Nghiên cứu điển hình: Ứng dụng của máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao trong sản xuất sản phẩm nhũ tương
Nghiên cứu điển hình này ghi lại quá trình ứng dụng của máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao trong một cơ sở sản xuất chuyên về các sản phẩm gốc nhũ tương, tập trung vào các thách thức trước khi ứng dụng, các cân nhắc lựa chọn thiết bị, vận hành và tối ưu hóa thông số, hiệu quả hoạt động lâu dài và thực hành bảo trì. Tất cả nội dung đều dựa trên các tình huống sản xuất thực tế và dữ liệu kỹ thuật, nhằm cung cấp tài liệu tham khảo thực tế cho những người hành nghề khác trong cùng ngành đang phải đối mặt với các nhu cầu sản xuất tương tự.
1. Bối cảnh của tình huống sản xuất
Cơ sở sản xuất liên quan đến trường hợp này chủ yếu sản xuất ba loại sản phẩm nhũ tương: gel dưỡng ẩm có độ nhớt thấp (độ nhớt: 6000-12000 mPa·s), lotion dưỡng da mặt có độ nhớt trung bình (độ nhớt: 15000-25000 mPa·s) và kem chống lão hóa có độ nhớt cao (độ nhớt: 30000-40000 mPa·s). Trước khi giới thiệu máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao, cơ sở này đã sử dụng máy trộn tốc độ thấp truyền thống (tốc độ quay: 200-300 vòng/phút) và máy đồng nhất hóa độ cắt cao một giai đoạn để sản xuất. Với việc mở rộng quy mô sản xuất và cải thiện các yêu cầu về chất lượng sản phẩm, thiết bị ban đầu dần bộc lộ một loạt các vấn đề ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất và độ ổn định của sản phẩm.
Từ góc độ chất lượng sản phẩm, các sản phẩm nhũ tương do thiết bị ban đầu sản xuất có những khuyết điểm rõ ràng: kích thước hạt của gel dưỡng ẩm có độ nhớt thấp không đồng đều (kích thước hạt trung bình: 8-12 μm), dẫn đến độ trong suốt kém và hơi có hạt khi thoa; lotion dưỡng da mặt có độ nhớt trung bình dễ bị phân lớp sau 2-3 tháng bảo quản, với các giọt dầu nổi trên bề mặt; kem chống lão hóa có độ nhớt cao có kết cấu không đồng đều, với sự kết tụ cục bộ của các thành phần chức năng (chẳng hạn như chiết xuất thực vật và vitamin), làm giảm hiệu quả của sản phẩm và trải nghiệm người dùng.
Về hiệu quả sản xuất, quy trình sản xuất ban đầu yêu cầu nhiều bước trộn và đồng nhất hóa: trước tiên, máy trộn tốc độ thấp được sử dụng để trộn sơ bộ nguyên liệu thô (mất 40-60 phút), sau đó máy đồng nhất hóa độ cắt cao một giai đoạn được sử dụng để xử lý thứ cấp (mất 20-30 phút) và cuối cùng, cần phải khuấy bằng tay để điều chỉnh kết cấu (mất 10-15 phút). Tổng thời gian xử lý cho một lô (100L) là 70-105 phút và sản lượng hàng ngày chỉ là 300-400 kg, không thể đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng. Ngoài ra, thiết bị ban đầu không có chức năng cạo thành tự động và một lượng lớn vật liệu bám vào thành bể sau mỗi lô sản xuất, dẫn đến lãng phí vật liệu (tỷ lệ lãng phí: 3-5%) và tăng khối lượng công việc làm sạch thủ công (thời gian làm sạch mỗi lô: 20-30 phút).
Về bảo trì và vận hành thiết bị, máy đồng nhất hóa độ cắt cao một giai đoạn dễ bị tắc nghẽn khi xử lý các vật liệu có độ nhớt cao hoặc các vật liệu có chứa các hạt rắn, đòi hỏi phải tháo rời và làm sạch thường xuyên (2-3 lần một tuần), điều này không chỉ làm tăng cường độ lao động của người vận hành mà còn ảnh hưởng đến tính liên tục của sản xuất. Đồng thời, máy trộn tốc độ thấp có độ chính xác kiểm soát nhiệt độ kém (dao động nhiệt độ: ±2-3℃), dẫn đến sự bất hoạt của các thành phần nhạy cảm với nhiệt (chẳng hạn như vitamin) trong quá trình sản xuất, làm giảm hơn nữa chất lượng sản phẩm.
2. Các cân nhắc lựa chọn thiết bị
Để giải quyết các vấn đề trên, cơ sở sản xuất đã quyết định thay thế thiết bị ban đầu bằng thiết bị nhũ hóa chuyên nghiệp. Sau khi nghiên cứu sâu về thị trường và trao đổi kỹ thuật với các kỹ thuật viên thiết bị, cơ sở này cuối cùng đã chọn hai máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao (model: 100L và 200L) làm thiết bị sản xuất cốt lõi. Quá trình lựa chọn chủ yếu xem xét các yếu tố sau, tất cả đều kết hợp chặt chẽ với nhu cầu sản xuất thực tế và đặc điểm sản phẩm của cơ sở:
Đầu tiên, khả năng thích ứng với độ nhớt sản phẩm và yêu cầu về kích thước hạt. Các sản phẩm của cơ sở bao gồm các dải độ nhớt thấp, trung bình và cao, và gel dưỡng ẩm có độ nhớt thấp có yêu cầu cao về độ trong suốt (kích thước hạt trung bình ≤ 1 μm). Các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được chọn có tốc độ đồng nhất hóa có thể điều chỉnh (3000-15000 vòng/phút) và khe cắt (0,02-0,06 mm), có thể đáp ứng các yêu cầu về kích thước hạt của các sản phẩm khác nhau: tốc độ cao (12000-15000 vòng/phút) và khe cắt nhỏ (0,02-0,04 mm) cho các sản phẩm có độ nhớt thấp, tốc độ trung bình (9000-12000 vòng/phút) và khe cắt vừa phải (0,04-0,05 mm) cho các sản phẩm có độ nhớt trung bình và tốc độ trung bình-thấp (8000-10000 vòng/phút) và khe cắt hơi lớn hơn (0,05-0,06 mm) cho các sản phẩm có độ nhớt cao. Đồng thời, thiết bị được trang bị cánh khuấy kiểu khung (tốc độ: 10-80 vòng/phút) và cánh cạo thành (tốc độ: 5-40 vòng/phút), có thể đảm bảo trộn đều các vật liệu có độ nhớt khác nhau và tránh sự kết tụ cục bộ và bám dính vật liệu.
Thứ hai, hiệu quả sản xuất và mức độ tự động hóa. Các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được chọn tích hợp nhiều chức năng như trộn, đồng nhất hóa, khử khí chân không, kiểm soát nhiệt độ và cạo thành tự động, có thể hoàn thành toàn bộ quá trình sản xuất (từ cấp liệu nguyên liệu thô đến xả sản phẩm hoàn thiện) trong một bể, loại bỏ nhu cầu chuyển nhiều lần và xử lý thứ cấp. Thiết bị được trang bị hệ thống điều khiển PLC, có thể lưu trữ nhiều bộ thông số công thức và thực hiện khởi động một phím, giảm các bước vận hành thủ công và cải thiện hiệu quả sản xuất. Ngoài ra, hệ thống làm sạch tại chỗ CIP của thiết bị có thể thực hiện làm sạch tự động thân bể và các bộ phận, giảm đáng kể thời gian làm sạch thủ công và cường độ lao động.
Thứ ba, độ chính xác kiểm soát nhiệt độ và bảo vệ các thành phần chức năng. Các sản phẩm của cơ sở chứa nhiều thành phần nhạy cảm với nhiệt (chẳng hạn như vitamin, chiết xuất thực vật và peptide), đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ nhũ hóa và tốc độ làm mát để tránh bị bất hoạt. Các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được chọn áp dụng cấu trúc kiểm soát nhiệt độ có vỏ bọc, với phạm vi kiểm soát nhiệt độ là 20-90℃ và độ chính xác kiểm soát nhiệt độ là ±0,5℃, có thể kiểm soát chính xác nhiệt độ nhũ hóa (65-75℃ đối với các sản phẩm có độ nhớt trung bình và cao, 45-55℃ đối với các sản phẩm có độ nhớt thấp). Đồng thời, hệ thống làm mát của thiết bị có tốc độ làm mát có thể điều chỉnh (3-12℃/h), có thể thực hiện làm mát nhanh các thành phần nhạy cảm với nhiệt sau khi nhũ hóa, đảm bảo hoạt tính của các thành phần chức năng và độ ổn định của chất lượng sản phẩm.
Thứ tư, độ ổn định của thiết bị và sự tiện lợi trong bảo trì. Các bộ phận chính của máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được chọn (chẳng hạn như đầu đồng nhất hóa, cánh khung và cánh cạo thành) được làm bằng thép không gỉ 316L, có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tốt, và có thể thích ứng với việc sản xuất các sản phẩm có chứa các thành phần axit hoặc kiềm. Hệ thống bịt kín của thiết bị sử dụng vòng đệm perfluoroelastomer nhập khẩu, có hiệu suất bịt kín tốt và tuổi thọ cao, giảm tần suất thay thế vòng đệm. Ngoài ra, cấu trúc của thiết bị được thiết kế để dễ dàng tháo rời và lắp ráp, thuận tiện cho việc bảo trì hàng ngày và thay thế các bộ phận, giảm thời gian ngừng hoạt động do bảo trì thiết bị.
Thứ năm, tuân thủ các tiêu chuẩn ngành. Các sản phẩm của cơ sở được bán trên cả thị trường trong nước và quốc tế, vì vậy thiết bị sản xuất phải đáp ứng các tiêu chuẩn tuân thủ có liên quan (chẳng hạn như GMP, FDA và CE). Các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được chọn đã đạt chứng nhận GMP, chứng nhận vật liệu tiếp xúc với thực phẩm của FDA và chứng nhận CE. Các vật liệu của các bộ phận tiếp xúc với vật liệu đáp ứng các yêu cầu về an toàn và vệ sinh của ngành mỹ phẩm và dược phẩm, đảm bảo rằng các sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn tiếp cận thị trường của các khu vực khác nhau.
3. Vận hành thiết bị và tối ưu hóa thông số
Sau khi máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được giao đến cơ sở sản xuất, các kỹ thuật viên chuyên nghiệp từ nhà sản xuất thiết bị và nhân viên sản xuất và kỹ thuật của cơ sở đã cùng nhau thực hiện công việc vận hành và tối ưu hóa thông số. Toàn bộ quá trình kéo dài 3 ngày, bao gồm thử nghiệm không tải, thử nghiệm chân không, thử nghiệm kiểm soát nhiệt độ, thử nghiệm đồng nhất hóa và trộn, thử nghiệm làm sạch CIP và thử nghiệm mô phỏng sản phẩm. Các bước chính và kết quả tối ưu hóa thông số như sau:
Giai đoạn đầu tiên là thử nghiệm không tải thiết bị (1 ngày). Các kỹ thuật viên khởi động riêng từng động cơ (động cơ đồng nhất hóa, động cơ cánh khung, động cơ cạo thành, động cơ bơm chân không) và chạy trong 30 phút. Trong quá trình thử nghiệm, tình trạng hoạt động của thiết bị được quan sát, bao gồm tiếng ồn (≤ 75 dB), độ rung (≤ 0,1 mm/s), hướng quay và độ ổn định tốc độ (dao động tốc độ ≤ 5 vòng/phút). Sau khi thử nghiệm, đã xác nhận rằng tất cả các bộ phận của thiết bị hoạt động bình thường và không có tiếng ồn hoặc rung bất thường.
Giai đoạn thứ hai là thử nghiệm chức năng (1 ngày), bao gồm thử nghiệm chân không, thử nghiệm kiểm soát nhiệt độ và thử nghiệm làm sạch CIP. Trong thử nghiệm chân không, nắp bể được đóng chặt và bơm chân không được khởi động. Kết quả thử nghiệm cho thấy độ chân không của thiết bị có thể đạt -0,098 MPa trong vòng 5 phút và độ sụt áp trong vòng 10 phút là ≤ 0,002 MPa, cho thấy thiết bị có hiệu suất bịt kín tốt và không bị rò rỉ không khí. Trong thử nghiệm kiểm soát nhiệt độ, 50% thể tích hiệu dụng của nước sạch được bơm vào bể và nhiệt độ gia nhiệt được đặt ở 80℃. Sau 30 phút bảo quản nhiệt, dao động nhiệt độ là ≤ ±0,5℃, đáp ứng yêu cầu về độ chính xác kiểm soát nhiệt độ. Sau đó, tốc độ làm mát được đặt ở 8℃/h và nhiệt độ nước được làm mát từ 80℃ xuống 25℃. Tốc độ làm mát thực tế phù hợp với giá trị đặt (lỗi ≤ ±1℃/h). Trong thử nghiệm làm sạch CIP, quá trình làm sạch đầy đủ (rửa sơ bộ trong 5 phút, làm sạch bằng chất tẩy rửa trong 15 phút, rửa trong 10 phút, sấy khô bằng khí nóng trong 10 phút) đã được thực hiện. Sau khi làm sạch, độ dẫn điện của thành trong bể là ≤ 10 μS/cm và không có góc chết làm sạch hoặc cặn vật liệu, cho thấy hệ thống CIP hoạt động bình thường.
Giai đoạn thứ ba là thử nghiệm mô phỏng sản phẩm và tối ưu hóa thông số (1 ngày). Các nhân viên kỹ thuật đã sử dụng nguyên liệu thô và công thức thực tế của cơ sở để thực hiện mô phỏng sản xuất quy mô nhỏ (khối lượng lô: 50L đối với model 100L, 100L đối với model 200L) cho ba loại sản phẩm và tối ưu hóa các thông số thiết bị theo kết quả thử nghiệm chất lượng sản phẩm. Quá trình tối ưu hóa thông số cụ thể và cài đặt thông số cuối cùng như sau:
Đối với gel dưỡng ẩm có độ nhớt thấp (thành phần chính: chiết xuất lô hội, axit hyaluronic, glycerin, v.v.), các cài đặt thông số ban đầu là: tốc độ đồng nhất hóa 10000 vòng/phút, khe cắt 0,03 mm, tốc độ cánh khung 30 vòng/phút, nhiệt độ 50℃, độ chân không -0,095 MPa, tốc độ làm mát 8℃/h. Sau khi mô phỏng sản xuất, kích thước hạt sản phẩm đã được thử nghiệm (kích thước hạt trung bình: 2,5 μm) và độ trong suốt không đạt tiêu chuẩn. Các nhân viên kỹ thuật đã điều chỉnh các thông số: tăng tốc độ đồng nhất hóa lên 14000 vòng/phút, giảm khe cắt xuống 0,02 mm và tăng tốc độ làm mát lên 10℃/h. Sau khi sản xuất lại, kích thước hạt sản phẩm đã giảm xuống còn 0,8 μm, độ trong suốt được cải thiện đáng kể và không có hạt khi thoa. Các thông số cuối cùng được xác định là: tốc độ đồng nhất hóa 14000 vòng/phút, khe cắt 0,02 mm, tốc độ cánh khung 30 vòng/phút, nhiệt độ 50℃, độ chân không -0,097 MPa, tốc độ làm mát 10℃/h.
Đối với lotion dưỡng da mặt có độ nhớt trung bình (thành phần chính: squalane, vitamin E, glycerin, chất nhũ hóa, v.v.), các cài đặt thông số ban đầu là: tốc độ đồng nhất hóa 9000 vòng/phút, khe cắt 0,04 mm, tốc độ cánh khung 40 vòng/phút, nhiệt độ 70℃, độ chân không -0,09 MPa, tốc độ làm mát 6℃/h. Sau khi mô phỏng sản xuất, sản phẩm có hiện tượng phân lớp nhẹ sau 1 tháng bảo quản và kết cấu hơi không đồng đều. Các nhân viên kỹ thuật đã điều chỉnh các thông số: tăng tốc độ đồng nhất hóa lên 11000 vòng/phút, điều chỉnh tốc độ cánh khung thành 50 vòng/phút và tăng độ chân không lên -0,093 MPa. Sau khi sản xuất lại, kích thước hạt sản phẩm đã được thử nghiệm (kích thước hạt trung bình: 1,5 μm) và không có hiện tượng phân lớp nào xảy ra sau 6 tháng bảo quản. Các thông số cuối cùng được xác định là: tốc độ đồng nhất hóa 11000 vòng/phút, khe cắt 0,04 mm, tốc độ cánh khung 50 vòng/phút, nhiệt độ 70℃, độ chân không -0,093 MPa, tốc độ làm mát 6℃/h.
Đối với kem chống lão hóa có độ nhớt cao (thành phần chính: collagen, retinol, bơ hạt mỡ, chất nhũ hóa, v.v.), các cài đặt thông số ban đầu là: tốc độ đồng nhất hóa 8000 vòng/phút, khe cắt 0,05 mm, tốc độ cánh khung 50 vòng/phút, nhiệt độ 75℃, độ chân không -0,09 MPa, tốc độ làm mát 4℃/h. Sau khi mô phỏng sản xuất, sản phẩm có hiện tượng kết tụ cục bộ và hàm lượng thành phần chức năng không đồng đều. Các nhân viên kỹ thuật đã điều chỉnh các thông số: tăng tốc độ đồng nhất hóa lên 9500 vòng/phút, điều chỉnh tốc độ cánh khung thành 60 vòng/phút và đặt cánh cạo thành hoạt động độc lập (tốc độ 35 vòng/phút). Sau khi sản xuất lại, kết cấu sản phẩm đồng đều, không xảy ra hiện tượng kết tụ và hàm lượng thành phần chức năng được phân bố đều. Các thông số cuối cùng được xác định là: tốc độ đồng nhất hóa 9500 vòng/phút, khe cắt 0,05 mm, tốc độ cánh khung 60 vòng/phút, tốc độ cánh cạo thành 35 vòng/phút, nhiệt độ 75℃, độ chân không -0,092 MPa, tốc độ làm mát 4℃/h.
Sau khi hoàn thành tối ưu hóa thông số, các nhân viên kỹ thuật đã thực hiện mô phỏng sản xuất liên tục trong 3 lô cho mỗi sản phẩm. Kết quả thử nghiệm cho thấy chất lượng sản phẩm ổn định và tất cả các chỉ số (kích thước hạt, độ trong suốt, kết cấu, độ ổn định, hoạt tính thành phần chức năng) đều đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng của cơ sở. Thiết bị đã chính thức được đưa vào sản xuất sau khi vượt qua quá trình vận hành.
4. Hiệu quả và lợi ích hoạt động lâu dài
Các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao đã hoạt động ổn định trong cơ sở sản xuất trong 18 tháng. Trong thời gian này, cơ sở đã thiết lập một hệ thống vận hành và bảo trì thiết bị hoàn chỉnh và thực hiện nghiêm ngặt công việc bảo trì hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng, hàng quý và hàng năm. Hiệu quả và lợi ích hoạt động lâu dài của thiết bị được thể hiện ở các khía cạnh sau:
Về cải thiện chất lượng sản phẩm, việc ứng dụng máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao đã giải quyết đáng kể các vấn đề về chất lượng tồn tại trong quy trình sản xuất ban đầu. Đối với gel dưỡng ẩm có độ nhớt thấp, kích thước hạt trung bình được kiểm soát ổn định ở mức 0,6-1,0 μm, độ trong suốt được cải thiện đáng kể và sản phẩm có kết cấu mịn và tinh tế khi thoa, đã được người dùng đánh giá cao. Đối với lotion dưỡng da mặt có độ nhớt trung bình, kích thước hạt được kiểm soát ở mức 1,2-1,8 μm và không có hiện tượng phân lớp nào xảy ra sau 12 tháng bảo quản (trong điều kiện bảo quản bình thường), giúp cải thiện đáng kể thời hạn sử dụng của sản phẩm. Đối với kem chống lão hóa có độ nhớt cao, kết cấu đồng đều và mịn, không xảy ra hiện tượng kết tụ cục bộ và các thành phần chức năng (chẳng hạn như retinol và collagen) được phân bố đều, đảm bảo hiệu quả của sản phẩm một cách hiệu quả. Theo dữ liệu kiểm tra chất lượng của cơ sở, tỷ lệ sản phẩm đạt tiêu chuẩn đã tăng từ 92% (trước khi thay thế thiết bị) lên 99,5% (sau khi thay thế thiết bị) và tỷ lệ khiếu nại của khách hàng liên quan đến chất lượng sản phẩm đã giảm từ 5% xuống 0,3%.
Về cải thiện hiệu quả sản xuất, việc tích hợp nhiều chức năng của máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao đã rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất. Đối với một lô sản phẩm 100L, tổng thời gian sản xuất (từ cấp liệu nguyên liệu thô đến xả sản phẩm hoàn thiện) đã giảm từ 70-105 phút (thiết bị ban đầu) xuống 35-45 phút (thiết bị mới) và hiệu quả sản xuất đã tăng khoảng 60%. Đồng thời, hệ thống vận hành tự động và làm sạch CIP của thiết bị đã giảm thời gian vận hành thủ công và thời gian làm sạch. Sản lượng hàng ngày của cơ sở đã tăng từ 300-400 kg (trước khi thay thế thiết bị) lên 800-1000 kg (sau khi thay thế thiết bị), có thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu thị trường. Ngoài ra, chức năng cạo thành của thiết bị đã giảm thiểu hiệu quả sự bám dính vật liệu và tỷ lệ lãng phí vật liệu đã giảm từ 3-5% (thiết bị ban đầu) xuống 0,8-1,2% (thiết bị mới), giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí nguyên liệu thô cho cơ sở.
Về kiểm soát chi phí vận hành và bảo trì, các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao có độ ổn định và độ tin cậy tốt và tỷ lệ hỏng hóc của thiết bị rất thấp trong quá trình vận hành lâu dài. Theo hồ sơ bảo trì của cơ sở, thiết bị chỉ gặp 2 lỗi nhỏ (rò rỉ đường ống chân không và dòng nước làm mát không ổn định) trong 18 tháng và thời gian xử lý lỗi trong vòng 2 giờ, ít ảnh hưởng đến sản xuất. Việc bảo trì hàng ngày của thiết bị rất đơn giản và thuận tiện và chi phí bảo trì (bao gồm dầu bôi trơn, vòng đệm và các vật tư tiêu hao khác) khoảng 800-1000 nhân dân tệ mỗi tháng, thấp hơn chi phí bảo trì của thiết bị ban đầu (1500-2000 nhân dân tệ mỗi tháng). Ngoài ra, mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị hợp lý hơn. Đối với cùng một lô sản phẩm, mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị mới thấp hơn 20-30% so với thiết bị ban đầu, giúp giảm hơn nữa chi phí sản xuất của cơ sở.
Về giảm cường độ làm việc của người vận hành, các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được trang bị hệ thống điều khiển PLC, có thể thực hiện điều khiển tự động quá trình sản xuất. Người vận hành chỉ cần đặt các thông số công thức, khởi động thiết bị và theo dõi tình trạng hoạt động của thiết bị trong quá trình sản xuất, giúp giảm đáng kể cường độ lao động thủ công. Hệ thống làm sạch tại chỗ CIP của thiết bị loại bỏ nhu cầu làm sạch thủ công thân bể và các bộ phận và thời gian làm sạch mỗi lô giảm từ 20-30 phút (thiết bị ban đầu) xuống 10-15 phút (thiết bị mới), giúp giảm đáng kể gánh nặng lao động của người vận hành. Theo khảo sát của người vận hành của cơ sở, cường độ làm việc đã giảm khoảng 40% sau khi thay thế thiết bị mới và hiệu quả làm việc và sự hài lòng trong công việc của người vận hành đã được cải thiện đáng kể.
Về tuân thủ các tiêu chuẩn ngành, các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao đã đạt các chứng nhận trong nước và quốc tế có liên quan và quy trình sản xuất đáp ứng các yêu cầu GMP. Cơ sở đã nhiều lần vượt qua cuộc kiểm tra tại chỗ của các cơ quan quản lý trong và ngoài nước sau khi sử dụng thiết bị mới và các sản phẩm đã thâm nhập thị trường châu Âu và châu Mỹ một cách suôn sẻ. Hoạt động ổn định của thiết bị và chất lượng sản phẩm đáng tin cậy đã tạo nền tảng vững chắc cho việc mở rộng thị trường của cơ sở.
5. Thực hành bảo trì và tóm tắt kinh nghiệm
Trong quá trình vận hành 18 tháng của máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao, cơ sở sản xuất đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm bảo trì thiết bị và thiết lập một bộ hệ thống bảo trì khoa học và tiêu chuẩn, đã đảm bảo hiệu quả hoạt động ổn định của thiết bị và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Các thực hành bảo trì chính và tóm tắt kinh nghiệm như sau:
Đầu tiên, thực hiện nghiêm ngặt công việc bảo trì hàng ngày. Sau mỗi lô sản xuất, người vận hành của cơ sở sẽ thực hiện bảo trì hàng ngày theo hướng dẫn bảo trì: chạy làm sạch toàn bộ quy trình CIP để đảm bảo không có cặn vật liệu trên thành trong bể, đầu đồng nhất hóa, cánh khuấy, cổng cấp liệu và cổng xả; kiểm tra mức dầu của từng động cơ (giữa các vạch trên và dưới của kính quan sát dầu) và thêm dầu bôi trơn kịp thời nếu mức dầu không đủ; kiểm tra vòng đệm của nắp bể, cổng cấp liệu và cổng xả xem có bị mòn, biến dạng hoặc rò rỉ không và thay thế vòng đệm kịp thời nếu phát hiện bất kỳ sự bất thường nào; kiểm tra đường ống nước làm mát, đường ống khí nén và đường ống xả xem có bị rò rỉ không và siết chặt đầu nối đường ống hoặc thay thế đường ống bị hỏng kịp thời. Bảo trì hàng ngày là cơ sở để đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị và có thể ngăn chặn hiệu quả sự cố của thiết bị.
Thứ hai, làm tốt công việc bảo trì thường xuyên. Cơ sở đã xây dựng các kế hoạch bảo trì hàng tuần, hàng tháng, hàng quý và hàng năm và bố trí nhân viên bảo trì chuyên nghiệp để thực hiện bảo trì thường xuyên: hàng tuần, làm sạch các lưới lọc của cổng cấp liệu, đường ống chân không và đường ống nước làm mát để loại bỏ tạp chất và tránh tắc nghẽn; kiểm tra độ mòn của cánh khuấy kiểu khung và cánh cạo thành và siết chặt bu lông cố định hoặc thay thế các bộ phận bị mòn kịp thời; thêm dầu bôi trơn vào ổ trục động cơ chân không và hiệu chỉnh màn hình cảm ứng PLC. Hàng tháng, hiệu chỉnh cảm biến nhiệt độ PT100 và đồng hồ đo chân không kỹ thuật số để đảm bảo độ chính xác của phép đo thông số; tháo rời đầu đồng nhất hóa để kiểm tra khe hở stato-rotor và thay thế stato hoặc rotor nếu khe hở vượt quá tiêu chuẩn; thêm mỡ gốc lithium vào ổ trục động cơ và làm sạch áo nước làm mát của thân bể để loại bỏ cặn. Hàng quý, tháo rời hoàn toàn và làm sạch đầu đồng nhất hóa, thay thế vòng đệm của tất cả các bộ phận, kiểm tra hệ thống dây điện của hệ thống điều khiển và bảo trì hệ thống CIP. Hàng năm, tháo rời hoàn toàn và kiểm tra tất cả các bộ phận của thiết bị, thay thế các bộ phận bị mòn hoặc lão hóa (chẳng hạn như động cơ, bộ biến tần và đường ống), tiến hành thử nghiệm hiệu suất đầy đủ của thiết bị và sắp xếp hồ sơ bảo trì của cả năm.
Thứ ba, chú ý đến việc bảo trì các bộ phận dễ bị tổn thương. Các bộ phận dễ bị tổn thương của máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao chủ yếu bao gồm vòng đệm, dao gạt PTFE, stato-rotor và lưới lọc. Cơ sở đã chuẩn bị sẵn các bộ phận dễ bị tổn thương đầy đủ và thay thế chúng theo chu kỳ thay thế (vòng đệm được thay thế hàng quý, dao gạt PTFE được thay thế 6 tháng một lần, stato-rotor được thay thế 2 năm một lần và lưới lọc được thay thế hàng tháng). Đồng thời, cơ sở đã thiết lập hồ sơ thay thế bộ phận dễ bị tổn thương, ghi lại thời gian thay thế, kiểu máy và số lượng của từng bộ phận dễ bị tổn thương, thuận tiện cho việc theo dõi và quản lý.
Thứ tư, tăng cường đào tạo người vận hành và nhân viên bảo trì. Trước khi thiết bị được đưa vào sử dụng, cơ sở mời các kỹ thuật viên chuyên nghiệp từ nhà sản xuất thiết bị để đào tạo người vận hành và nhân viên bảo trì, bao gồm cấu trúc thiết bị, nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành, điều chỉnh thông số, xử lý sự cố và phương pháp bảo trì. Sau khi đào tạo, người vận hành và nhân viên bảo trì phải vượt qua đánh giá trước khi có thể đảm nhận công việc của họ. Trong quá trình vận hành, cơ sở thường xuyên tổ chức các cuộc họp trao đổi kỹ thuật để chia sẻ kinh nghiệm vận hành và bảo trì thiết bị và liên tục nâng cao trình độ chuyên môn của người vận hành và nhân viên bảo trì. Chất lượng chuyên môn của người vận hành và nhân viên bảo trì là một đảm bảo quan trọng cho hoạt động ổn định của thiết bị và cải thiện hiệu quả bảo trì.
Thứ năm, ghi lại và phân tích dữ liệu vận hành thiết bị. Các máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao được trang bị chức năng ghi dữ liệu, có thể ghi lại các thông số vận hành (chẳng hạn như tốc độ đồng nhất hóa, nhiệt độ, độ chân không và thời gian sản xuất) của mỗi lô sản phẩm. Các nhân viên kỹ thuật của cơ sở sẽ sắp xếp và phân tích các dữ liệu này một cách thường xuyên, tóm tắt các quy tắc vận hành của thiết bị và tối ưu hóa các thông số sản xuất và kế hoạch bảo trì. Đồng thời, nếu thiết bị có sự cố, các nhân viên kỹ thuật sẽ phân tích nguyên nhân sự cố theo dữ liệu vận hành và thực hiện các biện pháp có mục tiêu để xử lý sự cố, có thể rút ngắn thời gian xử lý sự cố một cách hiệu quả và ngăn ngừa sự tái diễn của các sự cố tương tự.
6. Kết luận
Việc ứng dụng máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao trong cơ sở sản xuất đã giải quyết hiệu quả các vấn đề về chất lượng sản phẩm kém, hiệu quả sản xuất thấp, chi phí bảo trì cao và cường độ làm việc của người vận hành cao tồn tại trong quy trình sản xuất ban đầu. Thông qua việc lựa chọn thiết bị khoa học, vận hành nghiêm ngặt và tối ưu hóa thông số và công việc bảo trì tiêu chuẩn, thiết bị đã hoạt động ổn định trong một thời gian dài và đã mang lại những lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể cho cơ sở: chất lượng sản phẩm đã được cải thiện đáng kể, hiệu quả sản xuất đã tăng lên rất nhiều, chi phí sản xuất và bảo trì đã được kiểm soát hiệu quả, cường độ làm việc của người vận hành đã giảm và sự tuân thủ của quy trình sản xuất đã được cải thiện.
Trường hợp này cho thấy rằng đối với các cơ sở sản xuất chuyên về các sản phẩm gốc nhũ tương, việc lựa chọn thiết bị nhũ hóa phù hợp là rất quan trọng để cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất. Máy nhũ hóa tốc độ trung bình, độ cắt cao có những ưu điểm về khả năng thích ứng mạnh mẽ, mức độ tự động hóa cao, độ chính xác kiểm soát nhiệt độ cao, độ ổn định tốt và bảo trì thuận tiện và rất phù hợp để sản xuất các sản phẩm nhũ tương có độ nhớt và yêu cầu chất lượng khác nhau. Đồng thời, bảo trì thiết bị khoa học và quản lý vận hành tiêu chuẩn là những đảm bảo quan trọng để phát huy hết hiệu suất của thiết bị và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Đối với các cơ sở sản xuất khác trong cùng ngành đang phải đối mặt với các vấn đề sản xuất tương tự, họ có thể học hỏi kinh nghiệm từ trường hợp này, kết hợp với nhu cầu sản xuất và đặc điểm sản phẩm của riêng họ, chọn thiết bị nhũ hóa phù hợp, thiết lập các hệ thống quản lý vận hành và bảo trì khoa học và liên tục cải thiện chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất, để đạt được sự phát triển bền vững của doanh nghiệp.
