1. Введение
В современном промышленном производстве качество жидких продуктов часто зависит от эффективности и однородности эмульгирования. Оборудование для жидкого эмульгирования, являясь основным устройством для достижения стабильного смешивания масла и воды, а также других несмешивающихся веществ, играет незаменимую роль в таких областях, как косметика, фармацевтика, пищевая промышленность и химическая инженерия. В данном примере рассматривается, как клиент в [конкретная отрасль, например, производство высококачественной косметики] успешно решил давние производственные проблемы, внедрив передовое оборудование для жидкого эмульгирования, и в конечном итоге добился улучшений качества продукции, эффективности производства и контроля затрат.
2. Предыстория проекта
2.1 Требования к проекту
Клиент в основном производит [тип продукта, например, кремы для ухода за кожей типа «масло в воде»], которые требуют строгого контроля размера частиц эмульсии, стабильности при хранении и консистенции текстуры продукта. До внедрения нового оборудования для жидкого эмульгирования производственная линия клиента имела следующие конкретные требования:
- Однородность эмульгирования: Размер частиц эмульсии должен контролироваться в пределах 1-5 микрон, чтобы обеспечить гладкую текстуру продукта и отсутствие явного ощущения зернистости при использовании.
- Производственная мощность: Для удовлетворения растущего рыночного спроса ежедневная производственная мощность одной производственной линии должна составлять не менее 5000 литров, а оборудование должно поддерживать непрерывное производство, чтобы избежать частой смены партий.
- Стабильность продукта: Эмульсия после эмульгирования должна сохранять стабильные характеристики в течение 12 месяцев в нормальных условиях хранения, без расслоения, выпадения осадка или изменения цвета.
- Безопасность и соответствие требованиям: Оборудование должно быть изготовлено из материалов пищевого или фармацевтического класса (например, нержавеющая сталь 316L), чтобы избежать загрязнения материалов, и соответствовать отраслевым стандартам безопасности по давлению, температуре и электроуправлению.
2.2 Столкнувшиеся проблемы
До использования нового оборудования для жидкого эмульгирования клиент полагался на традиционное перемешивающее оборудование для эмульгирования, что привело к ряду проблем, ограничивающих развитие предприятия:
- Плохая однородность эмульгирования: Традиционное оборудование использовало одну перемешивающую лопасть, которая не могла полностью разбить масляную фазу на мелкие капли. Размер частиц полученной эмульсии часто составлял 8-15 микрон, а в некоторых партиях даже превышал 20 микрон. Это не только делало текстуру продукта грубой, но и вызывало жалобы некоторых клиентов на «неравномерное нанесение».
- Низкая эффективность производства: Традиционное оборудование работало в режиме периодического производства. Каждая партия эмульгирования требовала 4-5 часов (включая нагрев, перемешивание, охлаждение и выборочный контроль), а ежедневная производственная мощность составляла всего около 2000 литров, что далеко не соответствовало рыночному спросу. Кроме того, после каждой партии оборудование необходимо было тщательно очищать, что занимало еще 1-2 часа, что еще больше сокращало эффективное время производства.
- Нестабильное качество продукции: Из-за непостоянной скорости перемешивания и контроля температуры традиционного оборудования стабильность эмульсии между разными партиями значительно различалась. Примерно 5-8% продуктов расслаивались после 6-8 месяцев хранения, что приводило к браку продукции и увеличению потерь.
- Высокое энергопотребление и отходы материалов: Традиционное оборудование требовало высокой мощности для поддержания скорости перемешивания, а энергопотребление на тонну продукта достигало 120 кВтч. В то же время, из-за плохого эффекта эмульгирования, некоторые сырьевые материалы не могли быть полностью смешаны и прореагировать, что приводило к коэффициенту отходов материалов около 3-5%.
3. Выбор оборудования для жидкого эмульгирования
3.1 Особенности и преимущества выбранного оборудования
После углубленного изучения рынка и многочисленных выездных проверок и испытаний клиент, наконец, выбрал двухвальное оборудование для жидкостного эмульгирования со сдвигом. Это оборудование имело следующие ключевые особенности и преимущества:
- Двухвальная сдвиговая структура: Оборудование было оснащено высокоскоростным сдвиговым ротором и низкоскоростной перемешивающей лопастью. Высокоскоростной сдвиговой ротор мог создавать усилие сдвига до 10 000 об/мин, эффективно разбивая масляную фазу на мелкие капли; низкоскоростная перемешивающая лопасть могла обеспечивать равномерную циркуляцию материалов в резервуаре, избегая локального перегрева или недостаточного эмульгирования.
- Точный контроль температуры и давления: Оборудование было оснащено многоточечным датчиком температуры и автоматической системой контроля давления. Диапазон регулирования температуры составлял 0-150°C с погрешностью ±0,5°C, а давление могло поддерживаться на уровне 0,1-0,3 МПа, обеспечивая проведение реакции эмульгирования в стабильных технологических условиях.
- Пищевой материал и легкая очистка: Внутренний резервуар и все контактирующие с материалами детали были изготовлены из нержавеющей стали 316L, которая обладала хорошей коррозионной стойкостью и могла стерилизоваться при высоких температурах. Кроме того, оборудование было спроектировано с системой очистки CIP (Clean-in-Place), которая могла завершить процесс очистки за 30 минут без разборки, сокращая трудоемкость и время очистки.
- Интеллектуальное управление и запись данных: Оборудование было оснащено системой управления с сенсорным экраном, которая позволяла устанавливать и регулировать такие параметры, как скорость перемешивания, температура и время. В то же время оно могло автоматически записывать данные производства (например, температуру, давление, время и выход) и генерировать отчеты, что было удобно для клиента для отслеживания производственного процесса и соответствия требованиям отраслевого управления качеством.
3.2 Как это соответствовало требованиям
Выбранное оборудование для жидкого эмульгирования полностью соответствовало производственным требованиям клиента и решило предыдущие проблемы:
- Соответствие требованиям к однородности эмульгирования: Благодаря высокоскоростному сдвиговому ротору оборудование могло стабильно контролировать размер частиц эмульсии в пределах 1-3 микрон, что было лучше, чем требуемые клиентом 1-5 микрон. После тестирования текстура продукта стала значительно более гладкой, а количество жалоб клиентов, связанных с «ощущением зернистости», снизилось до менее чем 0,5%.
- Соответствие требованиям к производственной мощности: Оборудование поддерживало непрерывное производство. После оптимизации процесса время эмульгирования на тонну продукта сократилось до 1,5 часов, а ежедневная производственная мощность одной производственной линии достигла 6000 литров, что превысило целевой показатель клиента в 5000 литров. Кроме того, система очистки CIP сократила время очистки на 70%, что еще больше увеличило эффективное время производства.
- Соответствие требованиям к стабильности продукта: Точная система контроля температуры и давления обеспечила согласованность процесса эмульгирования между разными партиями. После 12 месяцев испытаний на хранение скорость расслоения продукта снизилась до менее чем 0,3%, что полностью соответствовало требованиям клиента к стабильности.
- Соответствие требованиям безопасности и соответствия: Материал из нержавеющей стали 316L и строгий контроль качества гарантировали, что оборудование соответствует отраслевым стандартам безопасности и гигиены. Функция записи данных также помогла клиенту успешно пройти ежегодный аудит качества соответствующих регулирующих органов.
4. Процесс реализации
4.1 Установка и настройка
Установка и настройка оборудования для жидкого эмульгирования были выполнены профессиональной технической командой, направленной поставщиком оборудования, и весь процесс занял 10 рабочих дней:
- Подготовка к установке: До прибытия оборудования техническая команда заранее связалась с клиентом, чтобы подтвердить условия площадки (например, размер помещения, электроснабжение, водоснабжение и дренаж) и составила подробный план установки. В то же время клиент выделил 2 штатных технических специалиста для сотрудничества в работе по установке.
- Установка оборудования: В день прибытия оборудования техническая команда сначала проверила целостность оборудования и аксессуаров, затем выполнила подъем, позиционирование и подключение трубопроводов. В процессе установки команда уделяла особое внимание герметичности корпуса резервуара и выравниванию вращающихся частей, чтобы избежать утечки масла или ненормального шума во время работы.
- Ввод в эксплуатацию и тестирование: После завершения установки техническая команда провела 3-дневную работу по вводу в эксплуатацию. Сначала они протестировали электрическую систему, систему отопления и систему охлаждения, чтобы убедиться, что каждый компонент работает нормально. Затем они использовали фактическое сырье клиента для пробного производства. Во время пробного производства параметры, такие как скорость перемешивания, температура и время эмульгирования, неоднократно регулировались до тех пор, пока размер частиц эмульсии, текстура и стабильность не соответствовали требованиям клиента.
4.2 Обучение и ознакомление
Чтобы операторы клиента могли правильно использовать и обслуживать оборудование, поставщик предоставил 5-дневный учебный курс, который включал следующее содержание:
- Теоретическое обучение: Преподаватель
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!