Yüksek kesimli karıştırma, dağıtma ve emülsifikasyon ekipmanlarının uygulama durumu
Karmaşık çok fazlı malzemelerin (katı toz, yağ fazı, su fazı ve yardımcı maddeler dahil) üretiminde, karıştırmanın entegrasyonuDağınıklık ve emülsifikasyon süreçleri, ürün birliğinin sağlanmasının anahtarıdır.Bir zamanlar yarı katı ve sıvı ürünlerin üretimiyle uğraşan bir üretim tesisi, malzemelerin birleştirilmiş işlenmesinde ciddi engellerle karşı karşıya kalmıştı.Geleneksel çoklu ekipmanlı bölünmüş işleme modu düşük üretim verimliliğine yol açtı, karıştırma, dağıtma ve emülsifikasyon ekipmanlarının kullanımı,Tesis bu sorunları temelden çözdü ve üretim performansında önemli gelişmeler elde etti, ürün tutarlılığı ve maliyet kontrolü.
Arka plan ve yükseltmeden önceki zorluklar
Tesis, esas olarak günlük 200-300 ton üretim gereksinimine sahip çok bileşenli ürünler üretmektedir.Parçacık büyüklüğü dağılımının ve emülsiyon istikrarının sıkı bir kontrolünü gerektiren uygulamaları kapsarEkipmanın yükseltilmesinden önce tesis, bölünmüş bir işleme modunu benimsedi: ön karıştırma için ortak bir karıştırıcı, katı toz dispersiyonu için bir disperser,ve yağ-su faz emülsifikasyonu için tek fonksiyonlu bir emülsifikatörBu üç aşamalı bölünmüş işlem, sadece üretim döngüsünü uzatmakla kalmadı, aynı zamanda bir dizi önemli sorun da getirdi:
- Karıştırma, dağılım ve emülsifikasyon etkilerinin yetersiz entegrasyonu: Farklı ekipmanlar arasındaki sinerjik koordinasyonun eksikliği nedeniyle, malzeme her işleme bağlantısında eşit bir duruma ulaşamadı.Katı toz aglomeratları (ilk parçacık boyutu 40-80 μm) tamamen kırılmamıştır.Çözüm sırasında, parçacıklar sıvı fazda eşitsiz bir şekilde dağıtıldı ve daha sonraki emülsifikasyon süreci, yağ-su fazını dağılmış katı parçacıklarla tamamen füzyon yapmayı başaramadı..Son ürün ortalama 5-10 μm'lik bir parçacık boyutuna sahipti ve yağ-su ayrılma oranı, 30 günlük depolama sonrasında 10-13%'e ulaştı ve bu da ürünün kullanılabilirliğini ciddi şekilde etkiledi.
- Uzun üretim döngüsü ve düşük verimlilik: Bölünmüş işlem, farklı ekipmanlar arasında malzemelerin tekrar tekrar aktarılmasını gerektiriyordu ve her transfer süreci 15-20 dakika sürüyordu.Tek bir parti (5 ton) için toplam işleme süresi 60-70 dakikaydı, ve işlemler arasındaki bekleme süresi nedeniyle ekipman kullanım oranı sadece% 75 idi.hammadde tüketimini artırmak.
- Partiden partiye büyük kalite dalgalanması: Bölünmüş işleme modu, farklı ekipmanların parametrelerini ayarlamak için manuel çalışmaya ve karıştırma arasındaki parametrelerin eşleşmesine dayanıyordu.dispersiyon ve emülsifikasyon bağlantıları standartlaştırılması zordu.Ana kalite göstergelerinin (parçacık boyut dağılımı, viskozitesi, istikrarı) partiler arasında değişim katsayısı (CV) %16-22'ye ulaştı.Sonuç olarak bitmiş ürünün yeterlilik oranı sadece 83-86%.Çok sayıda yetersiz ürünün yeniden işlenmesi veya atılması gerektiği, üretim maliyetlerinin artması.
- Yüksek enerji tüketimi ve bakım maliyetleri: Aynı anda çalışan üç ekipman seti, ortalama günlük elektrik tüketimi 380 kWh.emülsif statör-rotor), sık sık değiştirilmesini gerektiriyordu. Aylık bakım maliyeti yaklaşık 9.000 yuan'dı ve bakım nedeniyle ekipman durma süresi ayda 8-10 saate ulaştı.
- Taşıma sırasında malzeme kirliliği riski: Malzeme aktarım süreci boru hatları, valfler ve transfer konteynerleri ile temas gerektiriyordu ve bu bileşenlerdeki ölü köşeler iyice temizlenmesi zordu.Önceki partilerden kalan malzemeler, sonraki malzemeleri kirletebilirdi.Özellikle yüksek hijyen gereksinimleri olan ürünler için, kirlenme nedeniyle yetersiz ürünlerin riski arttı.
Ekipman seçimi ve çekirdek konfigürasyonu
Yukarıdaki sorunları çözmek için tesis geleneksel bölünmüş işleme modundan vazgeçti ve entegre işlevlere sahip yüksek kesme karıştırma, dağıtma ve emülsifikasyon ekipmanlarını seçti.Ekipman karıştırma entegre, dağıtım ve emülsifikasyon bir birime dönüştürülürken, aktarım yapmadan malzemelerin tek durak işlemini gerçekleştirir.Çekirdek yapılandırması ve teknik özellikleri bölünmüş işleme sorunlarını çözmek için tasarlanmıştır., ve anahtar yapılandırmalar şunlardır:
1Entegre çok fonksiyonel çalışma başlığı
Ekipman, üç fonksiyonel modülü entegre eden birleştirilmiş bir çalışma kafası yapısına sahiptir:Yüksek hızlı dağıtım diski,çok aşamalı kesme statörü-rotoruveÜç boyutlu karıştırma kürekDağınıklık disk (diametri 220 mm) 800-3500 rpm hızında döner, bu da büyük katı toz aglomeratlarını hızlıca parçalayabilir; çok aşamalı kesme statörü-rotoru (3 aşama, kesme boşluğu 0.06-0.2 mm) 3000-12000 rpm arasında bir hız aralığına sahiptir ve 80,000 s-1'e kadar kesme hızı üretir, bu da yağ-su fazlarının tam füzyonunu ve parçacıkların daha da rafine edilmesini gerçekleştirir;Üç boyutlu karıştırma kürek (hız 50-200 rpm) tankta malzemelerin genel birliğini sağlar ve yerel az işleme engel olurTüm fonksiyonel modüller, korozyona dayanıklı ve temizlenmesi kolay olan, ayna cilalama işlemi ile 316L paslanmaz çelikten yapılmıştır (yüzey kabalığı Ra ≤ 0.8 μm).
2- Kesin bir parametreler kontrol sistemi.
Ekipman, karıştırma hızının, dağıtım hızının bağımsız ve bağlantılı kontrolünü gerçekleştirebilen dokunmatik ekran işletim arayüzü olan bir PLC akıllı kontrol sistemi ile donatılmıştır.Emülsifikasyon hızı, işleme süresi ve malzeme sıcaklığı. Hız kontrolünün doğruluğu ±10 rpm, zaman kontrolünün doğruluğu ±1 saniye ve sıcaklık kontrol aralığı 0-100°C (değişim doğruluğu ±1.5°C) dir.Sistem, 80 adet işlem parametresi setinin depolanmasını destekler., farklı ürünlerin ve serilerin parametre ayarlarını standartlaştırabilir, ayrıca manuel işletimden kaynaklanan kalite dalgalanmalarından kaçınabilir.Sistem otomatik olarak işlem sürecinde parametreler eğrisini kaydedebilir., süreç optimizasyonu ve kalite izleme için güvenilir veri desteği sağlar.
3Malzeme aktarımı olmayan Kapalı Tank Yapısı
Ekipman, tüm karıştırma işlemlerini tamamlayabilen 5000 L (iş hacmi 4000 L) hacimli kapalı dikey bir tank yapısı benimser.Aynı tankta malzeme aktarımı olmadan dağılım ve emülsifikasyonTank gövdesi, işlem gereksinimlerine göre malzemelerin ısıtılmasını veya soğutulmasını gerçekleştirebilecek, ceketli bir sıcaklık kontrol cihazı ile donatılmıştır.Yüksek hızlı kesme ve dağılım sırasında sıcaklık artışından kaynaklanan malzeme bozulmasının önlenmesiTank kapağı hidrolik basınçla kaldırılır, bu da besleme, temizlik ve bakım için uygundur.ve tank gövdesinin mühürleme performansı GMP ve gıda güvenliği standartlarının gereksinimlerini karşılar.
4Enerji tasarrufu ve aşınmaya dayanıklı tasarım
Ekipman, işlem aşamasına göre güç çıkışını ayarlayabilen bir frekans dönüştürme enerji tasarrufu motoru benimser (karıştırma için düşük güç,Yüksek dağılım ve emülsifikasyon gücü), boşlukta enerji tüketimini azaltır. Çalışan baş, hassas parçaların kullanım ömrünü uzatan aşınmaya dayanıklı bir kaplama (tungsten karbid kaplama) benimser.Yağlama sistemi H1 sınıfı gıda güvenliği için uygun yağ kullanır., toksik olmayan ve üretim gereksinimleriyle uyumlu ve yağlama yağı değişim aralığı 8000 çalışma saatine kadar uzatılır.
5. CIP Otomatik Temizlik Sistemi
Ekipman, tank kapağına ve tank gövdesinin içine monte edilmiş temizleme nozellerini içeren bir CIP (yerinde temizleme) otomatik temizleme sistemi ile donatılmıştır.Temizlik nozelleri temizlik maddeleri 360 derece sıçratmak olabilir, tank gövdesinin ve çalışma başının tüm iç yüzeylerini kaplar. Temizlik işlemi 20-30 dakika içinde tamamlanabilir,ölü köşeleri ortadan kaldırmak ve malzeme çapraz kirlenme riskini azaltmakTemizleme etkisi gıda, kozmetik ve ilaç endüstrisinin hijyen gereksinimlerini karşılar.
Uygulama Süreci ve Süreç Optimizasyonu
Ekipman kullanıma verildikten sonra, tesis 4 aylık bir deneme çalışması ve süreç optimizasyonu gerçekleştirdi.Orijinal üç aşamalı bölünmüş işlem, tek aşamalı entegre işleme işlemine ayarlandı, ve başlıca uygulama adımları ve optimizasyon önlemleri şunlardır:
1Süreç Entegrasyonu ve Parametre Kalibrasyonu
Tesis, parametre kalibrasyonu için 6 tipik ürün formülünü (yüksek katı içeriğe, yüksek viskoziteye ve yağ-su çift faz özelliklerine sahip ürünler dahil) seçti.Karıştırmanın en iyi parametreler kombinasyonu, dispersiyon ve emülsifikasyon bağlantıları tekrarlanan testler yoluyla belirlendi. Örnek olarak %30 katı toz ve %25 yağ fazı içeren bir ürünü alarak, en uygun parametreler belirlendi:karıştırma hızı 100 rpm (dönem 5 dakika) su fazının ve yardımcı maddelerin ön karıştırılması içinKatı toz aglomeratları parçalamak için 2800 rpm (dönem 10 dakika); yağ-su faz füzyonu ve parçacık rafine için 9000 rpm (dönem 15 dakika) emülsifikasyon hızı;ve son karıştırma hızı 80 rpm (5 dakika sürer) ürün sistemini dengelemek içinBu parametreler kombinasyonu altında, ürünün ortalama parçacık boyutu 1,2-2,0 μm'ye düşürüldü ve emülsiyon istikrarı önemli ölçüde iyileştirildi.
2Toplu Reprodüksiyonun Kontrolü
Her ürün için en uygun parametreleri belirledikten sonra, tesis parti yeniden üretilebilirliği doğrulama gerçekleştirdi.Kaydedilen parametrelerin ayarları kullanılarak 12 adet birbiri ardınca numune üretildi.Test sonuçları, seriler arasındaki anahtar kalite göstergelerinin varyasyon katsayısının (CV) %16-222'den %2-4'e düştüğünü gösterdi.ve bitmiş ürünün kalifikasyon oranı %99'dan fazlaya yükseltildi.Bu, entegre ekipmanların ve standartlaştırılmış parametre ayarlarının büyük partiden partiye kalite dalgalanması sorununu etkili bir şekilde çözebileceğini doğruladı.
3Üretim sürecinin kolaylaştırılması
Entegre işleme modu, farklı ekipmanlar arasındaki malzeme aktarımı bağlantısını ortadan kaldırdı.ve işleme verimliliği yaklaşık %40 arttı.Kapalı tank yapısı nedeniyle malzeme kaybı oranı, 2-3%'dan% 0.5'den azına düşürüldü, bu da hammadde tüketimini önemli ölçüde azalttı.Tek bir üretim hattı için gereken operatör sayısı 3'ten 2'ye düşürüldü., üretim verimliliğini arttırırken işgücü maliyetlerini azaltır.
4Temizlik İşlemi Optimizasyonu
CIP otomatik temizlik sistemi, orijinal manuel temizlik modunun yerini aldı.Malzeme kirliliğinden kaynaklanan uygun olmayan ürünlerin sayısı ayda 2-3 defadan çeyrekte 0-1 defaya düşürüldü., ürün kalitesinin istikrarını daha da artırıyor.
Uygulama Etkileri ve Veri Analizi
8 aylık resmi çalışmadan sonra, yüksek kesimli karıştırma, dağıtma ve emülsifikasyon ekipmanları, ürün kalitesini arttırmada, üretim verimliliğini artırmada,Enerji tüketiminin ve bakım maliyetlerinin azaltılmasıEkipmanın yükseltilmesinden önce ve sonra spesifik veri karşılaştırması şöyle:
1Ürün kalitesinde önemli bir iyileşme
Bitmiş ürünün ortalama parçacık boyutu 5-10 μm'den 1,0-2,5 μm'ye düşürüldü ve polydispersity indeksi (PDI) 0'nun altına kontrol edildi.18, bu da ürünün inceliğini ve tekdüzeliğini önemli ölçüde iyileştirdi.% 5 60 gün depolama sonrasıYüksek hijyenik gereksinimleri olan ürünler için, toplam koloni sayısı 10 CFU/g'ın altında istikrarlı bir şekilde kontrol edildi.endüstrinin en sıkı hijyen standartlarını karşılamakBitmiş ürünün nitelik oranı, temel olarak yeniden işleme ve atık atma maliyetini ortadan kaldırarak 83-86%'dan 99.3%'e yükseldi.
2Üretim verimliliğinde önemli bir iyileşme
Tek parti işleme süresi %40 kısaltıldı ve günlük üretim kapasitesi aynı çalışma süresiyle (günde 20 saat) 200-300 tondan 350-400 tona yükseltildi.Ekipmanın kullanım oranı %75'ten %95'e yükseltildi., ve süreç sorunları veya ekipman arızası nedeniyle planlanmamış kapanma sayısı ayda 3-4 defadan ayda 0-1 defaya düşürüldü.Günde 2-3 saat transfer süresi tasarrufu ve üretim sürekliliğinin iyileştirilmesi.
3- Enerji tüketiminin ve maliyetlerinin etkili bir şekilde azaltılması
Ekipmanın frekans dönüştürme enerji tasarrufu tasarımı, ortalama günlük elektrik tüketimini 380 kWh'dan 240 kWh'a düşürdü, bu da %36,8'lik bir düşüştür ve %51'lik bir tasarruf sağladı.Yıllık 100 kWh elektrikÇalışma başının aşınmaya dayanıklı tasarımı ve uzun yağlama yağı değişim aralığı, aylık bakım maliyetini 9.000 yuan'dan 3.200 yuan'a düşürdü.ve yıllık bakım maliyeti yaklaşık 69Malzeme kaybı oranı yüzde 1.5-2.5 oranında azalmış, hammadde maliyetleri yılda yaklaşık% 8 oranında tasarruf edilmiştir.İşgücü) yıllık yaklaşık % 12 azalmıştır..
4- Kirlenme riskini azaltmak ve operasyon güvenliğini artırmak
Kapalı tank yapısı ve CIP otomatik temizlik sistemi, malzeme aktarımı ve manuel temizlik nedeniyle kaynaklanan kontaminasyon riskini ortadan kaldırdı.Ürün kontaminasyon olaylarının sayısı %90'dan fazla azalmıştır, ve üretim güvenliği ve güvenilirliği önemli ölçüde iyileştirildi.Değişiklikler olduğunda otomatik olarak kapanabilir., ekipman hasarının ve kişisel güvenlik kazalarının önlenmesi.Hidrolik kaldırma tankı kapağı ve basitleştirilmiş işleme süreci, operatörlerin emek yoğunluğunu azalttı ve çalışma güvenliğini arttırdı.
5Süreç ölçeklenebilirliğini artırmak
Ekipmanın parametre depolama ve geri çağırma işlevleri, farklı ürün formülleri arasında geçiş yapmayı kolaylaştırdı.En iyi işlem parametreleri aynı ekipmanda küçük parti testleri ile hızlı bir şekilde belirlenebilir, ve parametreler doğrudan seri üretime uygulanabilir ve yeni ürün geliştirme döngüsünü %30-40 kısaltır.Ekipmanın teknik parametreleri pilot ölçekli ve endüstriyel ölçekli üretim ile uyumludur, tesisin gelecekteki üretim genişlemesi için güvenilir bir destek sağlar.
Temel Deneyimler ve Operasyon Notları
Başvuru süreci sırasında tesis, yüksek kesme karıştırmanın istikrarlı çalışmasını sağlamak için bir dizi önemli deneyimi ve operasyon notlarını özetledi.Dağıtıcı ve emülsifleştirme ekipmanları ve bütünleşik performansını tam olarak kullanır:
- Farklı fonksiyonel modüller arasındaki parametrelerin eşleşmesi çok önemlidir. Yüksek viskozitesi olan malzemeler için, eşit malzeme akışını sağlamak için önce karıştırma hızı uygun şekilde artırılmalıdır.o zaman ekipman aşırı yüklenmesi ve malzeme sıçramasını önlemek için dağıtım ve emülsifikasyon hızları kademeli olarak artırılmalıdır.
- Besleme sırası işleme etkisini önemli ölçüde etkiler. Çok fazlı malzemeler için, önce sürekli fazı (su fazı gibi) eklemek önerilir.Sonra karıştırırken dağıtılmış faz (yağ fazı gibi) ve katı toz ekleyin., bu da yerel biraraya gelmekten kaçınabilir ve dağılım ve emülsifikasyonun tekdüzeliğini artırabilir.
- Çalışma başının düzenli denetimi ve bakımı gereklidir.Kullanım miktarı 0'u aştığında.5 mm veya yüzey ciddi bir şekilde çizilmişse, işleme etkisini sağlamak için hassas parçalar zamanında değiştirilmelidir.
- CIP temizlik sistemi standartlaştırılmış bir şekilde kullanılmalıdır.ve seri arasında çapraz kontaminasyonun önlenmesi için temizleme etkisi düzenli olarak kontrol edilmelidir (örneğin kalıntı malzemelerinin tespiti gibi)..
- Sıcaklığa duyarlı malzemeler için, işleme sırasında sıcaklık sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.ve aşırı sıcaklık artışından kaynaklanan aktif maddelerin kaybını veya malzeme bozulmasını önlemek için işleme süresi ve hızı uygun şekilde ayarlanmalıdır..
- Operatörler profesyonel olarak eğitilmelidir. Ekipmanın çalıştırılmasından önce, operatörler ekipmanın yapısını, çalışma prensibini ve parametreleri ayarlama yöntemlerini bilmelidirler.Ve operasyon hatalarını önlemek için operasyon prosedürlerini sıkı bir şekilde takip edin..
Özet
Yüksek kesme karıştırma, dağıtma ve emülsifikasyon ekipmanlarının uygulanması, zayıf işleme etkisi, düşük üretim verimliliği,Tesiste geleneksel bölünmüş işleme modundan kaynaklanan yüksek kalite dalgalanması ve yüksek işletme maliyetiKarıştırma, dağılım ve emülsifikasyon işlevlerini tek bir üniteye entegre ederek, ekipman malzemelerin tek durak işlemini gerçekleştirir, malzeme transfer bağlantılarını ortadan kaldırır,ve ürünlerin tekdüzeliğini ve istikrarını sağlar.
Ekipmanın hassas parametreler kontrol sistemi üretim sürecini standartlaştırır, manuel işlemin ürün kalitesine etkisini azaltır,ve ürünlerin seri yeniden üretilebilirliğini arttırırEnerji tasarrufu ve aşınmaya karşı dayanıklı tasarım, ayrıca CIP otomatik temizlik sistemi,Sadece tesisin işletme maliyetini ve bakım iş yükünü azaltmakla kalmayıp aynı zamanda üretim güvenliğini ve hijyen seviyesini de artırmak.
Karıştırmanın, dispersiyonun ve emülsifikasyonun entegre işlenmesini gerektiren çok bileşenli, çok fazlı malzemeleri içeren üretim senaryoları için, yüksek kesme karıştırma,Dağıtıcı ve emülsifikasyon ekipmanları güvenilir bir seçimdir.Sadece ürün kalitesini ve üretim verimliliğini artırmakla kalmayıp, tesisin sürdürülebilir gelişimi için sağlam bir teknik destek sağlayarak işletme maliyetlerini ve risklerini de azaltabilir.Standart bir işletim yoluyla, düzenli bakım ve sürekli süreç optimizasyonu, ekipmanların üretimde daha fazla rol oynamasına ve tesisin giderek daha sıkı olan piyasa kalite gereksinimlerine adapte olmasına yardımcı olabilir.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!