У вытворчасці эмульсій кантроль якасці непасрэдна вызначае характарыстыкі прадукту, тэрмін прыдатнасці і задаволенасць кліентаў. Адным з найбольш важных параметраў у гэтым працэсе з'яўляеццаглейкасць эмульсііНават невялікія ваганні глейкасці могуць прывесці да такіх праблем, як фазавае падзеленне, неадпаведная тэкстура або неадпаведнасць патрабаванням канчатковага выкарыстання.
Гэтае рашэнне сканцэнтравана на тым, якубудаваныя эмульсійныя вісказіметрывырашаць праблемы на працягу ўсяго працэснага кантролю, забяспечваючы паслядоўнаеглейкасць эмульсііу бесперапыннай вытворчасці і ператварэнні рэактыўнага кантролю якасці ў праактыўнае кіраванне працэсамі.
Што такое эмульсіі?
Эмульсія — гэта гетэрагенная сумесь дзвюх незмешвальных вадкасцей (напрыклад, алею і вады), дзе адна вадкасць (дысперсная фаза) разбіта на драбнюткія кропелькі і суспендавана ў другой (суцэльная фаза). Гэтая стабільнасць сумесі абапіраецца на эмульгатары — рэчывы, якія зніжаюць павярхоўнае нацяжэнне паміж двума фазамі і прадухіляюць зліццё кропель.
Ключавыя характарыстыкі эмульсій, якія непасрэдна звязаны зглейкасць эмульсііўключаюць:
- Фазавы складСуадносіны дысперснай і бесперапыннай фаз непасрэдна ўплывае на глейкасць (напрыклад, больш высокае ўтрыманне алею ў эмульсіі алей-вада павялічваеццаглейкасць эмульсіі нафты і вады).
- Памер кропліМеншыя кроплі ствараюць большае трэнне паміж фазамі, што прыводзіць да больш высокай глейкасці; большыя, агрэгаваныя кроплі зніжаюць глейкасць і прыводзяць да нестабільнасці сігналу.
- Тып і канцэнтрацыя эмульгатараРозныя эмульгатары (напрыклад, павярхоўна-актыўныя рэчывы, палімеры) змяняюць міжфазны пласт вакол кропель, што, у сваю чаргу, змяняе цякучасць эмульсіі (і, такім чынам, яе глейкасць).
Тыпы эмульсій
Разуменневіды эмульсіймае вырашальнае значэнне для выбару правільнагаэмульсійны вісказіметр, бо кожны тып мае ўнікальныя характарыстыкі глейкасці і патрабаванні да вытворчасці. Найбольш распаўсюджаныя класіфікацыі ўключаюць:
Па фазе складу
- Эмульсіі тыпу «алей у вадзе» (O/W)Бесперапынная фаза — гэта вада, а дысперсная фаза — алей (напрыклад, малако, ўвільгатняльнікі для твару). Гэтыя эмульсіі звычайна маюць ніжэйшуюглейкасць эмульсіі нафты і вадыу параўнанні з тыпамі В/М, бо вада менш глейкая, чым большасць алеяў.
- Эмульсіі тыпу «вада ў алеі» (В/А)Бесперапынная фаза — гэта алей, а дысперсная фаза — вада (напрыклад, масла, маторны алей). Іхглейкасць эмульсіічаста вышэйшая з-за больш густой бесперапыннай алейнай фазы.
- Некалькі эмульсійСкладаныя сумесі, такія як алей-у-вадзе-у-алеі (O/W/O) або вада-у-алеі-у-вадзе (W/O/W) (напрыклад, фармацэўтычныя прэпараты з кантраляваным вызваленнем). Яны маюць шматслаёвыя профілі глейкасці, якія патрабуюць дакладнага маніторынгу ў рэжыме рэальнага часу, каб пазбегнуць фазавага разбурэння.
- МакраэмульсііПамеры кропель вар'іруюцца ад 0,1 да 10 мкм; яны непразрыстыя і маюць адносна стабільную глейкасць пры правільным складзе.
- МікраэмульсііПамеры кропель < 0,1 мкм; яны празрыстыя і маюць меншуюглейкасць эмульсііз-за мінімальнага ўзаемадзеяння кропель.
- НанаэмульсііПамеры кропель 10–100 нм; яны спалучаюць стабільнасць і глейкасць, што робіць іх распаўсюджанымі ў высокаэфектыўнай касметыцы і фармацэўтычных прэпаратах.
Па памеры кропель
Метады апрацоўкі эмульсій - як вырабляюцца эмульсіі?
Вытворчасць эмульсіі - гэта шматэтапны працэс, дзе кожны этап уплывае на канчатковы вынікглейкасць эмульсіі; паслядоўная апрацоўка магчымая толькі пры наяўнасці зваротнай сувязі па глейкасці ў рэжыме рэальнага часу. Тыповы працоўны працэс уключае ў сябе:
Папярэдняя апрацоўка
- Падрыхтоўка сыравіныВымярайце і награвайце алей, ваду і эмульгатары да мэтавай тэмпературы (звычайна 50–80°C), каб знізіць глейкасць і палепшыць змешвальнасць. Перапады тэмпературы тут могуць выклікаць раннія змены глейкасці, таму спалучэннеглейкасць эмульсііманітор з датчыкам тэмпературы мае вырашальнае значэнне.
- ДэаэрацыяВыдаліце паветраныя бурбалкі з сыравіны, бо затрыманае паветра зніжае вымераную глейкасць і прыводзіць да недакладных паказанняў (і, такім чынам, да дрэннага кантролю якасці).
Эмульгацыя (асноўная стадыя)
Гэты этап разбівае дысперсную фазу на драбнюткія кропелькі і змешвае яе з бесперапыннай фазай — асноўным фактарам канчатковагаглейкасць эмульсіі нафты і вады:
- Высокаскораснае зрухавае змешваннеВыкарыстоўвае ротарна-статарныя змяшальнікі для стварэння інтэнсіўнага зруху; больш высокія хуткасці зруху памяншаюць памер кропель і павялічваюць глейкасць (да пэўнага моманту, пасля якога далейшы зрух мае мінімальны ўплыў).
- ГамагенізацыяВыкарыстоўвае гамагенізатары высокага ціску (10–100 МПа) для стварэння аднастайных кропель; гэты этап распаўсюджаны ў малочнай і фармацэўтычнай прамысловасці, дзе патрабуецца паслядоўнаяглейкасць эмульсііне падлягае абмеркаванню.
- Ультрагукавая эмульсіяВыкарыстоўвае гукавыя хвалі для разбурэння кропель; ідэальна падыходзіць для нанаэмульсій, дзе дакладны кантроль глейкасці прадухіляе агрэгацыю кропель.
- АхаладжэннеПанізьце тэмпературу эмульсіі да пакаёвай або тэмпературы захоўвання; глейкасць часта павялічваецца па меры астуджэння эмульсіі, таму ўбудаваны маніторынг гарантуе, што яна застанецца ў межах спецыфікацыі.
- Уключэнне дабавакДадайце кансерванты, араматызатары або актыўныя інгрэдыенты; яны могуць змяніць глейкасць (напрыклад, загушчальнікі павялічваюцьглейкасць эмульсіі), якія патрабуюць неадкладнай карэкціроўкі.
- ФільтрацыяВыдаліце буйныя часціцы або неэмульгаваныя кроплі; раптоўнае падзенне глейкасці ў гэтым месцы можа сведчыць аб закаркаванні фільтра або фазавым падзеле.
Пасляапрацоўка
Асновы стабільнасці эмульсіі
*
Праблемы вызначэння глейкасці бесперапынных эмульсій
Для інжынераў-тэхнолагаў і тэхнічных экспертаў, бесперапыннаеглейкасць эмульсііМаніторынг сутыкаецца з унікальнымі перашкодамі, якія традыцыйныя інструменты (напрыклад, аўтаномныя вісказіметры, шкляныя капілярныя трубкі) не могуць пераадолець. Да гэтых праблем адносяцца:
- Затрымка пры аўтаномным тэсціраванніАўтаномныя метады патрабуюць адбору проб, транспарціроўкі і аналізу ўзораў — працэс, які займае 15–60 хвілін. Пры бесперапыннай вытворчасці гэта затрымка азначае, што праблемы з глейкасцю выяўляюцца занадта позна, каб захоўваць цэлыя партыі, што прыводзіць да дарагіх адходаў.
- Скажэнне ўзоруПры адборы проб з вытворчай лініі,глейкасць эмульсіі нафты і вадызмены з-за страты тэмпературы, зніжэння хуткасці зруху або зліцця кропель. Такім чынам, лабараторныя паказанні не адлюстроўваюць рэальную глейкасць у лініі, што прыводзіць да няправільнай карэкціроўкі працэсу.
- Суровыя ўмовы вытворчасціВытворчасць эмульсій часта ўключае высокія тэмпературы (< 450°C, згодна з распаўсюджанымі прамысловымі спецыфікацыямі), высокі ціск (у некаторых выпадках > 10 МПа) і агрэсіўныя інгрэдыенты (напрыклад, кіслыя водныя фазы). Традыцыйныя датчыкі хутка выходзяць з ладу, бо ім не хапае надзейнай абароны або сумяшчальнасці з матэрыяламі.
- Паводзіны неньютанаўскай вадкасціБольшасць эмульсій неньютонаўскія — іхглейкасць эмульсіізмяняецца са хуткасцю зруху (напрыклад, эмульсіі, якія разрэджваюцца пры зруху, становяцца танчэйшымі пры павелічэнні зруху). Аўтаномныя вісказіметры вымяраюць пры фіксаваных хуткасцях зруху, таму яны не могуць фіксаваць дынамічныя змены глейкасці, якія адбываюцца ў помпах, змяшальніках або трубаправодах.
- Абслугоўванне і ліквідацыя забруджванняў датчыкаўЭмульсіі могуць пакідаць рэшткі на паверхнях датчыкаў, асабліва калі яны ўтрымліваюць цвёрдыя рэчывы (напрыклад, касметыку, напоўненую часціцамі). Гэта забруджванне з часам скажае паказанні, а датчыкі, якія патрабуюць частай разборкі для чысткі, парушаюць вытворчасць.
Вібрацыйны вісказіметр Lonnmeter — рашэнне для вымярэння глейкасці эмульсіі ў лініі
Каб вырашыць вышэйзгаданыя праблемы,Вісказіметр для ўбудаванага працэсу Лонметрраспрацаваны спецыяльна для бесперапыннагаглейкасць эмульсііманіторынг. Гэта вядучы выбар для вытворцаў эмульсій, паколькі ён спалучае ў сабе надзейную прадукцыйнасць, адаптыўнасць да канкрэтных эмульсій і магчымасці кіравання ў рэжыме рэальнага часу, што вельмі важна для каманд кіравання вытворчасцю, якія сканцэнтраваны на колькасных паляпшэннях.
Асноўныя параметры (спецыяльна распрацаваныя для вытворчасці эмульсій)
Тэхнічныя характарыстыкі Lonnmeter непасрэдна вырашаюць праблемы маніторынгу глейкасці эмульсіі, забяспечваючы дакладнасць і надзейнасць у жорсткіх або дынамічных умовах:
| Параметр | Спецыфікацыя | Чаму гэта важна для эмульсій |
| Дыяпазон глейкасці | 1 – 1 000 000 сП | Ахоплівае ўсёвіды эмульсій(ад нізкавязкіх мікраэмульсій да высокавязкіх крэмаў тыпу «вада ў масле»). |
| Дакладнасць | ±3,0% | Забяспечваеглейкасць эмульсіізастаецца ў межах жорсткіх спецыфікацый якасці (напрыклад, ±5% для фармацэўтычных эмульсій). |
| Паўтаральнасць | ±1% | Выключае супярэчлівыя паказанні, выкліканыя ваганнямі кропель эмульсіі. |
| Тэмпературная ўстойлівасць | < 450°C | Вытрымлівае этапы эмульгавання пры высокай тэмпературы (напрыклад, вытворчасць прамысловай змазкі). |
| Дыяпазон ціску датчыка | < 6,4 МПа (наладжваецца для > 10 МПа) | Адаптуецца да ліній гамагенізацыі высокага ціску, дзеглейкасць эмульсіі нафты і вадымае крытычнае значэнне. |
| Матэрыял | Нержавеючая сталь 316 (стандарт) | Супраціўляецца карозіі ад кіслотных або шчолачных эмульсійных фаз, прадухіляючы дэградацыю датчыка. |
| Узровень абароны | IP68 (датчык) / IP67 (электроніка) | Абараняе ад вады, пылу і пырскаў эмульсіі ў брудных вытворчых умовах. |
| Стандарт выбухаабароненасці | ExdIIBT4 | Бяспечны для выкарыстання ў нафтахімічных або эмульсійных лініях на аснове растваральнікаў (напрыклад, эмульгатары для нафтапрадуктаў). |
| Час рэакцыі сігналу | 5s | Фіксуе хуткія змены глейкасці (напрыклад, падчас дадання эмульгатара) і запускае імгненныя карэкціроўкі. |
| Выхад | 4 – 20 мА пастаяннага току (глейкасць/тэмпература) + Modbus | Інтэгруецца з ПЛК або сістэмамі SCADA для аўтаматызаванага кіравання працэсамі і рэгістрацыі дадзеных. |
Прынцып працы - распрацаваны для паводзін патоку эмульсіі
Прынцып працы лоннметра ўлічвае неньютонаўскі і дынамічны характар эмульсій, забяспечваючы дакладнасцьглейкасць эмульсііпаказанні без перапынення вытворчасці:
- Канічны датчык вісказіметра вагаецца па восі з фіксаванай частатой. Па меры праходжання эмульсіі па датчыку вадкасць зрушваецца, імітуючы хуткасці зруху, якія назіраюцца ў рэальных вытворчых лініях (напрыклад, помпах, змяшальніках).
- Змены ўглейкасць эмульсіізмяніць энергію, якая губляецца падчас ваганняў: больш высокая глейкасць стварае большы супраціў, павялічваючы страты энергіі; меншая глейкасць памяншае супраціў.
- Электронная схема датчыка выяўляе гэтую страту энергіі, пераўтварае яе ў значэнне глейкасці і перадае дадзеныя ў рэжыме рэальнага часу (праз 4–20 мАпастаяннага току або Modbus).
- У адрозненне ад традыцыйных вісказіметраў, ён не мае рухомых частак, ушчыльненняў або падшыпнікаў. Такая канструкцыя выключае забруджванне рэшткамі эмульсіі (няма шчылін для назапашвання) і памяншае неабходнасць тэхнічнага абслугоўвання, што вельмі важна для бесперапыннай кругласутачнай вытворчасці.
Даведайцеся больш пра шчыльнамеры
Перавагі ўбудаванага эмульсійнага вісказіметра (лонметра) для вытворцаў эмульсій
Для аддзелаў аптымізацыі працэсаў і інжынераў Lonnmeter забяспечвае адчувальныя, колькасна вымерныя перавагі, якія непасрэдна паляпшаюць якасць, эфектыўнасць і эканамічнасць — усё гэта сканцэнтравана на дакладныхглейкасць эмульсіікантроль:
Адаптыўнасць да эмульсіі
- Апрацоўвае неньютонаўскія вадкасціДзякуючы зруху эмульсіі з хуткасцю зруху ў лініі, яна забяспечвае дакладныяглейкасць эмульсіі нафты і вадыпаказанні, якія адпавядаюць рэальным вытворчым умовам, а не толькі лабараторным.
- Супраціўляецца суровым умовамНержавеючая сталь 316, абарона IP68 і ўстойлівасць да высокіх тэмператур/ціску азначаюць надзейную працу ва ўсіх асяроддзях вытворчасці эмульсій, ад харчовай прамысловасці (патрабаванні чысткі на месцы) да нафтахімічнай прамысловасці (выбуханебяспечныя атмасферы).
- Ліквідуе адходы партыіІмгненныя паказанні глейкасці дазваляюць аператарам карэктаваць параметры (напрыклад, дазоўку эмульгатара, хуткасць зруху) за лічаныя секунды — да таго, як будзе ўтворана неадпаведная эмульсія.
- Забяспечвае паслядоўнасцьПаўтаральнасць ±1% азначае, што кожная партыя мае аднолькавыглейкасць эмульсіі, што зніжае колькасць скаргаў кліентаў і пераробак.
- Скарачэнне ручной працыБольш не трэба будзе браць пробы ўручную ці аналізаваць у лабараторыі — гэта вызваляе спецыялістаў для больш важных задач.
- Аўтаматызуе карэкціроўку працэсаўІнтэгруецца з ПЛК для аўтаматычнай карэкціроўкі параметраў (напрыклад, павелічэння ціску ў гамагенізатары пры зніжэнні глейкасці), што мінімізуе чалавечыя памылкі і забяспечвае кругласутачную стабільнасць.
- Запісвае дадзеныя аб глейкасці: Захоўвае выхад Modbusглейкасць эмульсііі дадзеныя аб тэмпературы, якія маюць вырашальнае значэнне для выканання нарматыўных патрабаванняў (напрыклад, патрабаванні FDA да фармацэўтычных эмульсій) або аналізу першапрычын (напрыклад, адсочванне таго, чаму глейкасць рэзка ўзрасла ў апошнюю змену).
- Спрацоўвае сігналізацыюІмгненныя сігналы трывогі папярэджваюць аператараў аб глейкасці, якая не адпавядае заяўленым нормам, прадухіляючы дарагія прастоі або збоі партый.
Кантроль якасці ў рэжыме рэальнага часу
Аперацыйная эфектыўнасць
Адсочванне дадзеных і адпаведнасць
Калі ваша каманда па вытворчасці эмульсій гатовая перайсці ад рэактыўнага да праактыўнага падыходуглейкасць эмульсіікантроль — і скарачэнне адходаў, паляпшэнне якасці і павышэнне эфектыўнасці — самы час запытаць прапанову на ўбудаваны лонметрэмульсійны вісказіметрЗапытайце прапанову сёння, каб пачаць аптымізаваць кантроль якасці вашай эмульсійнай фармулёўкі і атрымаць стабільныглейкасць эмульсіі нафты і вадычакаюць вашы кліенты.
