بهبود برتری تولید: مطالعه موردی در مورد پیادهسازی امولسیفایر برشی همگنکننده
1. مقدمه
در صنایعی از جمله آرایشی و بهداشتی و داروسازی گرفته تا فرآوری مواد غذایی و پوششهای صنعتی، فرآیند امولسیونسازی به عنوان یک گام حیاتی مطرح است که مستقیماً بر کیفیت، پایداری و عملکرد محصول تأثیر میگذارد. دستیابی به یک امولسیون یکنواخت و پایدار - که در آن دو مایع غیرقابل امتزاج (مانند روغن و آب) به قطرات ریز پراکنده میشوند - نیازمند کنترل دقیق بر نیروی برشی، دما و دینامیک اختلاط است. با این حال، برای بسیاری از تولیدکنندگان، تجهیزات امولسیونسازی سنتی اغلب از برآورده کردن نیازهای در حال تحول تولید ناتوان هستند و این امر منجر به ناسازگاری در کیفیت محصول، طولانی شدن زمان پردازش و افزایش ضایعات مواد میشود. این مطالعه موردی بررسی میکند که چگونه استفاده از یک امولسیفایر برشی همگنکننده این چالشها را برای یک تولیدکننده فعال در بخش مواد شیمیایی تخصصی برطرف کرد و بهبودهای قابل اندازهگیری در کارایی، قابلیت اطمینان محصول و مقرون به صرفه بودن را به ارمغان آورد.
2. پیشینه پروژه
2.1 الزامات پروژه
تولیدکننده مورد نظر بر تولید فرمولاسیونهای مایع با عملکرد بالا که در کاربردهای نگهداری صنعتی استفاده میشود، متمرکز بود. این فرمولاسیونها برای اطمینان از ویسکوزیته، ماندگاری و عملکرد کاربردی ثابت (به عنوان مثال، مقاومت در برابر خوردگی، چسبندگی) به یک امولسیون پایدار نیاز داشتند. الزامات کلیدی پروژه عبارتند از:
- دستیابی به توزیع اندازه قطرات کمتر از 5 میکرومتر برای تضمین پایداری امولسیون، زیرا قطرات بزرگتر اغلب منجر به جداسازی فاز در محصولات نهایی میشوند.
- مقیاسبندی ظرفیت تولید برای پاسخگویی به افزایش 30 درصدی سفارشات مشتری، بدون به خطر انداختن کیفیت محصول یا افزایش زمان تحویل.
- کاهش مصرف انرژی و ضایعات مواد، زیرا این شرکت قصد داشت با اهداف پایداری خود در کاهش ردپای کربن عملیاتی همسو شود.
- اطمینان از انطباق با استانداردهای کیفیت خاص صنعت، که آزمایشهای دقیق یکنواختی امولسیون و سازگاری بین دستهای را الزامی میکرد.
2.2 چالشهای اولیه
قبل از پیادهسازی امولسیفایر برشی همگنکننده، تولیدکننده برای امولسیونسازی به یک میکسر پرسرعت معمولی متکی بود. این تنظیم سه چالش اساسی را به همراه داشت:
- ناسازگاریهای کیفی: میکسر معمولی برای تولید نیروی برشی کافی برای تجزیه قطرات مایع بزرگتر تلاش میکرد. در نتیجه، تقریباً 8 تا 10 درصد از دستهها به دلیل جداسازی فاز یا ویسکوزیته ناهموار در بررسیهای کیفیت رد میشدند و نیاز به پردازش مجدد یا دور ریختن داشتند.
- راندمان تولید پایین: هر دسته 500 لیتری به 90 دقیقه زمان اختلاط نیاز داشت تا به یک امولسیون تقریباً پایدار برسد - که برای همگامی با افزایش تقاضا بسیار کند بود. علاوه بر این، میکسر به نظارت دستی و تنظیمات مکرر پارامترها نیاز داشت که زمان اپراتور را به خود اختصاص میداد.
- ضایعات زیاد مواد و انرژی: به دلیل امولسیونسازی ناسازگار، تولیدکننده اغلب از افزودنیهای تثبیتکننده برای جبران پراکندگی ضعیف قطرات استفاده میکرد که هزینههای مواد اولیه را سالانه 12 درصد افزایش میداد. میکسر همچنین 25 درصد انرژی بیشتری نسبت به جایگزینهای مدرن مصرف میکرد که به افزایش هزینههای عملیاتی کمک میکرد.
3. انتخاب امولسیفایر برشی همگنکننده
3.1 تحقیق و ارزیابی
برای مقابله با این چالشها، تولیدکننده یک فاز تحقیقاتی شش ماهه را برای شناسایی راهحلهای امولسیونسازی مناسب آغاز کرد. این تیم سه نوع تجهیزات را ارزیابی کرد: میکسرهای برشی بالا معمولی (مشابه تنظیمات موجود)، آسیابهای کلوئیدی و امولسیفایرهای برشی همگنکننده. معیارهای اصلی ارزیابی عبارتند از:
- ظرفیت نیروی برشی: توانایی تولید برش کافی برای دستیابی به اندازه قطرات مورد نیاز (≤5 میکرومتر) به طور مداوم.
- مقیاسپذیری: سازگاری با اندازههای دسته از 300 تا 1000 لیتر، با فضای کافی برای توسعه آینده.
- بهرهوری انرژی: مصرف برق در هر دسته، اندازهگیری شده در برابر معیارهای صنعت.
- قابلیتهای اتوماسیون: ادغام با سیستمهای کنترل موجود برای کاهش مداخله دستی و فعال کردن نظارت از راه دور.
- قابلیت اطمینان و نگهداری: میانگین زمان بین خرابیها (MTBF) و سهولت تمیز کردن، زیرا زمان خرابی مستقیماً بر برنامههای تولید تأثیر میگذارد.
در طول آزمایش، امولسیفایر برشی همگنکننده برجسته شد: این دستگاه به طور مداوم به اندازههای قطرات 2-3 میکرومتر (بسیار کمتر از هدف) دست یافت، 30 درصد انرژی کمتری نسبت به میکسر معمولی مصرف کرد و میتوانست برای تنظیم سرعت برش، دما و زمان اختلاط به طور خودکار برنامهریزی شود. آسیابهای کلوئیدی، در حالی که برای پراکندگی خوب مؤثر بودند، فاقد مقیاسپذیری برای دستههای بزرگتر بودند و به نگهداری مکرر نیاز داشتند.
3.2 عوامل تصمیمگیری
تصمیم نهایی برای انتخاب امولسیفایر برشی همگنکننده توسط چهار عامل کلیدی هدایت شد:
- همترازی عملکرد: توانایی آن در برآورده کردن الزامات دقیق اندازه و پایداری قطرات، خطر خرابی دسته را از بین برد و مستقیماً به نگرانی اصلی کیفیت تولیدکننده رسیدگی کرد.
- افزایش کارایی: شبیهسازیها نشان داد که این تجهیزات میتواند زمان پردازش دسته را از 90 دقیقه به 45 دقیقه کاهش دهد و تولیدکننده را قادر میسازد تا به افزایش 30 درصدی تقاضا بدون اضافه کردن شیفتهای اضافی پاسخ دهد.
- صرفهجویی در هزینه: پیشبینی شد که مصرف انرژی کمتر و کاهش اتکا به افزودنیهای تثبیتکننده، هزینههای عملیاتی سالانه را تقریباً 15 درصد کاهش میدهد.
- انعطافپذیری: طراحی مدولار امولسیفایر امکان ادغام آسان با خط تولید موجود تولیدکننده را فراهم کرد و از نیاز به اصلاحات پرهزینه تأسیسات جلوگیری کرد.
4. نصب و راهاندازی
4.1 تیم نصب حرفهای
فرآیند نصب توسط تیمی از تکنسینهای متخصص از تأمینکننده تجهیزات، با همکاری تیم مهندسی داخلی تولیدکننده، رهبری شد. این فرآیند دو هفته به طول انجامید و شامل موارد زیر بود:
- آمادهسازی سایت: اصلاح منطقه تولید برای تطبیق با ابعاد امولسیفایر (2.5 متر x 1.8 متر x 2.2 متر) و ادغام آن با لولهکشی موجود برای دریافت مواد اولیه و انتقال محصول نهایی.
- نصب مکانیکی: محکم کردن امولسیفایر به یک فونداسیون بتنی تقویتشده برای به حداقل رساندن لرزش (بسیار مهم برای حفظ کنترل دقیق برش) و اتصال آن به سیستمهای برق و کنترل.
- بررسیهای ایمنی: آزمایش عملکردهای توقف اضطراری، شیرهای تخلیه فشار و حسگرهای دما برای اطمینان از انطباق با استانداردهای بهداشت و ایمنی شغلی.
تیم نصب بهروزرسانیهای پیشرفت روزانه را ارائه میکرد و به چالشهای جزئی لجستیکی (به عنوان مثال، تنظیم طول لوله برای مطابقت با طرحبندیهای موجود) در زمان واقعی رسیدگی میکرد تا از تأخیر جلوگیری شود.
4.2 فرآیند راهاندازی
راهاندازی - که برای تأیید عملکرد تجهیزات در شرایط واقعی طراحی شده است - یک هفته به طول انجامید و از یک رویکرد ساختاریافته پیروی کرد:
- آزمایش خشک: راهاندازی امولسیفایر بدون مواد برای بررسی عملکرد موتور، چرخش تیغه برش و پاسخگویی سیستم کنترل. تمام پارامترها (به عنوان مثال، سرعت، دما) برای مطابقت با مشخصات محصول تولیدکننده کالیبره شدند.
- آزمایش دسته آزمایشی: پردازش سه دسته کوچک (هر کدام 100 لیتر) از رایجترین فرمولاسیون تولیدکننده. هر دسته از نظر اندازه قطرات، ویسکوزیته و پایداری آزمایش شد و تنظیماتی در سرعت برش (از 3000 دور در دقیقه تا 3500 دور در دقیقه) برای بهینهسازی نتایج انجام شد.
- آزمایش دسته در مقیاس کامل: راهاندازی دو دسته 500 لیتری برای شبیهسازی تولید منظم. امولسیفایر به طور مداوم تمام اهداف کیفی را برآورده کرد، با اندازه قطرات به طور متوسط 2.8 میکرومتر و هیچ نشانهای از جداسازی فاز پس از 72 ساعت نگهداری.
سیاست حفظ حریم خصوصی |
نقشه سایت
| چین کیفیت خوب دستگاه همجانس سازی خلاء عرضه کننده. حقوق چاپ 2025 Yangzhou Aipuweier Automation Equipment Limited Company تمام حقوق محفوظ است
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!