Применение высокоскоростного эмульгатора-смесителя в промышленном производстве
1. Введение
В области промышленного производства, особенно в таких отраслях, как косметика, фармацевтика, пищевая промышленность и производство покрытий, равномерное смешивание и стабильная эмульгирование материалов являются критическими звеньями, напрямую влияющими на качество, производительность и эффективность производства конечной продукции. Традиционное смесительное оборудование часто испытывает трудности с удовлетворением все более высоких требований к тонкости материала, однородности и эффективности производства из-за ограничений в конструкции и принципах работы.
Высокоскоростные эмульгаторы-смесители, как передовое оборудование для смешивания и эмульгирования, постепенно стали основным инструментом в современном промышленном производстве. Благодаря своим уникальным возможностям высокоскоростного сдвига, перемешивания и эмульгирования, они могут эффективно разрушать частицы материала, способствовать полному объединению различных компонентов и формировать стабильные эмульсионные системы. В данном случае рассматривается процесс применения и практические эффекты высокоскоростного эмульгатора-смесителя при решении проблем смешивания и эмульгирования материалов на промышленном предприятии, что служит ориентиром для аналогичных предприятий, сталкивающихся с подобными проблемами.
2. Проблемы до использования оборудования
До внедрения высокоскоростного эмульгатора-смесителя предприятие столкнулось с рядом трудноразрешимых проблем в процессе смешивания и эмульгирования материалов, что серьезно ограничивало развитие его производства и бизнеса.
С точки зрения качества продукции, предприятие в основном производило жидкие продукты, требующие многокомпонентного смешивания и эмульгирования. Из-за использования традиционных лопастных смесителей смешивание материалов было неравномерным. После отбора проб и тестирования было обнаружено, что распределение частиц продукта было широким, со средним размером частиц, достигающим 50-80 мкм, и в некоторых частях наблюдались явные явления агломерации. Это напрямую приводило к нестабильности характеристик продукта. Например, в процессе хранения косметических продуктов расслоение происходило через 1-2 месяца, а содержание эффективного компонента в разных частях продукта варьировалось на 15%-20%, что приводило к частым жалобам клиентов и снижению репутации предприятия на рынке.
С точки зрения эффективности производства, традиционное смесительное оборудование имело низкую скорость смешивания. Для завершения смешивания и эмульгирования партии материалов (с объемом партии 500 л) требовалось 4-6 часов, и оборудование могло обрабатывать только 2-3 партии материалов каждый день. Более того, после завершения смешивания необходимо было проводить вторичную фильтрацию и уточнение продукта для удаления агломерированных частиц, что добавляло дополнительно 1-2 часа обработки на партию. Низкая эффективность производства затрудняла для предприятия удовлетворение растущего рыночного спроса. Были даже случаи, когда предприятие не могло доставить товары вовремя из-за недостаточной производственной мощности, что приводило к потере некоторых важных заказов.
С точки зрения контроля затрат, неравномерное смешивание материалов приводило к высокому проценту брака. Уровень брака продукта достигал 8%-10%, что означало, что 80-100 л сырья тратилось впустую на каждые 1000 л обработанных материалов. В то же время для работы и мониторинга традиционного оборудования требовалось 2-3 оператора, и затраты на оплату труда были относительно высокими. Кроме того, из-за длительного времени работы оборудования потребление энергии также было большим. Ежемесячное потребление электроэнергии только для процесса смешивания достигало 8 000-10 000 кВтч, что создавало тяжелое бремя затрат для предприятия.
3. Внедрение высокоскоростного эмульгатора-смесителя
Чтобы решить вышеуказанные проблемы, предприятие провело углубленное исследование различного смесительного и эмульгирующего оборудования на рынке и, наконец, решило внедрить высокоскоростной эмульгатор-смеситель. Это оборудование использует передовую конструкцию и принцип работы, что имеет значительные преимущества при решении проблем смешивания и эмульгирования материалов.
С точки зрения принципа работы, высокоскоростной эмульгатор-смеситель в основном полагается на высокоскоростное вращение ротора (со скоростью вращения до 3000-15 000 об/мин) для создания сильного усилия сдвига. Когда материал попадает в рабочую камеру между ротором и статором, он подвергается множеству сил, таких как сдвиг, столкновение, центрифугирование и турбулентность. Высокоскоростной вращающийся ротор разбивает крупные частицы и агломераты в материале на мелкие частицы, а статор со специальной структурой дополнительно измельчает частицы и способствует равномерному распределению материала. В то же время оборудование также может осуществлять эмульгирование масла и воды и других несмешивающихся материалов, образуя стабильную эмульсионную систему масло-в-воде или вода-в-масле.
С точки зрения ключевых технических параметров и характеристик, оборудование имеет производительность смешивания 100-1000 л на партию, что соответствует производственным масштабам предприятия. Зазор сдвига между ротором и статором можно регулировать (диапазон регулировки 0,1-0,5 мм), что может удовлетворить требования к смешиванию и эмульгированию различных материалов. Кроме того, оборудование оснащено интеллектуальной системой управления, которая может реализовать точный контроль таких параметров, как скорость вращения, время смешивания и температура. Операторы могут устанавливать соответствующие параметры в соответствии с характеристиками материала, и оборудование может автоматически завершать процесс смешивания и эмульгирования, уменьшая влияние человеческого фактора на производственный процесс.
Оборудование также спроектировано с закрытой рабочей камерой, которая может эффективно предотвращать загрязнение материалов внешними примесями и обеспечивать гигиену и безопасность продукта, что особенно важно для предприятий пищевой и фармацевтической промышленности. В то же время внутренняя стенка рабочей камеры отполирована гладко, что облегчает очистку и позволяет избежать остатков материалов, уменьшая перекрестное загрязнение между различными партиями продукции.
4. Процесс применения в проекте
Применение высокоскоростного эмульгатора-смесителя в производственном процессе предприятия в основном включает этапы установки и ввода в эксплуатацию, настройки технологических параметров, ежедневной эксплуатации и технического обслуживания.
На этапе установки и ввода в эксплуатацию поставщик оборудования направил на производственную площадку предприятия профессиональный технический персонал для проведения установки оборудования. Перед установкой технический персонал сначала проверил состояние площадки, включая несущую способность грунта, подачу воды и электроэнергии, а также пространство для работы оборудования, чтобы убедиться, что площадка соответствует требованиям к установке оборудования. В процессе установки технический персонал строго следовал инструкциям по установке и спецификациям, чтобы обеспечить точную установку каждого компонента оборудования. После завершения установки технический персонал провел всесторонний ввод оборудования в эксплуатацию. Они протестировали вращение ротора, точность системы управления, герметичность рабочей камеры и другие аспекты. В то же время они провели пробный запуск с использованием фактических материалов. В соответствии с результатами пробного запуска они отрегулировали такие параметры, как скорость вращения и зазор сдвига оборудования, чтобы убедиться, что оборудование может работать нормально и соответствовать производственным требованиям предприятия. Весь процесс установки и ввода в эксплуатацию занял 3-4 дня, и операторы предприятия также прошли обучение у технического персонала в течение этого периода, включая метод работы с оборудованием, настройку параметров и устранение распространенных неисправностей.
На этапе настройки технологических параметров технический персонал предприятия совместно с техническим персоналом поставщика оборудования провел большое количество экспериментов в соответствии с характеристиками различных продуктов. Например, для определенного типа косметической эмульсии они протестировали различные скорости вращения (от 5000 об/мин до 12 000 об/мин) и время смешивания (от 30 минут до 2 часов). Путем обнаружения распределения частиц по размерам, стабильности и других показателей продукта после смешивания они, наконец, определили оптимальные технологические параметры: скорость вращения была установлена на 8000 об/мин, время смешивания - 1 час, а зазор сдвига - 0,2 мм. Для разных продуктов параметры корректировались соответствующим образом. Например, для фармацевтического суспензионного продукта с более высокими требованиями к тонкости частиц скорость вращения была увеличена до 10 000 об/мин, время смешивания было увеличено до 1,5 часов, а зазор сдвига был отрегулирован до 0,15 мм.
На этапе ежедневной эксплуатации операторы предприятия строго следовали установленным технологическим параметрам и рабочим процедурам для работы с оборудованием. Перед запуском оборудования каждый день операторы сначала проверяли оборудование, включая проверку износа ротора и статора, нормальность электрической системы и достаточность смазочного масла. Убедившись в отсутствии проблем, они добавляли материалы в рабочую камеру оборудования в определенном порядке (обычно сначала добавляя непрерывную фазу, затем дисперсную фазу). Затем они запускали оборудование через интеллектуальную систему управления, и оборудование автоматически завершало процесс смешивания и эмульгирования в соответствии с установленными параметрами. Во время работы оборудования операторы контролировали рабочее состояние оборудования в режиме реального времени, включая температуру, давление и скорость вращения оборудования, и записывали соответствующие данные. После завершения процесса смешивания и эмульгирования операторы выгружали продукт из рабочей камеры и своевременно очищали оборудование для подготовки к следующей партии производства. Оборудование используется 8-10 часов в день и может обрабатывать 6-8 партий материалов.
На этапе технического обслуживания предприятие разработало подробный план технического обслуживания высокоскоростного эмульгатора-смесителя. Ежедневное техническое обслуживание в основном включает очистку оборудования, проверку герметичности соединений и добавление смазочного масла. Еженедельное техническое обслуживание включает проверку износа ротора и статора, тестирование точности системы управления и очистку фильтра. Ежемесячное техническое обслуживание включает разборку ротора и статора для тщательной очистки и осмотра, проверку рабочего состояния двигателя и калибровку датчиков. Благодаря регулярному техническому обслуживанию оборудование поддерживало хорошее рабочее состояние, а частота отказов за последний год оставалась ниже 1%.
5. Результаты после использования оборудования
После использования высокоскоростного эмульгатора-смесителя в течение полугода предприятие добилось значительных улучшений в качестве продукции, эффективности производства и контроле затрат, и ожидаемые эффекты применения были полностью реализованы.
5.1 Улучшение качества
Улучшение качества продукции является наиболее очевидным эффектом, полученным благодаря высокоскоростному эмульгатору-смесителю. Путем отбора проб и тестирования было обнаружено, что распределение частиц по размерам продукта было значительно оптимизировано. Средний размер частиц продукта был уменьшен с первоначальных 50-80 мкм до 5-10 мкм, а диапазон распределения частиц по размерам был сужен, при этом однородность достигла более 95%. Явление агломерации в продукте было полностью устранено, и продукт обладает хорошей прозрачностью и блеском.
С точки зрения стабильности продукта, предприятие провело испытание на хранение продукта. После хранения продукта при комнатной температуре в течение 6 месяцев не наблюдалось расслоения или осаждения, а содержание эффективного компонента в разных частях продукта варьировалось менее чем на 3%, что было намного ниже первоначальных 15%-20%. Стабильность качества продукта была значительно улучшена, а количество жалоб клиентов, связанных с качеством продукции, уменьшилось более чем на 90% по сравнению с прежним. В то же время продукт легче прошел соответствующую отраслевую сертификацию качества, а рыночное признание и конкурентоспособность продукта были значительно повышены.
5.2 Повышение эффективности
Использование высокоскоростного эмульгатора-смесителя также привело к качественному скачку в эффективности производства. Время, необходимое для завершения смешивания и эмульгирования партии материалов (500 л), сократилось с первоначальных 4-6 часов до 1-1,5 часов, а процесс вторичной фильтрации и уточнения был опущен. Время производства на партию сократилось более чем на 70%.
С точки зрения ежедневной производственной мощности, оборудование может обрабатывать 6-8 партий материалов каждый день, что в 2-3 раза превышает первоначальную производственную мощность. Раньше предприятие могло производить только 1000-1500 л продукции в день, а теперь может производить 3000-4000 л продукции в день. Значительное улучшение производственной мощности позволило предприятию легко удовлетворять рыночный спрос, и не было ни одного случая задержки поставки из-за недостаточной производственной мощности. В то же время предприятие также может принимать больше заказов, а объем продаж увеличился на 30%-40% по сравнению с прежним.
5.3 Анализ экономии затрат
Улучшение качества продукции и эффективности производства также привело к значительной экономии затрат для предприятия. С точки зрения стоимости сырья, уровень брака продукта снизился с 8%-10% до менее чем 1%. На каждые 1000 л обработанных материалов отходы сырья сократились с 80-100 л до менее чем 10 л. Основываясь на ежемесячной производительности 80 000-100 000 л материалов, предприятие может экономить 5600-9000 л сырья каждый месяц. Рассчитано по средней стоимости сырья 10 юаней/л, предприятие может экономить 56 000-90 000 юаней в месяц на стоимости сырья.
С точки зрения затрат на оплату труда, для традиционного смесительного оборудования требовалось 2-3 оператора на смену, но высокоскоростной эмульгатор-смеситель оснащен интеллектуальной системой управления, и для мониторинга работы оборудования на смену требуется только 1 оператор. На предприятии 2 смены в день, поэтому количество операторов, необходимых для процесса смешивания, сократилось с 4-6 до 2. Основываясь на средней ежемесячной заработной плате 5000 юаней на оператора, предприятие может экономить 10 000-20 000 юаней в месяц на затратах на оплату труда.
С точки зрения затрат на электроэнергию, хотя высокоскоростной эмульгатор-смеситель имеет высокую скорость вращения, его рабочее время значительно сокращено. Ежемесячное потребление электроэнергии для процесса смешивания сократилось с 8000-10 000 кВтч до 3000-4000 кВтч, с ежемесячной экономией затрат на электроэнергию в размере 3000-4500 юаней (рассчитано по 0,75 юаней/кВтч).
Кроме того, сокращение количества жалоб клиентов также снизило затраты предприятия на послепродажное обслуживание. Затраты на послепродажное обслуживание, включая стоимость возврата и обмена товаров и стоимость обслуживания на месте, сократились более чем на 80% по сравнению с прежним.
6. Опыт и отзывы пользователей
После использования высокоскоростного эмульгатора-смесителя в течение определенного периода времени операторы, технический персонал и руководящий персонал предприятия дали положительные оценки и отзывы об оборудовании.
С точки зрения операторов, оборудование простое в эксплуатации. Интеллектуальная система управления имеет понятный интерфейс и простые шаги работы. После короткого периода обучения они могут свободно освоить метод работы с оборудованием. В процессе работы оборудование работает стабильно, с низким уровнем шума (шум во время работы составляет менее 75 дБ, что намного ниже, чем у традиционного оборудования 90-100 дБ), и рабочая среда операторов значительно улучшилась. Кроме того, оборудование легко чистить. Гладкая внутренняя стенка рабочей камеры и съемные компоненты делают работу по очистке простой и эффективной, что экономит много времени и энергии для операторов.
С точки зрения технического персонала, оборудование обладает высокой регулируемостью и адаптируемостью. Путем регулировки таких параметров, как скорость вращения, зазор сдвига и время смешивания, оно может удовлетворить требования к смешиванию и эмульгированию различных материалов и продуктов. Точная система управления обеспечивает стабильность и повторяемость производственного процесса, что способствует стандартизированному производству продукции. В то же время оборудование может предоставлять данные о работе в режиме реального времени, что удобно для технического персонала для анализа и оптимизации производственного процесса. Например, анализируя кривую изменения температуры в процессе смешивания, технический персонал может отрегулировать систему охлаждения для дальнейшего улучшения качества продукции.
С точки зрения руководящего персонала, внедрение высокоскоростного эмульгатора-смесителя принесло значительные экономические выгоды предприятию. Улучшение качества продукции и эффективности производства пов
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!