logo
بنر
جزئیات پرونده
خونه > پرونده ها >

پرونده های شرکت در باره بهینه‌سازی فرآیندهای تولید: مطالعه موردی در مورد کاربرد امولسیفایر همگن‌ساز برشی

حوادث
با ما تماس بگیرید
Mrs. Samson Sun
86--18665590218
حالا تماس بگیرید

بهینه‌سازی فرآیندهای تولید: مطالعه موردی در مورد کاربرد امولسیفایر همگن‌ساز برشی

2025-11-17

بهینه سازی فرآیندهای تولید: مطالعه موردی در مورد کاربرد امولسیفایر هموژنایزر برشی
1. مقدمه
در چشم انداز تولید مدرن، به ویژه در بخش هایی مانند مراقبت های شخصی، بیوتکنولوژی و روان کننده های صنعتی، توانایی ایجاد امولسیون های پایدار و با کیفیت بالا یک عامل تعیین کننده در موفقیت محصول است. امولسیون ها که دو یا چند ماده غیر قابل اختلاط (معمولاً مایعات) را با هم ترکیب می کنند، نیاز به کنترل دقیق اندازه ذرات، یکنواختی پراکندگی و پایداری طولانی مدت دارند تا استانداردهای مصرف کننده و صنعتی را برآورده کنند. برای بسیاری از تولیدکنندگان، فناوری‌های امولسیون‌سازی قدیمی اغلب به گلوگاه تبدیل می‌شوند و منجر به کیفیت محصول ناسازگار، چرخه‌های تولید طولانی و اتلاف منابع غیرضروری می‌شوند. این مطالعه موردی بررسی می‌کند که چگونه یک تولیدکننده متخصص در تولید محصولات ویسکوز با کارایی بالا، این موانع را از طریق ادغام یک امولسیفایر هموژنایزر برشی برطرف کرد و به پیشرفت‌های قابل توجهی در راندمان تولید، قابلیت اطمینان محصول و مقرون به صرفه بودن عملیاتی دست یافت.
2. پیشینه پروژه
2.1 الزامات پروژه
این تولیدکننده بر توسعه و تولید محصولات امولسیون شده ویسکوز مورد استفاده در نگهداری خودرو و هوافضا، مانند روان کننده های با دمای بالا و پوشش های مقاوم در برابر خوردگی متمرکز بود. این محصولات به استانداردهای امولسیون سازی سختگیرانه نیاز داشتند تا اطمینان حاصل شود:
  • توزیع اندازه ذرات یکنواخت 1 تا 3 میکرومتر، زیرا ذرات بزرگتر کیفیت روانکاری یا محافظتی محصول را به خطر می اندازند و منجر به تخریب زودرس می شوند.
  • توانایی افزایش حجم تولید تا 40٪ در عرض یک سال برای انجام قراردادهای جدید بلندمدت، بدون قربانی کردن کیفیت محصول یا افزایش زمان تحویل بیش از میانگین صنعت.
  • انطباق با مقررات زیست محیطی بین المللی، که انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC) کاهش یافته و مصرف انرژی کمتر در طول تولید را الزامی می کرد.
  • عملکرد مداوم دسته به دسته، زیرا مشتریان در بخش های خودرو و هوافضا نیاز به پایبندی دقیق به مشخصات کیفیت برای جلوگیری از خطرات خرابی تجهیزات داشتند.
2.2 چالش های اولیه
قبل از استفاده از امولسیفایر هموژنایزر برشی، تولیدکننده برای امولسیون سازی به یک میکسر روتور-استاتور سنتی متکی بود. این تنظیمات چالش های مداومی را ایجاد کرد که مانع رشد و سودآوری شد:
  1. تغییرپذیری کیفیت: میکسر سنتی برای تولید نیروی برشی کافی برای تجزیه ذرات بزرگتر به طور مداوم تلاش می کرد. در نتیجه، 12 تا 15 درصد از دسته ها به دلیل توزیع ذرات ناهموار یا جداسازی فاز، در تست های کنترل کیفیت شکست خوردند که نیاز به بازسازی یا دفع داشت و به شهرت تولیدکننده در نزد برخی از مشتریان آسیب رساند.
  1. اتلاف منابع بالا: برای جبران امولسیون سازی ضعیف، تولیدکننده از مقادیر بیش از حد عوامل امولسیون کننده (15٪ بیشتر از معیارهای صنعت) استفاده می کرد که هزینه مواد اولیه را سالانه 18٪ افزایش می داد. علاوه بر این، میکسر سنتی 30 درصد انرژی بیشتری نسبت به جایگزین های مدرن مصرف می کرد که به افزایش هزینه های عملیاتی کمک می کرد و در دستیابی به اهداف زیست محیطی شکست می خورد.
  1. شدت کار: میکسر نیاز به نظارت دستی مداوم و تنظیم پارامترها (به عنوان مثال، سرعت، دما) برای جلوگیری از خرابی دسته ها داشت. این امر 2 تا 3 اپراتور در هر شیفت را درگیر می کرد و منابع را از سایر وظایف تولیدی مهم مانند آزمایش کیفیت و مدیریت موجودی منحرف می کرد.
  1. 3.1 تحقیق و ارزیابی
برای رفع این چالش ها، تولیدکننده یک ابتکار تحقیقاتی هشت ماهه را برای شناسایی یک راه حل امولسیون سازی مناسب آغاز کرد. این تیم چهار نوع تجهیزات را ارزیابی کرد: میکسر روتور-استاتور سنتی (مدل های ارتقا یافته)، هموژنایزرهای فشار بالا، آسیاب های کلوئیدی و امولسیفایرهای هموژنایزر برشی. معیارهای اصلی ارزیابی عبارتند از:
نیروی برشی و کنترل اندازه ذرات: توانایی دستیابی مداوم به اندازه ذرات هدف 1 تا 3 میکرومتر، که از طریق آزمایش های آزمایشگاهی دسته های نمونه تأیید شده است.
مقیاس پذیری: سازگاری با اندازه دسته ها از 200 تا 800 لیتر، با پتانسیل ادغام واحدهای اضافی برای توسعه آینده.
  • بهره وری انرژی و منابع: مصرف برق در هر دسته و نیاز به مواد افزودنی کمکی (به عنوان مثال، امولسیفایرها)، اندازه گیری شده در برابر معیارهای صنعت برای محصولات مشابه.
  • نگهداری و قابلیت اطمینان: میانگین زمان بین خرابی ها (MTBF)، سهولت تمیز کردن (برای جلوگیری از آلودگی متقابل بین دسته ها) و در دسترس بودن پشتیبانی فنی از تامین کننده.
  • در طول آزمایش، امولسیفایر هموژنایزر برشی عملکرد بهتری نسبت به سایر گزینه ها داشت:
  • مصرف انرژی 35 درصد کمتر از میکسر سنتی بود و به 20 درصد عوامل امولسیون کننده کمتری به دلیل پراکندگی کارآمدتر نیاز داشت.
  • قابلیت های اتوماسیون تجهیزات امکان ادغام با MES تولیدکننده را فراهم کرد و امکان نظارت از راه دور و کاهش نیاز به مداخله دستی را فراهم کرد.
,
  1. )و
  1. مصرفعوامل
  1. کننده(