In veel productieprocessen is mengen een cruciale stap. Het heeft misschien geen strikte precisie-eisen, maar overmatig mengen verspilt nog steeds energie en tijd. In de meeste gevallen is het mengen echter veel nauwkeuriger. Bij te weinig mengen zijn verschillende componenten ongelijk verdeeld, terwijl te veel mengen het eindproduct kan veranderen.

Er is een aantal redenen waarom een ​​reactor niet op volle capaciteit produceert. Over het algemeen moet het mengsysteem worden gecontroleerd als een van de eerste dingen die moet worden gecontroleerd, afhankelijk van de symptomen. Het agitatieproces is tenslotte een cruciaal onderdeel van het reactieproces en het is een van de technologieën die kan worden aangepast of geüpgraded om het hele proces te optimaliseren.

Er zijn meer factoren waarmee u rekening moet houden dan het roerwerk zelf bij het creëren van een unieke mengomgeving, waaronder roerbladen, keerschotten, mechanische afdichtingen, aandrijvingen en bedieningsprocedures (bladhoek, toerental, aantal lagen, enz.). Productkenmerken en temperatuurvereisten creëren een complex scala aan opties. Het is essentieel om al deze factoren in overweging te nemen bij het vaststellen of reconstrueren van de parameters van het proces.

Moeilijke producten en processen

Fysische eigenschappen van bepaalde producten maken ze moeilijk te mengen. Omdat die eigenschappen een product effectief of wenselijk kunnen maken, kan het product niet worden gemaakt met verschillende eigenschappen om het mengen gemakkelijker te maken.

Niet-Newtoniaans gedrag

Een bijzonder moeilijke eigenschap is de niet-Newtoniaanse viscositeit, een kenmerk van gewone alledaagse voorwerpen zoals producten voor persoonlijke verzorging, verf en voedsel. Viscositeit heeft als effect dat het weerstand biedt aan vloeistofbeweging, dus de beweging die wordt gecreëerd door een mixerwaaier in een viskeuze vloeistof kan uitsterven voordat deze de volledige inhoud van de tank verplaatst. Bij alle niet-Newtoniaanse vloeistoffen bestaat de mogelijkheid dat een deel van een tank onvermengd blijft vanwege onvoldoende vloeistofbeweging.

Niet-Newtons gedrag wordt over het algemeen duidelijk in vloeistoffen met viscositeiten hoger dan ongeveer 1,000 cP (1 Pa-sec). Op dat moment maakt alleen de viscositeit het mengen van de vloeistof moeilijker dan het mengen van laagviskeuze, waterachtige vloeistoffen. Kleine waaiers kunnen net een gat in de vloeistof boren, terwijl grote waaiers een hele batch kunnen verplaatsen. Een benadering voor het mengen van niet-Newtoniaanse en andere viskeuze vloeistoffen is het gebruik van grote waaiers of meerdere waaiers, zodat de vloeistof niet zo ver van de mixer hoeft te komen om andere delen van de tank te bereiken.

Niet-Newtoniaanse vloeistoffen vertonen afschuifafhankelijkheid - dwz de viscositeit verandert als de vloeistof door de mixer wordt afgeschoven (bewogen). Een vloeistof die een afname van de viscositeit ervaart wanneer deze wordt onderworpen aan afschuiving, wordt afschuifverdunning genoemd, terwijl een vloeistof die een toename van de viscositeit onder afschuiving ervaart, afschuifverdikking wordt genoemd. Afschuifinvloed op de schijnbare viscositeit is evenredig met de rotatiesnelheid.

Tijdonafhankelijke niet-Newtoniaanse vloeistoffen worden beïnvloed door de afschuifsnelheid die erop wordt toegepast. Tijdonafhankelijke, schuifverdunnende vloeistoffen worden vaak genoemd pseudokunststoffen, omdat ze zich gedragen als gesmolten polymeren. Afschuifverdikkende vloeistoffen worden soms dilaterende vloeistoffen, omdat veel slurries met een hoge concentratie zijn die op deeltjesniveau moeten uitzetten (dilateren) om te kunnen stromen.

Tijdsafhankelijke niet-Newtoniaanse vloeistoffen veranderen de schijnbare viscositeit niet alleen met de afschuifsnelheid, maar ook tijdens en na de toegepaste afschuiving. Tijdsafhankelijke, schuifverdunnende vloeistoffen worden beschreven als: thixotroop. Latexverf is een veel voorkomende thixotrope vloeistof. De verf wordt dunner wanneer deze tijdens het aanbrengen door de kwast of roller wordt geschoren. Hoewel de verf dun is, verspreidt deze zich gelijkmatig en verdwijnen de penseelstreken. Nadat de afschuiving van het applicatieproces is beëindigd, begint de verf weer dikker te worden, zodat deze niet langs de muur of van het geverfde item loopt. Dit thixotrope gedrag kan zelfs het mengen van latexverf ter voorbereiding op gebruik problematisch maken. Sommige tijdsafhankelijke, afschuifverdunnende vloeistoffen ervaren een permanente verlaging van de viscositeit, waardoor de mengtijd een belangrijke factor is bij het verkrijgen van de gewenste producteigenschappen. Tijdsafhankelijke, schuifverdikkende vloeistoffen worden reopectisch vloeistoffen. Drukinkt kan rheopectische eigenschappen vertonen.

Sommige moeilijkere niet-Newtonse vloeistoffen hebben visco-elastische of vloeispanningseigenschappen. EEN visco-elastische vloeistof gedraagt ​​zich als brooddeeg of pizzadeeg als het terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat. Als het deeg wordt gemengd of gekneed, kan het uitrekken en bewegen; wanneer de uitgeoefende kracht wordt verwijderd, heeft het deeg de neiging om (ten minste gedeeltelijk) terug te kruipen naar waar het was voordat het werd uitgerekt. Vanwege zowel de hoge viscositeit als het elastische gedrag is vaak speciale apparatuur nodig voor het mengen van visco-elastische materialen. Deegmengapparatuur heeft bijvoorbeeld meestal messen die het deeg uitrekken en vouwen of snijden (bijv. een peddel of deeghaak in een keukenmixer). Vloeistoffen met vloeispanning worden het gemakkelijkst geïdentificeerd door hun gelachtige eigenschappen en hun aanvankelijke weerstand tegen beweging. Enkele veel voorkomende vloeistoffen voor vloeispanning zijn ketchup, mayonaise, haargel en handlotion. Er moet een bepaalde minimale kracht worden uitgeoefend voordat een vloeistof met vloeispanning gaat stromen. Vloeistoffen met vloeispanning kunnen een holte van bewegende vloeistof rond de waaier vormen, waarbij stilstaande vloeistof het bewegende volume omgeeft.

Het mengen van niet-Newtoniaanse vloeistoffen kan dubbel gecompliceerd zijn wanneer het mengproces de niet-Newtoniaanse eigenschappen creëert. Een formuleringsproces kan bijvoorbeeld beginnen met een vloeistof met een lage viscositeit, en mengen zorgt ervoor dat de viscositeit toeneemt totdat de vloeistof niet-Newtoniaans wordt. Soms kan het vermogen van de mixer worden gebruikt als een indicator van de uiteindelijke viscositeit van de vloeistof.

De bedoeling van vrijwel elk mengproces is hetzelfde: het vereiste niveau van homogeniteit bereiken. Mengen en mengen zijn veelvoorkomende stappen in de procesindustrieën:

1. Eten en drinken
2. Farmaceutische
3. Chemie
4. schoonheidsmiddelen
5. Inkten, verf en coating
6. accu
7. Kleefstoffen en afdichtingsmiddelen

Niet alleen vereist het mengsel de juiste samenstelling en het percentage vaste stoffen, de viscositeit moet worden gehandhaafd zodat een consistent product wordt geproduceerd. Het hele proces van mengen/mengen moet continu worden gereguleerd. De mate van variabiliteit van de viscositeit van verschillende delen van het monster is een echte indicator van de mate van homogeniteit van het mengsel. Continue viscositeitscontrole tijdens het mengproces is een nauwkeurige methode om de belangrijkste parameters (zoals % vaste stoffen) te meten en uiteindelijk te regelen om de beoogde eigenschappen te bereiken.

De brede en belangrijke factoren die viscositeitsbeheer belangrijk maken in vrijwel elke mengtoepassing:

1. Kwaliteit: De viscositeit van het mengsel is een indicator van de belangrijkste doeleigenschappen, waardoor het cruciaal is voor de kwaliteit. Afhankelijk van de toepassing bepaalt de viscositeit in wezen de belangrijkste eigenschappen van het geproduceerde mengsel. Te weinig mengen zal leiden tot niet-homogeniteit en te veel mengen zal de kwaliteit van het eindproduct beïnvloeden, waardoor continue viscositeitscontrole onmisbaar wordt voor de gewenste kwaliteit. In veel meng-/mengprocessen is continue bewaking van de viscositeit belangrijk om ervoor te zorgen dat het product gedurende het hele proces aan de specificaties voldoet.
2. Verspilling: Overmenging kan niet alleen de toestand van het eindproduct veranderen, maar is ook een verspilling van tijd en energie. Viscositeitsbeheer in het mengproces kan het mogelijk maken het eindpunt betrouwbaar en nauwkeurig te identificeren, wat leidt tot een significante vermindering van afkeuringen en verspilling.
3. Efficiëntie: Probleemloze, real-time monitoring van de viscositeit van het mengsel kan veel tijd en moeite besparen die gepaard gaat met offline analyse van het monster en het nemen van procesbeslissingen op basis van die analyse. In veel industrieën resulteert dit in een grotere veiligheid voor de operator.
4. Milieu: Door de viscositeit continu te beheersen in een mengproces kan niet alleen de productkwaliteit worden verbeterd, maar kan ook het stroom-/energieverbruik worden geoptimaliseerd en de CO2-uitstoot worden verminderd.

In alle bedrijfstakken erkennen mengoperators de noodzaak om de viscositeit te bewaken, maar het maken van die meting heeft in de loop der jaren procesingenieurs en kwaliteitsafdelingen uitgedaagd.

Uitdagingen met off-line viscositeitsmetingen

Bestaande laboratoriumviscositeitsmeters zijn van weinig waarde in procesomgevingen omdat de viscositeit direct wordt beïnvloed door temperatuur, afschuifsnelheid en andere variabelen die off-line heel anders zijn dan in-line. De toestand van de offline viscositeitsmeting is vaak een niet-geroerd monster dat mogelijk geen waarheidsgetrouwe weergave geeft van de weerstand van de coating tegen vloeien, viscositeit. Het verzamelen van in het laboratorium te testen monsters en het nemen van procesbeslissingen op basis van de bevindingen in het laboratorium kan zeer omslachtig, tijdrovend en uiterst inefficiënt zijn. Het is behoorlijk onnauwkeurig, inconsistent en niet herhaalbaar, zelfs met een ervaren operator.

Uitdagingen met roterende viscometers

De roterende viscositeitsmeter meet de viscositeit van de mix door het koppel te bewaken dat nodig is om een ​​spil met een constante snelheid in de vloeistof te draaien. Het meetprincipe van de viscositeit is als volgt: het koppel, meestal gemeten door het reactiekoppel op de motor te bepalen, is evenredig met de viskeuze weerstand op de spil, en dus met de viscositeit van de vloeistof. Deze techniek levert echter meer problemen op dan het oplost:

• Koppelbewaking wordt uitgevoerd door het meten van de voedingsstroom tijdens het mengproces. Schommelingen in de geleverde stroom naar de motor maken de metingen volledig onbetrouwbaar, waardoor het moeilijk is om de kosten op een beheersbaar niveau te houden en grotere hoeveelheden afvalbeton worden gegenereerd. Het beheersen van stroomschommelingen door over te schakelen op een betrouwbaardere stroomvoorziening in de vorm van een generator kan een zeer dure optie zijn.

Omdat de spil roteert, zouden de draden die aan de koppelsensor op de as zijn bevestigd opwinden en klikken. Sleepringen kunnen alternatieven zijn, maar niet ideaal vanwege insteltijden, kosten en onvermijdelijke slijtage.

Geautomatiseerde en continue in-line viscositeitsmeting is cruciaal voor betonmix. Rheonics biedt de volgende oplossingen voor het betonmengproces:

1. In lijn viscositeit afmetingen: SRV van Rheonics is een is een breed bereik, in-line viscositeitsmeetapparaat met ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting en is in staat om viscositeitsveranderingen in elke processtroom in realtime te detecteren.
2. In lijn Viscositeit en dichtheid afmetingen: SRD van Rheonics is een in-line simultaan meetinstrument voor dichtheid en viscositeit met ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting. Als dichtheidsmeting belangrijk is voor uw activiteiten, is SRD de beste sensor om aan uw behoeften te voldoen, met operationele mogelijkheden die vergelijkbaar zijn met de SRV, samen met nauwkeurige dichtheidsmetingen.

Geautomatiseerde in-line viscositeitsmeting via SRV of een SRD elimineert de variaties in monsterafname en laboratoriumtechnieken die worden gebruikt voor viscositeitsmeting volgens de traditionele methoden. De sensoren van Rheonics worden aangedreven door gepatenteerde torsieresonatoren. Rheonics gebalanceerde torsieresonatoren samen met de eigen 3rd-generatie elektronica en algoritmen maken deze sensoren nauwkeurig, betrouwbaar en herhaalbaar onder de zwaarste bedrijfsomstandigheden. De sensor bevindt zich in lijn zodat hij continu de viscositeit van het mengsel meet. De consistentie van het betonmengsel kan worden gewaarborgd door automatisering van het doseersysteem via een controller met behulp van continue realtime viscositeitsmetingen. Beide sensoren hebben een compacte vormfactor voor eenvoudige OEM- en retrofit-installatie. Ze vereisen geen onderhoud of herconfiguraties. Zonder verbruiksartikelen zijn SRV en SRD uiterst eenvoudig te bedienen.

Compacte vormfactor, geen bewegende delen en vereisen geen onderhoud

De SRV en SRD van Rheonics hebben een zeer kleine vormfactor voor eenvoudige OEM- en retrofit-installatie. Ze maken eenvoudige integratie in elke processtroom mogelijk. Ze zijn eenvoudig te reinigen en vereisen geen onderhoud of herconfiguraties. Ze hebben een kleine voetafdruk waardoor Inline-installatie in elke proceslijn mogelijk is, waardoor extra ruimte of adaptervereisten worden vermeden.

Hygiënisch, sanitair ontwerp

Rheonics SRV en SRD zijn beschikbaar in tri-clamp- en DIN 11851-verbindingen naast aangepaste procesverbindingen.

Zowel SRV als SRD voldoen aan de vereisten voor voedselcontact conformiteitsvereisten volgens de Amerikaanse FDA- en EU-voorschriften.

Hoge stabiliteit en ongevoelig voor montageomstandigheden: elke configuratie mogelijk

Rheonics SRV en SRD gebruiken een unieke gepatenteerde coaxiale resonator, waarbij twee uiteinden van de sensoren in tegengestelde richtingen draaien, waardoor reactiekoppels bij hun montage worden opgeheven en ze daardoor volledig ongevoelig worden voor montageomstandigheden en stroomsnelheden. Sensorelement zit direct in de vloeistof, zonder speciale vereisten voor behuizing of beschermende kooi.

Direct nauwkeurige uitlezingen over 'stroombaarheid' - Compleet systeemoverzicht en voorspellende controle

Rheonics' RheoPulse software is krachtig, intuïtief en gemakkelijk te gebruiken. Real-time procesvloeistof kan worden gecontroleerd op de geïntegreerde IPC of een externe computer. Meerdere sensoren verspreid over de fabriek worden beheerd vanuit één dashboard. Geen effect van drukpulsatie door pompen op sensorwerking of meetnauwkeurigheid. Geen effect van trillingen.

Direct in de tank installeren of inline-metingen uitvoeren op de bypass-leiding

Installeer de sensor rechtstreeks in uw processtroom om realtime viscositeits- (en dichtheids)metingen te doen. De sensor kan in-line worden ondergedompeld in de bypass-leiding; debiet en trillingen hebben geen invloed op de meetstabiliteit en nauwkeurigheid.

Eenvoudige installatie en geen herconfiguraties / herkalibraties nodig - geen onderhoud / stilstandtijden

In het onwaarschijnlijke geval van een beschadigde sensor, vervang de sensoren zonder elektronica te vervangen of opnieuw te programmeren. Drop-in vervangingen voor zowel sensor als elektronica zonder firmware-updates of kalibratiewijzigingen. Eenvoudige montage. Verkrijgbaar met standaard en maatwerk procesaansluitingen zoals NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Flens, Varinline en andere sanitaire en hygiënische aansluitingen. Geen speciale kamers. Gemakkelijk te verwijderen voor reiniging of inspectie. SRV is ook verkrijgbaar met DIN11851 en tri-clamp-aansluiting voor eenvoudige montage en demontage. SRV-sondes zijn hermetisch afgesloten voor Clean-in-place (CIP) en ondersteunen hogedrukreiniging met IP69K M12-connectoren.

Rheonics-instrumenten hebben roestvrijstalen sondes en bieden optioneel beschermende coatings voor speciale situaties.

Laag energieverbruik

24V DC voeding met minder dan 0.1 A stroomopname tijdens normaal gebruik.

Snelle reactietijd en temperatuur gecompenseerde viscositeit

Ultrasnelle en robuuste elektronica, gecombineerd met uitgebreide rekenmodellen, maken Rheonics-apparaten tot een van de snelste, veelzijdige en meest nauwkeurige in de branche. SRV en SRD geven elke seconde realtime, nauwkeurige viscositeitsmetingen (en dichtheid voor SRD) en worden niet beïnvloed door variaties in de stroomsnelheid!

Brede operationele mogelijkheden

De instrumenten van Rheonics zijn gebouwd om metingen uit te voeren in de meest uitdagende omstandigheden.

SRV is verkrijgbaar met het breedste operationele assortiment op de markt voor inline procesviscometer:

• Drukbereik tot 5000 psi
• Temperatuurbereik van -40 tot 200 ° C
• Viscositeitsbereik: 0.5 cP tot 50,000 cP (en hoger)

SRD: één instrument, drievoudige functie - Viscositeit, temperatuur en dichtheid

De SRD van Rheonics is een uniek product dat drie verschillende instrumenten vervangt voor metingen van viscositeit, dichtheid en temperatuur. Het elimineert de moeilijkheid van het co-lokaliseren van drie verschillende instrumenten en levert extreem nauwkeurige en herhaalbare metingen in de moeilijkste omstandigheden.

Beheren doseren / vullen efficiënter, verlaag de kosten en verhoog de productiviteit

Integreer een SRV in de proceslijn en zorg voor consistentie door de jaren heen. SRV bewaakt en controleert constant de viscositeit (en dichtheid in het geval van SRD) en activeert adaptief kleppen voor het doseren van de mengselbestanddelen. Optimaliseer het proces met een SRV en ervaar minder uitval, lager energieverbruik, minder niet-naleving en besparing op materiaalkosten. En uiteindelijk draagt ​​het bij aan een beter bedrijfsresultaat en een beter milieu!

Clean in place (CIP) en sterilisatie ter plaatse (SIP)

SRV (en SRD) bewaakt de reiniging van de vloeistofleidingen door de viscositeit (en dichtheid) van de reiniger / het oplosmiddel tijdens de reinigingsfase te bewaken. Elk klein residu wordt gedetecteerd door de sensor, waardoor de operator kan beslissen wanneer de lijn schoon / geschikt is voor het beoogde doel. Als alternatief levert SRV (en SRD) informatie aan het geautomatiseerde reinigingssysteem om volledige en herhaalbare reiniging tussen runs te garanderen, waardoor volledige naleving van de hygiënische normen van voedselproductiefaciliteiten wordt gegarandeerd.

Superieur sensorontwerp en -technologie

Geavanceerde, gepatenteerde elektronica vormt het brein van deze sensoren. SRV en SRD zijn verkrijgbaar met industriestandaard procesaansluitingen zoals ¾ ”NPT, DIN 11851, Flens en Tri-clamp, waardoor operators een bestaande temperatuursensor in hun proceslijn kunnen vervangen door SRV / SRD, wat zeer waardevolle en bruikbare procesvloeistofinformatie oplevert, zoals viscositeit een nauwkeurige temperatuurmeting met behulp van een ingebouwde Pt1000 (DIN EN 60751 klasse AA, A, B beschikbaar).

Elektronica gebouwd om aan uw behoeften te voldoen

De sensorelektronica is verkrijgbaar in zowel een transmitterbehuizing als een kleine DIN-railmontage en maakt eenvoudige integratie in proceslijnen en in apparatuurkasten van machines mogelijk.

Eenvoudig te integreren

Meerdere analoge en digitale communicatiemethoden die in de sensorelektronica zijn geïmplementeerd, maken het aansluiten op industriële PLC- en besturingssystemen eenvoudig en eenvoudig.

Analoge en digitale communicatie-opties

Optionele digitale communicatie-opties

Rheonics biedt intrinsiek veilige sensoren gecertificeerd door ATEX en IECEx voor gebruik in gevaarlijke omgevingen. Deze sensoren voldoen aan de essentiële gezondheids- en veiligheidseisen met betrekking tot het ontwerp en de constructie van apparatuur en beveiligingssystemen die zijn bedoeld voor gebruik in mogelijk explosieve atmosferen.

De intrinsiek veilige en explosieveilige certificeringen van Rheonics maken ook aanpassing van een bestaande sensor mogelijk, waardoor onze klanten de tijd en kosten kunnen vermijden die gepaard gaan met het identificeren en testen van een alternatief. Aangepaste sensoren kunnen worden geleverd voor toepassingen die één eenheid tot duizenden eenheden vereisen; met doorlooptijden van weken versus maanden.

Rheonics SRV & SRD zijn beide ATEX- en IECEx-gecertificeerd.

Installeer de sensor rechtstreeks in uw processtroom om realtime viscositeits- en dichtheidsmetingen uit te voeren. Er is geen bypass-leiding nodig: de sensor kan in-line worden ondergedompeld; debiet en trillingen hebben geen invloed op de meetstabiliteit en nauwkeurigheid. Optimaliseer de mengprestaties door herhaalde, opeenvolgende en consistente tests op de vloeistof uit te voeren.

In-line kwaliteitscontrolelocaties

• in tanks
• In de verbindingsleidingen tussen verschillende verwerkingscontainers

Instrumenten / sensoren

SRV Viscometer OF een SRD voor extra dichtheid

Rheonics ontwerpt, produceert en verkoopt innovatieve systemen voor vloeistofdetectie en -bewaking. Precisie gebouwd in Zwitserland, de in-line viscometers en dichtheidsmeters van Rheonics hebben de gevoeligheid die de toepassing vereist en de betrouwbaarheid die nodig is om te overleven in een barre werkomgeving. Stabiele resultaten - zelfs onder ongunstige stromingsomstandigheden. Geen effect van drukval of debiet. Het is even goed geschikt voor kwaliteitscontrolemetingen in het laboratorium. U hoeft geen componenten of parameters te wijzigen om het volledige bereik te meten.