Тематическое исследование: Эмульгатор промышленного класса повышает стабильность и масштабируемость производства
В секторе промышленной обработки, особенно для предприятий, занимающихся производством вязких материалов, таких как пищевые добавки, фармацевтические промежуточные продукты и промышленные клеи,достижение равномерной эмульгации, уменьшение размера частиц и обеспечение последовательности от партии к партии имеют решающее значение для квалификации продукции и конкурентоспособности на рынке.Средний производитель, специализирующийся на полимерных эмульсиях с высокой вязкостью, недавно преодолел долгосрочные производственные препятствия, представив промышленный эмульгатор с высокой скоростью срезкиВ данном тематическом исследовании рассматриваются проблемы, с которыми сталкивается производитель до внедрения.процесс интеграции оборудования, и количественно поддающиеся измерению результаты после применения, с акцентом на объективные факты и технические характеристики.
1.История: Проблемы с производством и оперативные проблемы
Перед тем как принять промышленный эмульгатор с высоким сдвигом, производитель полагался на обычные смесители и оборудование для эмульгации с низким сдвигом для производства полимерной эмульсии.По мере роста спроса рынка на высокопроизводительные эмульсии (с меньшим размером частиц и лучшей стабильностью), ограничения традиционного оборудования становились все более заметными, что привело к множеству эксплуатационных узких мест, которые ограничивали развитие производства:
1.1 Недостаточная однородность эмульгификации и большой размер частиц
Традиционное оборудование с низким сокращением использовало механическое перемешивание для достижения смешивания фаз, которое не имело достаточной силы сокращения для расщепления больших масляных или твердых частиц в системе эмульсии.В результате, конечной продукции имел средний размер частиц 300-500 мкм, с очевидными явлениями агломерации. This not only affected the product’s viscosity stability and application effect but also led to frequent complaints from downstream customers due to uneven performance of the emulsions in subsequent processingКроме того, из-за плохой дисперсии частиц эмульсия после длительного хранения стратифицируется, что сокращает срок годности продукта и его приемлемость на рынке.
1.2 Длинные производственные циклы и низкая мощность
Чтобы компенсировать недостаточную силу сдвига, производителю пришлось продлить время перемешивания и увеличить количество циклов смешивания.включая 2-3 часа эмульгирования и 1-2 часа вторичного смешивания для гомогенизацииПроцесс в значительной степени опирался на ручную работу. Операторы должны были постоянно регулировать скорость перемешивания, последовательность подачи и температуру.Это не только увеличило интенсивность труда, но и ограничивало ежедневную производительность фабрики.Максимальная суточная производственная мощность составляла всего 8-10 партий, что не могло идти в ногу с растущим спросом на рынке, что привело к потере заказов.
1.3 Плохая консистенция от партии к партии и высокий уровень дефектов
На производительность традиционного оборудования сильно влияют человеческая деятельность и факторы окружающей среды.и контроль температуры в течение разных смен часто приводили к значительным различиям в показателях продукта (таких как размер частиц).Уровень дефекта продукции в среднем составлял 7%, в основном из-за чрезмерного размера частиц, стратификации или недостаточной вязкости.Высокий уровень дефектов не только вызвал большое количество отходов сырья, но и увеличил затраты на переработку и продлил циклы поставок.
1.4 Высокое потребление энергии и эксплуатационные затраты
Обычное оборудование с низким сдвигом имеет низкую эффективность использования энергии, большая часть энергии потребляется при механическом трении, а не эффективной сдвижной эмульгации.Моторная мощность оборудования составляла 45 кВт.Кроме того, длительный производственный цикл привел к более высокому потреблению энергии (электричества и пара) и затратам на рабочую силу.Производитель подсчитал, что затраты на энергию и рабочую силу составляют 40% от общего объема затрат на производство, что значительно снизило прибыль продукта.
1.5 Проблемы гигиены и уплотнения при производстве
Для продуктов, использующих пищевые добавки и фармацевтические промежуточные продукты, гигиена и герметичность производственного оборудования имеют решающее значение.Традиционное оборудование для эмульгификации использует открытую структуру перемешиванияКроме того, уплотнительные части оборудования были изготовлены из обычного каучука.который был склонен к старению и утечке после длительного использованияТрудность в очистке мертвых углов оборудования также увеличивает риск перекрестного загрязнения между различными партиями.
2. Решение: Принятие высокоокрашивающего эмульгатора промышленного класса
После глубоких технических исследований и многочисленных испытаний на месте производитель выбрал высокомощный эмульгатор промышленного класса (55 кВт) для решения своих производственных задач.Оборудование было настроено в соответствии с характеристиками высоковязких полимерных эмульсий, с ключевыми техническими конфигурациями, предназначенными для повышения эффективности стрижки, обеспечения согласованности продукта и удовлетворения гигиенических требований.
- Мотор высокой мощности (55 кВт) с приводом с переменной частотой (VFD) для регулирования бесступенчатой скорости (0-14400 оборотов в минуту), обеспечивающий регулируемую силу сдвига для различных материалов;
- Сборка ротора-статора из титанового сплава с высокоточной обработкой, имеющая разрыв в разрезе от 0,1 до 0,3 мм для достижения эффективного расщепления и дисперсии частиц;
- Материал из нержавеющей стали (SUS316L) для всех контактных частей, с зеркальной полировкой (Ra ≤ 0,8 мкм) для обеспечения гигиены, коррозионной стойкости и легкой очистки;
- Закрытая конструкция резервуара с механической уплотнителью (двойной механический уплотнитель с системой охлаждения) для предотвращения утечки и загрязнения материала;
- Интегрированная система управления температурой (бака с двойной крышкой) для точного регулирования температуры (0-120°C) во время эмульгирования, избегая деградации материала из-за перегрева;
- Система управления ПЛК с сенсорным экраном, поддержка хранения рецептов (до 50 рецептов), автоматическое управление питанием и мониторинг ключевых параметров (скорость, температура, давление) в режиме реального времени.
Высокая эффективность стрижки, закрытая структура и возможности автоматизированного управления оборудования были определены как ключевые факторы для решения основных проблем производителя.В то время как его соответствие стандартам пищевой и фармацевтической промышленности гарантировало квалификацию и безопасность продукта..
3. Процесс реализации и интеграция оборудования
Интеграция высокопромышленного эмульгатора с высокой скоростью стрижки в существующую производственную линию проводилась поэтапно, чтобы минимизировать время простоя производства и обеспечить плавный переход.Весь процесс включал предварительную подготовку к установке, установка на месте, пуск в эксплуатацию и оптимизация процессов, причем поставщик оборудования обеспечивает полную техническую поддержку процесса:
3.1 Оценка и настройка перед установкой
За месяц до поставки оборудования техническая группа поставщика провела на месте оценку производственной схемы производителя, условий питания и процессов обработки материалов.На основе результатов оценки, объем резервуара эмульгатора (1000 л) и положение выгрузочного порта были скорректированы в соответствии с существующими линиями питания и упаковки.Система ПЛК была заранее запрограммирована с 10 общими рецептами продукта производителя, и интерфейс управления был оптимизирован в соответствии с рабочими привычками операторов, чтобы сократить кривую обучения.
3.2 Установка и пуск в эксплуатацию
После поставки оборудования монтажная группа поставщика завершила установку на месте и ввод в эксплуатацию в течение 4 дней.подключение источника питания, охлаждающей системы и устройства контроля температуры, а также проведение испытаний на утечку и проверки производительности.Команда также провела 72-часовое испытание непрерывной работы для обеспечения стабильности оборудования в условиях полной нагрузки.Во время ввода в эксплуатацию скорость стрижки, последовательность подачи и температурные параметры были первоначально скорректированы для удовлетворения основных требований к эмульгации.
3.3 Обучение операторов и оптимизация процессов
Была организована недельная тренировка для операторов и технического персонала производителя, охватывающая эксплуатацию оборудования, регулировку параметров, рутинное обслуживание и обработку неисправностей.Основное внимание было уделено автоматизированным функциям системы PLC, такие как запоминание рецептов, автоматический контроль температуры и аварийные операции отключения.Была проведена двухнедельная испытательная фаза производства для оптимизации процесса эмульгификации для различных типов продукции.Например, для полимерной эмульсии с высокой вязкостью скорость сдвига была установлена на 12000 оборотов в минуту, а время эмульгирования было скорректировано до 45 минут; для эмульсии с низкой вязкостьюскорость была снижена до 8000 оборотов в минуту, чтобы избежать чрезмерного сдвига и деградации материала.На этапе испытаний также проверялись консистенция партии и показатели продукта, с постоянными корректировками для достижения оптимальных параметров процесса.
4. Результаты и количественное улучшение
Спустя три месяца после того, как промышленный эмульгатор с высоким срезом был запущен в полномасштабную эксплуатацию, производитель провел всеобъемлющую оценку производительности.Результаты показали значительное улучшение качества продукции, эффективности производства и эксплуатационных затрат, причем все основные проблемы эффективно решаются:
4.1 Улучшение качества и чистоты продукции
Сборка ротора-статора с высоким сокращением с узким промежутком сокращения эффективно разрушает большие частицы в системе эмульсии,уменьшение среднего размера частиц с 300-500 мкм до 20-50 мкм· уменьшение более чем на 85%Эмульсии демонстрировали равномерное распределение размеров частиц, отсутствие явлений агломерации и значительное улучшение стабильности.Испытания длительного хранения показали, что эмульсии не стратифицировались или не осаждались после 6 месяцев хранения., увеличивая срок годности продукта с 3 до 6-8 месяцев.и значительно улучшилось признание продукта на рынке..
4.2 60% сокращение времени цикла производства
Высокая эффективность стрижки оборудования сократила время эмульгации одной партии с 4-5 часов до 1,5-2 часов, что сократило на 60%.Автоматизированная система управления PLC исключила необходимость в ручной настройке параметров, что позволяет оборудованию завершить процесс эмульгирования с минимальным наблюдением.По сравнению с 5-6 операторами ранееВ результате ежедневная производственная мощность завода увеличилась с 8-10 партий до 20-22 партий, эффективно удовлетворяя растущий спрос на рынке и сокращая потерю заказов.
4.3 Значительно улучшенная консистенция партии и сниженный уровень дефектов
Автоматизированная система управления и точное регулирование силовой нагрузки обеспечивали постоянные производственные параметры в разных сменах и партиях.Диапазон вариаций вязкости продукта и размера частиц между партиями был уменьшен с ±15% до ±3%.Уровень дефектов продукции снизился с 7% до 0,3%, что позволило свести к минимуму отходы сырья и затраты на переработку.Производитель подсчитал, что только сокращение количества дефектов позволило сэкономить более 15 тонн сырья в год.
4.4 Снижение затрат на энергию и эксплуатацию
Хотя мощность двигателя эмульгатора (55 кВт) была выше, чем у традиционного оборудования (45 кВт),эффективность использования энергии значительно улучшилась. Более 70% энергии было использовано для эффективной эмульгификации сдвига.Сокращенный производственный цикл также сократил потребление энергии: потребление электроэнергии на партию сократилось на 40%, а потребление пара - на 35%.Затраты на рабочую силу снизились на 60% из-за уменьшения числа операторовВ целом, общие производственные затраты производителя снизились на 28%, а маржа прибыли продукции увеличилась на 12 процентных пунктов.
4.5 Улучшение соблюдения требований гигиены и безопасности
Закрытая конструкция резервуара и двойная механическая уплотнение эффективно предотвращают утечку материала и внешнее загрязнение, исключая риск попадания пыли и потери летучих компонентов.Материал SUS316L и зеркальная поверхность полировки допускаются для тщательной очистки, а интерфейс оборудования CIP (Clean-in-Place) позволил автоматизировать очистку, сократив время очистки на 50% и избежав перекрестного загрязнения между партиями.Оборудование полностью соответствовало требованиям гигиены производства пищевых добавок и фармацевтических промежуточных продуктов, без проблем прошли проверку качества третьей стороной и регуляторный обзор.
4.6 Более сильная адаптация к нескольким материалам
Бесступенчатое регулирование скорости и заменяемая сборка ротора-статора позволили эмульгатору адаптироваться к различным требованиям к вязкости и размеру частиц различных систем эмульсии. The manufacturer successfully expanded its product range to include low-viscosity coating emulsions and high-concentration adhesive emulsions—products that were difficult to produce with traditional equipmentВозможность хранения нескольких рецептов в системе ПЛК позволила быстро переключаться на партии, сокращая время простоя между различными продуктами с 1 часа до 15 минут.
5Долгосрочные последствия и выводы
Принятие высокопрофильного эмульгатора с высокой скоростью срезки привело к трансформационным изменениям в производственных операциях производителя.эффективность производства, и контроль затрат, оборудование не только решило непосредственные эксплуатационные узкие места, но и заложило прочную основу для долгосрочного развития компании.
В долгосрочной перспективе производитель достиг повышенной конкурентоспособности на рынке благодаря улучшению качества продукции и расширению производственных мощностей,с увеличением доли рынка на 15% в течение шести месяцев эксплуатации оборудованияУменьшение потребления энергии и отходов сырья также соответствует требованиям экологически чистого и низкоуглеродного производства, что повышает имидж компании в области экологической ответственности.автоматизированная работа уменьшила интенсивность труда и эксплуатационные ошибки, повышение удовлетворенности работников и снижение показателей ротации.
Для производителей в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности, сталкивающихся с такими проблемами, как недостаточная эффективность эмульгификации, плохая консистенция партии и высокие затраты на производство,Эмульгатор промышленного класса с высоким сокращением обеспечивает практическое и надежное решениеДанное исследование показывает, что инвестиции в передовые технологии эмульгации с высоким снятием могут эффективно улучшить производительность производства, снизить эксплуатационные затраты,и реализовать устойчивое развитие, что является ценным справочником для аналогичных предприятий в области модернизации промышленности.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!