真空均質乳化機清洗后干燥流程的優化

李海軍，韓澤楷，章金宇，倪 麗

（云南白藥集團健康產品有限公司，云南昆明 650216）

1 背景和意義

真空均質乳化機是日化產品膏體制備過程的核心設備，在生產不同的品種前或到了清潔周期，都必須對設備進行清洗、消毒，同時，為了防止微生物的污染，需要等到設備干燥以后才能再次使用。對于連續作業的工廠而言，設備的清潔是一個非常必要且頻繁的操作，清潔各環節所消耗的時間直接關系到整個膏體制備的有效時間，對企業而言清潔時間太長就意味著成本的增加。因此，縮短真空均質乳化機的清潔時間就非常有價值。

在真空均質乳化機的整個清潔流程中，為了保證清洗的效果，不留污跡、死角，對設備的直接清洗時間往往很難壓縮，但是清洗、消毒后的干燥時間相比較就容易控制，風險較小。

本文通過Minitab 軟件對生產測量數據進行分析統計，找出工藝流程中存在的問題，為提高改進方法提供理論依據。

2 真空均質乳化機清洗現狀

新工廠真空均質乳化機的頂部安裝有5 根支管，分別連接在5 種不同液料的主管道上，香精則是通過泵輸送到香精罐后再進入到真空均質乳化機內。在生產過程中，支管進完液料后是空管狀態，為了防止管道與設備間的交叉污染，5 根支管和香精管路（包含泵及香精罐）是與真空均質乳化機作為一個整體同時清洗、消毒。

為了保證真空均質乳化機清洗效果的穩定及效率，系統采用在線清洗、在線消毒的方式，采用SIEMENS 的Batch 軟件控制整個清洗消毒的流程。當清洗水檢測合格后，采用不低于90 ℃的熱水對真空均質乳化機及連接的6 根液料管路循環消毒15 min，然后用滅菌空氣吹掃所有管路、盡量將管壁吹干，最后用真空對設備及管路進行蒸發干燥（香精管路由于其設備的特殊性，不能進行真空干燥），完成整個清潔流程。

與真空均質乳化機連接的6 根液料支管中，香精管路（包含泵及香精罐）最復雜，并且沒有真空干燥步驟，只能通過氣吹的方式進行干燥，同時也是所有管路中干燥時間最長的管路，所以方案設計就以縮短香精管路的氣吹時間為出發點（圖1）。

圖1 氣吹管道流程

3 清洗存在的問題

研究收集了一段時間內不同真空均質乳化機26 次的香精管路氣吹時間，使用Minitab 軟件對數據進行正態性檢驗、I-MR 分析（圖2）、過程能力分析（圖3）。正態性檢測中P 值為0.245，大于0.05，可見改進前的氣吹時間符合正態分布；UCL-LCL=190.7 差值較大，并且有值超出上邊界的情況，系統所需時間不穩定；CPK 值為0.36，大于0.67，過程能力不足，計算得改進前的氣吹時間西格瑪水平為0.43σ，數據波動差異較大，數據分較為分散，需要進行改進。

圖2 改進前氣吹時間概率圖和I-MR 控制圖

圖3 改進前氣吹時間過程能力分析報告（時間單位/min）

4 改進方法

在實際安裝中6 根液料管路的管徑、長度、結構并不相同，導致氣吹時，滅菌空氣分配不均，吹干6 根管路所需的時間波動范圍較大。通過對干燥流程的梳理和現有功能的分析，確定從以下3 個關鍵因素入手改進方案。

（1）原有的功能中香精管路的氣吹不是獨立的功能，運行時會與其他液料支管的閥門聯動，為了防止相互干擾，增加香精管路獨立氣吹的功能（圖4）。

圖4 香精管路氣吹功能流程

（2）對6 根液料支管依次進行氣吹，每一步都可以設置獨立的時間控制，經過多次的測試檢驗，將香精管路吹10 min 能保證管壁內沒有液體殘留（圖5）。

圖5 氣吹時間及流程

（3）香精管路結構比較復雜，積水點比較多，系統在一開始氣吹其他管路時，就打開香精管路的排地閥門，將管道內的殘留熱水盡可能多地排走（圖6）。

圖6 香精管路排水

按改進后的方案進行干燥測試，利用Minitab 軟件對此后一段時間內的26次不同真空均質乳化機的香精管路干燥時間進行相同的數據分析（圖7、圖8）：由正態性檢測中P值為0.071、大于0.05，可見改進后的香精管路氣吹時間符合正態分布；UCL-LCL=7.872 差值較小且所有數據均在范圍內，系統所需時間穩定，波動范圍較小；過程控制CPK 值為1.10、大于0.67，較改進前的0.36 有較大改善；西格瑪水平從0.43σ 提高到2.96σ，比改進前數據波動大幅降低，數據分布集中，控制穩定性顯著提高；香精管路氣吹干燥時間從原來的161 min 下降到10 min，縮短了151 min，改善后的效果顯著（表1）。

表1 香精管路改進前后數據比較

圖7 改進后氣吹時間概率圖和I-MR 控制圖

圖8 改進后氣吹時間過程能力分析報告（時間單位/min）

5 結束語

本次設計對真空均質乳化機干燥流程的更改，不但滿足對設備的清潔要求，還大大縮短清洗后的干燥時間。之前由于干燥時間范圍大，操作人員經常需要調整氣吹時間，增加了操作的困難度，還容易出錯。改進后的系統，氣吹時間可以固定，整個消毒、干燥過程都由配方自動執行完成，增加了系統的可控性、穩定性。改進的方案提高了真空均質乳化機的利用率，降低了企業的生產成本。