مقدمه
در تولید مایع ظرفشویی، امولسیونسازی یک فرآیند حیاتی است که مستقیماً بر قوام محصول، عملکرد تمیزکنندگی و پایداری در قفسه تأثیر میگذارد. یک تولیدکننده متخصص در محصولات تمیزکننده خانگی به دنبال حل چالشهای دیرینه با سیستم اختلاط موجود خود بود، از جمله ویسکوزیته ناسازگار، زمانهای پردازش طولانی و مشکلات در دستیابی به امولسیونهای یکنواخت روغن در آب. استفاده از یک امولسیفایر با برش بالا، گردش کار تولید آنها را متحول کرد و بهبودهای قابل اندازهگیری در کارایی، کیفیت محصول و قابلیت اطمینان عملیاتی را به همراه داشت.
پیشینه: چالشها با روشهای اختلاط سنتی
قبل از ارتقای تجهیزات خود، تولیدکننده برای امولسیونسازی به یک سیستم همزن معمولی متکی بود. این رویکرد چندین چالش کلیدی را به همراه داشت:
- کیفیت امولسیون ناسازگار: همزن در تجزیه قطرات روغن به طور موثر مشکل داشت و منجر به تغییرات در ویسکوزیته محصول شد. برخی از دستهها با گذشت زمان جداسازی نشان دادند که نیاز به بازکاری یا دور ریختن داشتند.
- مصرف انرژی بالا: همزن با توان بالا کار میکرد تا ناکارآمدی خود را جبران کند که منجر به افزایش هزینههای انرژی و افزایش سایش قطعات مکانیکی شد.
- انعطافپذیری فرمولاسیون محدود: این سیستم نمیتوانست تغییرات در نسبت مواد اولیه یا افزودن مواد تخصصی (به عنوان مثال، روغنهای گیاهی، ترکیبات معطر) را بدون به خطر انداختن پایداری امولسیون در خود جای دهد.
- پیادهسازی امولسیفایر با برش بالا
پس از ارزیابی چندین فناوری امولسیونسازی، تولیدکننده یک امولسیفایر درون خطی با برش بالا را که برای کاربردهای مواد شوینده مایع طراحی شده بود، انتخاب کرد. ویژگیهای کلیدی این تجهیزات عبارتند از:
یک پیکربندی روتور-استاتور با دندانههای مهندسی شده با دقت برای تولید نیروهای برشی شدید، که قطرات روغن را به ذرات میکرونی تجزیه میکند.
کنترل سرعت متغیر (500 تا 3000 دور در دقیقه) برای انطباق با الزامات مختلف فرمولاسیون.
- یک سیستم حلقه بسته که مخلوط را تا زمانی که به پایداری امولسیون مورد نظر برسد، بازچرخانی میکند.
- ساخت فولاد ضد زنگ برای مطابقت با استانداردهای بهداشتی مواد غذایی و مقاومت در برابر خوردگی ناشی از مواد اسیدی یا قلیایی.
- فرآیند پیادهسازی شامل ادغام امولسیفایر در خط تولید موجود، کالیبره کردن پارامترها برای فرمولاسیونهای خاص مایع ظرفشویی تولیدکننده و آموزش اپراتورها در مورد عملکرد و نگهداری تجهیزات بود. این انتقال با حداقل زمان خرابی تکمیل شد و به تولیدکننده اجازه داد تا تولید کامل را ظرف دو هفته پس از نصب از سر بگیرد.
در عرض سه ماه پس از استفاده از امولسیفایر با برش بالا، تولیدکننده بهبودهای قابل توجهی را در معیارهای عملکرد کلیدی مشاهده کرد:
پایداری امولسیون: جداسازی محصول حذف شد و تمام دستهها ویسکوزیته و بافت ثابتی را در طول عمر خود حفظ کردند. آزمایشهای آزمایشگاهی تأیید کردند که اندازه قطرات روغن از میانگین 5 میکرون (با همزن) به 0.5 میکرون کاهش یافته است که پراکندگی یکنواخت مواد فعال را تضمین میکند.
کاهش زمان پردازش: زمان امولسیونسازی 67٪ کاهش یافت، از 90 دقیقه به 30 دقیقه در هر دسته. این افزایش در توان عملیاتی به تولیدکننده اجازه داد تا ظرفیت تولید را 40٪ بدون افزودن شیفت یا تجهیزات اضافی افزایش دهد.
- بهرهوری انرژی: امولسیفایر 35٪ انرژی کمتری نسبت به همزن معمولی مصرف میکرد، با وجود اینکه با سرعت بالاتری کار میکرد. این کاهش به صرفهجویی سالانه در هزینههای انرژی تقریباً 12000 دلار و همچنین کاهش انتشار کربن منجر شد.
- کاهش هزینههای نگهداری: طراحی قوی و قطعات متحرک کم امولسیفایر منجر به خرابی کمتر و نیازهای نگهداری کمتر شد. هزینههای نگهداری سالانه 25٪ در مقایسه با سیستم قبلی کاهش یافت، زیرا تجهیزات فقط به تمیز کردن روتین و تعویض گاه به گاه مهر و موم نیاز داشتند.
- اپراتورها همچنین از بهبود شرایط کاری خبر دادند، زیرا امولسیفایر با سطوح سر و صدای کمتر کار میکرد و به مداخله دستی کمتری نسبت به همزن قبلی نیاز داشت. این کاهش فشار فیزیکی و تغییرپذیری فرآیند به رضایت بیشتر کارکنان و کاهش گردش مالی در بخش تولید کمک کرد.