真空制膏机:膏状物料制备的核心装备解析
专栏:技术交流
发布日期:2025-12-15
阅读量:18
作者:JZ
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  在化工、医药、食品、化妆品等众多行业中,膏状物料的制备质量直接决定了终端产品的品质与竞争力。真空制膏机作为实现膏状物料精细化、标准化生产的核心装备,凭借其独特的真空环境优势与高效的混合乳化能力,成为现代工业生产中不可或缺的关键设备。有着20多年制膏机设计、研发、制造经验的金宗企业,将从设备定义、工作原理、核心结构、性能优势、应用领域及使用维护等方面,对真空制膏机进行全面且详细的解析。

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  一、什么是真空制膏机?

  真空制膏机是一种集搅拌、乳化、均质、脱泡、升温、降温等多种功能于一体的综合性制膏设备,它通过在密闭的容器内营造真空环境,配合特殊的搅拌与乳化机构,实现物料的快速混合、细化颗粒、去除气泡,并最终制备出质地均匀、细腻、无气泡、稳定性高的膏状、糊状或乳状产品。与普通制膏设备相比,其最显著的特点是利用真空环境解决了物料混合过程中气泡残留、氧化变质等问题,大幅提升了产品的质量与保质期。

  二、核心工作原理:真空环境下的高效制备逻辑

  真空制膏机的工作过程围绕“真空脱泡”与“高效乳化混合”两大核心展开,其整体工作原理可分为以下几个关键阶段:

  1. 真空环境构建

  设备启动后,真空系统(由真空泵、真空阀等组成)会迅速抽取制膏罐内的空气,使罐内形成负压环境(通常真空度可达到-0.095MPa至-0.098MPa)。这一环境不仅能有效防止物料在搅拌过程中与空气接触而发生氧化、变色或滋生微生物,还能为后续的脱泡工作奠定基础。

  2. 物料投入与预处理

  固体物料(如粉末、颗粒)与液体物料(如油相、水相)可分别通过罐顶的投料口投入。部分设备配备了固体物料预处理装置(如粉料分散器),能避免固体物料投入时产生粉尘飞扬,同时使其初步分散在液体物料中,减少团聚现象。对于需要加热或降温的物料,设备的夹套系统可通过通入蒸汽、热水或冷水,实现对罐内物料温度的精准控制,满足物料反应或溶解的工艺需求。

  3. 乳化混合与均质细化

  罐内的搅拌机构与乳化机构是实现物料混合细化的核心。搅拌机构通常采用框式搅拌桨与刮壁桨组合的形式,框式搅拌桨负责带动罐内物料进行整体循环流动,确保物料上下、内外混合均匀;刮壁桨则紧密贴合罐壁旋转,将附着在罐壁上的物料刮下,避免物料因长时间停留而受热不均或变质。

  乳化机构(如高速均质器、胶体磨)则通过高速旋转产生强烈的剪切力、冲击力和空化效应,将物料中的大颗粒或油滴破碎成微小的颗粒(通常可达到微米级),并使其均匀分散在连续相中,形成稳定的乳浊液或悬浮液。在真空环境下,这些细化过程能更高效地进行,因为没有空气的阻碍,物料的流动性更好,剪切力能更直接地作用于物料颗粒。

  4. 真空脱泡与成品排出

  物料在混合乳化过程中可能产生的微小气泡,在真空环境下会迅速膨胀并上升至物料表面,最终被真空泵抽离罐内,从而确保制备出的膏体无气泡、质地细腻。当物料达到预设的制膏工艺要求后,关闭真空系统与搅拌乳化机构,通过罐底的出料阀将成品膏体排出,部分设备还配备了压力出料装置,可实现残留量少、快速出料的效果。

  三、关键结构组成:各系统的协同作用

  真空制膏机的结构设计紧密围绕工艺需求展开,主要由制膏罐、搅拌乳化系统、真空系统、加热冷却系统、控制系统及机架等部分组成,各系统协同工作,确保设备稳定高效运行。

  1. 制膏罐

  作为物料反应与制备的核心容器,制膏罐通常采用不锈钢304或316L材质制造,具有良好的耐腐蚀性与卫生性能,符合食品、医药等行业的卫生标准。罐体内壁经过精密抛光处理,粗糙度极低,便于清洁,避免物料残留。罐体的容积可根据生产需求定制,从几十升到几千升不等,满足实验室小试、中试及工业化大生产的不同场景。

  2. 搅拌乳化系统

  该系统是设备的“心脏”,直接决定了制膏的效率与质量。搅拌部分包括搅拌电机、减速机构、搅拌轴及搅拌桨,搅拌桨的类型可根据物料特性选择(如框式、锚式、螺带式等);乳化部分则由乳化电机、乳化轴及乳化头组成,高速均质乳化头的转速通常可达到1000-3000r/min,能产生强大的剪切力。部分高端设备还配备了可升降的乳化机构,可根据物料液位调整乳化头的位置,确保乳化效果均匀。

  3. 真空系统

  主要由真空泵、真空缓冲罐、真空表及真空管路组成。真空泵是核心部件,常用的有旋片式真空泵、水环式真空泵等,其中旋片式真空泵因真空度高、抽气速率稳定,被广泛应用于真空制膏机中。真空缓冲罐可有效减少真空泵工作时的压力波动,保护真空泵并提高真空系统的稳定性。

  4. 加热冷却系统

  通常采用夹套式结构,即在制膏罐的外壁与内壁之间设置夹层,通过向夹层内通入加热介质(如蒸汽、热水)或冷却介质(如冷水、冷冻水),实现对罐内物料的温度控制。夹套的设计确保了传热面积大、传热效率高,能快速将物料温度调节至工艺所需范围,且温度控制精度可达到±1℃。

  5. 控制系统

  现代真空制膏机普遍采用PLC控制系统,配合触摸屏操作界面,实现对设备各项运行参数的精准控制与实时监控。操作人员可通过触摸屏设置搅拌转速、乳化时间、真空度、物料温度等参数,系统会自动按照预设程序运行,并在出现异常情况(如真空度不足、温度超标)时发出报警信号,确保生产过程的安全与稳定。部分高端设备还支持与工厂的MES系统对接,实现生产数据的自动化采集与管理。

  6. 机架与辅助结构

  机架采用碳钢或不锈钢材质焊接而成,为设备的各个部件提供稳定的支撑,确保设备运行时的刚性与稳定性。辅助结构包括投料口、观察窗、清洗球、人孔等,投料口方便物料投入,观察窗便于操作人员实时观察罐内物料的状态,清洗球则可实现罐体内壁的自动清洗,减少人工清洁工作量,符合卫生生产要求。

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  四、突出性能优势:为何成为制膏行业首选?

  相较于传统的开放式制膏设备,真空制膏机在性能上具有显著优势,这也是其被广泛应用的核心原因,主要体现在以下几个方面:

  1. 产品质量更优

  真空环境有效避免了物料与空气的接触,减少了物料的氧化变质、色泽变化及微生物污染风险,延长了产品的保质期;同时,真空脱泡功能彻底去除了物料中的气泡,使制备出的膏体质地均匀、细腻、光泽度好,无颗粒感与气泡残留,大幅提升了产品的外观与使用体验。

  2. 生产效率更高

  高效的搅拌与乳化机构相结合,使物料能够在短时间内实现充分混合与细化,相较于传统设备,生产周期可缩短30%-50%;此外,设备的自动化程度高,操作人员只需设置好工艺参数,设备即可自动完成整个制膏过程,减少了人工干预,提高了生产效率。

  3. 工艺适应性强

  真空制膏机可根据不同物料的特性(如粘度、颗粒度、热敏性等),通过调整搅拌转速、乳化时间、温度、真空度等参数,满足多种膏状物料的制备需求。无论是高粘度的药膏、化妆品膏霜,还是低粘度的乳液、酱料,都能通过该设备实现高质量生产,适用于多个行业的不同工艺要求。

  4. 操作安全便捷

  密闭的真空环境减少了粉尘飞扬与有害气体泄漏,改善了生产车间的工作环境,保障了操作人员的身体健康;PLC控制系统与触摸屏操作界面简洁直观,操作人员经过简单培训即可熟练操作,同时设备配备了完善的安全保护装置(如过载保护、超压保护、温度保护等),确保生产过程的安全可靠。

  5. 清洁维护方便

  设备的制膏罐内壁采用精密抛光处理,且配备了自动清洗装置,清洗方便彻底,避免了不同批次物料之间的交叉污染;关键部件(如搅拌桨、乳化头)采用模块化设计,便于拆卸、清洗与维护,降低了设备的维护成本与停机时间。

  五、广泛应用领域:覆盖多行业的核心生产设备

  凭借其优异的性能,真空制膏机已广泛应用于化工、医药、食品、化妆品、日化等多个行业,成为各类膏状、糊状、乳状产品生产的核心设备,具体应用场景如下:

  1. 化妆品行业

  是化妆品生产中不可或缺的设备,用于制备面霜、乳液、精华液、面膜膏、口红膏体等产品。其真空脱泡与高效乳化功能确保了化妆品膏体细腻光滑、无气泡,提升了产品的质感与稳定性,满足了消费者对化妆品外观与使用体验的高要求。

  2. 医药行业

  用于制备药膏、软膏、糊剂、凝胶等药用膏状制剂。设备采用符合医药卫生标准的不锈钢材质,内壁光滑易清洁,避免了物料污染,同时真空环境减少了药物成分的氧化,确保了药品的疗效与安全性,符合药品生产质量管理规范(GMP)的要求。

  3. 食品行业

  适用于生产果酱、酱料(如番茄酱、辣椒酱)、巧克力酱、奶油、冰淇淋浆料等食品膏状物料。真空环境防止了食品物料在生产过程中受到微生物污染与氧化变质,保证了食品的风味与品质,同时高效的混合功能确保了食品物料的成分均匀。

  4. 化工行业

  用于制备涂料、油漆、油墨、胶粘剂、密封胶、润滑脂等化工膏状产品。其强大的乳化与混合能力确保了化工物料的成分均匀、颗粒细化,提升了产品的性能,如涂料的附着力、胶粘剂的粘结强度等。

  5. 日化行业

  用于生产牙膏、香皂膏体、沐浴露膏体、洗发水膏体、洗衣膏等日化产品。真空制膏机制备的日化产品质地细腻、无气泡,使用时泡沫丰富、易冲洗,提升了产品的使用效果与市场竞争力。

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  六、使用与维护要点:确保设备稳定高效运行

  为充分发挥真空制膏机的性能,延长设备的使用寿命,确保生产过程的安全与稳定,在设备的使用与维护过程中需注意以下要点:

  1. 使用前检查

  设备启动前,需仔细检查各部件的连接是否牢固,如搅拌轴、乳化轴与电机的连接,真空管路的密封情况等;检查真空泵的油位是否在规定范围内,冷却系统的介质是否充足;确认触摸屏控制系统的参数设置是否符合当前工艺要求,确保设备无异常后再启动。

  2. 操作规范

  物料投入时应按照工艺顺序缓慢投入,避免一次性投入过多固体物料导致搅拌卡死;在真空抽气过程中,应缓慢打开真空阀,避免罐内压力骤降导致物料飞溅;搅拌与乳化过程中,应根据物料的粘度变化及时调整转速,避免设备过载;设备运行过程中,操作人员应实时观察设备的运行状态与物料的变化,发现异常及时停机处理。

  3. 清洁维护

  每批次生产完成后,需及时对制膏罐、搅拌桨、乳化头、投料口等部件进行清洗,可利用设备的自动清洗装置进行清洗,确保无物料残留;清洗完成后,应将设备内部擦干,防止水分残留导致设备生锈;定期检查真空泵的油质与油位,油质变差或油位不足时应及时更换或补充;定期对搅拌电机、乳化电机、减速机构等运动部件进行润滑,确保其运行灵活。

  4. 故障处理

  设备运行过程中若出现真空度不足的情况,应检查真空管路是否漏气、真空泵油是否变质;若搅拌或乳化电机无法启动,应检查电源是否正常、电机是否过载;若物料温度控制不准确,应检查加热冷却系统的介质供应是否正常、温度传感器是否故障。出现故障时,应及时停机,由专业维修人员进行检修,避免强行运行导致设备损坏。

  七、结语

  真空制膏机作为膏状物料制备的核心装备,凭借其真空脱泡、高效乳化、精准控温等优异性能,为各行业的高质量生产提供了有力保障。随着工业自动化水平的不断提升与各行业对产品质量要求的日益提高,真空制膏机也在向智能化、大型化、多功能化方向发展,未来将进一步满足不同行业的生产需求,为工业生产的升级与发展贡献更大的力量。对于企业而言,合理选择、正确使用与维护真空制膏机,是提升产品竞争力、实现高效生产的关键所在。

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