소비자 케어 제품의 충전 라인 최적화를 위한 인라인 점도 모니터링

---

내용의 표

• 1. 소개
• 2. 소비자 케어 제품의 충전 라인
• 2.1 주요 응용 분야
• 2.2 소비자 케어 제품의 충전 라인에서 점도와 밀도의 중요성
• 2.3 생산/응용 프로세스
• 3. Rheonics Type-SR 인라인 센서 개요
• 3.1 위생인증
• 4. 권장 설치
• 4.1. 기계 설치 시 고려 사항
• 4.1.1. SRV 및 SRD 설치 요구 사항
• 4.1.2. SRD 추가 설치 요구 사항
• 4.2. 일반적인 솔루션 Rheonics
• 5. 프로세스 조건 및 모범 사례
• 6. 참조

케어 제품 제조업체는 제품 일관성, 소비자 안전, 그리고 규제 준수를 위해 제형 및 포장의 정밀성을 요구합니다. 충전 라인은 이러한 공정의 핵심이며, 다양한 점도의 제품 취급, 조제 중 거품 발생이나 뭉침 현상 방지, 그리고 다양한 포장 형태에 따른 정확한 순 함량 유지 등 다양한 과제에 직면합니다.

원료 및 최종 제품의 점도 및 밀도 변동성, 온도 민감도, 그리고 공정 중 배치 간 안정성은 생산을 더욱 복잡하게 만듭니다. 일반적으로 기존의 실험실 기반 샘플링 방법이 사용되지만, 이러한 방법은 유체 특성의 실시간 변화를 포착하지 못하는 간헐적인 통찰력을 제공합니다. 반면, 인라인 측정은 공정에 대한 지속적이고 실시간 가시성을 제공하여 제어 대응 속도를 높입니다.

Rheonics 센서는 측정 정확도를 넘어 효율성, 신뢰성, 비용 절감을 개선하여 소비자 케어 충전 라인에 상당한 운영적, 경제적 이점을 제공합니다.

• 소비자 케어 제품의 점도, 일관성, 밀도, 농도, 온도를 정확하게 측정합니다.

• 고압 및 고온 조건에서도 안정적인 성능을 제공합니다.

• CIP 호환 및 EHEDG 인증, 위생적인 ​​프로세스 연결 등 Tri-Clamp, 바린라인 등.

• Profinet, Modbus, Ethernet/IP, 4~20mA 출력 등을 통해 PLC/DCS 시스템과 쉽게 통합할 수 있습니다.

• 공장에서 교정이 완료되어 모든 유체에 적합하며 재교정이 필요 없습니다.

• 생산 라인의 효율성을 개선하고, 제품 낭비와 불량 배치를 줄이며, 첫 해 안에 센서 투자를 상쇄합니다.

샴푸, 로션, 크림, 젤, 치약과 같은 케어 제품은 정밀한 생산 관리가 필요합니다. 이러한 제품의 충전 라인은 점도 및 밀도와 같은 유동학적 특성을 정밀하게 제어해야 합니다. 이를 통해 포장 및 품질 관리 과정에서 제품의 안정성과 일관된 용량을 확보할 수 있습니다.

이러한 제품은 액체와 반고체의 두 가지 주요 그룹으로 분류할 수 있으며, 병, 파우치, 튜브, 항아리, 에어로졸과 같은 다양한 유형의 포장재에 채워질 수 있습니다.

각 카테고리 그룹의 제품은 서로 다른 제조 기술을 필요로 하는 고유한 유형의 포장이 필요합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

단단한 용기(병, 디스펜서, 항아리)

일반적으로 플라스틱으로 만들어지며, 때로는 유리로 만들어지기도 하는 이 용기는 묽은 액체나 크림 타입 제품(예: 샴푸, 컨디셔너, 액체 세제, 액체 비누, 구강 청결제, 크림, 로션)에 가장 일반적으로 사용됩니다. 일반적인 충전 방법으로는 중력, 오버플로, 피스톤, 점진적 공동 펌프 또는 진공 충전이 있습니다.

사셰(유연한 파우치)

액상 및 크림형 제품에도 흔히 사용되지만, 경제적이고 간편한 포장 방식으로 대량 생산 시장에서 인기가 높습니다. 이러한 제품에는 성형-충전-밀봉(FFS) 방식이나 계량 펌프가 장착된 파우치 충전 시스템과 같은 다양한 충전 공정이 필요합니다.

튜브

치약, 젤, 연고, 크림과 같은 반고체 제품에 흔히 사용됩니다. 튜브는 보통 플라스틱이나 알루미늄으로 만들어지며, 피스톤이나 펌프 필러로 내용물을 채운 후 밀봉합니다.

스프레이 캔(에어로졸, 분무형 프레젠테이션)

데오도란트, 면도 폼, 헤어 스프레이, 그리고 일부 스킨케어 제품에서 발견됩니다. 이러한 제품들은 액상 제형과 추진제(압축 가스 또는 액화 가스)를 모두 취급해야 합니다.

점도는 유체의 흐름 저항을 측정합니다. 소비자 관리용 충전 분야에서 점도는 제품이 라인을 따라 이동하는 방식, 토출 정확도, 그리고 포장 청결도에 영향을 미칩니다.

• 충전 정확도 및 분배 정밀도: 점도는 제품이 노즐을 통해 원활하게 흐르는지, 아니면 늘어짐, 떨어짐, 튀는 등의 문제가 발생하는지를 결정합니다.

• 제품 안정성 및 유통기한: 적절한 점도는 에멀젼과 현탁액이 안정적으로 유지되도록 돕고, 상 분리, 침전 또는 질감 저하를 방지합니다.

밀도는 단위 부피당 재료의 질량을 나타냅니다. 소비자 관리용 충전 분야에서 밀도는 제품 일관성, 포장 준수, 그리고 제형 품질과 직접적인 관련이 있습니다.

• 순 내용량 관리: 밀도는 부피 대 질량 비율에 영향을 미쳐, 용기가 명시된 중량 또는 부피 요건을 충족하고, 과부족이나 과충전을 방지합니다.

• 제형 일관성: 밀도의 변화는 원재료 비율의 편차, 온도 효과 또는 제품 성능을 변경할 수 있는 공정 불안정성을 나타낼 수 있습니다.

모든 충전 공정은 믹서 또는 조제 탱크에서 시작됩니다. 생산 후 적절한 혼합 및 균질화를 유지하기 위해 제품이 조제되거나 보관됩니다. 이 단계에서 밀도와 점도를 모니터링하면 제품 균일성을 보장하는 데 도움이 되며, 이는 후속 충전 품질과 배치 일관성에 직접적인 영향을 미칩니다. 여기에서 혼합물은 다양한 충전 공정으로 이송될 수 있습니다. 일반적으로 제품은 먼저 완충 탱크로 펌핑되며, 이송 라인을 따라 또는 완충 탱크 자체에 센서를 설치하여 충전 전 최종 제품을 모니터링할 수 있습니다.

중력 충전 및 오버플로우 충전 공정의 경우 (그림 7)완충 탱크 또는 이송 라인에 센서를 설치하여 충진 전 제품 상태를 모니터링하고, 제품이 충진 라인 전체에서 적절한 유동성을 유지하는지 확인할 수 있습니다. 이를 통해 반복 가능한 배치 성능을 보장하고, 흐름 불일치로 인한 배치 실패 위험을 줄일 수 있습니다.

에어로졸 및 FFS(Form-Fill-Seal) 충전 공정용 (그림 8)충전 노즐 상류에 센서를 설치하여 제품이 주입에 적합한 상태를 유지하는지 확인할 수 있습니다. 이 단계에서 모니터링을 수행하면 노즐 막힘이나 제품 과충전 또는 미충전을 방지하여 파우치와 스프레이 캔의 적정 순중량 충전을 보장할 수 있습니다.

우리는 또한 반고체나 페이스트와 같은 고점도 유체를 포함하는 공정을 접하게 되는데, 여기에는 치약, 젤, 연고, 크림 등이 포함되며 이러한 제품은 일반적으로 튜브에 포장됩니다. (그림 9)이 공정은 압출 시스템에 더 가깝습니다. 즉, 제품을 먼저 호퍼에 넣은 후, 도징 피스톤 펌프를 통해 튜브에 재료를 주입한 후 밀봉합니다. 이 방식에서는 제품 공급 라인이나 호퍼에 센서를 설치하여 제품 상태를 모니터링하고 주입 노즐을 통한 적절한 유동성을 확보할 수 있습니다. 또는, 센서를 주입 라인 자체에 설치할 수도 있지만, 이는 제품이 단시간 단위 충전 사이클이 아닌 연속 공정으로 주입되는 경우에만 실용적입니다.

Rheonics SR형 센서(SRV 및 SRD)는 공정 모니터링 및 제어를 위해 점도, 밀도 및 온도를 연속적으로 인라인 방식으로 측정합니다. SRV는 점도와 온도를 측정하도록 설계되었으며, SRD는 측정에 밀도를 추가합니다.

이 센서는 공장에서 교정되어 작동 수명 동안 재교정이 필요하지 않습니다. 그러나 고객은 품질 관리의 일환으로 해당 산업에서 사용되는 계측기에 대한 교정 또는 검증을 요구할 수 있습니다. 필요한 경우 특정 기준에 맞추기 위해 선택적으로 재조정 또는 오프셋 보정을 수행할 수 있습니다.

모든 센서는 공장에서 교정되어 있으며, 재교정 없이도 사용 수명 기간 동안 사용할 수 있습니다. 그러나 일부 산업에서는 품질 관리 절차의 일환으로 검증 또는 교정을 요구할 수 있습니다. 또한, 특정 기준 표준에 맞춰 재조정 또는 오프셋 보정을 적용할 수 있습니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 현장 및 공장에서 인라인 공정 점도계 SRV 교정.

Rheonics 센서는 특허 기술인 균형 비틀림 공진기(BTR)를 사용합니다. 이 기술은 다른 기술에 비해 탁월한 장점을 제공합니다. 센서는 작고 가벼우며 외부 진동에 강합니다.

Rheonics SRV 및 SRD 센서는 소비자 케어 제품 충진 라인에서 검증된 솔루션입니다. 점도와 밀도를 실시간으로 측정하여 샴푸, 로션, 크림, 젤, 에어로졸과 같은 제품이 충진 공정 전체에서 일관된 흐름 특성을 유지하도록 보장합니다. 지속적인 인라인 모니터링은 배치 간 균일성을 향상시키고, 제품 낭비를 최소화하며, 전반적인 충진 라인 효율성과 신뢰성을 향상시킵니다.

기본적으로, Rheonics Type-SR 프로브는 위생적인 ​​기계 설계로 제작되어 위생적인 ​​용도에 적합합니다. 필요한 경우 3-A 및 EHEDG와 같은 공인 기관의 인증을 획득하여 공급될 수도 있습니다.

자세한 내용은 방문 Rheonics 위생적이고 위생적인 ​​설비.

두 가지 모두에 적용되는 특정 설치 측면을 강조하는 것이 중요합니다. Rheonics 센서, SRV 및 SRD. 각 모델에 관계없이 모든 모델에서 동일한 공진기 설계를 공유하며, 적절한 설치는 프로브 감지 영역(빨간색으로 표시된 영역)의 올바른 위치에 따라 달라집니다. 그림 13). 주요 내용은 다음과 같습니다.

• 해당 지역에는 침전물이나 장애물이 없어야 합니다.

• 해당 부위는 관심 있는 유체에 완전히 잠겨야 합니다.

위의 두 가지 주요 요구 사항 외에도 SRD 센서에는 두 가지 추가 고려 사항이 있습니다.

• 유체와 외부 환경의 온도 구배가 15°C 이상일 때 열 안정성을 유지합니다. (SRD에만 해당, 자세한 내용은 여기를 참조하세요.) 고밀도 정확도를 위한 SRD의 온도 균형 유지)

• 감지 팁을 유체 흐름 방향에 맞춰 정렬합니다. 그림 14. (SRD에만 해당, 자세한 내용은 여기를 참조하세요: SRD 유체단 방향)

이러한 조건은 다음 기사에서 더 자세히 검토할 수 있습니다. SRV 및 SRD 적합 설치.

The Rheonics Type-SR 센서는 모듈식의 컴팩트한 디자인으로 적용 조건에 따라 다양한 구성으로 구현할 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

FET-XXT: Tri-Clamp 엘보 티

고점도 유체 또는 미크론 단위 이상의 입자 크기를 사용하는 경우 엘보 설치가 권장됩니다. 이러한 경우, Rheonics FET를 제공합니다(참조 그림 15), 위생적인 Tri-Clamp 센서가 올바르게 설치되도록 짧은 포트가 있는 엘보 티.

FET는 다음을 위해 설계되었습니다. SRV-X3 SRD-X3, 짧은 버전 센서 Tri-Clamp 연결. 다양한 크기(1.5인치, 2인치, 3인치, 4인치 등)로 제공되며 프로브용 클램프와 클램프 씰이 함께 제공됩니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. FET-XXT.

HPT-12G: HPHT 위생 유동 셀

작은 파이프라인이나 호스 설치와 관련된 위생적인 ​​응용 분야의 경우 Rheonics HPT-12G를 제공합니다(참조 그림 16). 이 유동 셀은 고압, 고온 공정을 위해 설계되었으며 나사산 공정 연결을 사용하여 센서를 엘보 구성으로 배치합니다.

HPT-12G는 다음 제품과만 호환됩니다. SRV-X1-12GG 1/2인치 나사산 연결부를 특징으로 합니다. 이는 CIP/SIP 호환성을 갖춘 안정적인 위생 밀봉을 보장하여 위생적인 ​​용도에 이상적입니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. HPT-12G.

Type-SR 센서용 위생용 웰돌렛 및 페룰

파이프라인, 탱크 벽 또는 바닥에 수직으로 설치하는 것은 가장 일반적인 설치 방식 중 하나입니다. 이는 일반적으로 용접 포트를 통해 이루어집니다. 위생적인 ​​용도의 경우, Rheonics 두 가지 모두에 대한 전담 솔루션을 제공합니다. Tri-Clamp 및 G 1/2” 공정 연결. 이러한 경우, 표준 페룰에 비해 짧은 페룰을 사용하면 감지 요소의 적절한 침수가 보장됩니다(참조 그림 17).

WFT-15T(참조 그림 18)는 위생적입니다 Tri-Clamp 센서용으로 설계된 웰돌렛 Tri-Clamp 공정 연결부. 위생적인 ​​환경에서 감지 요소의 안정적이고 위생적인 ​​밀봉과 적절한 침수를 보장합니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. WFT-15T.

HAW-12G-OTK(참조 그림 19)는 G 1/2인치 나사산 연결부를 가진 센서용으로 설계된 위생 어댑터 웰돌렛입니다. 위생적인 ​​용도에 안전하고 위생적인 ​​밀봉과 적절한 침수를 제공합니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. HAW-12G-OTK.

소비자 케어 제품 생산 라인에 대한 몇 가지 중요한 고려 사항은 다음과 같습니다.

세척 프로세스 및 CIP/SIP 절차

소비자 케어 제품 충전 라인에서 로션, 크림, 젤과 같은 점성 물질의 침전물이 SRV 또는 SRD의 감지 표면에 점차 쌓일 수 있습니다. 프로브를 정기적으로 검사하고 청소하면 침전물 축적을 방지하고 안정적이고 신뢰할 수 있는 측정을 보장하는 데 도움이 됩니다. 적절한 세척 방법에 대한 지침은 다음에서 제공됩니다. 청소 방법 Rheonics 조사?.

두 센서 모두 위생적인 ​​설계로 제작되어 CIP(Clean-in-Place) 및 SIP(Sterilize-in-Place) 시스템에 통합하기에 적합합니다. 선택적으로, Rheonics 위생 인증도 받았습니다.

입자와 거품

Rheonics 센서는 미크론 단위의 연성 입자에도 견고하며, 측정 신뢰도에 미치는 영향은 최소화합니다. 센서 전자 장치는 작은 교란은 자동으로 걸러내지만, 큰 입자는 간헐적으로 스파이크나 노이즈를 유발할 수 있으며, 이는 데이터 평가 시 고려해야 합니다.

버블과 관련하여 두 모델 간의 성능은 다릅니다. SRV 거품이 있는 유체에서도 안정적인 점도 측정값을 유지합니다. SRD점도와 밀도를 모두 측정하는 는 연행 공기에 더 민감합니다. SRD에 높은 기포 농도를 사용하는 것은 밀도 정확도를 저하시킬 수 있으므로 권장하지 않습니다.

움직이는 부품 및 장애물

패들, 교반 암 또는 기타 기계식 교반기를 사용하는 혼합 또는 처리 탱크에서는 SRV 또는 SRD 센서를 움직이는 부품과 적절한 간격을 두고 배치하는 것이 중요합니다. 적절한 간격은 물리적 간섭을 방지하고 기계적 손상 위험을 줄이며 양호한 측정 조건을 보장합니다.

[1] Plastek Group. “개인 관리 포장”.

[2] Accutek Packaging. “오버플로우 충전”.

[3] 인디아마트 “자동 파우치 포장기”.

[4] TWP. “튜브 밀봉 유형”.

[5] Bratney. “관형 형태 충전 밀봉 기술의 증가”.

[6] 일류 기계. "에어로졸 충전 라인".

관련 기사를 더 읽어보세요:

인라인 점도 관리로 액체 포장, 충전 작업 최적화