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牙膏生产取得新突破,亟需高品质重型减速电机

定制化工业搅拌器制造商EKATO将其最大型号的UNIMIX系列产品按比例放大两倍,从而创造了世界上最大规模的不连续牙膏生产系统。根据产品浓度,两个有效容积为10000升的搅拌器每小时可以生产6000到11000公斤牙膏,生产效率提高了三倍以上。在这一创纪录的产能改造项目中,驱动技术专家诺德驱动集团(NORD DRIVESYSTEMS) 提供了重大的技术支持。

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UNIMIX系统

新型UNIMIX系统,由诺德工业减速电机驱动

搅拌器驱动装置大小如同一辆汽车

牙膏生产需要确保实现均匀的产品质量,因此对速度和连续性提出了苛刻的要求。此外,由于原料本身具有高粘度,因此搅拌器主轴的径向负载和轴向负载都非常高,配置驱动装置时必须考虑到这一点。诺德为此应用提供了两台带有 工业减速机的250 kW级电机,可提供242000 Nm的标称输出转矩。在这一功率等级上,诺德是世界上唯一能够生产具有 UNICASE外壳 的一体式超大型 工业减速机的领先制造商。SK 15407型3级螺旋斜齿轮减速机尽管尺寸惊人但仍然相对紧凑,一件式UNICASE外壳设计则使减速机兼容承载能力更高的大尺寸滚动轴承。

目前最先进的顶尖技术

在过去,牙膏生产设备的最大生产能力通常在4000到5000升之间,每小时输出约为2000到3000升,分为连续生产或批次生产。连续生产系统能够实现高输出,但是很难应对产品变化,通用性很差:不同的成分有时需要单独的分配和混合技术,配方的更改经常会导致改装和重新调整,另外牙膏混合不均匀时返工也困难重重。连续型生产设备的最大挑战是如何确保如氟化钠这样的活性成分在分配系统更改后仍然均匀分布。另一方面,如果不进行大规模改造,现有不连续生产设备的生产速度无法提高。为了满足牙膏生产商的需要,EKATO决定建造更大的设备。

许多全球性制造商对于在少数几个地区集中生产非常热衷,医疗卫生和个人护理行业当然也顺应了这一趋势。因此,像牙膏这样的产品需要更大的生产批量。此外,在每个地点生产的产品类型也非常广泛。因此,现代化设备必须能够在实现大量生产的同时确保最大限度的通用性。来自Black Forest南部Schopfheim的EKATO SYSTEM注意到了这一复杂应用需求,针对牙膏不连续生产应用推出了新型设备。

搅拌机设计

牙膏生产系统的基本组件包括带搅拌器的可抽空容器、均质器,以及在生产过程中注入各种成分的分配系统。液体成分要么先测量然后再真空注入容器,要么通过重量法添加。粉末和提高粘度的增稠剂可通过集成的均质器添加,或通过容器底部的阀门吸入容器。

放大过程中的复杂计算

为了实现更大的搅拌器尺寸,EKATO必须确定组分的剂量和分散时间、混合和均质化时间、真空值,以及所需的搅拌器和均质器性能。

凭借过去的丰富经验,EKATO确定了各个叶轮的功率系数“Ne”(即牛顿数)以及产品的具体粘度曲线。除了产品浓度外,公式中还包括速度和直径的2次方、3次方甚至5次方,这些数值都非常重要,这也是为什么搅拌器和均质器驱动的正确配置如此关键的原因。驱动装置供应商诺德则根据EKATO的计算结果配置 电机减速机 并使其持久耐用。由于驱动装置必须安装在搅拌机顶部,因此驱动器除了应具备的高性能外,还应该尽可能的紧凑。

结语

每个搅拌机的有效容积为10000升,根据产品浓度,两台新型搅拌机最多每次可生产12000到16000公斤牙膏。输出为6000到11000公斤每小时。相比于以前每小时2000到3000升的产量,这意味着生产速度提高了3到4倍,不但实现而且是超越了最终用户的目标。另一项优势就是紧凑型设计实现生产空间的最佳利用。驱动系统必须满足混合技术的要求:具备无需维护的高可靠性。