소개
액체 주방세제 제조에서 유화는 제품 일관성, 세척 성능 및 보관 안정성에 직접적인 영향을 미치는 중요한 공정입니다. 가정용 청소 제품 전문 생산업체는 일관성 없는 점도, 장기간의 처리 시간, 균일한 수중유 에멀젼 달성의 어려움 등 기존 혼합 시스템의 오랜 문제를 해결하려고 했습니다. 고전단 유화제의 채택으로 생산 작업 흐름이 변화되어 효율성, 제품 품질 및 운영 신뢰성이 눈에 띄게 향상되었습니다.
배경: 전통적인 혼합 방법의 과제
장비를 업그레이드하기 전에 제조업체는 유화를 위해 기존 교반기 시스템을 사용했습니다. 이 접근 방식은 다음과 같은 몇 가지 주요 과제를 제시했습니다.
- 일관되지 않은 에멀젼 품질: 교반기가 기름방울을 효과적으로 분해하는데 어려움을 겪어 제품 점도의 변동이 발생했습니다. 일부 배치는 시간이 지남에 따라 분리되어 재작업이나 폐기가 필요한 것으로 나타났습니다.
- 처리 시간 연장: 안정적인 유제를 얻기 위해서는 90~120분의 혼합 시간이 필요하여 생산 라인에 병목 현상이 발생하고 생산량이 제한됩니다.
- 높은 에너지 소비: 교반기는 비효율성을 보완하기 위해 높은 출력으로 작동하여 에너지 비용이 증가하고 기계 부품의 마모가 증가했습니다.
- 제한된 제형 유연성: 이 시스템은 유제 안정성을 손상시키지 않으면서 원료 비율 변경이나 특수 성분(예: 식물성 오일, 향료 화합물) 추가를 수용할 수 없었습니다.
이러한 문제는 제품 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 제조업체가 생산을 확장하고 일관된 고성능 주방세제에 대한 시장 수요에 대응하는 능력을 방해했습니다.
고전단 유화제 구현
여러 유화 기술을 평가한 후 제조업체는 액체 세제 용도로 설계된 고전단 인라인 유화제를 선택했습니다. 장비의 주요 기능은 다음과 같습니다.
- 정밀하게 설계된 톱니를 갖춘 로터-고정자 구성은 강력한 전단력을 생성하여 오일 방울을 미크론 크기의 입자로 분해합니다.
- 다양한 제제 요구 사항에 맞게 가변 속도 제어(500~3,000RPM).
- 원하는 유제 안정성이 달성될 때까지 혼합물을 재순환시키는 폐쇄 루프 시스템입니다.
- 식품 등급 위생 표준을 충족하고 산성 또는 알칼리성 성분으로 인한 부식을 방지하는 스테인리스 스틸 구조입니다.
구현 프로세스에는 유화제를 기존 생산 라인에 통합하고, 제조업체의 특정 주방세제 제제에 대한 매개변수를 보정하고, 장비 작동 및 유지 관리에 대한 작업자 교육이 포함되었습니다. 가동 중지 시간을 최소화하면서 전환이 완료되어 제조업체는 설치 후 2주 이내에 전체 생산을 재개할 수 있었습니다.
결과 및 운영 개선
고전단 유화제를 채택한 지 3개월 만에 제조업체는 주요 성능 지표 전반에 걸쳐 상당한 개선을 관찰했습니다.
- 유제 안정성: 제품의 분리가 없어져 모든 배치가 유통기한 내내 일정한 점도와 질감을 유지합니다. 실험실 테스트를 통해 오일 방울 크기가 평균 5 마이크론(교반기 사용 시)에서 0.5 마이크론으로 감소되어 활성 성분이 균일하게 분산되는 것으로 확인되었습니다.
- 처리 시간 단축: 유화시간이 배치당 90분에서 30분으로 67% 단축되었습니다. 이러한 처리량 증가를 통해 제조업체는 교대근무나 장비를 추가하지 않고도 생산 능력을 40%까지 늘릴 수 있었습니다.
- 에너지 효율성: 유화제는 고속회전에도 불구하고 기존 교반기에 비해 에너지 소모가 35% 적습니다. 이러한 감소는 탄소 배출 감소와 함께 연간 약 12,000달러의 에너지 비용 절감으로 이어졌습니다.
- 제제 유연성: 시스템의 조정 가능한 전단력을 통해 제조업체는 생분해성 계면활성제 및 천연 향료를 포함한 새로운 성분을 실험할 수 있었습니다. 이러한 유연성은 두 가지 새로운 제품 라인의 개발을 지원하여 긍정적인 시장 반응을 얻었고 회사의 고객 기반을 확장했습니다.
- 유지관리 비용 절감: 유화제의 견고한 설계와 움직이는 부품의 최소화로 고장이 적고 유지 관리 요구 사항이 낮습니다. 장비에 정기적인 청소와 가끔 씰만 교체하면 되므로 연간 유지 관리 비용이 이전 시스템에 비해 25% 감소했습니다.
장기적인 영향과 지속 가능성
즉각적인 운영 개선 외에도 고전단 유화제는 제조업체의 지속 가능성 목표에 기여했습니다. 처리 시간과 에너지 소비가 줄어들어 시설의 환경에 미치는 영향이 줄어들었고, 제품 재작업이 없어 폐기물 발생량이 30% 감소했습니다. 또한 친환경 청소 제품에 대한 소비자 요구에 맞춰 천연 및 생분해성 성분을 사용할 수 있어 시장에서 회사의 경쟁력이 강화됩니다.
작업자들은 또한 유화제가 이전 교반기보다 더 낮은 소음 수준으로 작동하고 수동 개입이 덜 필요하기 때문에 향상된 작업 조건을 보고했습니다. 이러한 신체적 부담과 프로세스 변동성의 감소는 직원 만족도를 높이고 생산 부서의 이직률을 줄이는 데 기여했습니다.
결론
고전단 유화제의 채택은 유제 품질, 효율성 및 유연성에 대한 제조업체의 핵심 과제를 해결하여 생산 성능 및 제품 일관성에서 측정 가능한 개선을 제공했습니다. 첨단 유화 기술에 투자함으로써 회사는 즉각적인 운영 문제점을 해결했을 뿐만 아니라 용량 증가, 제품 제공 범위 확대, 지속 가능성 향상을 통해 장기적인 성장을 위한 입지를 마련했습니다.
이 구현의 성공은 유화제의 설계와 기능이 주방세제 생산의 고유한 요구 사항을 직접적으로 다루었기 때문에 특정 제조 요구 사항에 맞게 조정된 장비 선택의 가치를 보여줍니다. 유화와 관련하여 유사한 문제에 직면한 제조업체를 위해 이 사례 연구는 고급 처리 기술이 어떻게 가정용 청소 제품 제조에서 효율성, 품질 및 혁신을 촉진할 수 있는지 강조합니다.
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