合作项目介绍

麻省理工学院合作项目-

关于精细化工搅拌设备的流体力学

课题项目

无锡意凯自动化技术有限公司

2016年10月20日

一、公司概况：

过去18年，意凯抓住中国改革开放和制造业高速发展带来的历史机遇，坚持以客户为中心，以奋斗者为本，基于客户需求持续创新，赢得了客户的尊重和信赖，从一家立足于无锡，初始资本只有50万人民币的小微企业，稳健成长到拥有无锡意凯自动化技术有限公司、广州市佳诺机械设备有限公司、无锡市佳诺商贸有限公司三家子公司，成为一家集研发设计、生产制造、销售服务于一体的技术创新企业。如今，我们的乳化设备、灌装设备和无菌设备以及整体解决方案已应用于全球100多个国家和地区。作为国内精细化工设备的领军企业，我们为制药、日用化工、食品生产和化工等企业提供有竞争力的生产解决方案和服务。我们坚持专业、专注、全心服务的企业理念，以客户需求和前沿技术驱动企业创新，使公司始终处于行业前沿，引领行业的发展。我们每年将销售收入的10%以上投入研发，组建了一支由本科生、研究生、外籍专家和高级工程师构成的科研团队，具有卓越的设计研发能力，已累计获得各类发明、实用新型专利38件、2项软件著作专利、多项高新技术产品、江苏省科技型中小企业，并和江南大学、南京航空航天大学进行多项合作。

1998年6月成立无锡市佳诺精细化工设备厂

1999年2月国内首台瞬间胶软管灌装封尾机研制成功

2000年4月国内首台丙烯酸A、B胶灌封机下线

2002年6月第一台PLC控制的真空均质乳化机试制成功

2003年5月顺利通过ISO9001质量体系认证

2005年5月自主研制的ZJR-1300真空均质乳化机出口美国

2005年12月自主研制的1000L混合搅拌机出口西班牙2005年12月自主研制的SXJ-1300和YLS-1300的硅胶生产线出口西班牙

2006年3月顺利通过国际欧盟CE认证

2007年5月新型真空均质乳化机出口德国

2006年12月与加拿大合作成立无锡意凯自动化技术有限公司

2008年3月占地二万平方米现代生产基地竣工

2012年首台六头平行反应釜研制成功并在航天某研究所正式投入使用

2013年高强度超能混合机试制成功

2013年12月国内首台在线清洗、灭菌（CIP&SIP乳化机研制成功）乳化机

2014年3月双联多功能乳化设备试制成功

2015年成功研发外循环真空均质乳化机

二、人员状况：

十多年来，公司注重人才的培养，在大力引进行业高端技术人才的同时，逐步形成内部技能人才的培养。目前拥有5个高级工程师、教授、研究生技术人才，高级技工人才15个，大专本科以上学历占48%以上。

文化状况的分布图

管理技术人才分布图

技能管理 技术、专职

工程师、管理人才

高管、高级工程师

数量 12 13 5 比率

40.0%

43.3% 16.7%

三、生产能力及主要生产设备

在生产管理上面，根据非标设备生产的特点，紧围绕“人、机、料、法、环”控制因素，有序开展生产。通过项目小组的方式，由技术人员现场指导生产，服务于生产，现场出现的问题现场解决，真正做到生产中的“三现”-现人、现物、现场的及时解决生产问题。在抓生产进度的同时，现场管理方面，严要求执行6S 管理，生产从细节着手，不留死角，从而真正提高生产效率，提高生产能力。

在质量管理上面，公司于2003年通过ISO9001质量管理体系，在生产管理的每道环节按照体系执行，通过员工的自检，下道工序对上道工序的检查，不让不合格、次品零件流入生产。同时通过质量的过程控制、技术的革新保证产品的质量达到客户工艺的要求。在保证产品质量的同时，研发新工艺，开发新产品，提高自身生产能力，提高产品质量，为增强市场竞争打下基础。

在供应商管理上面，为确保供应商提供合格的品外，每年公司对供应商进行考察和考核其生产能力及供应的渠道的调查。同时公司将组织开发新品的供应商，以不断满足客户的需求。

18年的生产、技术能力的沉淀，我们具有成熟的工艺和完善的生产设备，各车间根据生产工序配置的完善的生产设备和检查测量工具，同时为适应市场需求，公司将

大专26.2%

高中中专33.8%

数量技术人才

工程师或专业人才高工或高级工程师

技术、专职40%

高管、高级工程师

工程师、管理人才43.3%

投入巨资对现有设备进行改造升级，并购多台数控车床和加工中心，提高生产效率和

精密度。

序号设备类型数量状态

1 车床7台正常

2 磨床3台正常

3 钻床3台正常

4 铣床2台正常

5 线切割3台正常

6 激光等离子切割机3台正常

7 液压板料折弯机 1 正常

8 液压闸式剪板机 1 正常

9 卷板机 1 正常

10 抛光机器5台正常

11 氩弧焊/手弧焊机8台正常

12 5-10T行车4台正常

13 其他生产设备10台正常

14 检测仪器设备20台正常

四、公司2015年主要设备产量分布：

作为国内乳化、灌装设备的领军企业，我们为制药企业、日用化妆品企业、食品生产企业、化工企业等提供有竞争力的生产解决方案和服务。公司每年都以30%的发展速度递增。公司产品除分布在国内市场外，还在国际市场占领一席之地。如东南亚、德国、美国及中东地区。

产品类型乳化机双行星搅拌灌装设备吊架及其他

台数250 50 40 10

比率72% 14% 11% 3%

五、精细化工搅拌设备的流体力学项目介绍：

一.无菌搅拌设备项目背景

在我国加入WTO后，国外尤其是欧美和日韩等发达国家各种先进的技术和产品

纷纷涌入国内，对我们国内制造业来说，既有压力也有机会，在分工日趋细化的今天，如何创新和优化以及提供优质的服务，成为了公司能否立足于世界的关键，本台中药有效成分提取无菌制备装置就是在这样的一个背景下，为应对食品及医药化工行业日益严格的标准（辟如最新版的GMP和FDA等标准），以及更加可靠和稳定、更加自动化、更高效、更易清洁卫生等的设备和化工生产工艺的要求，在参照世界先进的电气控制、数控加工、机械结构、新型材料，以及国内行业内技术沉淀的基础上，意凯公司研发出了该款新型的中药有效成分提取无菌制备装置。

二、国内同类产品情况及发展趋势

在目前行业标准越来越严格的情况下，国内各个乳化机厂家都在寻找新的经济增长点，医药行业无论是在和设备的匹配度还是利润率及提高技术含量上，都是一块非常丰厚的蛋糕，而高粘性乳化物，特别是食品及医药化工中的膏霜、软膏、乳剂类产品的制造工艺中，通常最成问题的是分散相的粒径大、加入的粉体易结团、和搅拌时把空气混入制品中，粒径过大导致乳化物不稳定，缺少光泽；制品中混入空气则会使制品气泡化、细菌污染、易氧化及外观不光滑。第一个问题在该机均质搅拌器的高速剪切和破碎下、中心桨叶与框式刮壁相对运动搅拌器的相辅相成下，可以完美的使粒径达到纳米级。第二个问题则利用机械结构在高速运转形成的空气压力变化差，从加料口吸入釜内，将粉料直接参与物料的混合和均质中，避免了粉体上进料的结团和在釜内乱喷的弊端，以及在高保真空度的方式下，物料中不再混入气泡，从而保证可制造出富有光泽、细腻及延展性良好的优质产品。

三.市场需求分析

生老病死、衣食住行是老百姓日常生活都离不开的，医药市场本身就是一个有巨大潜力的市场，尤其是国内更是世界各国争夺的最大目标。总市场潜量就是指在一定期间内, 一定水平的行业市场营销力量下, 在一定的环境条件下, 一个行业所有企业可能达到的最大销售量。医药市场的潜力更表现在与医药相关的无菌制备设备，这个方面更是很值得去开发。国外起步较早，尤其是德国的设备更是占据了国内市场的主流，如何制造出接近甚至是超过德国技术和品质的设备，同时又能让国内各大医药公司用上物美价廉的无菌设备，就成了国内该行业各个设备公司共同的责任与义务。

四、无菌制备装置的工作原理

锅体的材料一般来说选择304和316标号的卫生级不锈钢，在与物料接触的部分，设备与工艺连接的部分一般选择卫生级卡箍连接，该种连接方式在日化、食品和医药行业广泛应用，优点是拆卸方便，容易清洗、卫生级别高，而且能耐一定的压力和高温。而非与物料接触的部分，考虑到结构的稳定性和可靠性，一般选择螺纹连接以及焊接。而卫生级别较高的高分子材料也在该设备中得到了应用，比如刮板材料为PTFE聚四氟乙烯，各类卡箍垫片及O型圈为硅胶、EPDM三元乙丙橡胶甚至是价格较为昂贵的FFKM全氟橡胶。

在该新机型中，锅体釜盖的升降一般有两种方式：由减速机带动丝杆进行升降、还有采用液压系统进行升降，如果是小机型，丝杆升降完全可以满足要求，但在大机型中，液压强大、成熟可靠、稳定的优势就会更明显。而真空系统则包含了抽真空和破真空，抽真空有客户提供的公共真空管道系统和我们自配的真空泵两种方式，破真空时需在破真空口安装一空气过滤装置，以防止空气中的粉尘、细菌以及其他影响物

料品质的微生物进入到物料中。密封方面，我们该机型一般采用两种：骨架油封和机械密封，机械密封相对骨架油封来说优势更明显：密封可靠、使用寿命长、功率消耗低、轴基本不受磨损、维修保养周期长、抗震性好、基本达到零泄露，但缺点是一次性投入的价格较高、结构复杂、安装和更换比较麻烦。但如果是用在高速运转结构上，最好两种密封都进行冷却。

常规的乳化物生产过程为水相物料、油相物料首先在水、油锅中预热、搅拌，再通过输送管道可在真空状态下直接吸入均质锅内。粉体料通过料斗进入底均质机，循环进入工作系统。

物料在均质锅内通过锅内框式搅拌器的转动，带动它上面的可活动式PTFE聚四氟乙烯刮板（刮板始终迎合锅形体，扫净挂壁粘料），不断产生新界面，再经过框式搅拌器的剪断、压缩、折叠，使其搅拌、混合而向下流往锅体下方的底均质器处，再通过高速旋转的转子与定子之间所产生的强力的剪断、冲击、乱流等过程使物料在剪切缝中被切割，迅速破碎成200nm～2μm的微粒，同时通过外循环管道返回锅内。物料微粒化、乳化、混合、调匀、分散等可于短时间内完成。由于均质锅内处于真空状态，物料在搅拌过程中产生的气泡被及时抽走。均质搅拌结束后，打开出料阀，关闭外循环阀，单独启动底均质机，将物料排出灌装或进入下一工艺流程。

均质锅的加热温度通过控制面板上的温度控制仪设定调节；均质搅拌与桨叶搅拌可分开使用；也可同时使用；均质搅拌时间的长短根据物料的属性的不同由用户掌握。工作完毕可打开清洁球阀清洗锅体。

本机采用按钮控制或者国际上较为先进的PLC的操作方式，也有一些比较大型

的化工厂会将系统集成到DCS，和其他生产工艺一起进行监督和控制，在电气系统的控制下，使用者可以很轻松的根据化工行业生产工艺调节适合的速度、温度、压力、液位及均质乳化时间。

根据以上分析，在我国进一步加强医药行业的发展和管理是促进我国民生改善的一向重要举措，是一项顺民心、和民意的事业，体现了"三个代表"的重要思想，具有明显的社会效益和经济效益。而无锡意凯自动化技术有限公司作为国内制药制备装置行业的龙头企业，我们有责任和义务，更有信心和能力加入无菌制药行业，为国内中药有效成分提取无菌制备装置的规范健康发展，为生产出符合GMP和FDA标准的设备做出积极的贡献。综合上述，我公司将以下几个方面视作自身优势: 规范化的市场运作、品牌形象、管理模式、采购和非标配做、利用计算机网络进行信息管理和技术支持。同时在整个生产和销售中我们将遵循以下准则:人性化和符合行业标准的设计、精工细作、采购国际知名品牌、完善的售后服务、满足消费者的基本需要和节省时间两方面的需求，服务方式遵循便利顾客的原则。提供物美价廉、物有所值，与顾客的消费水平相适应的，满足其"精打细算"的节省成本心理。卫生安全:生产和销售过程严格遵守食品生产行业的各项标准，保持设备最大限度无死角、无残留又能保护操作人员安全的重要有效成分提取无菌制备装置。

目前存在主要的难题:

1-从流体力学的基本原理上解决不同物料在搅拌过程中的因介质的不同，如何控制搅拌速度？如何因介质的不同，在搅拌过程中不超载。（目前我公司生产的乳化设备只有小型的能达到高速搅拌6000转，但超过100升的设备搅拌速度

很难超过3000转）

2-目前国内的行业设备中，进入医药行业的基本靠进口，达到真正状态的无菌真空还是存在很大的进步空间，如何能让乳化搅拌设备从设计、制造中达到无菌设备的状态？