1. Giriş
Yüksek kaliteli kozmetik, biyofarmasötik ve hassas kimya mühendisliği gibi endüstrilerde, ince partikül boyutlarına, güçlü stabiliteye ve hava kabarcığı içermeyen yüksek kaliteli sıvı ürünlere olan talep giderek artmaktadır. Homojenleştirme, emülsifikasyon ve vakum gaz giderme fonksiyonlarını entegre eden homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanı, bu gereksinimleri karşılamak için önemli bir cihaz haline gelmiştir. Geleneksel ekipmanlarla kaçınılması zor olan düzensiz karıştırma, hava kabarcığı dahil etme ve zayıf ürün kararlılığı sorunlarını etkili bir şekilde çözebilir. Bu vaka, [belirli endüstride, örneğin, yüksek kaliteli yüz kremi üretimi] bir müşterinin, homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanı tanıtarak uzun süreli üretim darboğazlarını nasıl aştığına ve ürün kalitesi, üretim verimliliği ve maliyet kontrolünde kapsamlı iyileştirmeler elde ettiğine odaklanmaktadır.
2. Projenin Arka Planı
2.1 Proje Gereksinimleri
Müşteri, özellikle emülsiyon inceliği, kararlılığı ve görünümü için son derece yüksek standartlar gerektiren [ürün tipi, örneğin, yaşlanma karşıtı yüz kremleri ve serumlar] üretmektedir. Yeni homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanını kullanıma sunmadan önce, müşterinin üretim hattının aşağıdaki açık gereksinimleri vardı:
- Emülsiyon İnceği: Ürünün cilde uygulandığında pürüzsüz ve hassas bir dokuya sahip olmasını ve herhangi bir granül hissi vermemesini sağlamak için emülsiyonun partikül boyutunun 0,5-2 mikron aralığında kontrol edilmesi gerekir.
- Vakum Gaz Giderme: Ürün hava kabarcığı içermemelidir. Ekipman, emülsifikasyon işlemi sırasında -0,095 MPa ila -0,098 MPa arasında bir vakum derecesi korumalıdır, böylece malzeme karıştırma sırasında oluşan hava kabarcıklarını tamamen gidermek ve oksidasyon ve ürün raf ömrünün azalması gibi sorunları önlemek için.
- Üretim Kapasitesi: Müşterinin pazar payının genişlemesiyle birlikte, tek bir üretim hattının günlük üretim kapasitesinin en az 3.000 kg'a ulaşması ve ekipmanın parti geçişlerinden kaynaklanan zaman kaybını azaltmak için sürekli veya yarı sürekli üretimi desteklemesi gerekir.
- Güvenlik ve Uygunluk: Malzemelerle temas eden tüm parçalar için farmasötik sınıf 316L paslanmaz çelikten yapılmış olmalı ve GMP (İyi Üretim Uygulamaları) gibi uluslararası standartlara uygun olmalıdır. Ayrıca, üretim sürecinin güvenliğini sağlamak için aşırı sıcaklık, aşırı basınç ve acil durdurma fonksiyonları dahil olmak üzere eksiksiz bir güvenlik koruma sistemi ile donatılmalıdır.
2.2 Karşılaşılan Zorluklar
Homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanını kullanmadan önce, müşteri üretim için geleneksel yüksek hızlı karıştırıcıların ve ayrı vakum tanklarının bir kombinasyonuna güveniyordu. Bu üretim modu, işletmenin gelişimini ciddi şekilde kısıtlayan bir dizi sorun getirdi:
- Yetersiz Emülsiyon İnceği: Geleneksel yüksek hızlı karıştırıcı, yağ fazını yalnızca 5-10 mikron boyutunda partiküllere ayırabiliyordu ve partikül boyutu dağılımı düzensizdi. Hatta bazı ürün partilerinde 15 mikrondan büyük partiküller vardı, bu da pürüzlü bir dokuya neden oluyordu. Bu sadece kullanıcı deneyimini etkilemekle kalmadı, aynı zamanda "granül hissi" şikayetleri nedeniyle %5-8'lik bir ürün iade oranına yol açtı.
- Hava Kabarcığı Dahil Etme: Ayrı vakum tankı, emülsifikasyon işlemi sırasında gerçek zamanlı vakum gaz giderme sağlayamıyordu. Malzemeler karıştırıcıdan vakum tankına aktarıldığında hava kabarcıkları yeniden dahil ediliyordu, bu da ürünlerin %10-15'inde yüzeyde görünür hava kabarcıklarının oluşmasına neden oluyordu. Bu ürünler yalnızca yeniden işlenebilir veya hurdaya çıkarılabilir, bu da üretim maliyetlerini artırıyordu.
- Düşük Üretim Verimliliği: Geleneksel üretim süreci, karıştırıcıda malzeme karıştırma, gaz giderme için vakum tankına aktarma ve ardından numune incelemesi dahil olmak üzere birden fazla adım gerektiriyordu. Her üretim partisi 6-8 saat sürüyordu ve tek bir hattın günlük üretim kapasitesi yalnızca yaklaşık 1.200 kg idi, bu da pazar talebini karşılamaktan çok uzaktı. Ek olarak, malzemelerin ekipmanlar arasında transferi, kontaminasyon ve malzeme kaybı riskini artırıyordu.
- Kararsız Ürün Kalitesi: Farklı partilerdeki tutarsız karıştırma hızı ve vakum derecesi nedeniyle, emülsiyonun kararlılığı büyük ölçüde değişiyordu. Ürünlerin yaklaşık %7-10'u 6 aylık depolamadan sonra katmanlaşma veya renk değişikliği yaşayacak ve ürünlerin oksidasyon oranı yüksek olacak, bu da raf ömründe önemli bir azalmaya yol açacaktır.
3. Homojenleştirme Vakumlu Emülsifikatör Ekipmanının Seçimi
3.1 Seçilen Ekipmanın Özellikleri ve Avantajları
Kapsamlı pazar araştırması yaptıktan, birden fazla tedarikçiden ürünleri karşılaştırdıktan ve yerinde deneme üretim testleri yaptıktan sonra, müşteri nihayet çift kademeli homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanını seçti. Bu ekipman aşağıdaki temel özelliklere ve avantajlara sahipti:
- Çift Kademeli Homojenleştirme Sistemi: Ekipman, çift kademeli bir homojenleştirme kafası ile donatılmıştı. İlk kademe, yağ fazını başlangıçta küçük partiküllere ayırabilen 30 MPa'ya kadar basınç üreten yüksek basınçlı bir pistonlu pompa kullandı; ikinci kademe, partikülleri 0,3-1 mikron boyutuna daha da rafine etmek için özel bir stator-rotor yapısı kullandı. Bu çift kademeli homojenleştirme tasarımı, emülsiyonun inceliğini ve homojenliğini sağladı.
- Entegre Vakum Sistemi: Ekipman, yüksek verimli bir vakum pompası ve kapalı bir emülsifikasyon tankı entegre etti. Tüm emülsifikasyon işlemi boyunca, vakum derecesi -0,096 MPa ila -0,098 MPa arasında sabit bir şekilde korunabiliyordu. Benzersiz tank gövdesi tasarımı ve karıştırma yapısı, malzeme eklenirken havanın emilmesini engelleyerek gerçek zamanlı ve kapsamlı vakum gaz giderme sağlıyordu.
- Akıllı Sıcaklık ve Proses Kontrolü: Ekipman, bir PLC (Programlanabilir Mantık Kontrolörü) kontrol sistemi ve bir dokunmatik ekran çalışma arayüzü ile donatılmıştı. Operatörler, homojenleştirme basıncı, karıştırma hızı, sıcaklık ve vakum derecesi gibi temel parametreleri gerçek zamanlı olarak ayarlayabilir ve izleyebilirler. Sistem ayrıca, farklı ürünlerin üretim parametrelerini depolayabilen ve partiler arasındaki üretim süreçlerinin tutarlılığını sağlayabilen otomatik bir proses hafıza fonksiyonuna sahipti.
- Kolay Temizlik ve Uygunluk Tasarımı: Malzemelerle temas eden tüm parçalar farmasötik sınıf 316L paslanmaz çelikten yapılmıştı ve ekipmanın iç tankı, temizlemeyi kolaylaştıran ve malzeme kalıntılarını önleyen Ra ≤ 0,4 μm pürüzlülüğe sahip pürüzsüz bir yüzeye sahipti. Ekipman ayrıca, ekipmanı sökmeden 45 dakika içinde temizleme işlemini tamamlayabilen ve hijyen ve temizlik için GMP gereksinimlerini karşılayan bir CIP (Yerinde Temizlik) temizleme sistemi ile donatılmıştı.
3.2 Gereksinimlerin Nasıl Karşılandığı
Seçilen homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanı, müşterinin üretim gereksinimlerini tam olarak karşıladı ve önceki zorlukları etkili bir şekilde çözdü:
- Emülsiyon İnceği Gereksinimlerini Karşılama: Çift kademeli homojenleştirme sistemi sayesinde, ekipman emülsiyon partikül boyutunu 0,5-1,5 mikron aralığında istikrarlı bir şekilde kontrol edebiliyordu, bu da müşterinin 0,5-2 mikron aralığından daha iyiydi. Testten sonra, ürün dokusu son derece pürüzsüz hale geldi ve "granül hissi" nedeniyle müşteri iade oranı %0,3'ün altına düştü.
- Vakum Gaz Giderme Gereksinimlerini Karşılama: Entegre vakum sistemi, emülsifikasyon işlemi boyunca yüksek bir vakum derecesi koruyarak üründeki hava kabarcıklarını tamamen ortadan kaldırdı. Hava kabarcıklı ürünlerin oranı %12'den (önce) %0,5'in altına düşürüldü ve havadan kaynaklanan ürün oksidasyonu sorunu da önemli ölçüde hafifletildi.
- Üretim Kapasitesi Gereksinimlerini Karşılama: Ekipman yarı sürekli üretimi destekliyordu. Üretim süreci optimize edildikten sonra, parti başına üretim süresi 2,5-3 saate kısaltıldı ve tek bir hattın günlük üretim kapasitesi 3.500 kg'a ulaştı ve müşterinin 3.000 kg'lık hedefini aştı. Aynı zamanda, entegre tasarım, ekipmanlar arasında malzeme transferini önleyerek malzeme kaybı ve kontaminasyon risklerini azalttı.
- Güvenlik ve Uygunluk Gereksinimlerini Karşılama: Farmasötik sınıf 316L paslanmaz çelik malzeme ve GMP uyumlu tasarım, ekipmanın endüstrinin katı hijyen ve güvenlik standartlarını karşılamasını sağladı. Eksiksiz güvenlik koruma sistemi ayrıca aşırı sıcaklık ve aşırı basınç gibi güvenlik kazalarını etkili bir şekilde önleyerek üretim sürecinin sorunsuz ilerlemesini sağladı.
4. Uygulama Süreci
4.1 Kurulum ve Ayarlama
Homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanının kurulumu ve ayarlanması, ekipman tedarikçisinden profesyonel bir teknik ekip tarafından tamamlandı ve tüm süreç 14 iş günü sürdü. Spesifik adımlar aşağıdaki gibidir:
- Kurulum Öncesi Hazırlık: Ekipman gelmeden bir ay önce, teknik ekip, güç kaynağı (380V/50Hz), su temini (basınç ≥ 0,3 MPa), drenaj ve havalandırma dahil olmak üzere saha koşullarını doğrulamak için müşteriyle yerinde incelemeler yaptı. Ayrıca ayrıntılı bir kurulum planı hazırladılar ve müşterinin saha personeli için kurulum öncesi hazırlık konusunda eğitim verdiler.
- Ekipmanın Boşaltılması ve Konumlandırılması: Ekipmanın geldiği gün, teknik ekip, ekipmanı boşaltmak ve kurulum planına göre doğru bir şekilde konumlandırmak için profesyonel kaldırma ekipmanı kullandı. Homojenleştirme kafasının ve vakum sisteminin kararlı çalışmasını sağlamak için ekipmanın düzgünlüğüne özel önem verdiler.
- Boru Hattı ve Elektrik Bağlantısı: Teknik ekip, ekipmanın malzeme giriş ve çıkış boru hatlarını, soğutma suyu boru hatlarını ve vakum boru hatlarını bağladı ve sızıntıyı önlemek için her boru hattının sızdırmazlık performansını sıkı bir şekilde kontrol etti. Aynı zamanda, ana güç kaynağı, kontrol devresi ve güvenlik koruma devresinin bağlantısı dahil olmak üzere elektrik bağlantı çalışmalarını tamamladılar ve kapsamlı bir elektrik güvenliği testi yaptılar.
- Devreye Alma ve Deneme Üretimi: Kurulum tamamlandıktan sonra, teknik ekip 5 günlük bir devreye alma çalışması yaptı. Önce homojenleştirme sistemi, vakum sistemi, karıştırma sistemi ve sıcaklık kontrol sistemi dahil olmak üzere her bir bileşenin çalışmasını test ederek tüm parametrelerin tasarım gereksinimlerini karşıladığından emin oldular. Daha sonra, müşterinin gerçek hammaddelerini deneme üretimi için kullandılar. Deneme üretimi sırasında, homojenleştirme basıncı ve karıştırma hızı gibi parametreleri defalarca ayarladılar ve ürünün inceliğini, hava kabarcığı içeriğini ve kararlılığını test ettiler. Son olarak, tüm göstergelerin müşterinin gereksinimlerini karşıladığını doğruladılar.
4.2 Eğitim ve Tanıdık
Müşterinin operatörlerinin ve bakım personelinin ekipmanı ustalıkla kullanabilmesini ve bakımını yapabilmesini sağlamak için, tedarikçi aşağıdaki içerikleri kapsayan 7 günlük sistematik bir eğitim kursu sağladı:
- Teorik Eğitim: Eğitim öğretmeni, homojenleştirme vakumlu emülsifikatör ekipmanının çalışma prensibini, her bir bileşenin (çift kademeli homojenleştirme kafası, vakum pompası ve PLC kontrol sistemi gibi) yapısını ve işlevini, arızaların yaygın nedenlerini ve çözümlerini ve üretim sürecindeki GMP ile ilgili gereksinimleri açıkladı. Stajyerlerin teorik bilgileri öğrenmeleri ve yazılı bir sınavı geçmeleri gerekiyordu.
- Pratik Operasyon Eğitimi: Eğitim öğretmeninin rehberliğinde, her operatör parametre ayarı, malzeme ekleme, homojenleştirme prosesi izleme, vakum derecesi ayarı ve ürün boşaltma dahil olmak üzere pratik operasyonlar gerçekleştirdi. Öğretmen, yanlış operasyon yöntemlerini gerçek zamanlı olarak düzeltti ve her operatörün tüm üretim sürecini bağımsız olarak tamamlayabilmesini sağladı.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!