مطالعه موردی: چگونه یک امولسیفایر پراکنده کننده برشی فرآیند تولید یک شرکت مواد شیمیایی روزانه را متحول کرد
در صنعت بسیار رقابتی مواد شیمیایی روزانه، کیفیت ثابت محصول، چرخه های تولید کارآمد و کنترل هزینه عوامل کلیدی هستند که توانایی یک شرکت را برای حفظ رقابت پذیری در بازار تعیین می کنند. یک شرکت متوسط که در تولید محصولات مراقبت شخصی مایع (شامل شامپو، شامپو و پاک کننده های صورت) تخصص دارد، اخیراً با چالش های قابل توجهی در فرآیند امولسیون سازی خود مواجه شده است - مسائلی که تهدید می کند تولید را کند کرده و بر ثبات محصول تأثیر می گذارد. این مطالعه موردی نشان می دهد که چگونه استفاده از یک امولسیفایر پراکنده کننده برشی به این چالش ها رسیدگی کرده و بهبودهای قابل اندازه گیری را در عملیات شرکت به ارمغان آورده است.
پیشینه: چالش های تولید شرکت
قبل از معرفی امولسیفایر پراکنده کننده برشی، این شرکت برای فرآیندهای امولسیون سازی و اختلاط خود به یک سیستم همزن سنتی پدالی متکی بود. در حالی که این سیستم سالها به شرکت خدمت کرده بود، اما در برآوردن نیازهای رو به رشد کسب و کار، به ویژه با گسترش خط تولید شرکت برای شامل فرمولاسیون های پیچیده تر (به عنوان مثال، شستشوی بدن با عصاره های روغن طبیعی و شامپو با عوامل حالت دهنده مبتنی بر ذرات) مشکل داشت.
چالش های اصلی شامل سه موضوع کلیدی بود:
- کیفیت امولسیون سازی ناسازگار
میکسر های پدالی سنتی برای مخلوط کردن مواد به هم زدن با سرعت کم متکی هستند، که اغلب در تجزیه و پراکندگی کامل مواد با ویسکوزیته بالا (مانند روغن های گیاهی و غلیظ کننده های پلیمری) در فرمولاسیون ها شکست می خورد. این امر منجر به بافت ناهموار محصول شد - برخی از دسته ها دارای ذرات یا رگه های قابل مشاهده بودند، در حالی که برخی دیگر بیش از حد نازک بودند. در موارد شدید، حتی برخی از دسته ها در عرض چند هفته پس از تولید، لایه بندی (جداسازی روغن و آب) را تجربه کردند، که شرکت را مجبور به دور ریختن محصولات معیوب و متحمل ضررهای غیر ضروری کرد.
برای جبران ناکارآمدی سیستم سنتی، شرکت مجبور شد زمان اختلاط را برای اطمینان از امولسیون سازی جزئی افزایش دهد. برای یک دسته 500 لیتری استاندارد از شستشوی بدن، فرآیند اختلاط تقریباً 4 ساعت طول کشید - شامل 2 ساعت هم زدن اولیه، 1 ساعت خراشیدن دستی دیواره های مخزن (برای از بین بردن مواد پراکنده نشده) و 1 ساعت بررسی همگن سازی نهایی. این سرعت آهسته، خروجی روزانه شرکت را به 3 تا 4 دسته محدود کرد و انجام سفارشات بزرگ را به موقع دشوار کرد.
- هزینه های بالای نیروی کار و انرژی
سیستم سنتی نیاز به نظارت دستی مداوم داشت. اپراتورها مجبور بودند به طور منظم مخزن را باز کنند تا وضعیت اختلاط را بررسی کنند، سرعت هم زدن را به صورت دستی تنظیم کنند و مواد باقیمانده را از دیواره های مخزن تمیز کنند - وظایفی که 2 تا 3 ساعت کار اضافی در هر شیفت اضافه می کرد. علاوه بر این، موتور کم بازده میکسر سنتی انرژی بیش از حد مصرف می کرد: شرکت محاسبه کرد که میکسر 35٪ از کل هزینه های برق ماهانه خود را به خود اختصاص می دهد، با وجود خروجی محدود آن.
راه حل: استفاده از یک امولسیفایر پراکنده کننده برشی
پس از تحقیق در مورد فناوری های مختلف اختلاط و انجام آزمایشات در محل با مدل های مختلف تجهیزات، این شرکت تصمیم گرفت در یک امولسیفایر پراکنده کننده برشی درجه صنعتی سرمایه گذاری کند. این تجهیزات بر اساس توانایی آن در رسیدگی به مواد با ویسکوزیته بالا، شدت برشی قابل تنظیم و سازگاری آن با مخازن اختلاط 500 لیتری و 1000 لیتری موجود شرکت انتخاب شد.
ویژگی های کلیدی امولسیفایر پراکنده کننده برشی که با نیازهای شرکت همسو بود عبارتند از:
- یک سر همگن کننده روتور-استاتور با سرعت بالا (با سرعت تا 12000 دور در دقیقه) که نیروهای برشی شدیدی را برای تجزیه و پراکندگی ذرات و مواد با ویسکوزیته بالا ایجاد می کند.
- یک سیستم کنترل دما با حلقه بسته که از گرم شدن بیش از حد مواد حساس به حرارت (به عنوان مثال، عصاره های طبیعی) در حین امولسیون سازی جلوگیری می کند.
- یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) که به اپراتورها اجازه می دهد پارامترهای اختلاط (سرعت، زمان، دما) را برای فرمولاسیون های مختلف محصول از پیش تنظیم کنند و مداخله دستی را کاهش دهند.
اجرا: ادغام تجهیزات در فرآیندهای موجود
ادغام امولسیفایر پراکنده کننده برشی در خط تولید شرکت تقریباً یک هفته طول کشید، از جمله نصب تجهیزات، کالیبراسیون و آموزش اپراتور. این شرکت تصمیم گرفت ابتدا تجهیزات را با چالش برانگیزترین محصول خود آزمایش کند: یک شستشوی بدن حاوی 15٪ روغن نارگیل طبیعی (یک ماده با ویسکوزیته بالا که قبلاً باعث ایجاد مشکلات امولسیون سازی شده بود).
جریان فرآیند جدید برای دسته شستشوی بدن به شرح زیر بود:
- مرحله پیش اختلاط: آب، سورفکتانت ها و مواد نگهدارنده به مخزن 500 لیتری اضافه شدند و با سرعت کم (500 دور در دقیقه) با استفاده از پره کمکی امولسیفایر هم زده شدند تا از اختلاط اولیه اطمینان حاصل شود.
- مرحله امولسیون سازی: روغن نارگیل طبیعی و غلیظ کننده پلیمری به مخزن اضافه شدند و امولسیفایر پراکنده کننده برشی با سرعت 8000 دور در دقیقه فعال شد. سیستم PLC برای حفظ دمای 45 درجه سانتیگراد (بهینه برای امولسیون سازی روغن در آب) و زمان اختلاط 45 دقیقه تنظیم شد.
- مرحله خنک کننده و نهایی سازی: پس از امولسیون سازی، تجهیزات به طور خودکار سرعت را به 300 دور در دقیقه کاهش دادند و سیستم خنک کننده را برای کاهش دمای محصول به 30 درجه سانتیگراد فعال کردند. سپس عطر اضافه شد و مخلوط به مدت 15 دقیقه دیگر هم زده شد.
- مرحله بررسی کیفیت: یک نمونه کوچک از مخزن از طریق پورت نمونه برداری داخلی امولسیفایر استخراج شد تا یکنواختی و پایداری بافت بررسی شود. هیچ خراش دستی از دیواره های مخزن مورد نیاز نبود، زیرا نیروی برشی بالا از تجمع مواد جلوگیری کرده بود.
نتایج: بهبودهای قابل اندازه گیری در کیفیت، کارایی و هزینه
در عرض یک ماه پس از استفاده از امولسیفایر پراکنده کننده برشی، این شرکت بهبودهای قابل توجهی را در تمام شاخص های کلیدی عملکرد مشاهده کرد:
1. کیفیت ثابت محصول
نیروی برشی بالا تولید شده توسط امولسیفایر، مواد با ویسکوزیته بالا را کاملاً پراکنده کرد و از تشکیل ذرات جلوگیری کرد. پس از اجرا، میزان نقص برای شستشوی بدن (و سایر محصولات) از 8٪ به کمتر از 1٪ کاهش یافت. آزمایشات پایداری همچنین نشان داد که محصولات دیگر لایه بندی را تجربه نمی کنند - حتی پس از 6 ماه نگهداری - که استانداردهای کیفیت شرکت را برای ماندگاری طولانی مدت برآورده می کند.
2. چرخه های تولید کاهش یافته
زمان لازم برای تولید یک دسته 500 لیتری از شستشوی بدن از 4 ساعت به 1.5 ساعت کاهش یافت (کاهش 62.5٪). این شرکت توانست خروجی روزانه خود را از 3 تا 4 دسته به 8 تا 10 دسته افزایش دهد و به آن اجازه داد سفارشات بزرگ را 2 تا 3 روز زودتر از قبل انجام دهد. به عنوان مثال، یک سفارش اخیر برای 10000 لیتر شامپو - که با سیستم سنتی 8 روز طول می کشید تا تولید شود - تنها در 3 روز تکمیل شد.
3. هزینه های کمتر نیروی کار و انرژی
سیستم کنترل شده PLC نیاز به نظارت دستی را کاهش داد: اپراتورها فقط نیاز داشتند پارامترهای از پیش تعیین شده را وارد کرده و بررسی های کیفیت نهایی را انجام دهند، که باعث کاهش 2 ساعته ساعات کار در هر شیفت شد (کاهش 30 درصدی در هزینه های نیروی کار برای فرآیند اختلاط). علاوه بر این، موتور کم مصرف امولسیفایر (مجهز به مبدل فرکانس) مصرف برق را 40٪ در مقایسه با میکسر سنتی کاهش داد. این شرکت تخمین زد که این امر به صرفه جویی در انرژی ماهانه تقریباً 1200 دلار ترجمه می شود.
4. انعطاف پذیری برای نوآوری محصول
شدت برشی قابل تنظیم و کنترل دمای امولسیفایر به شرکت اجازه داد تا با فرمولاسیون های جدید آزمایش کند. به عنوان مثال، با موفقیت یک شامپوی جدید حاوی مهره های حالت دهنده میکروکپسوله را راه اندازی کرد - محصولی که قبلاً تولید آن با میکسر سنتی غیرممکن بود، زیرا مهره ها در حین هم زدن با سرعت کم شکسته می شدند. محصول جدید به سرعت در بازار مورد توجه قرار گرفت و درآمد شرکت را در سه ماهه اول پس از راه اندازی 15٪ افزایش داد.
تأثیر بلندمدت: ایجاد پایه ای برای مقیاس پذیری
شش ماه پس از اجرای امولسیفایر پراکنده کننده برشی، این شرکت ظرفیت تولید خود را با افزودن یک مخزن 1000 لیتری دوم و ادغام یک امولسیفایر دوم گسترش داد. ثبات عملکرد تجهیزات به شرکت اجازه داد تا فرآیندهای تولید خود را در هر دو مخزن استاندارد کند و اطمینان حاصل کند که کیفیت محصول بدون توجه به اندازه دسته یکنواخت باقی می ماند.
این شرکت همچنین از بهبود رضایت کارکنان خبر داد، زیرا کاهش کار دستی (به عنوان مثال، خراشیدن دیواره های مخزن) فشار فیزیکی را کاهش داد و یک محیط کار ایمن تر ایجاد کرد. علاوه بر این، توانایی در انجام به موقع مهلت های سفارش، روابط شرکت با شرکای خرده فروشی را تقویت کرد و منجر به افزایش 20 درصدی سفارشات تکراری شد.
نتیجه
برای این شرکت مواد شیمیایی روزانه، امولسیفایر پراکنده کننده برشی چیزی بیش از یک قطعه تجهیزات بود - این یک راه حل بود که به چالش های اصلی تولید رسیدگی کرد و رشد را امکان پذیر کرد. با بهبود کیفیت محصول، افزایش کارایی و کاهش هزینه ها، این تجهیزات به شرکت کمک کرد تا در یک صنعت سریع گام رقابتی باقی بماند. این مورد نشان می دهد که چگونه استفاده از فناوری اختلاط پیشرفته می تواند عملیات را متحول کند، حتی برای شرکت های متوسط با سیستم های تولید موجود.
در حالی که نیازهای هر شرکت منحصر به فرد است، این مورد ارزش انتخاب تجهیزاتی را برجسته می کند که با چالش های تولید خاص همسو باشد - خواه این چالش ها شامل ثبات امولسیون سازی، سرعت فرآیند یا کنترل هزینه باشد.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!