Badanie przypadku: Emulgator z dużą prędkością przemienia procesy emulgacji w produkcji pielęgnacji osobistej
W przemyśle kosmetycznym proces emulgacji jest kluczowym ogniwem, który bezpośrednio określa jakość produktu, teksturę, stabilność i doświadczenie użytkownika.Dla producentów produkujących produkty kremowe, takie jak środki czyszczące twarz, kremów nawilżających i balsamów do łagodzenia, osiągając jednolitą dyspersję faz oleju i wody, kontrolując rozmiar cząstek na poziomie mikro,Zapewnienie długoterminowej stabilności produktu jest kluczowym wyzwaniem w produkcji masowejW niniejszym przypadku szczegółowo opisano, w jaki sposób producent przezwyciężył długotrwałe wąskie gardła procesu poprzez wprowadzenie szybkiego emulgatora mieszania,realizacja kompleksowej modernizacji jakości produktów i efektywności produkcji bez ujawniania nazwy przedsiębiorstwa.
1Temat i wyzwania
Producent koncentruje się na badaniach, rozwoju i produkcji produktów do pielęgnacji osobistej, z linią produktów obejmującą aminokwasy do czyszczenia twarzy, emulsje nawilżające,I balsamy odżywczePrzed wprowadzeniem szybkiego emulgatora do mieszania firma wykorzystywała tradycyjne mieszalniki typu płyta do procesu emulgacji.W związku z dalszym wzrostem popytu na teksturę i stabilność produktu na rynku, ograniczenia tradycyjnego sprzętu stawały się coraz bardziej widoczne, co wiązało się z wieloma wyzwaniami dla operacji produkcyjnych:
1.1 Słaba jednolitość emulgacji i gruba konsystencja produktu
Tradycyjne mieszalniki wiosłowe miały niewystarczającą siłę strzyżenia, z maksymalną prędkością obrotową zaledwie 1000 obrotów na minutę.surowce w fazie olejowej (takie jak olej mineralny), alkoholu cetylowego) i materiałów w fazie wodnej (surfactantów aminokwasów, wody dejonizowanej) nie można było osiągnąć jednolitej dyspersji na poziomie mikro.W rezultacie produkt miał rozkład wielkości cząstek 8-15 μmOdpowiedzi konsumentów na temat "czucia ziarnistego podczas stosowania" i "niegładkiego smarowania" stanowiły ponad 20% negatywnych recenzji,bezpośrednio wpływające na konkurencyjność rynku.
1.2 Słaba stabilność produktu i krótki okres trwałości
Ze względu na nieodpowiednią emulsję, fazy olejowe i wodne produktów były podatne na oddzielenie podczas przechowywania.w niektórych produktach emulsji wystąpiły zjawiska takie jak oddzielenie oleju i opady wody, a okres przechowywania wynosił zaledwie 1,5-2 lata, co było znacznie niższe niż średnia branżowa wynosząca 3 lata dla produktów wysokiej klasy.niektóre produkty śmietane wykazywały zamarzanie i twardnienie, podczas gdy przechowywanie w wysokiej temperaturze (45°C) prowadziło do zwiększenia separacji oleju, nie spełniając wymogów stabilności produktów do pielęgnacji osobistej wysokiej klasy.
1.3 Długi cykl produkcji i duże straty surowców
Tradycyjny proces emulgacji wymagał wielu etapów mieszania i mieszania, przy czym jedna partia 200 litrów surowców trwała do 60 minut, aby zakończyć emulgację.z powodu nierównomiernego mieszania, wskaźnik kwalifikacji produktu wynosił tylko 92%, a produkty niekwalifikowane powodowały straty surowców w wysokości 5-8 kg na partię, co spowodowało znaczną presję na koszty. the disconnection between laboratory small-scale testing and industrial mass production parameters made it necessary to go through 3-5 repeated adjustments when scaling up from small tests to mass production, co prowadzi do długiego cyklu badań i rozwoju produktu w ciągu 2-3 miesięcy.
1.4 Wysokie zużycie energii i niska wydajność operacyjna
Tradycyjne mieszalniki polegały na długotrwałym mieszaniu w celu poprawy efektów emulgacji, co skutkowało wysokim zużyciem energii.który był o 30% wyższy niż zaawansowany poziom w branżyPonadto sprzęt nie posiadał automatycznego systemu czyszczenia, a ręczne czyszczenie po każdej partii trwało 40 minut, co poważnie ograniczało poprawę zdolności produkcyjnych.
2Rozwiązanie: Wprowadzenie emulgatora do mieszania dużych prędkości
Aby rozwiązać powyższe wyzwania, producent przeprowadził dogłębne badania urządzeń emulgatorów i ostatecznie wybrał emulgator do szybkiego mieszania z wieloetapową strukturą wirnika-statora,Precyzyjne sterowanie temperaturą i funkcje odwietrzania próżniowego.
- Zakres prędkości obrotowej: 1000-15.000 obrotów/min, ustawienie bezkroków konwersji częstotliwości
- Pojemność zbiornika emulgacyjnego: 250 l (przystosowany do produkcji próbnej w małych partiach i produkcji masowej na dużą skalę)
- Zakres regulacji temperatury: temperatura pokojowa - 100°C, dokładność ±1°C
- Stopień próżni: -0,093 MPa, realizujący emulgację beztlenową
- Rodzaj wirnika: wymienny wirnik ząbkowy, wirnik emulgujący i wirnik wiosłowy
- System sterowania: inteligentne sterowanie PLC, wspieranie przechowywania parametrów i automatyczne działanie
- System czyszczenia: czyszczenie online CIP, wspierające automatyczne czyszczenie nadwozia zbiornika i wirnika
Oprócz samego sprzętu producent zoptymalizował również cały proces emulgacji przy wsparciu zespołów technicznych, w tym wstępne przetwarzanie surowca, sekwencję podawania,regulacja gradientu prędkości cięcia, a następnie procesem chłodzenia po emulgacji, tworząc standaryzowany proces pracy odpowiadający emulgatorowi do szybkiego mieszania.
3. Wpływ wdrożenia i weryfikacja danych
Po trzech miesiącach uruchomienia sprzętu, optymalizacji procesu i weryfikacji produkcji seryjnej, emulgator szybkiego mieszania osiągnął niezwykłe wyniki w poprawie jakości produktu,zmniejszenie kosztówWyniki szczegółowe potwierdzają następujące dane:
3.1 Znacząco poprawiona tekstura i delikatność produktu
Z uwagi na dużą siłę cięcia generowaną przez 15 000 obrotów na minutę przy dużej prędkości obrotowej konstrukcji wirnika-statora,urządzenie może całkowicie kruszyć agregowane cząstki fazy olej-woda i zmniejszyć wielkość cząstek produktu do 3-5 μmWykrycie za pomocą analizatora wielkości cząstek laserowych pokazuje, że zakres rozkładu wielkości cząstek (D90-D10) wynosi ≤ 2 μm, co jest znacznie niższe niż 8-15 μm tradycyjnego sprzętu.Ocena sensoryczna przeprowadzona przez 10-osobowy zespół profesjonalnych badaczy pokazuje, że gładkość produktu, brak ziarenkowości i poczucie smarowania uległy znacznej poprawie, a wynik sensoryczny wzrósł z 75 do 92 punktów.Negatywne opinie konsumentów związane z "brutalną teksturą" spadły o 90%, a reputacja produktu na rynku została znacznie poprawiona.
3.2 Zwiększona stabilność produktu i wydłużony okres trwałości
Funkcja odwietrzania próżniowego emulgatora do szybkiego mieszania skutecznie eliminuje bąbelki powietrza w materiale podczas procesu emulgacji,unikanie utleniania substancji czynnych i zapewnienie stabilności systemu emulsjiW wyniku 3-miesięcznego badania przechowywania w temperaturze pokojowej, 6-miesięcznego badania przechowywania w niskiej temperaturze (-5°C) i 3-miesięcznego badania przechowywania w wysokiej temperaturze (45°C) produkty nie wykazały separacji oleju,opady wody, zatwardziałość przez zamrażanie lub inne zjawiska, a stopa kwalifikacji stabilności osiągnęła 100%. Czas trwania produktu został wydłużony z 1,5-2 lat do 3 lat,który jest zgodny z poziomem międzynarodowych produktów o wysokiej jakości do pielęgnacji osobistej.
3.3 skrócenie cyklu produkcji i zmniejszenie strat surowców
Wysoka wydajność cięcia urządzenia znacząco skróciła czas emulgacji.Czas emulgacji jednej partii 200L surowców został skrócony z 60 minut do 25 minut, a wydajność produkcyjna wzrosła o 58%. Jednocześnie jednolity efekt emulgacji poprawił wskaźnik kwalifikacji produktu z 92% do 99,5%,i utrata surowca na partię została zmniejszona z 5-8 kg do mniej niż 1 kg, oszczędzając koszty surowców o około 15% rocznie.realizowanie płynnego połączenia pomiędzy parametrami badań laboratoryjnych na małą skalę a parametrami produkcji masowej w przemyśleCykl badań i rozwoju produktów został skrócony z 2-3 miesięcy do 1 miesiąca, przyspieszając szybkość wprowadzania nowych produktów.
3.4 Zmniejszenie zużycia energii i poprawa efektywności operacyjnej
Funkcja regulacji prędkości konwersji częstotliwości emulgatora do mieszania dużych prędkości może regulować prędkość obrotową zgodnie z cechami surowców i wymaganiami procesu,unikanie marnotrawstwa energii spowodowanego długotrwałą pracą przy dużych prędkościach- zużycie energii na tonę produktów zmniejszyło się z 120 kWh do 85 kWh, co stanowi spadek o 29%.System czyszczenia online CIP skrócił czas czyszczenia z 40 minut do 15 minut, zmniejszając intensywność pracy ręcznej i poprawiając ciągłą zdolność produkcyjną urządzeń.i roczna zdolność produkcyjna została zwiększona o 50% bez rozbudowy zakładu produkcyjnego.
4. Doświadczenie w optymalizacji procesów
W procesie stosowania emulgatora do szybkiego mieszania producent podsumował zestaw ukierunkowanych doświadczeń optymalizacji procesu w połączeniu z cechami produktu,który stanowił odniesienie dla kolejnych rówieśników produkcyjnych i przemysłowych:
- Wstępna obróbka surowców: surowce w fazie olejowej są podgrzewane do temperatury 50-60°C w celu stopienia i zmniejszenia lepkości, a następnie filtrowane przez filtr o 100 oczkach w celu usunięcia zanieczyszczeń;surowce w fazie wodnej są podgrzewane do temperatury 40-50°C w celu promowania rozpuszczania czynników powierzchniowo czynnych, co zmniejsza odporność na emulsję.
- Sekwencja podawania: zastosować metodę podawania "olej w wodzie", dodać podgrzaną fazę oleju do fazy wody z prędkością 5-10 ml/min i rozpocząć mieszanie z niską prędkością (3,W celu uniknięcia lokalnej agregacji fazy olejowej.
- gradient prędkości cięcia: zastosować stopniowy tryb zwiększania prędkości "niska prędkość (3,000 obr./min) - średnia prędkość (5,000 obr./min) - wysoka prędkość (8,000 obr./min) ", przy czym każdy etap utrzymywany jest przez 2-3 minuty,który zapobiega rozpraszaniu materiału spowodowanemu natychmiastowym wysokim obcięciem i zapewnia jednolite emulgacje.
- Kontrola temperatury: podczas emulgacji temperatura jest kontrolowana na poziomie 50-65°C. Po emulgacji temperaturę obniżono do poziomu poniżej 40°C z prędkością 2-3°C/min poprzez małe mieszanie,a następnie dodaje się dodatki, takie jak esencja i środki konserwujące, aby uniknąć niszczenia składników czynnych w wyniku wysokiej temperatury.
5Wniosek
Wprowadzenie szybkiego emulgatora mieszania zasadniczo rozwiązało wąskie gardła procesu, z którymi boryka się producent w połączeniu emulgacyjnym,realizacja kompleksowej poprawy jakości produktówZ punktu widzenia jakości produktu, delikatność tekstury i stabilność osiągnęły międzynarodowy poziom najwyższej klasy, zwiększając konkurencyjność na rynku;z punktu widzenia efektywności produkcji, skrócił się cykl produkcji, zwiększył się potencjał produkcyjny, zmniejszono zużycie energii i straty surowców, co przyniosło znaczące korzyści gospodarcze;z punktu widzenia badań i rozwoju oraz innowacji, bezproblemowe połączenie pomiędzy próbami na małą skalę a masową produkcją przyspieszyło wprowadzenie nowych produktów, tworząc solidne podstawy długoterminowego rozwoju przedsiębiorstwa.
Ten przypadek w pełni wykazuje, że emulgatory do szybkiego mieszania, ze swoją wydajnością obcięcia, precyzyjną kontrolą parametrów i elastyczną adaptacją procesu,stały się kluczowym wyposażeniem w celu promowania modernizacji procesów emulgacji w przemyśle kosmetycznym i pielęgnacyjnymW przypadku producentów, którzy mają do czynienia z podobnymi wyzwaniami związanymi z procesem, the rational selection of high-speed stirring emulsifiers and the matching process optimization can effectively realize the transformation from "qualified products" to "high-quality products" and help the industry move towards a more efficient, wysokiej jakości i zrównoważonego rozwoju.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!