กรณีศึกษา: การนำอุปกรณ์ผสมอิมัลซิไฟเออร์แบบเฉือนมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
บทนำ
ในแวดวงอุตสาหกรรมการผลิตที่ต้องพึ่งพาการผลิตผลิตภัณฑ์อิมัลชัน เช่น เครื่องสำอาง ยา และสารเคมีชนิดพิเศษ การกระจายตัวของส่วนผสมอย่างทั่วถึง เนื้อผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอ และรอบการผลิตที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญในการตอบสนองความต้องการของตลาด สำหรับโรงงานผลิตที่เน้นการสร้างสูตรอิมัลชันที่ซับซ้อนด้วยส่วนประกอบวัตถุดิบหลายชนิด ข้อจำกัดของระบบผสมแบบดั้งเดิมได้กลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการเติบโต ระบบเหล่านี้ประสบปัญหาในการส่งมอบแรงเฉือนสูงที่จำเป็นสำหรับการทำอิมัลชันที่เสถียร ซึ่งนำไปสู่ความไม่สอดคล้องกันของคุณภาพและความล่าช้าในการผลิต เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ โรงงานจึงลงทุนในอุปกรณ์ผสมอิมัลซิไฟเออร์แบบเฉือน กรณีศึกษานี้บันทึกการเดินทางของโรงงานตั้งแต่การระบุจุดบกพร่องไปจนถึงการนำอุปกรณ์ใหม่มาใช้ และการปรับปรุงที่จับต้องได้ที่สังเกตได้ในช่วง 24 เดือน
ความเป็นมา: ข้อจำกัดของระบบผสมแบบดั้งเดิม
ก่อนที่จะนำอุปกรณ์ผสมอิมัลซิไฟเออร์แบบเฉือนมาใช้ โรงงานใช้เครื่องกวนและเครื่องผสมแรงเฉือนต่ำแบบเดิมเพื่อเตรียมผลิตภัณฑ์อิมัลชัน แม้ว่าระบบเหล่านี้จะเพียงพอสำหรับงานผสมขั้นพื้นฐาน แต่ก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของโรงงานได้ ส่งผลให้เกิดความท้าทายหลักสี่ประการ:
- ความเสถียรของการทำอิมัลชันไม่เพียงพอ: แรงเฉือนต่ำที่เกิดจากเครื่องผสมแบบดั้งเดิมขัดขวางการกระจายตัวของเฟสน้ำมันและน้ำอย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดอิมัลชันที่ไม่เสถียร หลายชุดต้องมีการประมวลผลหรือสารเติมแต่งเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ความเสถียรตามที่ต้องการ และผลิตภัณฑ์บางชนิดยังแยกตัวในระหว่างการจัดเก็บ ซึ่งส่งผลให้ลูกค้าบ่นและมีอัตราการปฏิเสธชุดผลิตภัณฑ์ 7-9%
- ระยะเวลาการประมวลผลนานขึ้น: เนื่องจากการผสมแรงเฉือนต่ำไม่มีประสิทธิภาพ โรงงานใช้เวลาเฉลี่ย 6 ชั่วโมงต่อชุดเพื่อให้ได้ระดับอิมัลชันที่ยอมรับได้ การประมวลผลที่ยาวนานนี้จำกัดปริมาณการผลิตต่อวันของโรงงานไว้ที่ 5-7 ชุด ทำให้ยากต่อการปฏิบัติตามคำสั่งซื้อจำนวนมากหรือตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน
- ของเสียจากส่วนผสมสูง: ประสิทธิภาพการผสมที่ไม่สอดคล้องกันของระบบแบบดั้งเดิมมักนำไปสู่การใช้ส่วนผสมวัตถุดิบมากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารอิมัลซิไฟเออร์ เพื่อชดเชยการกระจายตัวที่ไม่ดี นอกจากนี้ การผสมที่ไม่สมบูรณ์ยังส่งผลให้มีสารตกค้างของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สามารถนำกลับมาจากเครื่องผสมได้ ทำให้มีอัตราของเสียจากวัตถุดิบ 12% ซึ่งเพิ่มต้นทุนการผลิตอย่างมาก
- การทำความสะอาดที่ซับซ้อนและความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนข้าม: เครื่องผสมแบบดั้งเดิมมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อนพร้อมพื้นที่ที่เข้าถึงยาก ทำให้การทำความสะอาดเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานซึ่งใช้เวลาถึง 1 ชั่วโมงต่อชุด ที่แย่กว่านั้นคือ ผลิตภัณฑ์ตกค้างจากชุดก่อนหน้าบางครั้งยังคงอยู่ในพื้นที่ที่ซ่อนอยู่เหล่านี้ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนข้ามสำหรับชุดต่อๆ ไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายผลิตภัณฑ์ยาและเครื่องสำอางของโรงงาน ซึ่งต้องปฏิบัติตามมาตรฐานสุขอนามัยอย่างเคร่งครัด
การเลือกอุปกรณ์และการวางแผนการนำไปใช้งาน
หลังจากทำการวิเคราะห์ความต้องการในการผลิตอย่างละเอียดแล้ว โรงงานเริ่มประเมินเทคโนโลยีการผสมที่สามารถส่งมอบแรงเฉือนสูงในขณะที่ยังคงรักษาความยืดหยุ่นในการดำเนินงาน เกณฑ์หลักสำหรับการเลือกอุปกรณ์ ได้แก่:
- ความสามารถในการสร้างพลังงานเฉือนที่เพียงพอ (วัดเป็น kW/m³) เพื่อทำลายกลุ่มอนุภาคและรับประกันการก่อตัวของอิมัลชันที่เสถียร
- ความเข้ากันได้กับความหนืดของวัตถุดิบที่หลากหลาย (ตั้งแต่ 500 ถึง 10,000 cP) ที่ใช้ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของโรงงาน
- การผสานรวมเข้ากับสายการผลิตและระบบควบคุมที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
- คุณสมบัติการออกแบบที่อำนวยความสะดวกในการทำความสะอาดอย่างรวดเร็วและลดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนข้าม
- ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพื่อลดต้นทุนการดำเนินงานในระยะยาว
หลังจากทำการประเมินตัวเลือกอุปกรณ์หลายรายการอย่างเข้มงวดแล้ว โรงงานได้เลือกใช้ระบบผสมอิมัลซิไฟเออร์แบบเฉือนที่ติดตั้งคุณสมบัติต่อไปนี้:
- ชุดประกอบโรเตอร์-สเตเตอร์ความเร็วสูงที่สามารถสร้างอัตราเฉือนได้สูงถึง 10,000 s⁻¹ เพื่อการกระจายเฟสที่มีประสิทธิภาพ
- การควบคุมความเร็วแบบแปรผัน (500-5,000 RPM) เพื่อปรับให้เข้ากับสูตรผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน
- การออกแบบสุขาภิบาลพร้อมพื้นผิวภายในที่เรียบ ส่วนประกอบที่ถอดออกได้ และความเข้ากันได้กับ CIP (Clean-in-Place)
- การผสานรวมกับระบบ PLC (Programmable Logic Controller) ที่มีอยู่ของโรงงานสำหรับการตรวจสอบกระบวนการแบบเรียลไทม์และการปรับพารามิเตอร์
- ห้องผสมแบบปิดเพื่อป้องกันการระเหยและการปนเปื้อนของส่วนผสมในระหว่างการประมวลผล
การนำอุปกรณ์ผสมอิมัลซิไฟเออร์แบบเฉือนมาใช้เป็นไปตามแผนสี่ขั้นตอนที่มีโครงสร้างเพื่อลดการหยุดชะงักในการผลิต:
ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมสถานที่และการอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐาน
โรงงานได้ทำการประเมินสถานที่อย่างละเอียดเพื่อกำหนดตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอุปกรณ์ใหม่ ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับ:
- การประเมินความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้นเพื่อรองรับน้ำหนักของอุปกรณ์ (ประมาณ 1,200 กก.)
- การอัพเกรดระบบไฟฟ้าเพื่อให้มีแหล่งจ่ายไฟที่จำเป็น (480V, 3 เฟส)
- การติดตั้งท่อประปาเพิ่มเติมสำหรับระบบ CIP และการป้อนวัตถุดิบ
- การปรับเปลี่ยนระบบระบายอากาศของโรงงานเพื่อรองรับความร้อนที่เกิดจากมอเตอร์ของอุปกรณ์
ขั้นตอนที่ 2: การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานและการพัฒนาทักษะ
ตระหนักว่าการนำอุปกรณ์มาใช้อย่างประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับความสามารถของผู้ปฏิบัติงาน โรงงานจึงลงทุนในการฝึกอบรมที่ครอบคลุมสำหรับทีมผลิตของตน โครงการฝึกอบรมซึ่งพัฒนาขึ้นโดยความร่วมมือกับซัพพลายเออร์อุปกรณ์ ประกอบด้วย:
- การบรรยายในห้องเรียนเกี่ยวกับหลักการของการผสมแบบเฉือน วิทยาศาสตร์อิมัลชัน และฟังก์ชันการทำงานของอุปกรณ์
- การฝึกอบรมภาคปฏิบัติกับอุปกรณ์ ครอบคลุมขั้นตอนการเริ่มต้น การปรับพารามิเตอร์ และโปรโตคอลการปิดเครื่อง
- การประชุมเชิงปฏิบัติการแก้ไขปัญหาเพื่อแก้ไขปัญหาทั่วไป เช่น มอเตอร์ร้อนเกินไป ความผันผวนของแรงดัน และการทำงานผิดปกติของระบบ CIP
- การฝึกอบรมด้านความปลอดภัยที่เน้นไปที่ขั้นตอนการล็อค/ติดป้าย (LOTO) ที่เหมาะสม การใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) และการตอบสนองเหตุฉุกเฉิน
ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบนำร่องและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ
เพื่อให้เป็นไปตามประสิทธิภาพของอุปกรณ์และปรับแต่งพารามิเตอร์ของกระบวนการ โรงงานได้ทำการทดสอบนำร่องเป็นเวลาสามเดือน ในระหว่างขั้นตอนนี้:
- ทีมงานได้ทดสอบเครื่องผสมอิมัลซิไฟเออร์แบบเฉือนกับสูตรที่ผลิตบ่อยที่สุดห้าสูตรของโรงงาน
- พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความเร็วของโรเตอร์ เวลาในการผสม และลำดับการป้อนส่วนผสม ได้รับการปรับเพื่อให้ได้ความเสถียรของอิมัลชันและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุด
นโยบายความเป็นส่วนตัว |
แผนผังเว็บไซต์
| จีน คุณภาพดี เครื่อง โฮโมจีไนเซอร์ วัคิวัม ผู้จัดจําหน่าย.ลิขสิทธิ์ 2025 Yangzhou Aipuweier Automation Equipment Limited Company สิทธิทั้งหมดถูกเก็บไว้
ข้อความของคุณจะต้องอยู่ระหว่าง 20-3,000 ตัวอักษร!