Изменение вязкости в реальном времени во время смешивания и определение конечного продукта
Rheonics вискозиметр процесса SRV or Rheonics плотность процесса и вискозиметр SRD может быть установлен в различных местах в процессе производства. Использование датчика в емкости может принести пользу производству, прежде всего, за счет наблюдения за изменением вязкости по мере продвижения процесса смешивания. Наблюдение за вязкостью во время смешивания позволяет оператору оптимизировать и избегать чрезмерного смешивания или зависящей от времени деградации продукта. Это позволяет экономить энергию и время, поскольку оператор может определенно видеть, когда был достигнут конечный продукт. Это можно увидеть в образце данных SRV на рисунке 1, когда измеренная вязкость достигает желаемого диапазона заданного значения (зеленый).
Контроль однородности и равномерности смешивания
Во-вторых, шум при измерении вязкости во время смешивания может указывать на неоднородность. На рисунке 1 показан пример данных SRV, где шум в данных уменьшается по мере смешивания, а затем после достижения заданного значения продолжает уменьшаться до тех пор, пока шум вязкости технологической жидкости не будет оставаться в пределах допуска (зеленая область). Таким образом, показания SRV из смесительных сосудов могут указывать на качество смешивания и, следовательно, качество или срок службы суспензии, поскольку чрезмерная обработка может привести к деградации суспензии.
Обнаружение проблем смешивания
Наконец, установка датчика в смесителе позволяет обнаружить накопление агломератов, пузырьков или других артефактов в резервуаре. Отклонения от огибающей процесса могут указывать на комки и пузырьки. Отклонение выше обычно указывает на твердые артефакты, а отклонения ниже указывают на пузырьки. (Отклонения такого рода не показаны в этом образце набора данных.)
Рисунок 1: Образец данных процесса из SRV в смесительном сосуде. Зеленый цвет обозначает заданное значение и область допуска. Синий цвет — отдельные измерения вязкости. Черный цвет — сглаженные данные вязкости.
Непрерывные и прерывистые измерения
Использование датчиков вязкости в смесительных сосудах может осуществляться непрерывно или периодически. Хотя максимальную информацию можно получить, установив зонд на постоянной основе в смесительном сосуде, существуют случаи использования, требующие периодического отбора проб.
Непрерывный контроль процесса смешивания
Этот вариант является самым простым вариантом для большинства ситуаций и дает оператору больше всего информации. Преимущества контроля качества этого варианта двояки: 1) текущие измерения, которые можно сравнивать с автономными измерениями в любой момент времени: снижение необходимости в автономных измерениях и 2) любые потенциальные проблемы могут быть немедленно обнаружены. Управление процессом на основе непрерывного измерения вязкости с помощью SRV может строго контролироваться для предотвращения превышения вязкости, которое может испортить партию или сегмент непрерывного процесса. С данными за все время обработки свойства смеси всегда могут быть известны, и система не требует вмешательства.
Периодический мониторинг смешанного продукта
В некоторых процессах желательно выполнять прерывистые измерения с SRV в смесительном сосуде. Причины этого могут включать: тщательно прописанные схемы потока жидкости, которые могут быть нарушены даже небольшим датчиком; невозможность установки датчика в смесительном сосуде (когда лезвия царапают все поверхности, а монтаж с крышки невозможен); высокое изгибающее усилие на датчике (высоковязкие жидкости – решения существуют в Rheonics портфолио для смешивания высоковязких сред); потребности в очистке (накопление продукта на датчиках); снижение воздействия (многофазные процессы с крупными агрегатами); или стандартные отраслевые протоколы. При периодическом мониторинге важно регистрировать время измерения, независимо от того, текучая или статическая среда, и необходимо следить за тем, чтобы зонд находился в одной и той же области потока при сравнении измерений в текучей среде.
Места установки
Установка Rheonics Встроенный вискозиметр может быть установлен с крышки, сбоку, снизу или в линии рециркуляции. Таблица ниже поясняет, какие ситуации смешивания приводят к рекомендации каждого из них.
Рисунок 2: Места установки смесительных баков (советы по выбору места см. в Таблице 1).
Информацию о продукте для каждого места установки можно найти здесь: Rheonics встроенный вискозиметр и плотномер в резервуаре и линии рециркуляции для процессов смешивания. Кроме того, при проведении прерывистых испытаний вставка зонда сверху часто является наиболее практичным выбором, поскольку его можно устанавливать/снимать во время процесса смешивания.
Таблица 1: Увеличенные изображения и рекомендации по расположению датчиков из рисунка 2.
| Увеличенное изображение | N ° | Когда использовать | Недостатками |
|---|---|---|---|
 | 1. Длинная вставка сверху | Смесительный ротор находится внизу и царапает бока. Повреждая агрегаты с более высокой плотностью, чем жидкость. | Изменчивость уровня в резервуаре, если партия и технологическая жидкость со временем уменьшаются. |
 | 2. Установка заподлицо | Позволяет использовать большой перемешивающий ротор, отлично подходит для жидкостей с низкой вязкостью без прилипания к стенкам. Совместимость с гигиеническим исполнением. | Процедуры очистки или смешивания, в которых используются скребки для стен. |
 | 3. Длинный Tri-Clamp вставка на стену | Помещает зонд в области наилучшего смешивания в жидкостях с такими эффектами, как адгезия и пограничные слои. | Для использования длинного зонда на высоте ротора требуется ротор меньшего размера. Датчик более подвержен повреждению при извлечении ротора или других компонентов из резервуара. |
 | 4. Резьбовая установка на стене. | Идеально подходит, если в баке уже имеются резьбовые отверстия NPT. | Не всегда гигиенично. Возможно скопление отложений вокруг верхней части чувствительной области, если Weldolet слишком длинный. |
 | 5. Длинная установка снизу. | Когда беспокоит градиент плотности или неполное смешивание. Желательно обнаружить твердые комки, которые затонули. | Если твердые комки достаточно большие и тяжелые, эта позиция уязвима. Также может вызвать проблемы с очисткой. |
 | 6. Резьбовая установка в трубе. | Если в реакторе предусмотрены схемы потоков, то они не должны нарушаться в самом смесительном сосуде. | Размер трубы должен быть учтен. При отсутствии линии рециркуляции это может быть только «проверкой» после того, как продукт уже находится в движении к следующей операции блока. |
 | 7. Длинная резьбовая установка в колене трубы. | Узкие трубы, 2” и меньше. Позволяет зондировать в поле потока без опасений по поводу накопления. Не обязательно должен быть изгиб в верхней части трубы. Отлично подходит для материалов, которые имеют тенденцию затвердевать на оборудовании. | Требуется изгиб. При отсутствии линии рециркуляции это может быть только «проверкой» после того, как продукт уже находится в движении к следующей операции блока. |
На рисунках 3, 4 и 5 показаны конкретные установки смесительных резервуаров с центральным роторным смесителем на рисунке 3 и высокоскоростным смесителем со скребком на рисунке 4. На рисунке 5 показана установка для прерывистого тестирования. Это ни в коем случае не полный список, но он содержит несколько распространенных установок смесительных резервуаров.
Рисунок 3: Установка в смесительный бак
Рисунок 4: Установка в высокоскоростной смеситель-диссольвер.
Рисунок 5: Установка системы периодического мониторинга, при которой зонд может быть опущен в смеситель при необходимости.
Управление технологическими процессами и автоматизация
Имея полное представление о ходе смешивания и однородности системы, полученное в результате мониторинга вязкости в реальном времени, можно постепенно корректировать параметры входящих жидкостей в соответствии с условиями. После длительного использования инженер-технолог может построить ожидаемую огибающую процесса (см. Рисунок 6) на основе данных, полученных датчиком в предыдущих запусках. Эта ожидаемая огибающая позволяет операторам определить, нормально ли развивается вязкость, и вносить коррективы при возникновении проблем, не дожидаясь полного смешивания. Это помогает выявить различия в составе сырья на ранней стадии. В примере, показанном на рисунке 6, вязкость развивается в течение 10 часов смешивания. Текущий запуск показан синим цветом, и уже через несколько часов можно получить уведомление о том, что текущий запуск идет ненормально, что позволяет оператору внести ранние корректировки и сэкономить часы технологического времени.
Рисунок 6: Красные пунктирные линии формируют ожидаемую огибающую процесса. Предыдущие прогоны и их усредненные значения показаны серым цветом. Заданное значение с заданным допуском показано зеленой областью. Для текущего прогона (синего цвета) аномальное развитие вязкости можно обнаружить уже через 200 минут.
Влияние вязкости на скорость смешивания
Показания вязкости изменяются в зависимости от скорости потока для неньютоновских жидкостей, чувствительных к сдвигу, а увеличение вязкости может снизить скорость потока при том же количестве смешивания. Это следует учитывать при интерпретации результатов.
Постоянный контроль качества
Данные о текущих условиях в резервуаре и их связь с полученным продуктом могут дать операторам уверенность в том, что автономные проверки пройдут контроль качества, и в конечном итоге позволят операторам быть более уверенными в том, что конечные продукты также будут иметь неизменно правильные свойства. Включение точек данных, полученных из стандартных измерений контроля качества (например, Brookfield, Zahn или других ручных тестов), может помочь операторам увидеть, как отклонения в этих измерениях коррелируют с изменением показаний SR-сенсора. Поскольку SR-сенсоры не вмешиваются в процесс, ручные тесты можно продолжать проводить как обычно, и можно установить эмпирическую корреляцию между ручным тестом и вязкостью SR-сенсора. Такая корреляция должна быть уникальной для каждой производимой жидкости. В оптимальном варианте отклонение в вязкости SR-сенсора может даже предупредить операторов о необходимости ручного теста контроля качества (тесты, запускаемые событием).
Выбор SR-сенсора
Для обоих датчиков SR необходимо учитывать требования к процессу взрывобезопасности, гигиенической безопасности, безопасности пищевых продуктов и чистоты на месте (CIP). Когда требуются сертификаты взрывобезопасности Rheonics предложения Датчики SR, сертифицированные по ATEX и IECEx. Для гигиенической и пищевой/фармацевтической безопасности Датчики SR, сертифицированные EHEDG от Rheonics рекомендуются. После установки датчики SR-Sensors могут использоваться для индикации чистоты технологической линии и Оптимизация систем безразборной мойки (CIP) и Сертифицирован 3-А Rheonics SR-датчики вы можете быть уверены в том, что полностью соблюдаете санитарные стандарты CIP в вашем процессе. Если датчики необходимо снять для очистки (например, скребком), Выдвижные SR-датчики можно использовать. Датчики SR-Sensors не требуют технического обслуживания, не имеют подвижных частей, имеют металлическое уплотнение и не требуют полимера для работы, что делает их простым дополнением к любому процессу для улучшения контроля и качества.
Для выбора между SRD и SRV в сосудах для смешивания SRD предоставляет пользователям дополнительную информацию об их процессе, а именно, плотность жидкости помимо вязкости и температуры, измеренных SRV. Поскольку плотность и вязкость являются физически связанными свойствами, плотность может обеспечить раннее понимание неожиданного увеличения вязкости. Однако для измерений SRD пузырьки, низкая скорость и большие капли в системе могут увеличить шум в показаниях. Поэтому, если при использовании SRV в данных присутствует большое количество шума, SRD не рекомендуется, и следует продолжать использовать SRV.
Технологическое соединение любого из датчиков настраивается под ваш процесс. Доступны плоские, короткие и длинные зонды и различные технологические соединения, которые можно изучить здесь: Установка SRV и SRD.
Референсы
- Rheonics SRV » Встроенный онлайн-вискозиметр для контроля вязкости жидкости
- Rheonics SRD » Поточный онлайн-мер плотности удельного веса и концентрации
- ATEX – Сертификация IECEx » rheonics :: вискозиметр и плотномер
- Сертифицирован 3-А Rheonics технологический вискозиметр и плотномер » rheonics :: вискозиметр и плотномер
- Rheonics Сертифицированные EHEDG линейные датчики вязкости и плотности для пищевой и фармацевтической промышленности » rheonics :: вискозиметр и плотномер
- Что такое ЦИП? Оптимизация систем CIP (очистка на месте) с помощью поточных измерений вязкости и плотности » rheonics :: вискозиметр и плотномер
- Установка вискозиметра SRV
- Выдвижной плотномер и вискозиметр – Тип SR-X5 и X8
