Исследование случая: Малый вакуумный гомогенизирующий эмульгатор в косметических исследованиях и разработке и производстве малых партий
В косметической промышленности лаборатории НИОКР и предприятия малого производства требуют эмульгирующего оборудования, которое обеспечивает баланс между точностью, гибкостью,и консистентность, способные обрабатывать небольшие объемы материала при одновременном воспроизведении условий крупномасштабного производстваТрадиционные мелкомасштабные инструменты эмульгации, такие как ручные смесители или базовые эмульгационные чаши, часто не имеют вакуумной функциональности, равномерной силовой нагрузки и контроля процесса.что приводит к несоответствию качества образцаВ данном тематическом исследовании объективно подробно описывается, как мелкомасштабный вакуумный гомогенизирующий эмульгатор решал эти проблемы.оптимизированные рабочие процессы НИОКР, и повышение надежности производства малых партий косметических препаратов.
1. События прошлого и проблемы производства
Объект специализируется на косметических исследованиях и разработке и настройке небольших партий, сосредоточиваясь на высококлассных сыворотках для лица, кремах и препаратах для чувствительной кожи.До принятия мелкомасштабного вакуумного гомогенизирующего эмульгатора, она опиралась на обычное оборудование: лабораторные смесители для НИОКР и базовый эмульгирующий котел объемом 20 л для производства малых партий.Появились постоянные проблемы, которые препятствовали эффективности рабочего процесса и стабильности качества продукции.
Во-первых, воспроизводимость формулы НИОКР была низкой.что приводит к несоответствующим размерам частиц (8-12 мкм) и остаточным пузырям воздуха в образцахЭто затрудняло точную оценку эффективности, текстуры и устойчивости препарата, которые имеют решающее значение для масштабирования до крупномасштабного производства.Формулы, которые хорошо работали в лаборатории, часто не соответствовали стандартам качества во время пилотных испытаний, что требует повторных корректировок и задержки времени выхода на рынок.
Во-вторых, производство малых партий страдало от качественных колебаний.что приводит к вариациям вязкости от партии к партиидля чувствительной кожи, содержащей хрупкие активные ингредиенты (например, гиалуроновую кислоту, натуральные экстракты),чрезмерное обрезка или воздействие кислорода вызвало разложение ингредиента, снижая эффективность продукта и увеличивая отходы материалов.
В-третьих, существовали риски неэффективности рабочего процесса и перекрестного загрязнения.повышение риска загрязнения и изменение свойств образцаКроме того, отсутствие записи параметров процесса затрудняло выявление причины проблем с качеством, а очистка труднодоступных зон основных эмульгирующих горшков занимала много времени.ограничение количества препаратов, которые могут быть обработаны ежедневно.
Чтобы решить эти проблемы, предприятие искало решение для эмульгации в небольшом масштабе, способное обрабатывать партии объемом 5-30 л, обеспечивающее вакуумную деаэрацию, равномерную гомогенизацию, точное управление процессом,и совместимость как с НИОКР, так и с производством малых партийПосле оценки технических спецификаций и проведения пилотных испытаний был выбран эмульгатор 30L с вакуумным гомогенизатором для интеграции в рабочий процесс.
2Выбор оборудования и техническая адаптация
Приспособленный к исследованиям и разработкам и потребностям небольших партий, вакуумный гомогенизирующий эмульгатор небольшого размера объемом 30 л был разработан для сбалансирования компактного размера, точности и масштабируемости.Основные технические характеристики и адаптации::
Система гомогенизации и вакуума ядра
Эмульгатор оснащен двухступенчатой головой гомогенизации ротора-статора с максимальной скоростью вращения 10 000 оборотов в минуту и линейной скоростью 42 м/с. Регулируемый разрыв ротора-статора (0,15-0.3 мм) создает интенсивную стрижку, кавитация и турбулентные силы, эффективно расщепляющие капли масла и твердые частицы на микродисперсии (2-4 мкм).Двигатель с переменной частотой 5 кВт (VFD) позволяет регулировать скорость без шагов (1Интегрированная вакуумная система поддерживает стабильную степень вакуума от -0,095 до -0,098 МПа,устранение воздушных пузырей во время эмульгирования и минимизация окислительной деградации чувствительных ингредиентов.
Компактный дизайн и соответствие материалов
Общие размеры оборудования составляют около 1200×800×1600 мм, а чистый вес - 350 кг.Все части, контактирующие с продуктом, изготовлены из нержавеющей стали 316L, полированная электролитическим способом до поверхностной шероховатости Ra ≤ 0,4 мкм для предотвращения сцепления материала и перекрестного загрязнения.Отсоединяемая гомогенизирующая голова и гладкая камера облегчают упрощение очистки, поддерживая частые изменения формулировки, что имеет решающее значение для рабочих процессов НИОКР.
Контроль точности и прослеживаемость данных
Камера, оборудованная системой управления температурой PID, регулирует температуру обработки в диапазоне 20-80°C с точностью ±1°C, обеспечивая электрическое отопление и водное охлаждение.Это обеспечивает стабильные условия эмульгирования и предотвращает термическую денатурацию ингредиентов, чувствительных к теплу.Оборудование оснащено компактной системой управления PLC с сенсорным экраном, позволяющей в режиме реального времени отслеживать и регулировать ключевые параметры (скорость гомогенизации, степень вакуума, температура,время смешивания)Система хранит до 30 профилей параметров формулировки и автоматически записывает данные партии (время обработки, температура, скорость),облегчение документации НИОКР и прослеживаемости производства малых партий.
Помощное смешивание и универсальность
Для обеспечения равномерной циркуляции материала в небольших партиях эмульгатор оснащен низкоскоростным перемешивателем якорного типа (50-300 оборотов в минуту, 0.0 - 0.0 оборотов в минуту).Мотор мощностью 75 кВт), который очищает стенку камеры от тупых угловЭто сочетание высокоскоростной гомогенизации и низкоскоростного перемешивания обеспечивает последовательную эмульгацию по всему объему партии.Оборудование поддерживает как масло в воде (O/W), так и воду в масле (W/O), адаптируемый к различным косметическим продуктам, от легких сывороток (вязкость 1000-5000 мПа) до густых кремов (вязкость 50-80000 мПа).
3. Реализация и оптимизация процессов
На предприятии был интегрирован мелкомасштабный вакуумный гомогенизирующий эмульгатор в единый рабочий процесс как для НИОКР, так и для производства малых партий.исключение необходимости использования отдельного оборудования и ручной передачи образцовТехническая группа провела многобортовые испытания для оптимизации параметров для трех основных типов формулировок: сывороток для увлажнения (O/W), кремов против старения (W/O),и лосьоны для чувствительной кожи (с низким уровнем раздражения O/W).
Результаты пилотных испытаний показали оптимальные параметры, специфические для формулы: для сывороток для гидратации, содержащих гиалуроновую кислоту, скорость гомогенизации 8000 оборотов в минуту, степень вакуума -0,096 МПа,температура обработки 35°CДля толстых антивозрастных кремов, используемых в пищевых продуктах, применяется гиалуроновая кислота.более высокая скорость гомогенизации 9,000 оборотов в минуту, увеличенное время смешивания (25 минут) и периодическая гомогенизация (3 минуты включения, 1 минута отключения) обеспечивали полное слияние масла и воды без чрезмерного выработки тепла.Для кремов для чувствительной кожи, более низкая температура (30°C), сниженная скорость сдвига (7,000 оборотов в минуту) и 10-минутный вакуумный режим после эмульгификации устраняют остаточные пузыри и минимизируют потенциал раздражения ингредиента.
Оптимизированный унифицированный рабочий процесс выглядит следующим образом:
- Предопроцессные сырьевые материалы (составные части в фазе расплавления масла, растворяющиеся в воде вспомогательные вещества, фильтрующие экстракты) в лабораторных стаканах, предварительно нагретые до указанной температуры.
- Предоставьте предварительно обработанные материалы в камеру 30 л (эффективная емкость 25 л) в заранее установленной последовательности, чтобы свести к минимуму задержку воздуха.
- Активировать вакуумную систему, чтобы достичь целевой степени (-0,095 до -0,098 МПа) и запустить загрузочный перемешиватель для циркуляции материалов.
- Активировать гомогенизатор на заданной скорости, регулируя по мере необходимости на основе наблюдений за температурой и текстурой в режиме реального времени.
- Поддерживать стабильную температуру с помощью защищенной системы, затем охлаждать раствор до 25°C, продолжая мягко перемешивать.
- Продолжить вакуумное удержание в течение 5 минут, чтобы удалить остаточные пузыри, а затем прекратить все операции.
- Для НИОКР: сбор образцов для испытаний эффективности и стабильности; для производства небольших партий: сброс готовой продукции в стерильные контейнеры для упаковки.
Этот рабочий процесс устраняет этапы ручной передачи, снижает риск перекрестного загрязнения и обеспечивает возможность прямого воспроизведения параметров НИОКР в производстве малых партий.Отсоединяемая гомогенизирующая головка и гладкая камера сократили время очистки на 40%, что позволяет заводу обрабатывать до 8 различных препаратов в день, что вдвое превышает предыдущую мощность.
4Результаты применения и улучшение производительности
После интеграции мелкомасштабного вакуумного гомогенизирующего эмульгатора, завод достиг значительного улучшения эффективности НИОКР, качества производства малых партий,и устойчивость рабочего процесса с последовательными результатами для всех типов препаратов:
Эффективность НИОКР и масштабируемость
Воспроизводимость формулы была резко улучшена: размер частиц был стабилизирован на 2-4 мкм (по сравнению с 8-12 мкм ранее), с вариацией от партии к партии в ключевых параметрах (вязкость, pH,размер частиц) снижен с ±7% до ±2%Это позволило точно оценить эффективность и стабильность формулировки, уменьшив количество итерационных корректировок, необходимых перед масштабированием.Способность оборудования воспроизводить условия крупномасштабного производства (вакуум), сила сдвига, контроль температуры) увеличили уровень успешности пилотных испытаний с 50% до 85%, сократив время выхода на рынок новых продуктов на 30%.
Качество производства малых партий
Качество продукции небольших партий значительно улучшилось: все партии соответствовали стандартам текстуры и стабильности, без обнаруживаемых остаточных пузырей или зернистости.Стабильность эмульгирования была улучшена. Продукция прошла 3-месячное ускоренное испытание стабильности (40°C±2°C), относительная влажность 75%±5%) без разделения фаз.с рецепторами для чувствительной кожи, которые показывают снижение случаев раздражения на 20% по сообщениям клиентовАвтоматизированная система регистрации данных упростила отслеживание качества, что позволило быстро определить и устранить редкие отклонения качества.
Эффективность рабочего процесса и снижение затрат
Политика уединения |
Карта сайта
| Качество Китая хорошее вакуумный гомогенизатор Поставщик. © авторского права 2025-2026 Yangzhou Aipuweier Automation Equipment Limited Company . Все права защищены.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!