От лабораторных до экспериментальных масштабов: модульные эмульсирующие гомогенизеры сокращают затраты на исследования и разработки на 60% для эмульсии КБР и масла конопля

При разработке КБР (каннабидиола) и эмульсий коноплей растительное масло, масштабирование от лабораторных до экспериментальных масштабов уже давно является критическим узким местом, препятствующим как эффективности затрат, так и эффективности производства. Традиционное оборудование часто сталкивается с такими проблемами, как высокое потребление энергии, неравномерное смешивание и трудности линейного масштабирования параметров процесса в процессе расширения производства, что приводит к резкому росту затрат на исследования и разработки (ниокр). Jiangsu GangBen Mixer производитель достиг прорыва за счет инноваций в модульной технологии гомогенизации и смешивания, успешно снижая затраты на ниокр для КБР и эмульсии масла травы на 60% и обеспечивая реплицируемое решение для крупномасштабного промышленного производства.

I. болевые точки традиционных процессов: "разрыв непрерывности" от лабораторных до экспериментальных масштабов

На лабораторном этапе исследователи обычно используют небольшие однородники или ультразвуковые дезинтеграторы для подготовки эмульсии КБР. Хотя эти устройства могут обеспечивать контроль за размером наночастиц, увеличение производства с 500 мл до 50 л приводит к экспоненциальному росту потребления энергии традиционными гомогенизаторами высокого давления. Например, когда компания производила 1 000 л эмульсии КБР с использованием традиционного оборудования, только на гомогенизацию приходилось 35% общих производственных затрат, а колебания устойчивости партии к партии превышали 15%.
Более серьезная проблема заключается в нелинейном масштабировании технологических параметров. Давление гомогенизации 20 мпа, используемое в лабораториях, может привести к недостаточной силе сдвига при крупномасштабном производстве из-за изменения динамики жидкости. И наоборот, слепое усиление давления приводит к трем ключевым проблемам:

Деградация активных ингредиентов: КБР подвержен изомеризации при высоких температурах и давлении, что приводит к потере более 20% эффективных компонентов.

Повышенный износ оборудования: скорость износа компонентов титанового сплава в традиционных однородных клапанах утроена под высоким давлением, что приводит к увеличению расходов на техническое обслуживание.

Снижение устойчивости эмульсии: стандартное отклонение распределения частиц по размеру расширяется с 0,2 до 0,8 в лабораторных условиях, что приводит к фазовому разделению.

II. Положение в области прав человека Модульный прорыв гангбена: три инновации, определяющие логику производства

Интегрируя моделирование вычислительной динамики жидкости (CFD) и материаловедения, Jiangsu GangBen Mixer производитель разработал первую в мире модульную систему гомогенного миксера (MHM) с тремя основными инновациями:

1. Модуль динамической компенсации давления

В отличие от традиционных однородников со встроенными клапанами, система MHM включает в себя датчики давления и интеллектуальные регулирующие клапаны, которые постоянно контролируют сопротивление жидкости и автоматически регулируют зазор клапана. В пилотном проекте с клиентом эта технология позволила уменьшить колебания давления от одува 5 мпа до одува 0,8 мпа, обеспечив стабильность эмульсии частиц КБР D90 на уровне ниже 180 нм, что повысило стабильность на 40% по сравнению с традиционным оборудованием.

2. Многоступенчатый модуль сдвигового взаимодействия

Опираясь на двухпланетные смесители пищевой промышленности, система MHM сочетает в себе гомогенизацию под высоким давлением и эмульсификацию под высоким сдвигом в модульной конфигурации. При обработке высоковязких нефтяных матриц конопля система сначала достигает предварительной дисперсии через двухслойное измельчение стенок, за которым следует наноскальное дробление через гомогенизацию под высоким давлением. Этот поэтапный подход сокращает потребление энергии на 55%, сохраняя точность контроля вязкости на ±2 cP (соответствует стандартам лабораторного класса).

3. Модуль быстрой смены инструментов

Для удовлетворения различных потребностей в продуктах CBD, GangBen разработал быстрый выпуск гомогенизации головки. Заменив алмазные однородные клапаны с различным размером пор, одна машина может вместить как системы эмульсии «нефть в воде» (O/W), так и эмульсии «вода в нефти» (W/O). Клиентское тестирование показывает, что время переключения продукции сократилось с 8 часов (традиционное оборудование) до 45 минут, увеличив общее использование оборудования на 300%.

III. Положение в области прав человека Проверка достоверности данных в экспериментальном масштабе: одновременное повышение затрат и эффективности

В рамках совместного проекта 2024 года с котирующейся на бирже компанией система MHM продемонстрировала значительные преимущества:

Сокращение затрат: производство 1 000 л эмульсии КБР стоимость 128 000 юаней с традиционными процессами (45 000 юаней только для гомогенизации). При использовании системы MHM общая стоимость снизилась до 51 000 юаней - 60% снижения, при этом 32 000 юаней были сохранены исключительно в гомогенизации.

Повышение эффективности: продолжительность экспериментальных пакетных циклов сократилась с 72 часов до 18 часов, использование оборудования сократилось на 65 процентов, а кадровые потребности сократились с 5 до 2 часов.

Испытания на устойчивость показали, что период фазового разделения после хранения увеличился с 30 дней (традиционно) до 90 дней при сохранении однородности частиц по размеру (CV < 5%) по партиям.

Сопутствующие продукты:Вакуумный эмульгатор гомогенизатор миксер