Toepassingscase van High-Shear Mixer Emulgator in Industriële Productie
1. Achtergrondintroductie
In de industriële productie, met name in sectoren als cosmetica, farmaceutica, voedselverwerking en coatings, zijn het uniform mengen en de stabiele emulgering van materialen cruciale schakels die direct van invloed zijn op de kwaliteit, prestaties en productie-efficiëntie van eindproducten. Traditionele mengapparatuur heeft vaak moeite om te voldoen aan de steeds hogere eisen voor fijnheid van materialen, uniformiteit en productie-efficiëntie, vanwege beperkingen in het structurele ontwerp en de werkingsprincipes.
High-shear mixer emulgatoren, als geavanceerde meng- en emulgeerapparatuur, zijn geleidelijk een kerninstrument geworden in de moderne industriële productie. Door hun unieke high-speed scheren, roeren en emulgeren, kunnen ze effectief deeltjes afbreken, de volledige integratie van verschillende componenten bevorderen en stabiele geëmulgeerde systemen vormen. Deze case richt zich op het toepassingsproces en de praktische effecten van een high-shear mixer emulgator bij het oplossen van de problemen met het mengen en emulgeren van materialen van een industriële onderneming, en biedt een referentie voor vergelijkbare ondernemingen die met vergelijkbare uitdagingen worden geconfronteerd.
2. Uitdaging vóór het gebruik van de apparatuur
Voordat de high-shear mixer emulgator werd geïntroduceerd, ondervond de onderneming een reeks hardnekkige problemen in het meng- en emulgeerproces van materialen, wat de ontwikkeling van haar productie en bedrijfsvoering ernstig beperkte.
Op het gebied van productkwaliteit produceerde de onderneming voornamelijk vloeibare producten die het mengen en emulgeren van meerdere componenten vereisten. Door het gebruik van traditionele peddelmixers was het mengen van materialen ongelijkmatig. Na bemonstering en testen bleek dat de deeltjesgrootteverdeling van het product breed was, met een gemiddelde deeltjesgrootte van 50 - 80 μm, en er waren duidelijke agglomeratieverschijnselen in sommige delen. Dit leidde direct tot onstabiele productprestaties. Zo trad er bijvoorbeeld bij de opslag van cosmetische producten na 1 - 2 maanden gelaagdheid op, en varieerde het gehalte aan actieve componenten in verschillende delen van het product met 15% - 20%, wat resulteerde in frequente klachten van klanten en een daling van de marktbekendheid van de onderneming.
Op het gebied van productie-efficiëntie had de traditionele mengapparatuur een lage mengsnelheid. Het duurde 4 - 6 uur om het mengen en emulgeren van een batch materialen (met een batchvolume van 500L) te voltooien, en de apparatuur kon slechts 2 - 3 batches materialen per dag verwerken. Bovendien was het na het mengen noodzakelijk om secundaire filtratie en verfijning van het product uit te voeren om geagglomereerde deeltjes te verwijderen, wat per batch 1 - 2 uur extra verwerkingstijd toevoegde. De lage productie-efficiëntie maakte het voor de onderneming moeilijk om aan de toenemende marktvraag te voldoen. Er waren zelfs gevallen waarin de onderneming de goederen niet op tijd kon leveren vanwege onvoldoende productiecapaciteit, wat resulteerde in het verlies van enkele belangrijke orders.
Op het gebied van kostenbeheersing leidde het ongelijke mengen van materialen tot een hoog percentage defecte producten. Het defectpercentage van het product bedroeg maar liefst 8% - 10%, wat betekende dat er 80 - 100L grondstoffen werden verspild voor elke 1000L verwerkte materialen. Tegelijkertijd vereiste de traditionele apparatuur 2 - 3 operators om te bedienen en te bewaken tijdens het operationele proces, en de arbeidskosten waren relatief hoog. Bovendien was het energieverbruik ook groot vanwege de lange werktijd van de apparatuur. Het maandelijkse elektriciteitsverbruik voor het mengproces alleen al bedroeg 8.000 - 10.000 kWh, wat een zware kostenlast voor de onderneming met zich meebracht.
3. De introductie van de High-Shear Mixer Emulgator
Om de bovenstaande problemen op te lossen, voerde de onderneming diepgaand onderzoek uit naar verschillende meng- en emulgeerapparatuur op de markt en besloot uiteindelijk een high-shear mixer emulgator te introduceren. Deze apparatuur maakt gebruik van een geavanceerd structureel ontwerp en werkingsprincipe, wat aanzienlijke voordelen heeft bij het oplossen van problemen met het mengen en emulgeren van materialen.
Op het gebied van werkingsprincipe vertrouwt de high-shear mixer emulgator voornamelijk op de hoge snelheid rotatie van de rotor (met een rotatiesnelheid tot 3.000 - 15.000 rpm) om een sterke schuifkracht te genereren. Wanneer het materiaal de werkkamer tussen de rotor en de stator binnengaat, wordt het blootgesteld aan meerdere krachten zoals scheren, botsing, centrifugatie en turbulentie. De snel roterende rotor breekt de grote deeltjes en agglomeraten in het materiaal af tot kleine deeltjes, en de stator met een speciale structuur verfijnt de deeltjes verder en bevordert de uniforme verdeling van het materiaal. Tegelijkertijd kan de apparatuur ook de emulgering van olie-water en andere niet-mengbare materialen realiseren, waardoor een stabiel olie-in-water of water-in-olie geëmulgeerd systeem ontstaat.
Op het gebied van belangrijke technische parameters en kenmerken heeft de apparatuur een mengcapaciteit van 100 - 1.000L per batch, wat compatibel is met de productieschaal van de onderneming. De schuifafstand tussen de rotor en de stator kan worden aangepast (instelbaar bereik van 0,1 - 0,5 mm), wat kan voldoen aan de meng- en emulgeervereisten van verschillende materialen. Bovendien is de apparatuur uitgerust met een intelligent besturingssysteem, dat de precieze controle van parameters zoals rotatiesnelheid, mengtijd en temperatuur kan realiseren. Operators kunnen de bijbehorende parameters instellen op basis van de kenmerken van het materiaal, en de apparatuur kan automatisch het meng- en emulgeerproces voltooien, waardoor de impact van menselijke factoren op het productieproces wordt verminderd.
De apparatuur is ook ontworpen met een gesloten werkkamer, die de vervuiling van materialen door externe onzuiverheden effectief kan voorkomen en de hygiëne en veiligheid van het product kan garanderen, wat vooral belangrijk is voor ondernemingen in de voedings- en farmaceutische industrie. Tegelijkertijd is de binnenwand van de werkkamer glad gepolijst, wat gemakkelijk schoon te maken is en het achterblijven van materialen kan voorkomen, waardoor kruisbesmetting tussen verschillende batches producten wordt verminderd.
4. Toepassingsproces in het project
De toepassing van de high-shear mixer emulgator in het productieproces van de onderneming omvat voornamelijk de fasen van installatie en inbedrijfstelling, instelling van procesparameters, dagelijkse werking en onderhoud.
In de installatie- en inbedrijfstellingsfase stuurde de leverancier van de apparatuur professioneel technisch personeel naar de productielocatie van de onderneming om de installatie van de apparatuur uit te voeren. Vóór de installatie controleerde het technisch personeel eerst de omgeving van de locatie, inclusief het draagvermogen van de grond, de watervoorziening en elektriciteit, en de ruimte voor de werking van de apparatuur, om ervoor te zorgen dat de locatie voldoet aan de installatievereisten van de apparatuur. Tijdens het installatieproces volgde het technisch personeel strikt de installatie-instructies en specificaties om de nauwkeurige installatie van elke component van de apparatuur te garanderen. Nadat de installatie was voltooid, voerde het technisch personeel een uitgebreide inbedrijfstelling van de apparatuur uit. Ze testten de rotatie van de rotor, de nauwkeurigheid van het besturingssysteem, de dichtheid van de werkkamer en andere aspecten. Tegelijkertijd voerden ze een proefdraai uit met daadwerkelijke materialen. Op basis van de resultaten van de proefdraai pasten ze de parameters aan, zoals de rotatiesnelheid en de schuifafstand van de apparatuur, om ervoor te zorgen dat de apparatuur normaal kon werken en aan de productievereisten van de onderneming kon voldoen. Het hele installatie- en inbedrijfstellingsproces duurde 3 - 4 dagen, en de operators van de onderneming werden in deze periode ook getraind door het technisch personeel, inclusief de bedieningsmethode van de apparatuur, de instelling van parameters en het afhandelen van veelvoorkomende storingen.
In de fase van het instellen van procesparameters voerde het technisch personeel van de onderneming samen met het technisch personeel van de leverancier van de apparatuur een groot aantal experimenten uit op basis van de kenmerken van verschillende producten. Zo testten ze voor een bepaald type cosmetische emulsieproduct verschillende rotatiesnelheden (van 5.000 rpm tot 12.000 rpm) en mengtijden (van 30 minuten tot 2 uur). Door de deeltjesgrootteverdeling, stabiliteit en andere indicatoren van het product na het mengen te detecteren, bepaalden ze uiteindelijk de optimale procesparameters: de rotatiesnelheid werd ingesteld op 8.000 rpm, de mengtijd was 1 uur en de schuifafstand was 0,2 mm. Voor verschillende producten werden de parameters dienovereenkomstig aangepast. Zo werd voor een farmaceutisch suspensieproduct met hogere eisen aan de fijnheid van de deeltjes de rotatiesnelheid verhoogd tot 10.000 rpm, de mengtijd verlengd tot 1,5 uur en de schuifafstand aangepast tot 0,15 mm.
In de dagelijkse bedieningsfase volgden de operators van de onderneming strikt de ingestelde procesparameters en bedieningsprocedures om de apparatuur te bedienen. Voordat ze de apparatuur elke dag startten, controleerden de operators eerst de apparatuur, inclusief het controleren of de rotor en stator versleten zijn, of het elektrische systeem normaal is en of er voldoende smeerolie is. Nadat ze hadden bevestigd dat er geen probleem was, voegden ze de materialen in een bepaalde volgorde toe aan de werkkamer van de apparatuur (meestal eerst de continue fase, dan de disperse fase). Vervolgens startten ze de apparatuur via het intelligente besturingssysteem, en de apparatuur voltooide automatisch het meng- en emulgeerproces volgens de ingestelde parameters. Tijdens de werking van de apparatuur bewaakten de operators de werkstatus van de apparatuur in realtime, inclusief de temperatuur, druk en rotatiesnelheid van de apparatuur, en registreerden ze de relevante gegevens. Nadat het meng- en emulgeerproces was voltooid, lieten de operators het product uit de werkkamer en maakten ze de apparatuur op tijd schoon om zich voor te bereiden op de volgende batch productie. De apparatuur wordt 8 - 10 uur per dag gebruikt en kan 6 - 8 batches materialen verwerken.
In de onderhoudsfase formuleerde de onderneming een gedetailleerd onderhoudsplan voor de high-shear mixer emulgator. Het dagelijkse onderhoud omvat voornamelijk het schoonmaken van de apparatuur, het controleren van de dichtheid van de verbindingen en het toevoegen van smeerolie. Het wekelijkse onderhoud omvat het controleren van de slijtage van de rotor en stator, het testen van de nauwkeurigheid van het besturingssysteem en het schoonmaken van het filter. Het maandelijkse onderhoud omvat het demonteren van de rotor en stator voor grondige reiniging en inspectie, het controleren van de werkstatus van de motor en het kalibreren van de sensoren. Door regelmatig onderhoud heeft de apparatuur een goede werkstaat behouden, en het uitvalpercentage is het afgelopen jaar onder de 1% gebleven.
5. De resultaten na het gebruik van de apparatuur
Na een half jaar gebruik van de high-shear mixer emulgator heeft de onderneming aanzienlijke verbeteringen bereikt in productkwaliteit, productie-efficiëntie en kostenbeheersing, en zijn de verwachte toepassingseffecten volledig gerealiseerd.
5.1 Kwaliteitsverbetering
De verbetering van de productkwaliteit is het meest voor de hand liggende effect dat de high-shear mixer emulgator met zich meebrengt. Door bemonstering en testen is gebleken dat de deeltjesgrootteverdeling van het product aanzienlijk is geoptimaliseerd. De gemiddelde deeltjesgrootte van het product is verlaagd van de oorspronkelijke 50 - 80 μm naar 5 - 10 μm, en het bereik van de deeltjesgrootteverdeling is smaller geworden, met een uniformiteit van meer dan 95%. Het agglomeratieverschijnsel in het product is volledig geëlimineerd, en het product heeft een goede transparantie en glans.
Op het gebied van productstabiliteit voerde de onderneming een opslagtest uit op het product. Na het product 6 maanden op kamertemperatuur te hebben opgeslagen, was er geen gelaagdheid of precipitatieverschijnsel, en varieerde het gehalte aan actieve componenten in verschillende delen van het product met minder dan 3%, wat veel lager was dan de oorspronkelijke 15% - 20%. De kwaliteitsstabiliteit van het product is sterk verbeterd, en het aantal klachten van klanten met betrekking tot de productkwaliteit is met meer dan 90% afgenomen in vergelijking met voorheen. Tegelijkertijd is het product gemakkelijker geslaagd voor de relevante kwaliteitscertificering van de industrie, en zijn de marktacceptatie en het concurrentievermogen van het product aanzienlijk verbeterd.
5.2 Efficiëntieverhoging
Het gebruik van de high-shear mixer emulgator heeft ook een kwalitatieve sprong in de productie-efficiëntie teweeggebracht. De tijd die nodig is om het mengen en emulgeren van een batch materialen (500L) te voltooien, is verlaagd van de oorspronkelijke 4 - 6 uur naar 1 - 1,5 uur, en het secundaire filtratie- en verfijningsproces is weggelaten. De productietijd per batch is met meer dan 70% verkort.
Op het gebied van de dagelijkse productiecapaciteit kan de apparatuur elke dag 6 - 8 batches materialen verwerken, wat 2 - 3 keer de oorspronkelijke productiecapaciteit is. In het verleden kon de onderneming slechts 1.000 - 1.500L producten per dag produceren, maar nu kan ze 3.000 - 4.000L producten per dag produceren. De aanzienlijke verbetering van de productiecapaciteit heeft de onderneming in staat gesteld om gemakkelijk aan de marktvraag te voldoen, en er is geen geval geweest van vertraagde levering als gevolg van onvoldoende productiecapaciteit. Tegelijkertijd kan de onderneming ook meer orders accepteren, en is de verkoop met 30% - 40% gestegen in vergelijking met voorheen.
5.3 Kostenbesparende analyse
De verbetering van de productkwaliteit en de productie-efficiëntie heeft de onderneming ook aanzienlijke kostenbesparende effecten opgeleverd. Op het gebied van grondstofkosten is het defectpercentage van het product verlaagd van 8% - 10% naar minder dan 1%. Voor elke 1000L verwerkte materialen is de grondstofverspilling verminderd van 80 - 100L naar minder dan 10L. Op basis van de maandelijkse verwerkingscapaciteit van 80.000 - 100.000L materialen kan de onderneming elke maand 5.600 - 9.000L grondstoffen besparen. Berekend tegen de gemiddelde grondstofkosten van 10 yuan/L, kan de onderneming elke maand 56.000 - 90.000 yuan aan grondstofkosten besparen.
Op het gebied van arbeidskosten vereiste de traditionele mengapparatuur 2 - 3 operators per ploeg, maar de high-shear mixer emulgator is uitgerust met een intelligent besturingssysteem, en er is slechts 1 operator nodig om de werking van de apparatuur per ploeg te bewaken. De onderneming heeft 2 ploegen per dag, dus het aantal operators dat nodig is voor het mengproces is verminderd van 4 - 6 naar 2. Op basis van het gemiddelde maandsalaris van 5.000 yuan per operator kan de onderneming elke maand 10.000 - 20.000 yuan aan arbeidskosten besparen.
Op het gebied van energiekosten, hoewel de high-shear mixer emulgator een hoge rotatiesnelheid heeft, is de werktijd aanzienlijk verkort. Het maandelijkse elektriciteitsverbruik voor het mengproces is verlaagd van 8.000 - 10.000 kWh naar 3.000 - 4.000 kWh, met een maandelijkse energiebesparing van 3.000 - 4.500 yuan (berekend tegen 0,75 yuan/kWh).
Daarnaast heeft de vermindering van het aantal klachten van klanten ook de kosten van de after-sales service van de onderneming verlaagd. De kosten van de after-sales service, inclusief de kosten van het retourneren en omruilen van goederen en de kosten van onderhoud ter plaatse, zijn met meer dan 80% verminderd in vergelijking met voorheen.
6. Gebruikerservaring en feedback
Na een periode van gebruik van de high-shear mixer emulgator hebben de operators, het technisch personeel en het management van de onderneming allemaal positieve evaluaties en feedback gegeven over de apparatuur.
Vanuit het perspectief van de operators is de apparatuur gemakkelijk te bedienen. Het intelligente besturingssysteem heeft een duidelijke interface en eenvoudige bedieningsstappen. Na een korte trainingsperiode kunnen ze de bedieningsmethode van de apparatuur vakkundig beheersen. Tijdens het bedieningsproces draait de apparatuur stabiel, met weinig ruis (het geluid tijdens de werking is minder dan 75 dB, wat veel lager is dan de 90 - 100 dB van de traditionele apparatuur), en de werkomgeving van de operators is aanzienlijk verbeterd. Bovendien is de apparatuur gemakkelijk schoon te maken. De gladde binnenwand van de werkkamer en de afneembare componenten maken het schoonmaken eenvoudig en efficiënt, wat de operators veel tijd en energie bespaart.
Vanuit het perspectief van het technisch personeel heeft de apparatuur een sterke instelbaarheid en aanpasbaarheid. Door parameters zoals rotatiesnelheid, schuifafstand en mengtijd aan te passen, kan het voldoen aan de meng- en emulgeervereisten van verschillende materialen en producten. Het precieze besturingssysteem garandeert de stabiliteit en herhaalbaarheid van het productieproces, wat bevorderlijk is voor de gestandaardiseerde productie van producten. Tegelijkertijd kan de apparatuur realtime operationele gegevens leveren, wat handig is voor technisch personeel om het productieproces te analyseren en te optimaliseren. Door bijvoorbeeld de temperatuurveranderingscurve tijdens het mengproces te analyseren, kan het technisch personeel het koelsysteem aanpassen om de productkwaliteit verder te verbeteren.
Vanuit het perspectief van het management heeft de introductie van de high-shear mixer emulgator aanzienlijke economische voordelen voor de onderneming opgeleverd. De verbetering van de productkwaliteit en de productie-efficiëntie heeft het concurrentievermogen van de onderneming op de markt vergroot, en de kostenverlaging heeft de winstmarge van de onderneming verhoogd. Daarnaast hebben het lage uitvalpercentage van de apparatuur en het eenvoudige onderhoud de beheersmoeilijkheden en de kosten van de apparatuur verminderd. Het management zei dat de investering in deze apparatuur zeer de moeite waard is, en ze zijn van plan om in de toekomst meer van dergelijke apparatuur te introduceren om de productieschaal verder uit te breiden en het productieniveau te verbeteren.
7. Conclusie en vooruitzichten
7.1 Conclusie
Deze case laat zien dat de high-shear mixer emulgator een belangrijke rol heeft gespeeld bij het oplossen van de problemen met het mengen en emulgeren van materialen van de onderneming. Door de traditionele mengapparatuur te vervangen door de high-shear mixer emulgator, heeft de onderneming een algehele verbetering bereikt in productkwaliteit, productie-efficiëntie en kostenbeheersing. De productkwaliteit is aanzienlijk geoptimaliseerd, de productie-efficiëntie is sterk verbeterd en de productiekosten zijn effectief verlaagd. Tegelijkertijd is de apparatuur ook zeer erkend door het personeel van de onderneming op het gebied van bedienbaarheid, stabiliteit en onderhoudbaarheid.
De succesvolle toepassing van de high-shear mixer emulgator in deze onderneming bewijst dat het een effectieve oplossing is voor industriële ondernemingen om problemen met het mengen en emulgeren van materialen op te lossen. Het kan ondernemingen niet alleen helpen de productkwaliteit en productie-efficiëntie te verbeteren, maar ook de productiekosten te verlagen en het concurrentievermogen op de markt te vergroten. Voor ondernemingen die met vergelijkbare problemen worden geconfronteerd in de cosmetica-, farmaceutische, voedselverwerkings-, coatings- en andere industrieën, heeft de high-shear mixer emulgator een belangrijke referentie- en promotiewaarde.
7.2 Vooruitzichten
Met de voortdurende ontwikkeling van industriële technologie zullen de eisen aan productkwaliteit en productie-efficiëntie in verschillende industrieën verder worden verbeterd, en zullen de toepassingsvooruitzichten van high-shear mixer emulgatoren breder zijn.
Op het gebied van technologische ontwikkeling zullen toekomstige high-shear mixer emulgatoren intelligenter, preciezer en energie-efficiënter zijn. Het intelligente niveau van de apparatuur zal verder worden verbeterd, en het kan functies realiseren zoals automatische identificatie van materiaalkenmerken, automatische aanpassing van procesparameters en bewaking en onderhoud op afstand. De precisie van de apparatuur zal verder worden verbeterd, en het kan voldoen aan de hogere eisen voor fijnheid en uniformiteit van materialen. Tegelijkertijd zal door de optimalisatie van het structurele ontwerp en de toepassing van nieuwe energiebesparende technologieën het energieverbruik van de apparatuur verder worden verminderd, en de
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!