,以前の汎用機器の掃除時間 (3-5時間) よりもはるかに短い.清掃後,生産効率を向上させる.設備は待機状態にあり,次のセットまたは次の種類のクリーム製品の生産に投入できる..
4応用効果とデータ分析
専用クリームエムルジファーを導入して以来,同社は18ヶ月間,顔の保湿クリーム,抗老化クリーム,ボディクリームの生産に使用しています.製造データと製品品質指標の比較により 設備の導入前後製品品質,生産効率,生産コスト管理の著しい改善が達成されました. 具体的なデータ分析は以下の通りです.
4.1 製品の質の著しい改善
クリームエムルファイヤーの使用により クリーム製品の質が著しく向上しました 主に4つの側面に反映されています
まず,エミュルションの粒子の大きさはより細くて均一です.この装置を導入する前に,クリームエミュルションの平均粒子の大きさは6~10μmでした.粒子の大きさの分布が不均等でした (PDI ≥ 0)クリームエミュルファイヤを使用した後,乳液の平均粒子の大きさは0.8-2.5μmに減少し,粒子の大きさの分布はより均一であった (PDI ≤0.15).より細かく,より均質な乳液粒子は,クリームの質感をより滑らかで繊細にします塗装時に粒子がなく,皮膚によりよく浸透し,ユーザー体験を大幅に改善します.
2つ目は,乳液システムの安定性が著しく向上する.この装置を導入する前に,クリーム製品が35°Cで3ヶ月間保管された後,その資格率はわずか82%であった.製品のうち 18% がデラミネーションでしたクリームエミュルファイヤを使用した後,3ヶ月間35°Cで保存した後,製品の資格率は99.5%に達し,デラミナーション,水分離,変色した6ヶ月間保管された後も 製品の品質は安定しており 内部品質管理基準と市場の需要を完全に満たしています
3つ目,機能成分の分散均一性が向上します.例として緑茶抽出物 (顔潤滑クリームの核心機能成分) を挙げると,機器を使用する前に緑茶抽出物の含有量は同じ製品セットの異なる部分で最大12%の違いがあり,その結果,製品の異なる部分の有効性は不一致でした.クリームエムルファイヤーを使った後緑茶抽出物の含有量の違いは,同じ製品セットの異なる部分で2%以内に減少し,製品の有効性の一貫性を確保しました.
4つ目に,製品資格率は著しく向上します.機器の導入前に,クリーム製品の全体的な資格率は (質感,安定性,85% でした.クリームエミュルファイヤを使用した後,製品の総合格率は99.2%に達し,合格していない製品による原材料の廃棄物と生産コストを削減しました.
4.2 生産効率の著しい向上
クリームエミュルファーは,クリーム製品の生産プロセスを最適化し,生産サイクルを大幅に短縮し,生産効率を向上させました.顔の保湿クリームの生産を例に: 装置を導入する前に,総生産サイクル (前混合,乳化,冷却,放出,清掃を含む) は8時間でした.クリーム乳化剤を使用した後,生産周期が4時間まで短縮された生産効率が50%向上した.効率の向上の主な理由は以下の通りである.
まず,エミュルゼーション効率は著しく向上します. クリームエミュルゼーションの高切断エミュルゼーションヘッドは強いエミュルゼーション能力を有します.乳化時間を30分 (以前の汎用機器) から15分に短縮する乳化時間を50%短縮する
2つ目は,清掃時間が大幅に短縮される.機器の自動清掃システムCIPとミックスタンクの鏡磨きされた内部表面により,清掃プロセスは効率化される.洗浄時間を3〜5時間 (以前の汎用機器) から40分に短縮する生産期間を大幅に短縮する.
3つ目は,配方交換効率が向上する.クリームエムルジファーは,異なる配方に適性がある.操作者は,公式を切り替えるときに制御システムを通してパラメータを調整するだけで複合部品の交換や複雑なデバッグなしで,公式の切り替え時間を2-3時間から30分に短縮します.
さらに,小批量 (50L) の試験生産では,生産効率の向上がより顕著です.小量試験生産の生産周期は7時間でしたクリームエミュルファイヤを使用した後,生産サイクルが2時間に短縮され,新しい配方のための迅速な試験生産の需要を満たしました. 過去18ヶ月間,事業者は,この機器を使用した 35 種類の新しいクリーム配列の試験生産を完了しました.試作の生産量よりも 1,8倍です.
4.3 生産コストの効果的な削減
クリームエムルファイヤの使用により,製品の品質と生産効率の向上だけでなく,事業者の生産コストも効果的に削減できました.主に3つの側面に反映されています:
まず,エネルギー消費量が減少します.クリームエムルファイヤの総電力は (ミックスモーター+エムルファイヤモーター+加熱システム) 18 kW です.前の汎用機器の総電力は28kW150Lセットの顔潤滑クリームの生産では,クリームエミュルファイヤのエネルギー消費量は7.2kWhで,以前の汎用機器よりも39.3%低くなっています (11.8kWh)年間200回の生産をベースに,同社は毎年920kWhの電力を節約できます.
2つ目は,原材料の損失が減少する.機器を導入する前に,原材料の損失率 (資格のない製品,機器上の材料残留,生産過程における材料損失) は6%でした.クリームエミュルファイヤを使用した後,原材料損失率は1.5%に削減され,原材料損失は75%減少しました.千元/トン)企業は毎年 225,000 元の原材料コストを節約できます
3つ目は労働コストが削減され クリームエムルファイヤーは高度な自動化がありますそして,一つの事業者は,単一の産品の生産プロセス (供給から放出,清掃まで) をすべて完了することができます.作業員による労働の密度を削減し,各生産量に対する労働コストの50%を節約する.
4.4 生産の柔軟性の向上
クリームエムルファイヤは柔軟性があり 生産柔軟性を高めます設備は複数の種類のクリーム製品 (顔の保湿クリーム) の生産に適しています,抗老化クリーム,ボディクリーム,子供用クリームなど),操作者は,乳化速度,乳化時間などのパラメータを調整することによって,異なる製品タイプを切り替えることができます.そして温度設備や主要部品の交換を必要としない.一方,設備は小批量試験生産 (30-50L) と中批量量生産 (100-300L) に適しています.異なるバッチサイズに対する事業者の生産ニーズを満たすことができる. This flexible production mode enables the entity to quickly respond to market changes (such as changes in consumer demand and market trends) and adjust the product structure and production plan in a timely manner企業の市場適応性と競争力を向上させる.
5日々のメンテナンスと運用経験
18ヶ月間の申請過程で,その組織はクリーム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,設備の安定した動作を保証しています.,設備の使用寿命を延長し,生産の継続性と安定性を保証します.具体的な経験は以下のように要約されています.
5.1 日々の保守
クリームエムルファイヤーの日常保守は,機器の各部品の安定した動作を確保するために主に5つの側面に焦点を当てます.
まず,生産後の適切な清掃です.各生産の後,設備は (混合タンク,エムルジ化頭,壁を掻き回すパドル,給水口,物質残留や細菌の増殖を防ぐため製品の一番の品質と機器の使用寿命に影響します.
2つ目は,潤滑油の定期的な検査です.毎日混合エンジンとエムルジ化エンジンの油レベルをチェックし,潤滑油 (No.標準線よりも低い場合,モーターの正常な動作を確保し,磨きを減らすために.
3つ目,密封部品の定期的な検査. 混合タンク蓋,放出口,その他の部品の密封リングを毎日,着用,老化,または漏れをチェックします. 問題が見つかった場合,密封リングを間に合う間に交換し,機器 (特に真空システム) の密着性を確保し,乳化効果と製品品質に影響を及ぼさないようにします..
第四に フィルターの定期的な清掃 フィルターの遮断を防ぐために 毎週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清掃します真空システムと冷却システムの動作に影響を与える.
第5に 計器の定期的な校正 温度センサー,真空計測定器の正確性と生産プロセスパラメータの信頼性を確保するために,毎月機器の他の機器.
5.2 運用経験
設備の運用に関しては,エミュルジ化効果と製品品質を確保するための4つの主要な経験点を要約します.
まず,合理的にエミュルゼーションパラメータを設定します.エミュルゼーション速度とエミュルゼーション時間は,クリーム製品の種類と粘度に応じて調整する必要があります.高粘度製品 (抗老化クリームなど)低粘度製品 (ボディクリームなど) では,乳化速度を10000~11000rpmに設定し,乳化時間を18~20分に延長する.乳化速度を7000~9000rpmに設定できる乳化時間は12〜15分に短縮できます.
2つ目は 材料の温度を厳格に制御すること前混合と乳化中に材料の温度は,設定範囲内で厳格に制御されるべきである (オイル・イン・ウォータータイプクリームでは65-70°C)温度が高すぎたり低すぎたりすると,乳化効果と乳化システムの安定性に影響します.熱に敏感な機能成分 (ビタミンCや一部の植物抽出物など),添加温度は35-40°Cで厳格に制御され,活性成分の分解を避ける必要があります.
3つ目に,供給速度と順序を制御する. 油相原料を水相に追加するときは,局所的な集積を避けるために,供給速度がゆっくりと均一でなければならない.機能成分と保存剤は正しい順序で追加する必要があります (機能成分は最初に)均等な分散と有効性を確保するためです.
第四に,操作者訓練を強化し,クリームエムルファイヤーの操作スキル,保守方法,欠陥判断について,定期的に操作者に訓練する.操作者が重要な操作ポイントを把握し,簡単な故障を及ばない方法で処理できるように設備の故障率を削減し,生産の継続性を確保する.
6概要と見通し
18ヶ月間の実用的な使用の後,専用のクリームエムルファイヤは,その事業者のクリーム生産プロセスにおいて重要な役割を果たしました.製品品質の向上において 顕著な成果を上げています生産効率を向上させ,生産コストを削減し,生産柔軟性を向上させる.,容易な操作と保守の特徴は,複数の種類のクリーム,小量および中量セット,および頻繁な配方調整の生産ニーズと完全に互換的である.申請期間中に装置が安定して動作し,故障率は1%未満生産の継続性と安定性を確保し,事業者の製品研究開発と市場拡大を強く支援した.
未来を展望して,同社はクリームエムルファイヤの応用範囲をさらに拡大する予定です.クリーム製品 (白化クリームなど) の生産にも適用できます日焼け止めや日焼け止めの修理クリーム) が作られ,様々な市場需要を満たしています.事業者は,機器の使用経験に基づいて,生産プロセスパラメータを最適化し続けます.製品品質と生産効率をさらに向上させ,製品の市場競争力を強化する.
類似の生産ニーズ (複数の種類,小量および中量量,配方の頻繁な調整) を有するクリーム生産に従事する企業専用クリームエムルジファーは実用的でコスト効率の良い生産機器ですその適用は,不均等なエミュルション粒子サイズ,安定性の低下,低生産効率の問題を効果的に解決することができます.伝統的なクリーム生産プロセスで存在する高生産コスト高品質のクリーム製品の生産に信頼性のある保証を提供します.高品質のクリーム製品と効率的な生産設備の需要は増加し続けますクリーム生産分野での応用展望が広がる.
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