획기적인 표백제 충전: SFXB 6000병/시간 부식 방지 생산 라인 사례 분석

대용량 수요 급증에 대응하여 화학 포장SFXB(Xuebapack)는 시간당 6,000병(1L)을 처리하는 맞춤형 표백제 충진 라인을 설계했습니다. 병 분리기부터 부식 방지 충진, 캡핑, 라벨링, 컨베이어까지 모든 과정을 아우르는 이 턴키 시스템은 부식성 차아염소산나트륨을 안전하고 효율적으로 처리하도록 특별히 설계되었습니다. 차아염소산나트륨 용액(표백제)은 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 일반 금속에 대한 부식성이 매우 강하기 때문에 고객의 요구를 충족하려면 전문적인 부식 방지 엔지니어링이 필요했습니다. 이 신규 라인은 화학적 부식을 방지하기 위해 불활성 플라스틱(PVC/PVDF)과 테플론(PTFE) 접촉 부품을 사용합니다. 당사 엔지니어링 팀은 PLC 자동화, HMI 제어, 사내 설치 지원 등을 포함한 완전 통합 솔루션을 제공하여 고객의 성능 목표를 달성하는 동시에 운영 편의성과 안전성을 보장했습니다.

고객 요구 사항 및 과제

주요 산업용 세척제 제조업체인 고객은 제품 품질과 안전성을 유지하면서 생산량을 늘려야 했습니다. 기존 수동/혼합 공정은 병목 현상이었습니다. 핵심 요구 사항은 높은 처리량(1L당 6,000BPH), 투입부터 팔레타이징까지 완전 자동화, 그리고 100% 방식의 표백제 누출 없는 충진이었습니다. 중요한 것은 모든 습식 접촉 부품이 표백제의 높은 산화성을 견뎌야 한다는 점이었습니다. (염소 농도가 500ppm을 초과하는 차아염소산나트륨 용액은 많은 금속과 플라스틱을 부식시킵니다.) 고객은 이전 충진기와 밸브의 빠른 마모를 경험했습니다. 유지보수를 위한 가동 중단 시간과 작업자 노출을 방지해야 하는 필요성으로 인해 부식 방지 충진기가 절실히 필요했습니다. 또한 세척이 간편한 표면과 밀폐형 보호 장치를 포함하여 산업 위생 및 안전 기준을 완벽하게 준수하는 시스템을 요구했습니다. 요약하자면, 이 프로젝트는 다음과 같은 사항을 요구했습니다. 맞춤형으로 설계된 턴키 라인 이를 통해 부식성 액체 포장의 효율성과 신뢰성이 획기적으로 향상될 것입니다.

표백 충전 생산 라인의 기술 개요

생산 라인은 다음과 같은 주요 구성 요소를 사용하여 모듈식으로 구성되었으며, 각각은 6000 BPH(1L 병)에 맞게 선택되거나 맞춤화되었습니다.

부식 방지 표백제 충전 생산 라인

표백제 충진 생산라인 장비 분포 2D 다이어그램

• 병 풀기 – 고속 병 언스크램블러 인피드는 빈 병을 컨베이어에 공급합니다. 당사는 300~1000mL 용량의 병을 분당 최대 150병의 속도로 처리하는 XBLP 시리즈 고속 병 언스크램블러(모델 XBLP-150)를 제공했습니다. PLC/HMI 제어 및 유연한 인피드를 통해 툴링 변경 없이 다양한 형태의 병을 처리할 수 있습니다. 프레임과 컨베이어는 광택 처리된 304L 스테인리스 스틸로 제작되어 구조적 강도와 주변 환경에 대한 기본적인 내구성을 제공합니다.

병 풀기

• 부식 방지 충전기 – 이 시스템의 핵심은 부식성 물질용으로 설계된 16헤드 기어 펌프 충진기입니다. 서보 모터로 구동되는 산업용 기어 펌프를 사용하여 연속적인 정량 주입을 수행합니다. 16개의 노즐은 각각 1L 병을 채우며, 시간당 6,000개의 병을 공급하도록 동기화됩니다. 충진은 터치스크린 인터페이스가 있는 Siemens PLC로 제어됩니다. 재료 호환성이 핵심입니다. 모든 습부(펌프 블록, 밸브, 파이프)는 아래 설명과 같이 PVDF/PVC/테플론 재질이며, 충진기 프레임은 스테인리스 재질입니다. "병이 없으면 충진도 안 됨" 안전 센서는 누출을 방지합니다. 이 16헤드 구성(표준 10~12헤드 장비를 기반으로 맞춤 제작)은 공장 테스트에서 ±1% 정확도로 목표 용량인 시간당 6,000병을 달성하는 것으로 검증되었습니다. (참고로, 1,000mL 용량의 유사한 기어 펌프 충진기는 충진 인원 수에 따라 시간당 1,000~10,000병을 달성합니다.)

부식 방지 충전기

• 캡핑 머신 – 필요한 속도로 캡에 6개의 자동 센터링 헤드 나사산이 있는 회전식 캡퍼입니다. 이 기계는 캡을 위한 진동 볼 피더와 서보 구동 토크 제어를 사용하여 과조임을 방지합니다. 이중 병렬 캡핑 스핀들을 통해 시간당 최대 6,000회까지 손쉽게 캡핑할 수 있습니다. 사용자는 제어판을 통해 토크와 헤드 높이를 설정할 수 있습니다. 캡퍼 본체는 304 스테인리스 스틸로 제작되었으며, 내구성을 위해 양극 산화 처리된 알루미늄과 플라스틱 부품이 사용되었습니다.

캡핑 머신

• 라벨링 기계 – 단면 랩어라운드 라벨러는 감압 라벨을 부착합니다. 서보 드라이브와 포토아이 등록을 사용하여 최대 6,000 BPH의 속도로 작동합니다. 라벨 롤은 넓은 디스크(최대 직경 300mm)를 수용하며, 라벨 부착 정확도는 ±1mm입니다. PLC 통합 센서는 병 위치를 감지하여 정확한 라벨 부착을 시작하고, 장력 제어식 풀림 기능으로 평평한 라벨을 보장합니다. 이러한 설계는 다양한 병 직경에 맞게 공구 없이 조정할 수 있도록 설계되었습니다.

라벨링 기계

• 컨베이어 및 취급 – 라인 전체에서 PVC 벨트가 장착된 스테인리스 스틸 컨베이어가 스테이션 간 병을 운반합니다. 투입 컨베이어에는 병 주입을 위한 통합형 병 게이트와 스타휠 인덱싱 장치가 있습니다. 라벨 부착 후, 병은 최종 배출 컨베이어와 축적 테이블로 이동하여 박싱 또는 팔레타이징(고객의 후속 공정)을 위해 이동합니다. 모든 컨베이어는 높이/속도 조절이 가능하며, 공장 안전 및 위생 요건을 충족하기 위해 스테인리스 프레임과 보호 가드가 장착되어 있습니다.

각 장비의 주요 매개변수는 아래와 같이 요약됩니다.

고속 멀티헤드 충전기(오른쪽)는 기어 펌프와 부식 방지 부품을 통합하여 1L 병에 표백제를 충전합니다. 모든 습식 부품(펌프, 밸브, 노즐)은 부식 방지 소재를 사용합니다.

부식 방지 엔지니어링 기능

표백제를 안전하게 취급하는 것은 재료 공학과 설계를 통해 달성되었습니다.

• 재료 선택: 모든 습윤 부품은 비반응성입니다. 폴리불화비닐리덴(PVDF) 또는 폴리프로필렌(PP) 펌프 블록과 밸브 블록을 사용했습니다(PVDF는 내화학성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다). 플렉서블 튜빙과 개스킷은 산화제에 대한 불활성을 고려하여 PTFE(테플론) 소재를 사용했습니다. 주 충전 탱크와 노즐은 PVC 또는 PP 소재로 제작할 수 있습니다. 실제로 업계 설계에서는 부식성 물질에 대한 PP 소재 사용을 권장하며 스테인리스 스틸 소재는 사용하지 않습니다. 예를 들어, Landpack 부식 방지 충전재는 PTFE 공급 튜브와 PVC/PP 프레임을 사용합니다. (표백제와 호환되는 몇 안 되는 금속 중 하나인 티타늄은 필요에 따라 티타늄 노즐을 사용할 수 있습니다.)
• 펌프 및 밸브 설계: 밀폐형 기어 펌프는 표백제를 지속적으로 처리하여 전단력과 불용적을 최소화합니다. 테프론 코팅 체크 밸브와 다이어프램을 장착했습니다. 입구/출구 커넥터는 PVDF 재질이며, 모든 연결부는 PTFE 라이닝 피팅을 사용합니다. PLC 제어 밸브에는 누출 방지를 위해 PTFE 씰이 장착되어 있습니다. 요약하자면, "표백제와 금속의 접촉 없음"은 긴 수명을 보장합니다.
• 컨베이어 및 프레임: 기계 프레임은 견고성을 위해 SS304 재질로 제작되었지만, 물이나 증기에 노출되는 모든 접촉면은 코팅 처리되거나 플라스틱으로 마감되어 있습니다. 컨베이어 벨트 자체는 염소에 강한 PVC/PVDF 재질입니다. 스테인리스 스틸 부분은 Ra≤0.8µm의 매끄러운 광택 처리로 마감 처리되어 세척이 용이하고 잔여물이 쌓이는 것을 방지합니다.
• 보호 및 안전: 필러 영역은 폴리카보네이트 가드로 덮여 있어 작업자를 유해 가스로부터 보호합니다. 필러 아래의 물받이와 밀폐형 케이블 글랜드는 전기 부품을 절연합니다. 당사의 제어판은 IP65 등급이며 내화학성 덮개 뒤에 위치합니다. 이러한 위생적인 설계는 화학 처리 장비의 CIP(Clean-in-Place) 표준을 충족합니다.

플라스틱과 불소수지를 결합하여 이 제품군은 진정한 부식 방지 성능을 구현합니다. 이러한 이유로 화학 공장에서는 PVDF와 PTFE가 표준 소재입니다. 모든 센서와 액추에이터는 호환성을 고려하여 선택되었습니다(예: 스테인리스 또는 플라스틱 하우징). 이를 통해 표백제 환경에서도 최소한의 유지 보수로 시스템을 지속적으로 작동할 수 있습니다.

턴키 프로젝트 실행 및 현장 지원

SFXB는 이 프로젝트를 턴키 솔루션으로 제공하여 모든 단계를 관리했습니다.

• 엔지니어링 및 디자인: 고객의 공장 현장에 맞춰 상세한 CAD 레이아웃을 구축하는 것으로 시작했습니다. 공정 흐름, 기계 배치, 그리고 유틸리티(전력, 공기, 화학 라인)까지 구체적으로 명시했습니다. 저희 엔지니어들은 자재 명세서(BOM) 작성과 긴 리드(Low Lead) 품목(PLC, 모터 등)의 조달을 담당했습니다. 고객 요구 사항에 맞춰 제어 회로도와 HMI 화면도 제작했습니다.
• 공장 수용 테스트(FAT): 배송 전, 전체 라인은 당사 작업장에서 조립 및 테스트되었습니다. 속도, 정확도 및 연동 장치 작동을 검증하기 위해 모의 가동을 통해 물과 불활성 액체를 주입했습니다. 고객사 엔지니어들이 화상 회의를 통해 참석하여 성능을 검증했습니다.
• 배송 및 설치: SFXB는 운송 및 통관을 담당했습니다. 당사 서비스팀은 고객사 공장의 설치 및 정렬을 감독했습니다. 현장 교육을 통해 작업자가 HMI 인터페이스, 세척 절차 및 기본 유지보수를 익힐 수 있도록 했습니다. 시운전 중에는 당사 직원이 표백제를 사용하여 라인을 교정했습니다.
• 시작 및 검증: 설치 후, 표백제를 사용하여 라인을 가동하고 필러 PLC 레시피를 미세 조정했습니다. 병 무게를 측정하고 캡과 라벨이 최대 속도에서 정확하게 부착되었는지 확인했습니다. 짧은 최적화 기간을 통해 동기화 문제를 해결했습니다. 프로젝트는 예정대로 완료되었으며, 공식 인계 문서와 사용자 교육이 완료되었습니다.
• 애프터 서비스 지원: 업계 모범 사례에 따라 예비 부품, 문제 해결 및 향후 확장을 위한 지원을 지속적으로 제공합니다. 예비 펌프 모듈, PLC 백업, 소모품 키트가 제공되었습니다. 당사의 "완벽한 솔루션" 접근 방식은 고객이 설계 단계에서 시운전까지 단일 창구를 통해 연락할 수 있도록 지원했습니다.

언스크램블러(왼쪽)에서 공급되는 빈 표백제 병은 컨베이어에 색인되어 있으며, 충전 장치(가운데) 아래에 간격을 두고 배치되어 정밀하고 누출 없는 정량 주입이 가능합니다. PVC/PVDF 소재는 표백제로부터 보호합니다.

성과 결과 및 혜택

설치된 라인은 기대치를 빠르게 충족하고 초과 달성했습니다. 주요 성과는 다음과 같습니다.

• 생산 효율성: 이 라인은 1L 용량으로 6,000BPH를 안정적으로 달성하여 기존 수동 라인 대비 처리량이 3배 이상 향상되었습니다. 연속 자동 운전으로 교대 근무 시간 동안의 가동 중단 시간이 없어졌습니다. PLC 레시피 메모리 덕분에 병 크기(1.0L ~ 0.75L) 변경이 이제 15분 이내에 완료됩니다.
• 일관성 및 정확성: 체적 충전은 중량 기준 ±0.5%의 정밀도를 달성했습니다(사양 범위 내). 자동 "병 없음, 충전 없음" 로직은 흘림을 방지하여 제품 수율을 극대화했습니다. 캡핑 토크 센서는 모든 캡이 손상 없이 단단히 조여지도록 보장했으며, 라벨은 취급 중에도 위치를 유지했습니다.
• 사용 편의성: 운영자들은 터치스크린 인터페이스가 직관적이라고 느꼈습니다. 하나의 PLC 레시피로 모든 설정값을 처리할 수 있으며, HMI에서 몇 번 탭하면 충전량을 조절할 수 있습니다. 시스템에는 자동 CIP(Cycle-on-Demand) 세척 기능이 내장되어 있어 분해 없이 빠르게 세척할 수 있습니다. 간단히 말해, 이 라인은 사실상 무인으로 운영되며, 각 교대조당 한 명의 운영자가 품질을 감독합니다.
• 부식 저항성 및 가동 시간: 첫 해 동안 부식 문제는 발생하지 않았습니다. 주간 점검 결과 PVDF/PTFE 접촉 부품에는 마모 흔적이 없는 것으로 확인되었습니다. 과거와 달리 유지보수 주기가 길어졌으며, 서보 모터와 공기 필터의 정기적인 그리스 주입만 필요했습니다. 이러한 신뢰성 덕분에 전체 장비 효율(OEE)이 크게 향상되었습니다.
• 안전 및 규정 준수: 동봉된 충전재와 견고한 보호 장치는 작업자를 화학 물질 노출로부터 보호합니다. 여러 스테이션에 비상 정지 장치가 설치되어 안전성을 더욱 높였습니다. 스테인리스 및 플라스틱 표면은 식품/제약 산업의 청결 기준을 충족하며, 고객사는 화학 공장 위생에 대한 내부 감사를 통과했습니다.
• 고객 피드백: 고객은 더 적은 인력으로 훨씬 더 높은 생산량을 달성했다고 보고합니다. 한 생산 관리자는 "이 시스템은 시계처럼 정확하게 작동하고 청소도 간편합니다. 더 이상 호스에서 물이 새거나 금속이 부식될 걱정이 없습니다. 표백제 처리에 최적화되어 있기 때문입니다."라고 말했습니다. 이러한 피드백은 이 솔루션의 적합성을 강조합니다.

전반적으로, 투자는 처리량 증가, 폐기물 감소, 그리고 안전한 운영을 통해 빠른 수익을 창출했습니다. 턴키 방식으로 구축된 덕분에 고객은 내부 설계 작업 없이도 거의 즉시 생산량을 늘릴 수 있었습니다.

SFXB 포장 기계를 선택해야 하는 이유

고객들은 SFXB의 경험, 전문성, 그리고 완벽한 서비스로 인해 SFXB를 선택합니다. SFXB(XueBa)는 자동화된 액체 충전 라인을 전문으로 하며, 맞춤형, 비표준 솔루션. 당사의 강점은 다음과 같습니다.

• 심층적인 산업 노하우: 저희는 산부터 세제까지 다양한 화학 포장 라인 설계 분야에서 수년간의 경험을 보유하고 있습니다. 부식성 유체와 유해 물질의 어려움을 잘 알고 있습니다.
• 맞춤형 턴키 솔루션: 모든 라인은 고객 요구 사항에 맞춰 설계되었습니다. 저희는 설계, 제작, 제어 프로그래밍 및 프로젝트 관리를 담당합니다. 한 업계 파트너의 표현을 빌리자면, 저희는 조달, 납품, 설치 및 교육을 포함한 "완벽한 솔루션"을 제공합니다.
• 기술적 우수성: 저희 엔지니어들은 최첨단 모델링 및 위생 설계 방식을 사용합니다. 인증된 부품(지멘스/슈나이더 PLC, 파나소닉 서보 등)을 사용하고 엄격한 품질 규정을 준수하여 신뢰성을 보장합니다.
• 글로벌 지원: 광저우에 본사를 두고 있지만, 영어 구사팀, 온라인 커미셔닝, 그리고 적시 예비 부품 공급을 통해 해외 고객을 지원합니다. 음료부터 제약까지 다양한 분야의 과거 사례 연구를 통해 저희의 전문성을 입증합니다.
• 애프터 서비스: 저희는 교육 및 예비 부품을 통해 시스템을 지원합니다. 사용자는 평생 기술 지원 및 관련 문서를 이용할 수 있습니다. 이러한 노력을 통해 고객과의 신뢰를 구축하고, 저희는 고객 여러분의 제품 라인을 매년 안정적으로 운영할 것입니다.

요약하자면, SFXB는 뛰어난 엔지니어링 기술과 신속한 대응 서비스를 독특하게 결합하여 특수 충전 라인 분야에서 신뢰할 수 있는 파트너가 되었습니다.

결론

이 맞춤형 6,000 BPH 표백제 충전 라인은 정밀 엔지니어링이 까다로운 포장 문제를 어떻게 해결하는지 보여줍니다. 부식 방지 소재와 정밀 기계를 사용하여 차아염소산나트륨을 빠르고 흘러내림 없이 충전하는 데 성공했는데, 이는 기성 장비로는 달성할 수 없는 성과입니다. 그 결과, 산업 규모에서 1L 표백제 병을 안정적으로 공급하는 안전하고 효율적인 생산 라인이 탄생했습니다. 턴키 방식 덕분에 고객은 최소한의 노력으로 완벽하게 검증된 시스템을 구축할 수 있었습니다. 이 사례는 SFXB의 전문성이 부식성 액체 포장 분야에서 어떻게 신뢰할 수 있는 결과를 제공하는지 보여주는 좋은 예입니다. SFXB는 입증된 실적과 탁월한 엔지니어링 역량을 바탕으로 수요가 높은 모든 화학 분야에 대해 이와 유사한 턴키 방식의 충전 시스템을 설계할 준비가 되어 있습니다.

표백 충전 라인에 대한 자주 묻는 질문(FAQ)