Vaka Çalışması: Kozmetik krem üretiminde dış dolaşım vakum emülsifleri
Kozmetik endüstrisinde, yüksek kaliteli kremler ve emülsifikasyon ürünleri, doku birliğinin, parçacık boyutu dağılımının, emülsifikasyon istikrarının ve kabarcıksız görünümün sıkı bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir.Geleneksel iç dolaşımlı emülsifikasyon ekipmanları genellikle yeterli malzeme dolaşımıyla mücadele eder, eşit olmayan kesme kuvveti dağılımı ve büyük parti üretiminde kalıntı hava kabarcıkları, tutarlı olmayan ürün kalitesine ve sınırlı üretim verimliliğine yol açar.Bu vaka çalışması, dış dolaşım vakumlu bir emülsiförün büyük ölçekli kozmetik krem üretimindeki bu temel zorlukları nasıl çözdüğünü ayrıntılı şekilde anlatıyor, optimize edilen üretim süreçleri ve ürün tutarlılığının iyileştirilmesi, endüstri standartlarına ve düzenleyici gerekliliklere uygun olarak, tanıtım dili olmadan nesnel olarak sunuldu.
1. Arkaplan ve Üretim Zorlukları
Üretim tesisi, nemlendirici kremler, yaşlanma karşıtı kremler ve güneş koruyucu kremler de dahil olmak üzere üst düzey kozmetik kremlerin büyük ölçekli üretimine odaklanıyor.Tesis, geleneksel iç dolaşım vakum emülsiflerini kullanıyordu., uzun süreli seri üretimden sonra devam eden sorunlara yol açtı ve ürün kalitesinin istikrarını ve üretim ölçeklenebilirliğini engelledi.
Birincisi, emülsifikasyon tekdüzeliği ve parçacık boyutu kontrolü düşüktü.karıştırma odasında eşit olmayan kesme kuvveti dağılımına neden olurBu durum, bazı partilerde tutarlı olmayan parçacık boyutlarına (ortalama 10-15 μm) ve görünür aglomeratlara yol açtı ve bitmiş kremlerin tanelerli bir dokusuna ve kötü bir cilt hissine neden oldu.Parçacık boyutu dağılımında partiden partiye değişim (Span değeri >1.2) aynı zamanda ürün etkinliğini ve tüketici deneyimini etkiledi.
İkincisi, kalıntı hava kabarcıkları ve oksidatif bozulma tekrarlayan sorunlardı.Bitmiş ürünlerde yüzey gözenekliğine ve kabarcık oluşumuna yol açanEk olarak, emülsifikasyon sırasında yetersiz vakum tutulması hassas bileşenleri (örneğin bitki ekstreleri, E vitamini) oksijene maruz bırakır.Oksidatif bozulmayı hızlandırmak ve ürün raf ömrünü kısaltmak.
Üçüncüsü, üretim verimliliği ve ölçeklenebilirliği sınırlıydı.ve oda tasarımı etkin kapasite kullanımını kısıtladı (sadece nominal haciminin %60-70'i)Malzeme dolaşımını ayarlamak için sık sık manuel müdahale, emek yoğunluğunu ve parti değişikliğini daha da artırdı.Aygıtların iç dolaşım yolunun ulaşılması zor alanlarını temizleme zorluğu, farklı formülasyonlar arasında çapraz kontaminasyon riskini artırdı..
Bu sorunları çözmek için tesis, hassas parçacık boyutu kontrolü (≤5 μm), tam hava kabarcıkları çıkarma, verimli büyük parti işleme,ve kozmetik endüstrisi hijyen standartlarına (GMP) uygunlukÇeşitli emülsiför türlerinin titiz pilot testlerinden ve teknik değerlendirmelerinden sonra,üretim hattına entegrasyon için özel parametrelerle bir dış dolaşım vakum emülsiförü seçildi.
2Ekipman Seçimi ve Teknik Uyumlandırma
Kozmetik kremlerin üretim gereksinimlerini göz önünde bulundurarak yüksek viskozluk (8,000-80,000 mPas), büyük parti kapasitesi (1,000L her parti), katı doku standartları,ve oksijene duyarlılık seçilen dış dolaşım vakum emülsiförü geleneksel ekipmanların sınırlarını gidermek için uyarlandıTemel teknik özellikler ve uyarlamalar şunlardır:
Merkezi Dış Dolaşım Sistemi
Ekipman özel bir dış dolaşım boru hattı tasarımı benimser.Karıştırma odasının alt kısmını yüksek verimli bir homogenizasyon ünitesine bağlamak ve malzemeleri odanın üst kısmına geri getirmekBu yapı, malzemelerin homogenizer üzerinden 8-10 m3/h akış hızı ile zorla dolaşmasını sağlar ve tüm malzemelerin kesme bölgesinden tekrar tekrar geçmesini sağlar (6-8 seri döngüsü).İç dolaşım sistemlerinin aksine, dış tasarım ölü hacimden kurtulur ve tüm malzeme hacimine tekdüze kesme kuvveti uygulanmasını sağlar.eşit olmayan emülsifikasyon sorununu çözmek.
Homogenizasyon ve Kesme Performansı
Homogenizasyon ünitesi, maksimum dönme hızı 12.000 rpm ve doğrusal hızı 45 m/s olan iki aşamalı bir rotor-stator yapısına sahiptir. Düzenlenebilir rotor-stator boşluğu (0.1-0.3 mm) yoğun bir kesme üretir., kavitasyon ve türbülant güçler, etkili bir şekilde yağ damlalarını ve katı parçacıkları mikro-dispersiyonlara (2-4 μm) ayırır.45 kW değişken frekanslı tahrik (VFD) motoru, adımsız hız ayarlamasını sağlar (1,500-12,000 rpm), teknik ekibin ısıya duyarlı bileşenlere zarar vermeden farklı krem formülasyonlarına göre kesme yoğunluğunu uyarlamasını sağlar.
Vakum ve Sıfırlama Tasarımı
Entegre yüksek verimli vakum sistemi, dış dolaşım döngüsü dahil olmak üzere tüm üretim süreci boyunca -0,096 ila -0,098 MPa sabit bir vakum derecesini korur.Tüm dolaşım yolu, hücreden homogenizasyona ve geriye kadar, çift mekanik mühürlerle ve gıda kalitesi flüor kauçuk dikişleriyle tamamen mühürlenmiştir.Bu tasarım, dolaşım sırasında iyi bir havalandırmayı sağlar, kalıntı kabarcıkları ortadan kaldırır ve aktif maddelerin oksidatif bozulmasını en aza indirger.
Malzeme ve hijyen uygunluğu
Karıştırma odası, dış dolaşım boru hatları ve homogenizer başı dahil olmak üzere ürünle temas eden tüm bileşenler 316L paslanmaz çelikten yapılmıştır.Yüzeyler, Ra ≤ 0 kabalığına ulaşmak için elektrolitik cilalama işlemine tabi tutulur..4 μm, malzeme yapışmasını ve biofilm oluşumunu engeller. Alet, oda, dolaşım boruları, yüksek basınçlı temizlik nozeleri ile CIP (yerinde temizlik) işlemlerini destekler.ve tüm temas yüzeylerinin iyice temizlenmesini sağlayan ve GMP hijyen gereksinimlerini karşılayan homogenize edici birim.
Sıcaklık Kontrolü ve Otomasyon
PID sıcaklık kontrol sistemine sahip bir kabuklu karıştırma odası, hem ısıtma hem de soğutma işlevlerini destekleyen, 20-80 °C arasında işlem sıcaklıklarını ± 1 °C doğrulukla düzenler.Bu hassas malzemelerin termal denatürleşmesini önler ve istikrarlı emülsifikasyon matrisinin oluşmasını sağlarEkipman, ana parametrelerin gerçek zamanlı izlenmesini ve ayarlanmasını sağlayan bir PLC dokunmatik ekran kontrol sistemi ile donatılmıştır (homogenizasyon hızı, dolaşım akışı, vakum derecesi,sıcaklık)Sistem, 50 formülasyon profiline kadar saklar, tek tıklama ile parti değiştirmeyi ve izlenebilirlik için otomatik veri kaydını kolaylaştırır.
3Uygulama ve Süreç Optimizasyonu
Tam ölçekli üretimden önce, teknik ekip, üç temel krem formülasyonu için süreç parametrelerini optimize etmek için çok partili pilot testler gerçekleştirdi: su içindeki yağ nemlendirici krem (O/W),Yağ içi su (W/O) yaşlanma karşıtı kremBirincil hedef, dış dolaşım akış hızı, homojenleşme hızı, vakum düzeyi,ve hedef parçacık boyutuna ulaşmak için işleme süresi, emülsifikasyon istikrarı ve doku.
Pilot test sonuçları, formülasyon özelliği için optimum parametreler elde etti: O/W nemlendirici krem için, 9 m3/h dış dolaşım akış hızı, 10.000 rpm homojenleştirme hızı,İşleme sıcaklığı 40°C, ve 30 dakikalık emülsifikasyon süresi ( -0,097 MPa vakum altında) eşit parçacık boyutu dağılımını (2-3 μm, Span değeri ≤0,8) ve pürüzsüz bir doku elde etti.7 m3/h'lik azaltılmış dolaşım akışı, 11.000 rpm'lik daha yüksek homogenizasyon hızı ve uzun vakum bekleme süresi (emülsifikasyon sonrası 10 dakika) kalıntı kabarcıkları ortadan kaldırdı ve tutarlı SPF etkinliğini sağladı.W/O için bitki ekstreleri içeren yaşlanmaya karşı krem, daha düşük bir sıcaklık (35°C) ve aralıklı homogenizasyon (5 dakika açık, 2 dakika açık) emülsiyon istikrarını korurken bileşen aktivitesini korudu.
Bu sonuçlara dayanarak, üretim hattı, dış dolaşım vakum emülsiflerini kapalı döngü iş akışına entegre etmek için yeniden yapılandırıldı.
- İşlem öncesi hammaddeler (yağ fazı bileşenlerinin erimesi, suda çözünen yardımcı maddelerin çözünmesi, filtreleme ekstraktları) ve belirtilen ısıya önceden ısıtıldı.
- Ön işlenmiş malzemeleri, hava sıkışmasını en aza indirmek için optimize edilmiş faz ekleme sırasını (ilk olarak yağ fazı, sonra su fazı) takip ederek kapalı boru hatları ile 1.000L odasına aktarın.
- Hedef derece (-0,096 ila -0,098 MPa) ulaşmak için vakum sistemini etkinleştirin ve malzeme dolaşımını başlatmak için dış dolaşım pompasını çalıştırın.
- Homogenizer önceden ayarlanmış hızda etkinleştirilerek, malzemelerin belirtilen emülsifikasyon süresi boyunca kesme bölgesinde tekrar tekrar dolaşmasına izin verilir.
- Ceketli sistem aracılığıyla sabit sıcaklıkta tutun, daha sonra krem eşit soğutma sağlamak için dolaşımı sürdürürken 25 °C'ye soğutun.
- Kalan kabarcıkları çıkarmak için vakum bekleme süresini 5-10 dakika uzatın, sonra dolaşımı ve homojenleşmeyi durdurun.
- Bitiş boru hattı yoluyla bitmiş kremleri aşağıdaki dolgu ekipmanlarına boşaltın ve üretim döngüsünü tamamlayın.
Bu optimize edilmiş işlem, tüm önemli işlemleri tek bir otomatik iş akışına entegre ederek, materyallerin elle karıştırılması ve emülsifikasyon sonrası havalandırma adımlarına gerek kalmadı.Temizleme doğrulama dış dolaşım boru hattı tasarımının, CIP sistemleri ile birleştirildiğinde, seri arasında tespit edilebilir kirleticiler olmayan geri kalan malzemeleri (görme sınırı: 0,1 μg/cm2) etkili bir şekilde kaldırdı.
4Uygulama Sonuçları ve Performans Geliştirmeleri
Dış dolaşım vakumlu emülsiförün resmi üretime girmesinden sonra, tesis ürün kalitesinde, üretim verimliliğinde,Tüm krem formülasyonlarında tutarlı sonuçlarla:
Ürün Kalitesini Artırmak
Parçacık boyutu kontrolü önemli ölçüde iyileştirildi: ortalama parçacık boyutu 2-4 μm'de dengelendi ve Span değeri ≤0 idi.9Emülsifikasyon istikrarı arttırıldı, tüm ürünler 6 ay süren hızlandırılmış istikrar testinden geçti (40 °C ± 2 °C,Faz ayrımı veya doku değişiklikleri olmadan %75 ± 5% nisbi nemKalan hava kabarcıkları tamamen ortadan kaldırıldı, ürün görünümünü iyileştirdi (eştürlü parlaklık, gözeneklilik yok) ve aktif maddelerin oksidatif bozulmasını azaltarak raf ömrünü% 30 uzattı.Partiden partiye tutarlılık önemli ölçüde iyileştirildi., kilit kalite göstergeleri (viskozluk, parçacık boyutu, pH) önceki ± 8% değişime göre belirgin bir iyileşme ile ± 3% ‰ arasında dalgalanıyor.
Üretim verimliliğinin optimize edilmesi
Parti işleme döngüsü %33'lük bir düşüşle 45 dakikadan 30 dakikaya düşürüldü. Bu da tesisin günlük üretim hacmini 8 partiden 12 partiye (1000L/parti) yükseltmesine olanak sağladı.Dış dolaşım tasarımı, etkin kapasite kullanımını nominal haciminin% 85'ine yükselttiOtomatik kontrol sistemi, her operatörün aynı anda iki üretim hattını izleyebilmesiyle, manuel müdahaleyi azaltmıştır.Emek yoğunluğunu %40 oranında düşürmekFormülasyon değişim süresi de esnek üretimi destekleyerek 2 saatten 45 dakikaya düşürüldü.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!