CN218876397U - 一种精化产品连续式生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种精化产品连续式生产系统，涉及化妆品制造技术领域；精化产品连续式生产系统包括自动加料设备、连续管式加工器、挤出设备，还可以选择性的设置连续成型挤出工装、自动分切设备、自动包装设备、出料输送装置。本实用新型具备连续生产能力，消除了间歇工艺导致的批次间质量波动，有利于应用智能化控制系统和数字化集成，使整体工艺具备动态稳定的品质控制能力，可以得到高质量的产品；并且本发明具备随时全工艺开线与全工艺停线的灵活能力，消除不同生产周期工序之间配合产生的时间浪费与产能工序之间配合产生的物料浪费，消除预防品质异常而额外准备的浪费或由于未预防风险而造成的再次投料生产的浪费，节省资源降低成本。

Description

一种精化产品连续式生产系统

技术领域

本实用新型涉及化妆品制造技术领域，尤其涉及一种精化产品连续式生产系统。

背景技术

传统精化产品，包括化妆品、洗护用品等当前均大规模应用传统间歇式生产工艺，这种加工方式具有直观、分阶段、可各自独立运行的特点。传统精化产品大多采用混合容器(如反应釜等)为主要配料混合加工装置，其最简流程可以表达为：1.称量各组分；2.将各组分(按一定顺序)依次加入混合容器；3.在一定的温度压力条件下，在混合容器中将混合物混合一定时间；4.将混合物移出混合容器；5.将混合物进行转移和/或成型。

但是传统间歇式生产工艺存在的主要问题有：由于各阶段设备须依次间歇操作，各设备单位加工能力的不同与加工工艺周期的不同，故最低效的瓶颈阶段会限制整体工艺产能和生产节拍，造成系统浪费。并且各阶段设备软硬件并不完全相互连接，故需要分阶段进行数据采集与质量管控。以上两条传统间歇式加工工艺造成的问题基于分段工序的逻辑原理，只可能通过工艺改善和技术改进来尽量降低，但无法完全排除。

以上工序分别使用不同的加工设备，采用间歇式加工工艺实现生产。如：由于混合容器最多一次可容纳7kg物料，而称量设备最多一次可以称量5kg，加工成品一个只有0.8kg，所以生产20个产品就需要16kg料，配料4次，混合3次，成型20次。并且如果只要存在1件成品品质异常的可能，就需要增加投料和面临浪费的风险，而这些风险又会加重浪费的量和可能性。同时不可避免地会造成批次间质量差异等问题。

因此传统间歇式加工工艺在工艺稳定性和质量稳定性上都存在原理上的劣势，公告号为CN209718735U的中国专利公开了一种湿粉挤出装置，通过第一压料缸，实现自动压料的功能，将物料储存室内的物料通过出料管压至放料室内部，通过设置的第二压料缸，将传输至放料室内的物料压至挤出室内，并且通过第二压料板实现挡料功能，第二压料板两端的密封圈则防止物料逸出至第二压料板的顶部，通过设置的送料螺杆，实现物料的输送功能。但其设备功能主要是产品输送与压实而不具备混炼加工能力，其本质上仍然是传统间歇式加工工艺，无法解决传统间歇式生产工艺存在的问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的一是提供一种实现从加料至定量混料、投料，直至连续生产出质量和产能稳定的成品或半成品的精化产品连续式生产系统。

本实用新型的目的一是通过以下技术方案实现的：一种精化产品连续式生产系统，包括至少一个连续管式加工器以及自动加料设备和/或挤出设备；

所述连续管式加工器包括若干组混合段、捏合段、剪切段中的一种或多种，所述混合段、捏合段、剪切段位于自动加料设备之后，用于将物料混合加工；所述挤出设备包括单螺杆挤出机和/或往复式单螺杆挤出机。

进一步地，所述混合段包括混料腔体、混料螺杆，所述混料螺杆沿其螺旋方向开设有通孔或缺口，所述混料腔体内壁设置有阻碍物料流动的混料柱和/或突起。

进一步地，所述捏合段包括捏合腔体、捏合螺杆、捏合限位口，所述捏合螺杆与捏合限位口之间的间距可调节；

所述剪切段包括剪切腔体、剪切螺杆、剪切柱和/或突起。剪切段根据实际应用的需求可以与混合段、捏合段进行融合设计：通过调整螺纹密度、螺纹与柱子和/或突起的间隙，可以增加或降低混合段、捏合段的剪切效应，同步的可以降低或增加混合段、捏合段的输送能力。输送能力越强，剪切效应相应的越弱。通过对混合段、捏合段、剪切段的分离或融合设计，可以适应更加多样性的工艺要求。

进一步地，所述自动加料设备包括液体加料装置或固体加料装置；

所述液体加料装置与固体加料装置包括进料输送器、自动计量投料器，所述自动计量投料器包括投料部、投料控制部。

进一步地，所述液体加料装置的进料输送器包括管道；

所述液体加料装置的投料控制部包括阀门，所述阀门用于控制液体物料的流量、流速。

进一步地，所述固体加料装置的进料输送器包括传送带；

所述固体加料装置的投料控制部包括失重称，所述失重称内搭载稳定落料控制系统和失重称传感器。

进一步地，所述挤出设备还包括连续成型挤出工装。

进一步地，所述系统还包括自动分切设备、自动包装设备、出料输送装置中的一种或多种。

进一步地，所述精化产品连续式生产系统还包括若干监控传感器，所述监控传感器设置于精化产品连续式生产系统的各设备中，用于收集各设备中物料的流动速度、温度、压力、压强、粘度、熔融指数、PVT系数、密度、硬度、弹性模量、泊松比、组成比例、分散性、含水量、填充量、发泡率、孔隙率、颜色、光泽、透明度、折射率、电导、电阻、电阻系数、介电常数、介电损耗、热导率、比热容、热膨胀系数、收缩率中的一种或多种信号。

通过测量系统中某处的流动速度、温度、压力、压强、粘度等加工过程性能，其中流动速度优选重量流速或体积流速，温度可以为加热器处温度也可以是料体温度，压力大会损坏设备，且连续状态可能失稳，粘度过大会损坏设备，不易加工，难以流动，便于监控连续生产状态，反馈信号，使整体工艺自动调节平稳。

通过测量系统中物料的熔融指数(物料在特定温度压力管径下的流速)、PVT系数(物料的压强、体积、温度三个参数的变化关系)、密度(物料单位体积质量)、硬度(物料抵抗刺入的能力)、弹性模量(物料在一定拉力下与发生尺寸变化的比例)、收缩率(物料冷却变硬过程中尺寸收缩的比例)、泊松比(物料被纵向拉伸尺寸变化与横向尺寸收缩变化的比例)等所制材料的后续加工参数，便于在生产过程中获得后续需要检测的性能，提高检测效率和检测及时性，提高产品质量控制能力。

通过测量系统中物料的组成比例(物料中各组成部分间的比例)、分散性(物料中各组成部分间的均匀性)、含水量(物料中水含量)、填充量(物料测量时不融化部分的比例)、发泡率(物料测量时内部包含气泡的体积比例)、孔隙率(物料测量时内部包含空隙的体积比例)等所制材料的质量性能，加料的配比只有稳态工艺才能确保出料配比，当填充物流的慢，就会慢慢积累在某处阻塞，生产出来的材料也无法到达指标，还可以获得有控制的添加气体形成发泡，不受控的产生裂缝情况，便于监控物料加工的质量好坏，及时调整工艺以保证质量。

通过测量系统中所制材料的颜色、光泽、透明度、折射率等所制材料的外观参数，便于在线测量外观并反馈系统可以动态管控材料外观质量，方便配色。通过测量系统中所制材料的电导、电阻、电阻系数、介电常数(隔绝无线电能力的参数)、介电损耗(无线电穿透能量损耗的参数)，便于监控产品电性能。通过测量系统中所制材料的热导率、比热容、热膨胀系数，便于监控产品热性能。

进一步地，所述系统还包括中心控制装置，所述中心控制装置与监控传感器、自动加料设备、连续管式加工器、挤出设备以及连续成型挤出工装、自动分切设备、自动包装设备、出料输送装置电连接或无线连接。

传统精化产品，包括化妆品、洗护用品等当前均大规模应用传统间歇式生产工艺，这种加工方式具有直观、分阶段、可各自独立运行的特点。本发明通过合理利用与精密的数字化管理具备实现精化产品连续高质量生产加工的可能性。

本实用新型具有能够实现精化产品连续生产的能力。该精化产品连续式生产新工艺可以实现从加料至定量混料、投料，直至连续生产出质量和产能稳定的成品或半成品，不但可以全时段在线监控各环节工艺参数，输出实时数据，还可以动态调节各环节工艺条件，甚至随时开机启动、随时全线停止。在具备高度连续自动化能力的同时具备高度的生产灵活性。是将精化产品制造业从传统制造推进到智能制造的一个创举。

本实用新型中可为精化产品连续式生产系统配备失重称设备，失重称中包含高精度的稳定落料控制系统，用以保证入料时原材料可以均匀连续的进入单螺杆挤出机。可以在失重称上配备连续输送系统，以持续不断的向失重称中加入料，保证失重称内始终有合适量的原材料。也可以有一个或多个失重称，分别从精化产品连续式生产系统的相同或不同的螺杆位置处加料。同时失重称内的传感器可以实施记录和反馈加料速度信息、温度信息等工艺条件，由中心控制装置执行调节。

同样的，连续式生产系统中也布置有众多的温度、压力、转速等传感器，这些信息也记录并反馈到中央控制系统。各种原材料在经过连续式生产系统的加工后形成一定均匀程度的混合物料，混合物料在螺杆压力的作用下由挤出设备出料口连续挤出。本案可以为挤出设备的出料口配备可调节温度的连续成型挤出工装，让混合物料以固定的形态，如：丝状、柱状、粒状等，连续输出成品或半成品。如果混合物料以不间断的形态连续输出可以设置周期性的自动分切设备实现连续分切成型与灌装，如果混合物料以离散的形态连续输出可以设置周期性的收纳设备实现连续灌装。最后可以为灌装输出的成品和半成品配备自动包装设备、出料输送装置，实现最终产品的连续产出。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型的精化产品连续式生产系统通过自动加料设备、连续管式加工器、挤出设备以及连续成型挤出工装、自动分切设备、自动包装设备、出料输送装置中的一种或多种，具备连续生产能力，将不同工序整合为一个连续工艺过程，消除了间歇工艺导致的批次间质量波动，由于将不同工序整合为一个连续工艺过程，有利于应用智能化控制系统和数字化集成，由于取消了各自不同的生产产能与生产周期的工序的独立性，使整体工艺具备动态稳定的品质控制能力，得到高质量的产品；

(2)本实用新型的精化产品连续式生产系统具备随时全工艺开线与全工艺停线的灵活能力，消除不同生产周期工序之间配合产生的时间浪费，消除不同产能工序之间配合产生的物料浪费，消除由于预防成品品质异常风险而需要额外准备的浪费或由于未预防成品品质异常而未额外准备物料而造成的再次投料生产的浪费，便于节省资源降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例1精化产品连续式生产系统的示意图；

图2为本发明实施例1精化产品连续式生产系统的系统框图；

附图标记：1、自动加料设备；11、液体加料装置；12、固体加料装置；13、投料部；14、投料控制部；2、连续管式加工器；3、挤出设备；4、连续成型挤出工装；5、自动分切设备；6、自动包装设备；7、出料输送装置；8、监控传感器；9、中心控制装置。

具体实施方式

以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。本文中的“远段”、“远端”、“近段”和“近端”中的“远”和“近”是相对于操作者的位置来讲，即靠近操作者为“近”，远离操作者为“远”。

对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开，下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明：

本实施例涉及一种精化产品连续式生产系统，包括至少一个连续管式加工器2以及自动加料设备1和/或挤出设备3。在一个具体的实施例中，如图1所示，包括三个自动加料设备1、连续管式加工器2、挤出设备3。连续管式加工器2包括混合段、捏合段、剪切段，其中混合段、捏合段、剪切段设置于两个自动加料设备1之后，用于将多种原料复合共混；连续管式加工器2、挤出设备3包括单螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机，可以根据需要进行选择搭配。往复式单螺杆挤出机包括但不限于布斯捏合机。

在一个具体的实施例中，混合段包括混料腔体、混料螺杆，混料螺杆沿其螺旋方向均匀开设有通孔或缺口，混料腔体内壁设置有混料柱阻碍物料流动的混料柱和/或突起，用于使多用原料充分混合，混料柱与混料螺杆不可干涉。捏合段包括捏合腔体、捏合螺杆、捏合限位口，捏合螺杆与捏合限位口之间的间距可调节。

自动加料设备1包括液体加料装置11或固体加料装置12，具体的，三个自动加料设备1包括两个固体加料装置12和一个液体加料装置11。

液体加料装置11与固体加料装置12包括进料输送器、自动计量投料器，自动计量投料器包括投料部13、投料控制部14。液体加料装置11的进料输送器包括管道；液体加料装置11的投料部13包括阀门，阀门用于控制液体物料的流量、流速。

投料控制部14包括失重称，失重称位于连续管式加工器2上方或侧面，失重称内搭载高精度的稳定落料控制系统和失重称传感器。固体加料装置12的进料输送器包括传送带。

固体加料装置12的投料部13包括料斗与设置于料斗中部的下料螺杆，下料螺杆用于控制下料速率。

另外的一个实施例中，精化产品连续式生产系统还包括连续成型挤出工装4、自动分切设备5、自动包装设备6、出料输送装置7、若干监控传感器8、中心控制装置9，监控传感器8设置于系统的各设备中，用于收集各设备中物料的流动速度、温度、压力信号，中心控制装置9与监控传感器8、自动加料设备1、连续管式加工器2、挤出设备3以及连续成型挤出工装4、自动分切设备5、自动包装设备6、出料输送装置7电连接或无线连接。

传统精化产品，包括化妆品、洗护用品等当前均大规模应用传统间歇式生产工艺，这种加工方式具有直观、分阶段、可各自独立运行的特点。本发明通过合理利用与精密的数字化管理具备实现精化产品连续高质量生产加工的可能性。

本发明实现精化产品连续生产的能力。该精化产品连续式生产新工艺可以实现从加料至定量混料、投料，直至连续生产出质量和产能稳定的成品或半成品，不但可以全时段在线监控各环节工艺参数，输出实时数据，还可以动态调节各环节工艺条件，甚至随时开机启动、随时全线停止。在具备高度连续自动化能力的同时具备高度的生产灵活性。是将精化产品制造业从传统制造推进到智能制造的一个创举。

本案中可为精化产品连续式生产系统配备失重称设备，失重称中包含高精度的稳定落料控制系统，用以保证入料时原材料可以均匀连续的进入单螺杆挤出机。可以在失重称上配备连续输送系统，以持续不断的向失重称中加入料，保证失重称内始终有合适量的原材料。也可以有一个或多个失重称，分别从精化产品连续式生产系统的相同或不同的螺杆位置处加料。同时失重称内的传感器可以实施记录和反馈加料速度信息、温度信息等工艺条件，由中心控制装置9执行调节。

同样的，连续式生产系统中也布置有众多的温度、压力、转速等传感器，这些信息也记录并反馈到中央控制系统。各种原材料在经过连续式生产系统的加工后形成一定均匀程度的混合物料，混合物料在螺杆压力的作用下由挤出设备3出料口连续挤出。本案可以为挤出设备3的出料口配备可调节温度的连续成型挤出工装4，让混合物料以固定的形态，如：丝状、柱状、粒状等，连续输出成品或半成品。如果混合物料以不间断的形态连续输出可以设置周期性的自动分切设备5实现连续分切成型与灌装，如果混合物料以离散的形态连续输出可以设置周期性的收纳设备实现连续灌装。最后可以为灌装输出的成品和半成品配备自动包装设备6、出料输送装置7，实现最终产品的连续产出。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种精化产品连续式生产系统，其特征在于，包括至少一个连续管式加工器(2)以及自动加料设备(1)和/或挤出设备(3)；

所述连续管式加工器(2)包括若干组混合段、捏合段、剪切段中的一种或多种，所述混合段、捏合段、剪切段位于自动加料设备(1)之后，用于将物料混合加工；所述挤出设备(3)包括单螺杆挤出机和/或往复式单螺杆挤出机。

2.根据权利要求1所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述混合段包括混料腔体、混料螺杆，所述混料螺杆沿其螺旋方向均匀开设有通孔或缺口，所述混料腔体内壁设置有阻碍物料流动的混料柱和/或突起。

3.根据权利要求1所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述捏合段包括捏合腔体、捏合螺杆、捏合限位口，所述捏合螺杆与捏合限位口之间的间距可调节。

4.根据权利要求1所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述自动加料设备(1)包括液体加料装置(11)或固体加料装置(12)；

所述液体加料装置(11)与固体加料装置(12)包括进料输送器、自动计量投料器，所述自动计量投料器包括投料部(13)、投料控制部(14)。

5.根据权利要求4所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于：所述液体加料装置(11)的进料输送器包括管道；

所述液体加料装置(11)的投料控制部(14)包括阀门，所述阀门用于控制液体物料的流量、流速。

6.根据权利要求4所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述固体加料装置(12)的进料输送器包括传送带；

所述固体加料装置(12)的投料控制部(14)包括失重称，所述失重称内搭载稳定落料控制系统和失重称传感器。

7.根据权利要求1所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述挤出设备(3)还包括连续成型挤出工装(4)。

8.根据权利要求7所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述系统还包括自动分切设备(5)、自动包装设备(6)、出料输送装置(7)中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述精化产品连续式生产系统还包括若干监控传感器(8)，所述监控传感器(8)设置于精化产品连续式生产系统的各设备中，用于收集各设备中物料的流动速度、温度、压力、压强、粘度、熔融指数、PVT系数、密度、硬度、弹性模量、泊松比、组成比例、分散性、含水量、填充量、发泡率、孔隙率、颜色、光泽、透明度、折射率、电导、电阻、电阻系数、介电常数、介电损耗、热导率、比热容、热膨胀系数、收缩率中的一种或多种信号。

10.根据权利要求9所述的精化产品连续式生产系统，其特征在于，所述系统还包括中心控制装置(9)，所述中心控制装置(9)与监控传感器(8)、自动加料设备(1)、连续管式加工器(2)、挤出设备(3)以及连续成型挤出工装(4)、自动分切设备(5)、自动包装设备(6)、出料输送装置(7)电连接或无线连接。

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