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Otimizando a mistura com gerenciamento de viscosidade: Uma perspectiva científica

Use viscosímetros em linha para otimizar e controlar de forma precisa e consistente as operações de mistura em todos os setores.

Pronto para monitorar, controlar, otimizar e monetizar seu processo de mixagem, continue lendo >>

Otimizando operações de mistura com gerenciamento de viscosidade em linha

Principais vantagens do gerenciamento de viscosidade em aplicações de mistura:

  • Operações de mistura precisas e eficientes - economia significativa em custos de material e energia
  • Mudança de produto perfeita: agilidade ao lidar com diferentes e novas variantes de produto e proveniência do produto
  • Conformidade com os regulamentos
  • Otimizando sistemas CIP

Introdução

Em muitos processos de fabricação, a mistura é uma etapa crucial. Pode não ter requisitos de precisão estritos, mas a sobrealimentação ainda desperdiça energia e tempo. Na maioria dos casos, a mistura, entretanto, é muito mais precisa. A mistura insuficiente deixa vários componentes distribuídos de maneira desigual, ao passo que a mistura excessiva pode alterar o produto final.

Há uma série de razões pelas quais um reator não está produzindo em sua capacidade total. Em geral, o sistema de mistura deve ser verificado como uma das primeiras coisas a verificar, dependendo dos sintomas. Afinal, o processo de agitação é uma parte crítica do processo de reação e é uma das tecnologias que pode ser ajustada ou atualizada para otimizar todo o processo.

Há mais fatores a serem considerados do que o próprio agitador ao estabelecer um ambiente de mistura exclusivo - incluindo lâminas do agitador, defletores, selos mecânicos, acionamentos e procedimentos operacionais (ângulo da lâmina, rpm, número de camadas, etc.). As características do produto e os requisitos de temperatura criam uma gama complexa de opções. É essencial considerar todos esses fatores ao estabelecer ou reconstruir os parâmetros do processo.

O que torna os processos de mistura complexos?

Produtos e processos difíceis

As propriedades físicas de certos produtos tornam-nos difíceis de misturar. Como essas propriedades podem ser o que torna um produto eficaz ou desejável, o produto não pode ser feito com propriedades diferentes para aumentar a facilidade de mistura.

Comportamento não newtoniano

Uma propriedade particularmente difícil é a viscosidade não newtoniana, uma característica de itens comuns do dia a dia, como produtos de higiene pessoal, tintas e alimentos. A viscosidade tem o efeito de resistir ao movimento do fluido, de modo que o movimento criado por um impulsor do misturador em um fluido viscoso pode morrer antes de mover todo o conteúdo do tanque. Com todos os fluidos não newtonianos, existe a possibilidade de uma parte de um tanque permanecer sem mistura devido ao movimento inadequado do fluido.

O comportamento não newtoniano geralmente se torna evidente em fluidos com viscosidades superiores a cerca de 1,000 cP (1 Pa-seg). Nesse ponto, a viscosidade por si só torna a mistura do fluido mais difícil do que a mistura de fluidos semelhantes à água de baixa viscosidade. Impulsores pequenos podem apenas fazer um furo no fluido, enquanto impulsores grandes podem mover um lote inteiro. Uma abordagem para misturar fluidos não newtonianos e outros fluidos viscosos é usar grandes impulsores ou múltiplos impulsores, de forma que o fluido não precise se deslocar muito longe do misturador para alcançar outras partes do tanque.

Os fluidos não newtonianos apresentam dependência de cisalhamento - isto é, a viscosidade muda conforme o fluido é cisalhado (movido) pelo misturador. Um fluido que experimenta uma diminuição na viscosidade quando sujeito a cisalhamento é chamado de cisalhamento, enquanto um fluido que sofre um aumento na viscosidade sob cisalhamento é chamado de cisalhamento. A influência do cisalhamento na viscosidade aparente é proporcional à velocidade de rotação.

Os fluidos não newtonianos independentes do tempo são influenciados pela taxa de cisalhamento aplicada a eles. Os fluidos de diluição de cisalhamento independentes do tempo são frequentemente chamados pseudoplástico, porque eles se comportam como polímeros fundidos. Fluidos espessantes de cisalhamento são às vezes chamados fluidos dilatantes, porque muitas são pastas de alta concentração que devem se expandir (dilatar) no nível das partículas para fluir.

Os fluidos não newtonianos dependentes do tempo mudam a viscosidade aparente não apenas com a taxa de cisalhamento, mas também durante e após o cisalhamento aplicado. Fluidos de diluição de cisalhamento dependentes do tempo são descritos como tixotrópico. A tinta látex é um fluido tixotrópico comum. A tinta dilui quando é cortada pelo pincel ou rolo à medida que é aplicada. Embora a tinta seja fina, ela se espalha uniformemente e as pinceladas desaparecem. Após o cisalhamento do processo de aplicação terminar, a tinta começa a engrossar novamente, para que não escorra pela parede ou saia da peça pintada. Este comportamento tixotrópico pode tornar problemática até mesmo a mistura de tinta látex na preparação para o uso. Alguns fluidos de diluição de cisalhamento dependentes do tempo experimentam uma redução permanente na viscosidade, tornando o tempo de mistura um fator importante na obtenção das propriedades desejadas do produto. Fluidos de espessamento de cisalhamento dependentes do tempo são chamados reopético fluidos. A tinta de impressão pode apresentar propriedades reopéticas.

Alguns fluidos não newtonianos mais difíceis têm propriedades viscoelásticas ou de tensão de escoamento. UMA viscoelástico fluido se comporta como massa de pão ou massa de pizza quando retorna ao seu estado original. À medida que a massa é misturada ou amassada, ela pode esticar e se mover; quando a força aplicada é removida, a massa tende a (pelo menos parcialmente) rastejar de volta para onde estava antes de ser esticada. Por causa da alta viscosidade e do comportamento elástico, muitas vezes é necessário equipamento especial para misturar materiais viscoelásticos. O equipamento de mistura de massa, por exemplo, normalmente tem lâminas que esticam e dobram ou cortam a massa (por exemplo, uma pá ou gancho de massa em uma batedeira). Os fluidos de tensão de escoamento são mais facilmente identificados por suas características semelhantes a gel e sua resistência inicial ao movimento. Alguns fluidos de estresse de rendimento comuns incluem ketchup, maionese, gel de cabelo e loção para as mãos. Uma certa força mínima deve ser aplicada antes que um fluido de estresse de escoamento flua. Os fluidos de estresse de escoamento podem formar uma caverna de fluido em movimento ao redor do impulsor, com fluido estagnado circundando o volume que está se movendo.

A mistura de fluidos não newtonianos pode ser duplamente complicada quando o processo de mistura cria as propriedades não newtonianas. Por exemplo, um processo de formulação pode começar com um líquido de baixa viscosidade e a mistura faz com que a viscosidade aumente até que o fluido se torne não newtoniano. Às vezes, a potência do misturador pode ser usada como um indicador da viscosidade final do fluido.

A intenção de praticamente todos os processos de mistura é a mesma - atingir o nível de homogeneidade necessário. Misturar e combinar são etapas comuns em todas as indústrias de processo:

  1. Alimentação
  2. Farmacêutico
  3. produtos quimicos
  4. Cosméticos
  5. Tintas, tintas e revestimentos
  6. Bateria
  7. Adesivos e Selantes

Não apenas a mistura requer a composição correta e a porcentagem de sólidos, a viscosidade deve ser mantida para que um produto consistente seja produzido. Todo o processo de mistura / mesclagem precisa ser regulado continuamente. O grau de variabilidade da viscosidade de várias partes da amostra é um verdadeiro indicador do grau de homogeneidade da mistura. O monitoramento contínuo da viscosidade em todo o processo de mistura é um método preciso para medir e, eventualmente, controlar os principais parâmetros (como% de sólidos) para atingir as propriedades desejadas.

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Dois dos outros processos difíceis envolvendo fluidos não newtonianos são a adição de pó e emulsificação

Adição de pó. A adição de pó apresenta uma variedade de problemas que dependem do fato de o pó ser solúvel, insolúvel ou hidratante.

Os problemas com a adição de pó solúvel geralmente corrigem-se automaticamente à medida que o pó se dissolve, embora possam ser necessários tempos de mistura prolongados. Toda dissolução requer algum tempo adicional; as partículas de dissolução lenta podem exigir tempos de mistura de minutos a, no extremo, horas. O tempo necessário para dissolver os pós depende principalmente da solubilidade e do tamanho das partículas, e menos da intensidade da mistura, desde que as partículas estejam suspensas. Pós insolúveis e pós hidratantes podem formar aglomerados ou caroços que requerem processamento intenso para quebrar e dispersar.

Uma dificuldade de adição de pó é fazer com que o pó umedeça completamente. O umedecimento envolve tanto as propriedades superficiais das partículas quanto a tensão superficial do líquido. As características elétricas de superfície de alguns pós os tornam hidrofóbicos, por isso não se molham bem com água. Isso pode exigir a mudança do material, se possível, ou pré-tratamento do material para alterar suas propriedades umectantes. Alterar a tensão superficial do líquido, talvez adicionando um surfactante, pode melhorar as características de umedecimento do líquido e tornar a adição do pó mais fácil. O tamanho da partícula também afeta o umedecimento.

Partículas maiores têm maior probabilidade de penetrar na superfície do que partículas finas. Partículas finas e partículas de baixa densidade tendem a flutuar na superfície do líquido, tornando a adição de pó extremamente difícil.

A taxa de adição e o movimento da superfície podem piorar ou melhorar a adição de pó. Muitos pós precisam ser adicionados lentamente o suficiente para que tenham tempo de serem umedecidos e incorporados ao líquido. Alguns espessantes hidratantes, como polímeros celulósicos, precisam ser adicionados rapidamente, enquanto o fluido ainda é de baixa viscosidade e turbulento para auxiliar na adição e dispersão do pó. Portanto, um equilíbrio deve ser alcançado entre a adição rápida e lenta para obter a melhor e mais completa mistura. O controle da taxa de adição pode exigir mais do que apenas uma instrução que afirma "adicione lentamente". Só porque existe uma especificação para a taxa de adição não significa que o processo seja sempre executado de acordo. Para controlar a taxa de adição, uma porção do pó pode ser adicionada, seguida de mistura por um período prolongado, antes de mais pó ser adicionado.

O movimento da superfície deve ser suficiente para umedecer as partículas individualmente na superfície ou levá-las rapidamente da superfície para a região de intensa mistura próxima ao impulsor. Um vórtice modesto na superfície pode ajudar a mover o líquido pela superfície. Um vórtice profundo puxará o ar para o líquido. Um vórtice forte é provavelmente um sinal de má mistura (como discutido mais tarde).

Os espaços entre as partículas de pó são preenchidos com ar. Adicionar qualquer pó a um líquido tem o potencial de adicionar bolhas de ar. Uma vez que as bolhas de ar estão em um líquido, especialmente um líquido viscoso, pode ser difícil removê-las.

A melhor maneira de resolver um problema de bolhas em um líquido é limitar sua formação ou evitar que elas entrem no líquido em primeiro lugar. Para reduzir a entrada de ar e a formação de bolhas, evite respingos na superfície de um impulsor parcialmente submerso e certifique-se de que um vórtice profundo não alcance um impulsor. Algumas adições de pó requerem equipamento especial de mistura em linha para combinar e dispersar rapidamente os pós em um fluxo líquido. Adicionar pós sob vácuo é difícil, mas pode ser a única maneira de reduzir as bolhas em um produto viscoso.

Emulsificação. A emulsificação é quase uma arte, pois envolve tanto a intensidade da mistura quanto o uso de agentes de estabilização.

A maioria das emulsões é uma combinação de uma fase oleosa e uma fase aquosa, uma dispersa na outra. No entanto, algumas emulsões envolvem mais de duas fases líquidas ou a presença de pós dispersos. Se as gotículas da fase dispersa forem pequenas o suficiente, a dispersão não se separará, especialmente se um surfactante estiver presente para atuar como um estabilizador. Produtos comuns como maionese, tinta látex e loção para a pele são emulsões.

Em geral, uma mistura mais intensa pode reduzir a quantidade de estabilizador necessária, ou mais estabilizador pode reduzir a intensidade de mistura necessária para formar uma emulsão. A formação da emulsão quase sempre requer uma mistura de alto cisalhamento, geralmente fornecida por pás de impulsor especiais. Em alguns casos, uma lâmina dentada operando em alta velocidade é suficiente para formar uma emulsão. Em outros casos, é necessário um misturador rotor-estator.

Para formar uma emulsão estável, a fase dispersa deve ser impedida de coalescer, o que requer a criação de área de superfície e tensão superficial suficientes entre as gotículas imiscíveis e a fase líquida contínua. As diferenças entre as viscosidades das duas fases podem alterar o processo e complicar ainda mais a formação de uma emulsão. Como a viscosidade é uma função da temperatura e toda a potência adicionada por um misturador eventualmente se transforma em calor, a temperatura e a viscosidade podem mudar durante o processo de emulsificação.

Observação cuidadosa e compreensão dos fatores que afetam uma emulsão são necessários para melhorar um processo de emulsificação. A emulsão final freqüentemente terá uma viscosidade mais alta do que qualquer um dos dois líquidos imiscíveis. As propriedades e estabilidade da emulsão podem ser o resultado do processo desejado.

Perguntas frequentes sobre o aplicativo

Como e por que a viscosidade afeta a mistura?

A viscosidade do fluido inibe o movimento do fluido, então o movimento de um impulsor em um líquido viscoso pode morrer antes de mover todo o conteúdo do tanque. Em fluidos não newtonianos, existe a possibilidade de uma parte do tanque permanecer sem mistura devido ao movimento insuficiente do fluido.

O tempo de mistura, a velocidade, a seleção do impulsor do agitador e as características do recipiente de mistura podem ser alterados para atingir os resultados de mistura desejados.

O projeto e a seleção dos impulsores do agitador são influenciados pelas densidades do material, características de cisalhamento e tempo de mistura. A seleção adequada do impulsor é crucial para uma mistura eficiente.

A mistura de alta viscosidade geralmente requer um impulsor de baixo cisalhamento para manter os fluidos uniformemente viscosos. Os tanques de mistura geralmente requerem impulsores de folga estreita, como impulsores em espiral ou tipo âncora ou aerofólios de alta viscosidade para manter a viscosidade uniforme. Todo o conteúdo do recipiente é misturado adequadamente por um impulsor de baixo cisalhamento. Os fluidos altamente viscosos, quando misturados com um impulsor de alto cisalhamento, se comportam de maneira diferente dos fluidos nas partes externas do tanque de mistura. Isso pode resultar em um produto final inferior. A viscosidade aumenta o arrasto em tanques e outros elementos internos (como defletores). Para fluidos altamente viscosos, os defletores podem não ser necessários.

Os fluidos de baixa viscosidade podem se beneficiar da agitação extra dos defletores. O projeto dos sistemas de mistura deve levar em consideração não apenas a viscosidade inicial dos fluidos, mas também as mudanças na viscosidade como resultado das mudanças da temperatura e da taxa de cisalhamento.

Como você mistura ou mistura líquidos de alta e baixa viscosidade?

Para misturar líquidos de viscosidades diferentes, comece com um líquido de viscosidade mais baixa e, em seguida, adicione líquido de viscosidade mais alta. Isso é mais eficiente em termos de energia porque o misturador não precisa ser dimensionado para lidar com viscosidades muito altas. A cor e o corante podem ser adicionados no final, pois isso funcionará como um indicador visual de que uma mistura consistente foi alcançada.

Como você mistura líquidos de alta viscosidade?

Os fluidos de alta viscosidade requerem um impulsor de mistura que possa operar efetivamente em um regime de fluxo laminar com alta viscosidade. Impulsores de âncora, impulsores de porta e impulsores de dupla hélice são impulsores de fluxo laminar típicos.

O impulsor HiFlow de passo duplo de grande diâmetro cria uma zona de mistura essencialmente ao longo do diâmetro do tanque de mistura, permitindo a circulação de cima para baixo para aplicações como fabricação de adesivo / cola. Os materiais de viscose não podem contornar a zona de mistura, pois o impulsor varre todo o diâmetro do vaso. Fornece excelente agitação na zona de transição (números de Reynolds na faixa de 10 a 10,000) sem a necessidade de defletores.

Impulsores de dupla hélice | Fonte: https://proquipinc.com/industrial-mixing-basics-high-viscosity-mixing-impellers/

 

Impulsores de alto fluxo com inclinação dupla | Fonte: https://proquipinc.com/industrial-mixing-basics-high-viscosity-mixing-impellers/

Como você cria uma mistura de pó homogênea?

A mistura de materiais em pó e granulares é importante em muitos processos nas indústrias alimentícia, farmacêutica, de papel, plásticos e borracha. O produto final deve cumprir três requisitos importantes: fluxo, homogeneidade e amostragem para avaliar a mistura.

Em geral, para caracterizar a qualidade de uma mistura, várias amostras precisam ser coletadas e analisadas. Ao compreender o mecanismo de mistura, a posição de amostragem pode ser escolhida de modo que regiões ou seções que se movem lentamente tenham tendência a mostrar segregação. Os métodos de amostragem são projetados para fornecer teoricamente amostras representativas, assumindo que qualquer erro de amostragem seja desprezível. Uma vez que as variações nas amostras de mistura de pó estariam relacionadas à distribuição do tamanho das partículas, é impossível medir a eficiência absoluta da técnica.

Como as ferramentas de monitoramento online estão avançando na tecnologia de mistura?

A homogeneidade da mistura é de extrema importância na indústria farmacêutica para garantir que a substância do medicamento seja distribuída uniformemente por toda a mistura pó / grânulo. É comum usar ladrões de amostragem para amostrar misturas farmacêuticas. A amostragem por ladrão tem a vantagem de que as amostras podem ser coletadas em grandes misturadores e posteriormente misturadas até que o tempo de mistura ideal seja alcançado. A amostragem de fluxo é outra alternativa para amostrar ladrões. Ele não pode ter como alvo locais suspeitos de fornecer uma mistura abaixo do ideal. Fluxos de amostragem são projetados para obter amostras representativas, não para se concentrar em locais específicos. Quando o ingrediente farmacêutico ativo na mistura está dentro das especificações, a mistura é considerada homogênea. Os resultados são geralmente expressos como miligramas por grama de ingrediente ativo na mistura farmacêutica e como desvio padrão ou desvio padrão relativo do conteúdo do medicamento. Para obter uma estimativa confiável, deve-se retirar várias amostras. A qualidade de uma mistura não pode ser determinada rapidamente devido à variação nas quantidades de amostra tomadas pelas pessoas e à variação que pode ocorrer durante a análise. Hoje, existem alternativas mais promissoras à amostragem para monitorar a mistura e estudar a dinâmica do processo.

Usar medições de viscosidade no infravermelho próximo (NIR) ou em linha para medir perfis de mistura em tempo real pode ser útil para estudar a dinâmica de mistura de pó. À medida que sensores como viscosímetros, NIR e processamento de dados se tornam mais avançados, mais parâmetros podem ser monitorados online. Essa automação levou a um aumento significativo nos dados de teste coletáveis, tornando a análise estatística mais completa.

Quais são alguns métodos diferentes para medição quantitativa dos tempos de mistura?

  • Amostragem offline: Se uma técnica de análise off-line for usada, um marcador químico, como um determinado sal, corante ou ácido, é adicionado ao recipiente de mistura e as amostras são removidas regularmente. A concentração do marcador em cada amostra é medida e o grau de uniformidade é inferido dessas medidas. A instalação de um sistema de amostragem adequado pode ser difícil e esta técnica não é adequada se o tempo de mistura for muito curto, uma vez que geralmente haverá um tempo de amostragem finito.
  • Medições de mistura baseadas no efeito de Schlieren: A técnica baseada em Schlieren se baseia na dispersão de luz que ocorre quando dois líquidos com índices de refração diferentes são misturados.
  • Medições de tempo de mistura baseadas em termopar: Um teste de tempo de mistura baseado em termopar pode ser realizado adicionando um líquido que tenha uma temperatura diferente da massa.
  • Técnica de Sonda de Condutividade: A técnica do tempo de mistura da sonda de condutividade usa um eletrólito no líquido adicionado como marcador. As sondas de condutividade monitoram a condutividade local em função do tempo.
  • Processando Dados de Tempo de Mistura: Os dados coletados pelas técnicas de condutividade, termopar ou pH devem ser processados ​​para obter um tempo de mistura característico para o sistema sob investigação.
  • RTD para CSTR: A técnica da sonda de condutividade também pode ser usada para medir a distribuição do tempo de residência de sistemas de fluxo contínuo, instalando sondas na entrada e na saída do recipiente de mistura.

Quais são alguns dos problemas de mistura mais comuns com relação à viscosidade?

A suspensão sólida dificulta a medição da viscosidade. A viscosidade de suspensões sólidas precisa ser medida usando um viscosímetro que mantém os sólidos em suspensão enquanto mede a viscosidade em uma faixa de taxas de cisalhamento.

Usar muitos defletores no tanque pode dificultar o processo de mistura. Os fluidos altamente viscosos são naturalmente desconcertantes devido à sua resistência ao fluxo, portanto, os defletores que são muito grandes ou numerosos causam fluxo baixo ou nenhum fluxo nas paredes do tanque.

Usando um impulsor muito pequeno - impulsores muito pequenos não criam fluxo suficiente perto das paredes do tanque. Ter conhecimento do projeto do impulsor do agitador é fundamental ao criar o sistema de mistura perfeito para materiais viscosos.

Por que o gerenciamento de viscosidade é crítico nas aplicações de mistura?

Os fatores amplos e significativos que tornam o gerenciamento de viscosidade importante em praticamente todas as aplicações de mistura:

  1. Qualidade: A viscosidade da mistura é um indicador das principais propriedades do alvo, tornando-a crítica para a qualidade. Dependendo da aplicação, a viscosidade determina essencialmente as propriedades principais da mistura produzida. A sub-mistura dará origem à não homogeneidade e a super-mistura afetará a qualidade do produto final, tornando assim o monitoramento contínuo da viscosidade indispensável para a qualidade desejada. Em muitos processos de mistura / combinação, o monitoramento contínuo da viscosidade é importante para garantir que o produto esteja em conformidade com as especificações em todo o processo.
  2. Desperdício: A mistura excessiva pode não apenas alterar o estado do produto final, mas também é um desperdício de tempo e energia. O gerenciamento de viscosidade no processo de mistura pode permitir identificar o terminal de maneira confiável e precisa, levando a uma redução significativa de rejeitos e resíduos.
  3. Eficiência: O monitoramento sem complicações e em tempo real da viscosidade da mistura pode economizar muito tempo e esforço, o que está envolvido na análise offline da amostra e na tomada de decisões de processo com base nessa análise. Em muitas indústrias, isso resulta em maior segurança do operador.
  4. Meio Ambiente: Gerenciando a viscosidade continuamente em um processo de mistura, não apenas a qualidade do produto pode ser melhorada, mas também o consumo de energia / energia pode ser otimizado e as emissões de CO2 podem ser reduzidas.

Outros Considerações para aplicações de mistura alimentar e farmacêutica

Facilidade de limpeza. Outro aspecto importante é a capacidade de limpar o equipamento com facilidade e sem problemas. Quanto mais fácil for a limpeza do maquinário, menos tempo será necessário para limpar peças e máquinas e mais rápido ele poderá voltar a funcionar. Máquinas fáceis de desmontar ajudam a manter o processo de limpeza eficiente. Um exemplo disso é o cliente comprar um equipamento que ofereça uma limpeza manual ou automática no local (CIP), que é a forma mais eficiente de limpar uma enchedora. O CIP fará um ciclo da solução de limpeza na máquina para garantir que todas as peças molhadas estejam limpas.

 

 

Misturadores de grau alimentício (aplicações CIP)

Fonte da imagem: https://www.amixon.com/en/industries/food 

 

Facilidade de flexibilidade, mudança e escalabilidade. A facilidade de troca e flexibilidade do maquinário também são essenciais para um sistema de embalagem eficiente. Isso significa que o equipamento deve ser capaz de acomodar vários tipos de recipientes ou líquidos sem a necessidade de trocar peças. Alguns fabricantes possuem máquinas capazes de lidar com diversos tamanhos de garrafas por meio do uso de um único equipamento, desde que a viscosidade dos líquidos seja consistente. As máquinas também devem ser fáceis de atualizar, o que é particularmente importante à medida que os negócios crescem.

Medição de viscosidade e desafios de processo

Em todos os setores, os operadores de mistura reconhecem a necessidade de monitorar a viscosidade, mas fazer essa medição tem desafiado os engenheiros de processo e os departamentos de qualidade ao longo dos anos.

Desafios com medições de viscosidade off-line

Os viscosímetros de laboratório existentes são de pouco valor em ambientes de processo porque a viscosidade é diretamente afetada pela temperatura, taxa de cisalhamento e outras variáveis ​​que são muito diferentes off-line do que estão em linha. A condição da medição de viscosidade off-line é frequentemente uma amostra não agitada que pode não dar uma representação real da resistência do revestimento ao fluxo, viscosidade. Coletar amostras para serem testadas no laboratório e tomar decisões de processo com base nas descobertas no laboratório pode ser altamente complicado, demorado e extremamente ineficiente. É bastante impreciso, inconsistente e não repetível, mesmo com um operador experiente.

Desafios com viscosímetros rotacionais

O viscosímetro rotacional mede a viscosidade da mistura monitorando o torque necessário para girar um fuso a uma velocidade constante dentro do fluido. O princípio de medição da viscosidade é o seguinte - o torque, geralmente medido pela determinação do torque de reação no motor, é proporcional ao arrasto viscoso no fuso e, portanto, à viscosidade do fluido. Essa técnica, entretanto, apresenta mais problemas do que resolve:

  • O monitoramento de torque é realizado medindo a corrente de alimentação durante o processo de mistura. As flutuações na energia fornecida ao motor tornam as medições totalmente não confiáveis, dificultando a manutenção dos custos em um nível controlável e gerando quantidades maiores de resíduos de concreto. Controlar as flutuações de energia mudando para uma fonte de alimentação mais confiável na forma de um gerador pode ser uma opção muito cara.

Como o eixo está girando, os fios conectados ao sensor de torque no eixo se enrolam e se rompem. Os anéis coletores podem ser alternativas, mas não o ideal, devido aos tempos de configuração, custos e desgaste inevitável.

Soluções Rheonics para melhorar o desempenho da mistura

A medição automatizada e contínua da viscosidade em linha é crucial para a mistura de concreto. A Rheonics oferece as seguintes soluções para o processo de mistura de concreto:

  1. Na linha Viscosidade medições: SRV da Rheonics é um dispositivo de medição de viscosidade em linha de ampla faixa com medição de temperatura de fluido incorporada e é capaz de detectar alterações de viscosidade em qualquer fluxo de processo em tempo real.
  2. Na linha Viscosidade e Densidade medições: SRD da Rheonics é um instrumento de medição de densidade e viscosidade simultâneo em linha com medição de temperatura de fluido embutida. Se a medição de densidade for importante para suas operações, o SRD é o melhor sensor para atender às suas necessidades, com recursos operacionais semelhantes ao SRV, além de medições precisas de densidade.

A medição automatizada de viscosidade em linha através de SRV ou SRD elimina as variações nas técnicas de coleta de amostras e laboratório que são usadas para medição de viscosidade pelos métodos tradicionais. Os sensores da Rheonics são acionados por ressonadores de torção patenteados. Os ressonadores torcionais balanceados da Rheonics, juntamente com os algoritmos e a eletrônica proprietários da geração 3rd, tornam esses sensores precisos, confiáveis ​​e repetíveis nas condições operacionais mais adversas. O sensor está localizado em linha para medir continuamente a viscosidade da mistura. A consistência da mistura de concreto pode ser garantida pela automação do sistema de dosagem através de um controlador, usando medições contínuas de viscosidade em tempo real. Ambos os sensores possuem um formato compacto para instalação simples de OEM e de adaptação. Eles não requerem manutenção ou reconfigurações. Sem consumíveis, o SRV e o SRD são extremamente fáceis de operar.

Aplicações típicas de mistura em diferentes indústrias

  • Preparação de amostras para teste de aflatoxina Teste de aflatoxina
  • Fabricação de emulsões de nuvem para refrigerantes e bebidas
  • Fabricação de alternativas ao leite de base vegetal - bebida de processamento de leite não lácteo
  • Fabricação de bebida Smoothies
  • Fabricação de refrigerantes - dispersão de bebidas adoçantes artificiais
  • Fabricação de refrigerantes - dispersão / hidratação de ingredientes funcionais de bebidas
  • Fabricação de refrigerantes - preparação de xaropes de açúcar para bebidas
  • Dispersão de Agentes Retentores de Espuma de Cerveja, Fabricação e Destilaria
  • Dispersão de Pós Auxiliares de Filtragem, Fabricação e Destilaria
  • Preparação da Cerveja e Destilaria Isinglass Finings
  • Produção de Cerveja e Destilaria de Licores Cremosos
  • Recuperação em alta velocidade de confeitaria
  • Fabricação de Sorvetes - Hidratação de Estabilizantes e Emulsificantes de Laticínios
  • Fabricação de leite infantil e fórmula infantil de leite
  • Fabricação de laticínios com leite condensado
  • Pré-misturas para mousses e outros laticínios de sobremesas aeradas
  • Pré-misturas para iogurte e outras sobremesas lácteas de leite cultivado
  • Preparação de Misturas para Sorvetes com Leite
  • Queijo processado lácteo
  • Produção de bebidas lácteas com sabor a leite
  • Produção de margarina e laticínios com baixo teor de gordura
  • Refino de óleos comestíveis
  • Produção de Emulsões Saborosas
  • Preparação de soluções de carboximetilcelulose (CMC)
  • Dispersão e hidratação de alginatos
  • Dispersão de pectina para geléias e conservas
  • Dispersão de Amido
  • Hidratação de goma xantana
  • Preparação de soluções de gelatina
  • Preparação de soluções de goma de guar
  • Óleo de canabidiol (CBD) em produtos alimentícios Ingredientes
  • Mistura com ingredientes de mel
  • Misturas de massa para desaglomeração
  • Preparação de misturas de massa e revestimento
  • Preparação de salmouras para a indústria da carne
  • Preparação de molhos e géis para alimentos para animais de estimação
  • Fabricação de Hummus
  • Fabricação de Ketchup de Tomate
  • Fabricação de maionese
  • Preparação de mostardas
  • Produção de molhos para salada
  • Fabricação de Pesticidas
  • Refino de óleos vegetais para biocombustíveis
  • Preparação de Fluidos de Perfuração
  • Dissolução em alta velocidade de melhoradores de índice de viscosidade em lubrificantes
  • Dispersão de Dióxido de Titânio em Alta Velocidade
  • Fabricação de tintas para codificação e marcação a jato de tinta
  • Dispersão de polímero / pigmento na fabricação de têxteis
  • Redispersão de Bolo de Filtro
  • Preparação de revestimentos de papel
  • Produção de vernizes automotivos
  • Produção de vernizes sólidos
  • Preparação de alta velocidade de soluções de borracha
  • Dispersão de sílica pirogênica
  • Produção de grafeno
  • Dispersão em alta velocidade de bentonita
  • Preparação de soluções de álcool polivinílico (PVA)
  • Solubilização de resinas em solventes e óleos
  • Goma xantana em aplicações químicas
  • Fabricação de desodorantes e antitranspirantes
  • Dispersão e Hidratação
  • Óleo CBD em Produtos Cosméticos
  • Fabricação de cremes e loções de proteção solar
  • Produção de cremes e loções cosméticas
  • Fabricação de desinfetantes para as mãos
  • Diluição de surfactantes altamente ativos
  • Fabricação de batom
  • Fabricação de verniz para unhas
  • Fabricação de Shampoos
  • Fabricação de pasta de dente
  • Ensaio de Produtos Farmacêuticos
  • Produção de cremes e pomadas farmacêuticas
  • Fabricação de soluções para lentes oftálmicas e de contato
  • Produção de misturas para tosse e xaropes farmacêuticos
  • Mistura de ingredientes estéreis
  • Fabricação de revestimentos farmacêuticos para comprimidos
  • Fabricação de vacinas emulsionadas de água em óleo (W / O)

Vantagem da Rheonics

Formato compacto, sem partes móveis e sem necessidade de manutenção

O SRV e o SRD da Rheonics têm um fator de forma muito pequeno para instalação simples de OEM e de adaptação. Eles permitem fácil integração em qualquer fluxo de processo. Eles são fáceis de limpar e não requerem manutenção ou reconfigurações. Eles têm um tamanho reduzido, permitindo a instalação em linha em qualquer linha de processo, evitando qualquer necessidade de espaço ou adaptador adicional.

Design higiênico e sanitário

O Rheonics SRV e SRD estão disponíveis nas conexões tri-clamp e DIN 11851, além de conexões de processo personalizadas.

SRV - DIN 11851 - Sensor de viscosidade do processo em linha para aplicações higiênicas de mistura de alimentos em massa farmacêutica para medicamentos farmacêuticos SRV - DIN 11851
SRV - Triclamp - Sensor de viscosidade de processo em linha para aplicações de impressão, revestimento, alimentos, mistura e moagem SRV - Triclamp

SRV e SRD estão em conformidade com os requisitos de conformidade de contato com alimentos de acordo com os regulamentos da FDA dos EUA e da UE.

Declaração de conformidade - Conformidade de contato alimentar para SRV e SRD

Alta estabilidade e insensível às condições de montagem: Qualquer configuração possível

Rheonics SRV e SRD usam ressonador coaxial patenteado exclusivo, no qual duas extremidades dos sensores giram em direções opostas, cancelando os torques de reação em sua montagem e, portanto, tornando-os completamente insensíveis às condições de montagem e taxas de fluxo. O elemento sensor fica diretamente no fluido, sem requisitos especiais de invólucro ou gaiola de proteção.

Leituras instantâneas precisas sobre 'fluidez' - Visão geral do sistema completo e controle preditivo

Rheonics ' RheoPulse o software é poderoso, intuitivo e conveniente de usar. O fluido do processo em tempo real pode ser monitorado no IPC integrado ou em um computador externo. Vários sensores espalhados pela planta são gerenciados a partir de um único painel. Nenhum efeito da pulsação de pressão do bombeamento na operação do sensor ou na precisão da medição. Nenhum efeito de vibração.

Instale diretamente no tanque ou faça medições em linha na linha de desvio

Instale diretamente o sensor em seu fluxo de processo para fazer medições de viscosidade (e densidade) em tempo real. O sensor pode ser imerso em linha na linha de desvio; a taxa de fluxo e as vibrações não afetam a estabilidade e a precisão da medição.

Sensor_Pipe_mounting Montagem - Tubos
Sensor_Tank_mounting Montagem - Tanques

Fácil instalação e sem reconfigurações / recalibrações necessárias - zero manutenção / tempos de inatividade

No caso improvável de um sensor danificado, substitua os sensores sem substituir ou reprogramar os componentes eletrônicos. Substituições imediatas para sensores e eletrônicos sem nenhuma atualização de firmware ou alterações de calibração. Montagem fácil. Disponível com conexões de processo padrão e personalizadas como NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Flange, Varinline e outras conexões sanitárias e higiênicas. Sem câmaras especiais. Facilmente removido para limpeza ou inspeção. SRV também está disponível com DIN11851 e conexão tri-clamp para fácil montagem e desmontagem. As sondas SRV são hermeticamente seladas para limpeza no local (CIP) e suportam lavagem de alta pressão com conectores IP69K M12.

Os instrumentos Rheonics têm sondas de aço inoxidável e, opcionalmente, fornecem revestimentos de proteção para situações especiais.

Baixo consumo de energia

Fonte de alimentação de 24V DC com consumo de corrente inferior a 0.1 A durante a operação normal.

Tempo de resposta rápido e viscosidade compensada pela temperatura

Eletrônicos ultrarrápidos e robustos, combinados com modelos computacionais abrangentes, tornam os dispositivos Rheonics um dos mais rápidos, versáteis e precisos do setor. SRV e SRD fornecem em tempo real, medições precisas de viscosidade (e densidade para SRD) a cada segundo e não são afetados por variações de taxa de fluxo!

Ampla capacidade operacional

Os instrumentos da Rheonics são construídos para fazer medições nas condições mais desafiadoras.

SRV está disponível com a mais ampla faixa operacional do mercado para viscosímetro de processo em linha:

  • Faixa de pressão de até 5000 psi
  • Faixa de temperatura de -40 a 200 ° C
  • Faixa de viscosidade: 0.5 cP até 50,000 cP (e superior)

SRD: instrumento único, função tripla - Viscosidade, temperatura e densidade

O SRD da Rheonics é um produto exclusivo que substitui três instrumentos diferentes para medições de viscosidade, densidade e temperatura. Elimina a dificuldade de co-localizar três instrumentos diferentes e fornece medições extremamente precisas e repetíveis nas condições mais adversas.

Gerir dispensar / encher de forma mais eficiente, reduza custos e melhore a produtividade

Integre um SRV na linha de processo e garanta consistência ao longo dos anos. O SRV monitora e controla constantemente a viscosidade (e densidade no caso de SRD) e ativa as válvulas de forma adaptativa para dosar os constituintes da mistura. Otimize o processo com um SRV e experimente menos paradas, menor consumo de energia, menos não conformidades e economia de custos de material. E no final de tudo, contribui para melhores resultados financeiros e um ambiente melhor!

Limpeza no local (CIP) e esterilização no local (SIP)

SRV (e SRD) monitora a limpeza das linhas de fluido monitorando a viscosidade (e densidade) do limpador / solvente durante a fase de limpeza. Qualquer pequeno resíduo é detectado pelo sensor, permitindo ao operador decidir quando a linha está limpa / adequada para o propósito. Alternativamente, SRV (e SRD) fornece informações para o sistema de limpeza automatizado para garantir uma limpeza completa e repetível entre as execuções, garantindo assim total conformidade com os padrões sanitários das instalações de fabricação de alimentos.

Design e tecnologia superiores do sensor

Eletrônicos sofisticados e patenteados são o cérebro desses sensores. SRV e SRD estão disponíveis com conexões de processo padrão da indústria como ¾ ”NPT, DIN 11851, Flange e Tri-clamp, permitindo que os operadores substituam um sensor de temperatura existente em sua linha de processo por SRV / SRD, fornecendo informações de fluido de processo altamente valiosas e acionáveis, como viscosidade, além de uma medição precisa de temperatura usando um Pt1000 embutido (DIN EN 60751 Classe AA, A, B disponível).

Eletrônica construída para atender às suas necessidades

Disponível em caixa de transmissor e montagem em trilho DIN de fator de forma pequeno, a eletrônica do sensor permite fácil integração em linhas de processo e dentro de gabinetes de equipamentos de máquinas.

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Explore as opções de eletrônicos e comunicação

Fácil de integrar

Vários métodos de comunicação analógica e digital implementados nos componentes eletrônicos dos sensores tornam a conexão ao PLC industrial e sistemas de controle simples e diretos.

Opções de comunicação analógica e digital

Opções de comunicação analógica e digital

Opções opcionais de comunicação digital

Opções opcionais de comunicação digital

Conformidade ATEX e IECEx

A Rheonics oferece sensores intrinsecamente seguros certificados pela ATEX e IECEx para uso em ambientes perigosos. Esses sensores cumprem os requisitos essenciais de saúde e segurança relacionados ao design e construção de equipamentos e sistemas de proteção destinados ao uso em atmosferas potencialmente explosivas.

As certificações intrinsecamente seguras e à prova de explosão realizadas pela Rheonics também permitem a personalização de um sensor existente, permitindo que nossos clientes evitem o tempo e os custos associados à identificação e teste de uma alternativa. Podem ser fornecidos sensores personalizados para aplicações que exigem uma unidade até milhares de unidades; com lead-times de semanas versus meses.

Rheonics SRV & SRD são certificados ATEX e IECEx.

Certificado ATEX (2014 / 34 / EU)

Os sensores intrinsecamente seguros com certificação ATEX da Rheonics estão em conformidade com a Diretiva ATEX 2014/34 / EU e são certificados para segurança intrínseca para Ex ia. A diretiva ATEX especifica os requisitos mínimos e essenciais relacionados à saúde e segurança para proteger os trabalhadores empregados em ambientes perigosos.

Os sensores com certificação ATEX da Rheonics são reconhecidos para uso na Europa e internacionalmente. Todas as peças certificadas ATEX são marcadas com “CE” para indicar conformidade.

Certificado IECEx

Os sensores intrinsecamente seguros da Rheonics são certificados pela IECEx, a Comissão Eletrotécnica Internacional para certificação de padrões relacionados a equipamentos para uso em atmosferas explosivas.

Esta é uma certificação internacional que garante a conformidade de segurança para uso em áreas classificadas. Os sensores Rheonics são certificados para Segurança Intrínseca ao Ex i.

Implementação

Instale diretamente o sensor em seu fluxo de processo para fazer medições de densidade e viscosidade em tempo real. Nenhuma linha de bypass é necessária: o sensor pode ser imerso em linha; taxa de fluxo e vibrações não afetam a estabilidade e precisão da medição. Otimize o desempenho da mistura fornecendo testes repetidos, consecutivos e consistentes no fluido.

Locais de controle de qualidade em linha

  • Em tanques
  • Nos tubos de conexão entre vários recipientes de processamento

Instrumentos / Sensores

SRV Viscosímetro OU um SRD para densidade adicional

Seleção de Instrumentos Rheonics

A Rheonics projeta, fabrica e comercializa sistemas inovadores de detecção e monitoramento de fluidos. Precisão fabricada na Suíça, os viscosímetros e medidores de densidade em linha da Rheonics têm a sensibilidade exigida pela aplicação e a confiabilidade necessária para sobreviver em um ambiente operacional hostil. Resultados estáveis ​​- mesmo sob condições adversas de fluxo. Nenhum efeito de queda de pressão ou vazão. É igualmente adequado para medições de controle de qualidade em laboratório. Não é necessário alterar nenhum componente ou parâmetro para medir em toda a faixa.

Produto (s) sugerido (s) para o aplicativo

  • Ampla faixa de viscosidade - monitore o processo completo
  • Medições repetíveis em fluidos newtonianos e não newtonianos, fluidos monofásicos e multifásicos
  • Todas as peças em aço inoxidável 316L hermeticamente seladas
  • Medição de temperatura de fluido incorporada
  • Formato compacto para instalação simples em linhas de processo existentes
  • Fácil de limpar, sem necessidade de manutenção ou reconfigurações
  • Instrumento único para medição de densidade, viscosidade e temperatura do processo
  • Medições repetíveis em fluidos newtonianos e não newtonianos, fluidos monofásicos e multifásicos
  • Toda a construção em metal (aço inoxidável 316L)
  • Medição de temperatura de fluido incorporada
  • Formato compacto para instalação simples em tubos existentes
  • Fácil de limpar, sem necessidade de manutenção ou reconfigurações
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