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고전단 유화기 균질기의 유제품 생산 적용 사례

2026-01-19

고전단 유화기 균질기의 유제품 생산 적용 사례

대규모 유제품 생산에서 균질화 공정은 제품의 품질, 안정성 및 유통 기한에 직접적인 영향을 미치는 핵심 연결 고리입니다. 액상 우유 및 유제품 파생 상품을 전문으로 하는 한 생산 시설은 한때 균질화 섹션에서 지속적인 문제에 직면하여 생산 효율성과 제품 일관성을 제한했습니다. 고전단 유화기 균질기의 도입은 이러한 문제를 효과적으로 해결하여 생산 성능과 제품 품질에서 눈에 띄는 개선을 이루었습니다.

배경 및 과제

이 시설은 하루 240~360톤을 생산하는 두 세트의 균질화 장비를 운영했으며, 시장 수요를 충족하기 위해 하루 20시간 연속 가동했습니다. 장비 업그레이드 전에 기존 균질기는 다음과 같은 문제를 안고 있었습니다.

불충분한 균질화 효율: 기존 장비는 원유 내 지방구를 완전히 분해할 수 없어 입자 크기 분포가 고르지 않았습니다. 지방구의 평균 입자 크기는 3-5 μm로 유지되어 저온 보관 중 제품에서 크리밍 현상이 뚜렷하게 나타났으며, 7일 이내에 최대 8%의 분리율을 보였습니다.
높은 에너지 소비 및 잦은 유지 보수: 장비는 원료 점도에 적응적으로 조정하지 않고 고정 속도로 작동하여 과도한 전력을 소비했습니다. 윤활유 교환 주기는 단 1,250시간이었으며, 잦은 유지 보수를 위해 가동을 중단해야 하여 전체 생산 가용률이 약 85%로 감소했습니다.
불량한 제품 안정성: 불충분한 유화 및 균질화로 인해 우유 음료 및 크림과 같은 유제품의 감각적 품질이 배치 간에 상당한 차이를 보였으며, 질감과 맛이 일치하지 않았습니다. 완제품의 합격률은 88-90%로 유지되었습니다.
위생 규정 준수 위험: 장비 캐비티에는 청소가 어려운 구조적 사각 지점이 있었고, 잔류 물질로 인해 미생물 오염이 쉽게 발생했습니다. GMP 및 GB 14881-2013 위생 기준을 완전히 충족하지 못하여 추가적인 수동 청소 절차가 필요했고, 이로 인해 인건비가 증가했습니다.

장비 선택 및 기술 구성

이러한 문제를 해결하기 위해 이 시설은 생산 요구 사항에 맞춰 고급 기술을 통합한 모듈식 설계를 갖춘 고전단 유화기 균질기를 선택했습니다. 주요 기술 구성은 다음과 같습니다.

다단계 고정자-로터 구조: 0.05-0.2mm의 조절 가능한 간격을 가진 3단계 복합 고정자-로터 설계를 채택했습니다. 로터 속도는 주파수 변환 기술을 통해 500-15,000rpm 범위 내에서 지속적으로 조정할 수 있으며, 최대 80,000 s⁻¹의 전단 속도를 생성하여 지방구 및 응집 입자를 효과적으로 분해합니다.
자켓 온도 제어 시스템: 장비 캐비티에는 夹套式 온도 제어 구조가 장착되어 있어 ±1.5℃의 변동 범위 내에서 0-120℃ 사이의 정밀한 온도 제어가 가능합니다. 이는 고속 전단 중 과도한 온도 상승을 방지하여 유제품 내 열에 민감한 영양소를 보호합니다.
위생적인 구조 설계: 캐비티는 316L 스테인리스 스틸로 제작되었으며, 거울 연마 마감 처리되어 표면 거칠기 Ra ≤ 0.8 μm을 달성했습니다. 사각 지점이 없는 빠른 분해 구조를 채택하여 5분 이내에 완전한 청소가 가능하며, 엄격한 위생 요구 사항을 충족하기 위해 CIP/SIP 청소 시스템을 지원합니다.
지능형 제어 및 보호: 지능형 토크 센서 및 폐쇄 루프 제어 시스템을 갖추어 재료의 점도 변화에 따라 회전 속도를 자동으로 조정하여 과부하 위험을 방지합니다. 이중 기계적 씰 구조는 재료 누출을 방지하고 안전한 작동을 보장합니다.
윤활 최적화: H1 등급의 식품 안전 윤활유와 일치하며, 이는 무독성이며 식품 생산과 호환됩니다. 우수한 산화 방지 및 내마모성을 갖추어 윤활유 교환 주기를 연장합니다.

구현 효과 및 데이터 분석

5개월의 시험 운전 및 최적화 후, 고전단 유화기 균질기는 생산 효율성, 제품 품질 및 운영 비용 관리에서 상당한 개선을 이루었습니다. 구체적인 데이터는 다음과 같습니다.

1. 제품 품질 개선

균질화 효과가 현저하게 향상되어 유제품 내 지방구의 평균 입자 크기가 0.5-1 μm로 감소하고, 다분산 지수(PDI)가 0.15 미만으로 제어되었습니다. 저온 보관 중 제품의 크리밍 분리율은 30일 이내에 1% 미만으로 감소했으며, 유화 안정성이 크게 향상되었습니다. 배치 간의 감각적 품질 일관성이 크게 향상되었으며, 완제품 합격률은 88-90%에서 99.5%로 증가했습니다.

2. 에너지 소비 및 유지 보수 최적화

주파수 변환 속도 조절 및 효율적인 전단 구조는 단위 에너지 소비를 약 5% 줄여 연간 55MWh의 전력을 절약하고 33톤의 CO₂ 배출량을 줄였습니다. 윤활유 교환 주기는 1,250시간에서 9,000시간으로 연장되었으며, 이는 매일 작업 조건에서 약 3년의 연속 작동에 해당합니다. 이는 윤활유 및 유지 보수 인건비를 절감했을 뿐만 아니라 장비 가용률을 96%로 증가시켰습니다.

3. 생산 효율성 및 운영 편의성

고전단 효율성은 단일 배치 균질화 시간을 30분에서 15분으로 단축하여 전체 생산 능력을 30% 증가시켰습니다. 지능형 제어 시스템은 자동 작동을 실현하여 수동 개입 및 운영 오류를 줄였습니다. 빠른 분해 및 쉬운 청소 구조는 청소 시간을 60% 줄여 생산의 연속성을 보장하고 교차 오염 위험을 줄였습니다.

4. 위생 규정 준수 업그레이드

사각 지점이 없는 캐비티 설계와 식품 안전 윤활유는 GMP 및 GB 14881-2013 표준의 요구 사항을 완전히 충족했습니다. 미생물 검사 결과 제품 내 총 콜로니 수가 낮은 수준으로 안정적으로 유지되어 위생 규정 준수 위험을 제거하고 오염으로 인한 재작업 비용을 줄였습니다.

요약

고전단 유화기 균질기의 적용은 유제품 생산 시설의 균질화 섹션에서 오랫동안 지속되어 온 문제를 근본적으로 해결했습니다. 균질화 효과를 최적화하고, 에너지 소비 및 유지 보수 비용을 절감하며, 제품 안정성 및 위생 규정 준수를 개선함으로써 생산의 지속 가능한 발전을 위한 견고한 기반을 마련했습니다. 장비의 모듈식 설계 및 지능형 제어는 또한 미래의 생산 확장 및 제품 업그레이드를 위한 유연성을 제공하여 유제품 품질 및 안전에 대한 변화하는 시장 요구에 적응합니다.

실제 생산에서 고전단 유화기 균질기의 성능은 재료 특성, 공정 매개변수 및 운영 관리에 밀접하게 관련되어 있습니다. 매개변수의 지속적인 최적화 및 표준화된 유지 보수를 통해 장비는 생산 효율성 및 제품 품질을 개선하고 생산 시설에 더 많은 가치를 창출하는 데 더 큰 역할을 할 수 있습니다.

진공 동화기

유동적 균질기

치약 성형기

마요네스 제조 기계

화장용 유화제 믹서

고전단 믹서

액체세제믹서

액체 혼합 기계

Ro 물 처리 기계

스테인리스 스틸 저장 탱크

포장 마시네

충전기

라벨태그기계

진공 동화기

유동적 균질기

치약 성형기

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화장용 유화제 믹서

고전단 믹서

액체세제믹서

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고전단 유화기 균질기의 유제품 생산 적용 사례

배경 및 과제

장비 선택 및 기술 구성

구현 효과 및 데이터 분석

1. 제품 품질 개선

2. 에너지 소비 및 유지 보수 최적화

3. 생산 효율성 및 운영 편의성

4. 위생 규정 준수 업그레이드

요약