Тематическое исследование: Эмульгатор с высокой скоростью перемешивания преобразует процессы эмульгации в производстве средств личной гигиены
В индустрии личного ухода и косметики процесс эмульгирования является важнейшим звеном, который напрямую определяет качество продукта, текстуру, стабильность и пользовательский опыт.Для производителей, производящих кремовые продукты, такие как очистители лица, увлажняющие кремы и бальзамы, обеспечивающие равномерную дисперсию масляно-водной фазы, контролирующие размер частиц на микроуровне,и обеспечение долгосрочной стабильности продукции являются ключевыми проблемами в массовом производствеВ данном тематическом исследовании подробно описывается, как один из производителей преодолел давние узкие места в процессе с помощью высокоскоростного эмульгатора для перемешивания.осуществление всестороннего повышения качества продукции и эффективности производства без раскрытия названия компании.
1. История и проблемы
Производитель сосредоточен на исследованиях, разработке и производстве высококачественных средств личной гигиены, с линией продуктов, охватывающей аминокислотные очистители лица, увлажняющие эмульсии,и бальзамы питательные,До внедрения высокоскоростного эмульгатора для перемешивания компания использовала для процесса эмульгации традиционные смесители типа лопаток.Поскольку спрос на текстуру и стабильность продукции на рынке продолжает расти,, ограничения традиционного оборудования становились все более заметными, что приводило к многочисленным вызовам для производственных операций:
1.1 Плохая однородность эмульгификации и грубая текстура продукта
Традиционные микшеры с гребнями имели недостаточную силу стрижки, с максимальной скоростью вращения всего 1000 оборотов в минуту.Нефтяные сырьевые материалы (например, минеральные масла), цетиловый спирт) и материалы водной фазы (поверхностно-активные аминокислотные вещества, деионизированная вода) не могли достичь равномерной дисперсии на микроуровне.Полученный продукт имел распределение размеров частиц 8-15 мкм.Отзывы потребителей о "гранулярном ощущении при нанесении" и "негладком мазке" составляли более 20% негативных отзывов,непосредственно влияющие на конкурентоспособность рынка.
1.2 Плохая стабильность продукта и короткий срок годности
Из-за недостаточной эмульгификации масляная и водная фазы продуктов были склонны к разделению во время хранения.в некоторых продуктах эмульсии наблюдались такие явления, как разделение масла и осадки воды, а срок годности составлял всего 1,5-2 года, что значительно ниже среднего показателя в отрасли в 3 года для высококачественных продуктов.Некоторые кремовые продукты проявили замерзание и затвердевание., в то время как хранение при высокой температуре (45°C) привело к увеличению разделения масла, не отвечая требованиям стабильности высококачественных средств личной гигиены.
1.3 Длинный производственный цикл и высокие потери сырья
Традиционный процесс эмульгификации требует нескольких этапов перемешивания и смешивания, причем для одной партии из 200 л сырья требуется до 60 минут для завершения эмульгификации.из-за неравномерной смешивания, уровень квалификации продукта составлял только 92%, а продукты, не имеющие квалификации, приводили к потерям сырья в размере 5-8 кг на партию, что приводило к значительному давлению на затраты. 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, что приводит к длительному циклу исследований и разработок продукта в течение 2-3 месяцев.
1.4 Высокое потребление энергии и низкая эксплуатационная эффективность
Традиционные смесители использовали длительное перемешивание для улучшения эффектов эмульгификации, что привело к высокому энергопотреблению.который был на 30% выше, чем промышленность передового уровняКроме того, оборудование не имело автоматической системы очистки, а ручная очистка после каждой партии занимала 40 минут, что серьезно ограничивало улучшение производственных мощностей.
2Решение: внедрение высокоскоростного эмульгатора для перемешивания
Чтобы решить вышеуказанные проблемы, производитель провел глубокие исследования эмульгационного оборудования и, наконец, выбрал высокоскоростной эмульгатор с многоступенчатой структурой ротора-статора,точный контроль температуры и функции вакуумной деаэрации.
- Диапазон вращающейся скорости: 1000-15,000 оборотов в минуту, бесступенчатое регулирование преобразования частоты
- Объем емкости емкости для эмульгирования: 250 л (пригодный для испытательного производства малых партий и массового производства в больших количествах)
- Диапазон регулирования температуры: комнатная температура - 100°C, точность ±1°C
- Степень вакуума: -0,093 МПа, реализация анаэробной эмульгификации
- Тип ротора: взаимозаменяемый зубчатый ротор, эмульгирующий ротор и весловой ротор
- Система управления: интеллектуальное управление ПЛК, поддержка хранения параметров и автоматическая работа
- Система очистки: CIP онлайн очистка, поддерживающая автоматическую очистку корпуса резервуара и ротора
В дополнение к самому оборудованию, производитель также оптимизировал весь процесс эмульгирования при поддержке технических команд, включая предварительную обработку сырья, последовательность подачи,корректировка градиента скорости стрижки, и процесса охлаждения после эмульгирования, образуя стандартизированный процесс работы, соответствующий высокоскоростному эмульгатору для перемешивания.
3Эффекты осуществления и проверка данных
После трех месяцев ввода оборудования в эксплуатацию, оптимизации процесса и проверки серийного производства, высокоскоростной эмульгатор для перемешивания достиг замечательных результатов в улучшении качества продукции,снижение затратСпецифические эффекты подтверждаются следующими данными:
3.1 Значительно улучшенная текстура и тонкость продукта
В силу высокой силой сдвига, генерируемой высокоскоростным вращением структуры ротора-статора на 15 000 оборотов в минуту,оборудование способно полностью измельчать агрегированные частицы нефтеводочных фаз и уменьшать размер частиц продукта до 3-5 мкм.• обнаружение с помощью лазерного анализатора размера частиц показывает, что диапазон распределения размера частиц (D90-D10) составляет ≤ 2 мкм, что намного ниже, чем 8-15 мкм традиционного оборудования.Сенсорная оценка, проведенная профессиональной группой из 10 человек, показывает, что гладкость продукта, отсутствие гранулированности и ощущение смазки значительно улучшились, а сенсорный балл увеличился с 75 баллов до 92 баллов.Отрицательные отзывы потребителей о "грубой текстуре" снизились на 90%, и репутация продукта на рынке значительно улучшилась.
3.2 Улучшенная стабильность продукта и продленный срок годности
Функция вакуумной деаэрации высокоскоростного эмульгатора эффективно устраняет пузыри воздуха в материале во время процесса эмульгирования,предотвращение окисления активных ингредиентов и обеспечение стабильности системы эмульсииВ результате 3-месячного испытания на хранение при комнатной температуре, 6-месячного испытания на хранение при низкой температуре (-5°C) и 3-месячного испытания на хранение при высокой температуре (45°C) продукты не показали сепарации масла.осадки водыПродолжительность хранения продукта была продлена с 1,5-2 лет до 3 лет.который соответствует уровню международных высококачественных средств личной гигиены.
3.3 Сокращение производственного цикла и уменьшение потерь сырья
Высокая эффективность стрижки оборудования значительно сократила время эмульгирования.Время эмульгификации одной партии 200 л сырья сократилось с 60 до 25 минутВ то же время однородный эффект эмульгации улучшил уровень квалификации продукта с 92% до 99,5%.и потеря сырья на партию сократилась с 5-8 кг до менее 1 кг.Кроме того, оборудование поддерживает хранение параметров и точное воспроизведение.реализация бесшовной связи между лабораторными параметрами испытаний малого масштаба и параметрами промышленного массового производстваЦикл исследований и разработок продукции сокращен с 2-3 месяцев до 1 месяца, что ускоряет скорость запуска новых продуктов.
3.4 Уменьшение потребления энергии и повышение эффективности эксплуатации
Функция регулирования скорости преобразования частоты высокоскоростного эмульгатора для перемешивания может регулировать скорость вращения в соответствии с характеристиками сырья и требованиями процесса,предотвращение энергетических потерь, вызванных длительной высокоскоростной эксплуатациейПотребление энергии на тонну продукции сократилось с 120 кВт·ч до 85 кВт·ч, что на 29% меньше.Онлайн-система очистки CIP сократила время очистки от 40 до 15 минут, снижая интенсивность ручного труда и улучшая непрерывную производственную мощность оборудования.и годовая производственная мощность была увеличена на 50% без расширения производственного участка.
4Опыт оптимизации процессов
В процессе использования высокоскоростного эмульгатора для перемешивания производитель обобщил набор целевых опытов оптимизации процесса в сочетании с характеристиками продукта,который обеспечивал ссылку для последующих производственных и отраслевых партнеров:
- Предварительная обработка сырья: сырье в нефтефазе предварительно нагревается до 50-60 °C для плавления и уменьшения вязкости и фильтруется через фильтр с 100-месячным сетком для удаления примесей;сырье в водной фазе предварительно нагревается до 40-50°C, чтобы способствовать растворению поверхностно-активных веществ, что уменьшает сопротивление эмульгификации.
- Последовательность подачи: используйте метод подачи "масло в воде", добавляйте предварительно нагретую фазу масла к водной фазе со скоростью 5-10 мл/мин и начните низкоскоростное перемешивание (3,000 оборотов в минуту) в то же время, чтобы избежать локальной агрегации масляной фазы..
- Градиент скорости стрижки: Принять режим постепенного увеличения скорости "низкой скорости (3,000 оборотов в минуту) - средней скорости (5,000 оборотов в минуту) - высокой скорости (8,000 оборотов в минуту)", при этом каждая ступень поддерживается в течение 2-3 минут,который предотвращает брызги материала, вызванные мгновенным высоким срезом, и обеспечивает равномерное эмульгирование.
- Контроль температуры: при эмульгировании температура контролируется на уровне 50-65°C. После эмульгирования температура снижается до 40°C при скорости 2-3°C/мин при низкой скорости перемешивания,и затем добавляются такие добавки, как эсенция и консерванты, чтобы избежать разрушения активных ингредиентов при высокой температуре.
5Заключение.
Внедрение высокоскоростного эмульгатора для перемешивания в основном решило проблемы, с которыми столкнулся производитель в процессе эмульгирования.реализация всестороннего улучшения качества продукцииС точки зрения качества продукции, тонкость текстуры и стабильность достигли международного высокого уровня, повышая конкурентоспособность рынка;с точки зрения эффективности производства, цикл производства был сокращен, производственные мощности увеличены, а потребление энергии и потеря сырья сократились, что привело к значительным экономическим преимуществам;с точки зрения НИОКР и инноваций, бесшовная связь между небольшими испытаниями и массовым производством ускорила запуск новых продуктов, заложив прочную основу для долгосрочного развития предприятия.
Этот случай полностью демонстрирует, что высокоскоростные эмульгаторы с их эффективными характеристиками стрижки, точным контролем параметров и гибкой адаптацией процесса,стали ключевым оборудованием для продвижения модернизации процессов эмульгации в индустрии личной гигиены и косметикиДля производителей, столкнувшихся с аналогичными проблемами процесса, 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, высококачественного и устойчивого развития.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!