От лабораторных до экспериментальных масштабов: модульные смесители гомогенизаторов снизили затраты на исследования и разработки на 60% для эмульсии КБР и масла конопля

При разработке КБР (каннабидиола) и эмульсий конопля переход от лабораторных к экспериментальным масштабам давно является важнейшим узким местом, ограничивающим как эффективность затрат, так и эффективность производства. Традиционное оборудование часто сталкивается с такими проблемами, как высокое потребление энергии, неравномерное смешивание и трудности в линейном расширении технологических параметров в процессе расширения производства, что приводит к резкому росту расходов на исследования и разработки (ниокр). Jiangsu GangBen Mixer производитель добился прорыва за счет внедрения модульной технологии гомогенизации и смешивания, успешно сократив затраты на ниокр для КБР и эмульсии масла травы на 60% и обеспечив реплицируемое решение для крупномасштабного производства в отрасли.

I. болевые точки традиционных процессов: "разрыв непрерывности" От лаборатории до пилота

На лабораторном этапе исследователи обычно используют небольшие однородники или ультразвуковые дезинтеграторы для подготовки эмульсии КБР. В то время как эти устройства могут обеспечивать контроль размера наночастиц, когда объем производства увеличивается с 500 мл до 50 л, потребление энергии традиционными гомогенизаторами высокого давления растет экспоненциально. Например, когда компания производила 1 000 л эмульсии КБР с использованием традиционного оборудования, потребление энергии только в процессе гомогенизации составляло 35% от общей стоимости производства, а разница в стабильности партий превышала 15%.

Еще более серьезной проблемой является нелинейное масштабирование технологических параметров. Применяемое в лаборатории давление гомогенизации 20 мпа может привести к недостаточному воздействию сдвига при крупномасштабном производстве из-за изменений динамики жидкости. И наоборот, слепое усиление давления может привести к следующим проблемам:

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

Повышенный износ оборудования: износ компонентов титанового сплава в традиционных однородных клапанах утроился под высоким давлением, что привело к резкому увеличению расходов на техническое обслуживание.

Снижение устойчивости эмульсии: стандартное отклонение распределения частиц по размеру расширяется с 0,2 до 0,8 во время экспериментального производства, что приводит к фазовому разделению.

II. Положение в области прав человека < < гангбен& > >#39; модульный прорыв: три новшества, определяющие логику производства

Интегрируя моделирование вычислительной динамики жидкости (CFD) и материаловедения, Jiangsu GangBen Mixer производитель разработал world' первая модульная система смесителя гомогенизаторов (MHM) с тремя основными инновациями:

1. Модуль динамической компенсации давления

Традиционные однородники используют стационарные однородные клапаны, в то время как система MHM включает датчики давления и интеллектуальные регулирующие клапаны, которые постоянно контролируют сопротивление жидкости и автоматически регулируют зазор клапана. В пилотном производственном проекте с клиентом эта технология сократила диапазон колебаний давления от ±5 MPa до ± 0,8 MPa, обеспечив, чтобы размер D90 частиц эмульсии CBD оставался стабильным ниже 180 нм, повысив стабильность на 40% по сравнению с традиционным оборудованием.

2. Многоступенчатый модуль сдвигового взаимодействия

Вдохновляясь конструкцией двухпланетных смесителей в пищевой промышленности, система MHM сочетает в себе гомогенизацию под высоким давлением и эмульсификацию под высоким сдвигом в модульной конфигурации. При обработке высоковязких масляных матриц конопля система сначала достигает предварительной дисперсии через двухслойное перемешивание скребков по стенкам, за которым следует наноскальное дробление через гомогенизацию под высоким давлением. Такой поэтапный подход позволяет сократить потребление энергии на 55% при сохранении точности контроля вязкости на уровне ±2 cP (лабораторные стандарты).

3. Модуль быстрой смены инструментов

Для удовлетворения различных потребностей продуктов 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 типа продукции сократилось с 8 часов на традиционном оборудовании до всего 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 проекта сотрудничества 2024 года с котирующейся на бирже компанией система MHM продемонстрировала значительные преимущества:

Сравнение затрат: в результате традиционных процессов общая стоимость производства 1 000 л эмульсии КБР составила 128 000 юаней, а этап гомогенизации - 45 000 юаней. При использовании системы MHM общая стоимость снизилась до 51 000 юаней, т.е. на 60%, при этом только в процессе гомогенизации было сохранено 32 000 юаней.

Повышение эффективности: продолжительность экспериментального пакетного цикла была сокращена с 72 часов до 18 часов, а продолжительность эксплуатации оборудования - - на 65 процентов, а кадровые потребности - - с 5 до 2 часов.

Испытания на устойчивость показали, что фазовое время разделения кормовой части

Ссылки на соответствующие продукты

Вакуумный эмульгатор гомогенизатор миксер