랩에서 파일럿 규모까지:모듈식 균질기 믹서는 CBD 및 대마 오일 에뮬레이션의 R&D 비용을 60% 절감합니다

CBD (칸나비디올)와 대마 오일 유제의 개발에서 실험실에서 파일럿 규모로의 전환은 오랫동안 비용 효율과 생산 효과를 모두 제약하는 중요한 병목이었다. 기존 장비는 높은 에너지 소비, 균일하지 않은 혼합, 생산 확장시 공정 파라미터를 선형으로 확장하는 어려움으로 연구 및 개발 (R&D) 비용이 급증하는 등의 문제에 직면하는 경우가 많습니다. 장쑤 강벤 믹서 제조업체는 모듈러 균질화 및 혼합 기술을 혁신하여 CBD 및 대마 오일 유제의 R&D 비용을 성공적으로 60% 절감하고 업계의 대규모 생산을 위해 복제 가능한 솔루션을 제공함으로써 획기적인 발전을 이룩했다.

I. 전통적 프로세스의 고통점:" 불연속성"Lab에서 Pilot 규모까지

실험실 단계에서 연구자들은 일반적으로 CBD 에뮬레이션을 준비하기 위해 작은 규모의 균질기 또는 초음파 교란기를 사용한다. 이들 장치는 나노 크기의 입자 크기 제어를 달성할 수 있는 반면, 생산량이 500 mL에서 50 L로 증가하면 전통적인 고압 균질기의 에너지 소비량은 기하급수적으로 증가한다. 예를 들어, 한 회사가 전통 설비를 이용하여 1,000 L의 CBD 유제를 생산했을 때, 균질화 공정의 에너지 소모량만이 총 생산 원가의 35%를 차지했고, 배치 간의 안정성 차이는 15%를 초과했다.

훨씬 더 심각한 문제는 공정 모수의 비선형 확장에 있습니다. 실험실에서 사용되는 20 MPa 균질화 압력은 유체 역학 변화로 인해 대규모 생산시 전단력이 충분하지 않을 수 있습니다. 반대로 무턱대고 압력을 높이면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:

활성 성분의 분해:CBD는 높은 온도와 압력에서 이성질화 되기 쉬워 20% 이상의 유효 성분이 손실됩니다.

장비 마모 증가:전통적인 균질화 밸브의 티타늄 합금 부품의 마모율은 고압 하에서 3배로 증가하여 유지 보수 비용이 급증합니다.

유제를 안정 감소:입자 크기 분포의 표준 편차 팽창 0. 2 μ m을 실험실에서 0. 8에서 μ m 동안 소규모 생산, 상분리을 일으키고 있다.

II. GangBen's 모듈러 돌파:생산 논리를 재정립하는 세 가지 혁신

전산 유체 역학 (CFD) 시뮬레이션과 재료 과학을 통합하여 Jiangsu GangBen 믹서 제조업체는 world&를 개발했습니다#39;s 최초의 모듈러 균질기 믹서 (MHM) 시스템으로, 세 가지 핵심 혁신을 특징으로 한다:

1. 동적 압력 보상 모듈 (Dynamic Pressure Compensation Module)

전통적인 균질기는 고정 균질화 밸브를 사용하는 반면, MHM 시스템은 압력 센서와 유체 저항을 지속적으로 모니터링하고 밸브 간격을 자동으로 조정하는 지능형 조절 밸브를 통합합니다. 클라이언트와의 파일럿 제작 프로젝트에서이 기술은 압력 요동 범위를 ±5 MPa에서 ±0.8 MPa로 감소시켜 CBD 유화의 D90 입자 크기가 180 nm 이하에서 안정적으로 유지되도록 하여 기존 장비에 비해 안정성을 40% 향상시켰다.

2. 다단 전단 시너지 모듈 (Multi-Stage Shear Synergy Module)

식품 산업의 이중 행성 믹서 설계에서 영감을 얻은 MHM 시스템은 모듈식 구성으로 고압 균질화와 고전단 유화화를 결합합니다. 고점도 대마유 행렬을 처리할 때, 시스템은 먼저 이중층 스크래핑-벽 저음을 통해 사전 분산을 달성하고, 이어서 고압 균질화를 통한 나노 스케일 분쇄를 수행합니다. 이 단계별 접근 방식은 ±2 cP (실험실 등급 기준)의 점도 제어 정밀도를 유지하면서 에너지 소비를 55% 감소시킵니다.

3. Rapid Tooling Change 모듈입니다

CBD 제품의 다양한 요구를 해결하기 위해 GangBen은 빠른 출시 균질화 헤드 디자인을 개발했습니다. 다이아몬드 코팅된 균질화 밸브를 서로 다른 공극 크기로 교체함으로써 하나의 기계로 오일인 워터 (O/W)와 물인 오일 (W/O) 에멀젼 시스템을 모두 수용할 수 있습니다. 클라이언트 테스트 결과 제품 유형 전환 시간이 기존 장비의 8시간에서 단 45분으로 단축되어 전체 장비 가동률이 300% 증가했습니다.

3세다. Pilot-Scale 데이터 검증:비용과 효율성의 이중 개선

2024년 상장회사와의 협업 프로젝트에서 MHM 시스템은 상당한 이점을 입증했습니다:

비용 비교:전통적인 공정은 1,000 L의 CBD 유제를 생산하기 위해 총 RMB 128,000의 비용이 발생했으며, 균질화 단계는 RMB 45,000을 차지합니다. MHM 시스템을 사용하면 총 비용이 60% 절감된 5만 1000 RMB로 떨어졌으며, 균질화 과정에서만 3만 2000 RMB 가 절약되었습니다.

효율성 향상:파일럿 배치 사이클이 72시간에서 18시간으로 단축되었으며, 장비 설치 공간이 65% 감소하고 인력 요구사항이 5에서 2로 삭감되었습니다.

품질 측정 기준:안정성 테스트 결과 상분리 시간이 후미

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