При производството на емулсии, контролът на качеството пряко определя производителността на продукта, срока на годност и удовлетвореността на клиентите. Един от най-важните параметри в този процес евискозитет на емулсиятаДори малки колебания във вискозитета могат да доведат до проблеми като фазово разделяне, непоследователна текстура или неспазване на изискванията за крайна употреба.
Това решение се фокусира върху това каквградени емулсионни вискозиметрисправяне с предизвикателствата в целия контрол на процесите, осигурявайки последователноствискозитет на емулсиятав непрекъснатото производство и превръщането на реактивния контрол на качеството в проактивно управление на процесите.
Какво представляват емулсиите?
Емулсията е хетерогенна смес от две несмесващи се течности (напр. масло и вода), където едната течност (дисперсната фаза) е разбита на малки капчици и е суспендирана в другата (непрекъснатата фаза). Тази стабилност на сместа се дължи на емулгатори – вещества, които намаляват повърхностното напрежение между двете фази и предотвратяват сливането на капчиците.
Ключови характеристики на емулсиите, които са пряко свързани свискозитет на емулсиятавключват:
- Фазов съставСъотношението на диспергираната към непрекъснатата фаза влияе пряко върху вискозитета (напр. по-високото съдържание на масло в емулсия масло-вода увеличававискозитет на емулсия масло-вода).
- Размер на капкатаПо-малките капчици създават по-голямо триене между фазите, което води до по-висок вискозитет; по-големите, агрегирани капчици понижават вискозитета и сигнализират за нестабилност.
- Вид и концентрация на емулгатораРазлични емулгатори (напр. повърхностноактивни вещества, полимери) променят межфазния слой около капчиците, което от своя страна променя свойствата на течливост на емулсията (и по този начин нейния вискозитет).
Видове емулсии
Разбираневидове емулсиие от решаващо значение за избора на правилнияемулсионен вискозиметър, тъй като всеки тип има уникално вискозитетно поведение и производствени изисквания. Най-често срещаните класификации включват:
По фазов състав
- Емулсии масло-във-вода (O/W)Непрекъснатата фаза е вода, а дисперсната фаза е масло (напр. мляко, овлажнители за лице). Тези емулсии обикновено имат по-нисковискозитет на емулсия масло-водав сравнение с видовете вода/масло, тъй като водата е по-малко вискозна от повечето масла.
- Емулсии вода в масло (W/O)Непрекъснатата фаза е масло, а дисперсната фаза е вода (напр. масло, моторно масло). Тяхнатавискозитет на емулсиятачесто е по-висока поради по-гъстата непрекъсната маслена фаза.
- Множество емулсииСложни смеси като масло-във-вода-в-масло (O/W/O) или вода-в-масло-във-вода (W/O/W) (напр. фармацевтични продукти с контролирано освобождаване). Те имат слоести профили на вискозитет, които изискват прецизно наблюдение в реално време, за да се избегне фазов разпад.
- МакроемулсииРазмерите на капките варират от 0,1 до 10 μm; те са непрозрачни и имат относително стабилен вискозитет, ако са правилно формулирани.
- МикроемулсииРазмери на капките < 0,1 μm; те са прозрачни и имат по-нискавискозитетна емулсияпоради минималното взаимодействие на капките.
- НаноемулсииРазмери на капчиците 10–100 nm; те балансират стабилност и вискозитет, което ги прави често срещани във високоефективната козметика и фармацевтични продукти.
По размер на капката
Методи за обработка на емулсии – как се правят емулсии?
Производството на емулсии е многоетапен процес, при който всеки етап влияе върху крайния продукт.вискозитет на емулсията; последователната обработка е възможна само с обратна връзка за вискозитета в реално време. Типичният работен процес включва:
Предварителна обработка
- Подготовка на суровинитеИзмерете и загрейте маслото, водата и емулгаторите до целева температура (обикновено 50–80°C), за да намалите вискозитета и да подобрите смесимостта. Температурните колебания тук могат да причинят ранни промени във вискозитета, така че комбинирането на...вискозитетна емулсиямонитор с температурен сензор е от решаващо значение.
- ОбезвъздушаванеОтстранете въздушните мехурчета от суровините, тъй като задържаният въздух намалява измерения вискозитет и води до неточни показания (и по този начин до лош контрол на качеството).
Емулгиране (основен етап)
Тази стъпка разбива дисперсната фаза на малки капчици и я смесва с непрекъснатата фаза – основният двигател на крайния продукт.вискозитет на емулсия масло-вода:
- Високоскоростно срязващо смесванеИзползва роторно-статорни смесители за генериране на интензивно срязване; по-високите скорости на срязване намаляват размера на капките и увеличават вискозитета (до определена точка, след която по-нататъшното срязване има минимален ефект).
- ХомогенизацияИзползва хомогенизатори с високо налягане (10–100 MPa) за създаване на равномерни капчици; тази стъпка е често срещана в млечните продукти и фармацевтичните продукти, където е необходима постоянна...вискозитет на емулсиятане подлежи на договаряне.
- Ултразвукова емулгацияИзползва звукови вълни за разчупване на капчици; идеален за наноемулсии, където прецизният контрол на вискозитета предотвратява агрегацията на капчиците.
- ОхлажданеПонижете температурата на емулсията до стайна или температура на съхранение; вискозитетът често се увеличава с охлаждането на емулсията, така че наблюдението на линията гарантира, че тя остава в рамките на спецификациите.
- Включване на добавкиДобавете консерванти, аромати или активни съставки; те могат да променят вискозитета (напр. сгъстителите увеличаватвискозитетна емулсия), изискващи незабавни корекции.
- ФилтрацияОтстранете големи частици или неемулгирани капчици; внезапният спад на вискозитета тук може да показва запушване на филтъра или фазово разделяне.
Последваща обработка
Основи на стабилността на емулсиите
*
Предизвикателства при определянето на вискозитета на непрекъснати емулсии
За технологични инженери и технически експерти, непрекъснатовискозитет на емулсиятаМониторингът е изправен пред уникални препятствия, които традиционните инструменти (напр. офлайн вискозиметри, стъклени капилярни тръби) не могат да преодолеят. Тези предизвикателства включват:
- Време на закъснение при офлайн тестванеОфлайн методите изискват вземане на проби, транспортиране и анализ на проби – процес, който отнема 15–60 минути. При непрекъснато производство това забавяне означава, че проблемите с вискозитета се откриват твърде късно, за да се запазят цели партиди, което води до скъпоструващи отпадъци.
- Изкривяване на семплатаПри вземане на проби от производствената линия,вискозитет на емулсия масло-водапромени поради загуба на температура, намаляване на скоростта на срязване или коалесценция на капките. По този начин лабораторното отчитане не отразява действителния вискозитет на линията, което води до неправилни настройки на процеса.
- Сурови производствени условияПроизводството на емулсии често включва високи температури (< 450°C, според обичайните индустриални спецификации), високо налягане (> 10 MPa в някои случаи) и корозивни съставки (напр. киселинни водни фази). Традиционните сензори бързо се повреждат тук, тъй като им липсва надеждна защита или съвместимост с материалите.
- Ненютоново поведение на флуидитеПовечето емулсии са ненютонови – технитевискозитетна емулсияпроменя се със скоростта на срязване (напр. емулсиите, разреждащи се при срязване, стават по-тънки с увеличаване на срязването). Офлайн вискозиметрите тестват при фиксирани скорости на срязване, така че те не могат да уловят динамичните промени във вискозитета, които настъпват в помпи, миксери или тръбопроводи.
- Поддръжка и замърсяване на сензоритеЕмулсиите могат да оставят остатъци по повърхностите на сензорите, особено ако съдържат твърди вещества (напр. козметика, пълна с частици). Това замърсяване изкривява показанията с течение на времето, а сензорите, които изискват често разглобяване за почистване, нарушават производството.
Вибрационен вискозиметър Lonnmeter – решение за измерване на вискозитет на емулсии в потока
За да се справят с горепосочените предизвикателства,Вискозиметър за вграждане в процес Lonnmeterе проектиран специално за непрекъснатовискозитет на емулсиятамониторинг. Това е водещият избор за производителите на емулсии, защото съчетава стабилна производителност, адаптивност към специфичните емулсии и възможности за контрол в реално време – което е от решаващо значение за екипите за управление на производството, фокусирани върху количествено измерими подобрения.
Ключови параметри (пригодени за производство на емулсии)
Спецификациите на Lonnmeter решават директно предизвикателствата на мониторинга на вискозитета на емулсиите, осигурявайки точност и надеждност в тежки или динамични условия:
| Параметър | Спецификация | Защо е важно за емулсиите |
| Диапазон на вискозитет | 1 – 1 000 000 cP | Обхваща всичкивидове емулсии(от микроемулсии с нисък вискозитет до кремове вода/масло с висок вискозитет). |
| Точност | ±3,0% | Осигурявавискозитет на емулсиятаостава в рамките на строгите спецификации за качество (напр. ±5% за фармацевтични емулсии). |
| Повторяемост | ±1% | Елиминира непоследователните показания, причинени от колебания на капките емулсия. |
| Температурна устойчивост | < 450°C | Издържа на високотемпературни етапи на емулгиране (напр. производство на промишлени смазочни материали). |
| Диапазон на налягането на сензора | < 6,4 MPa (персонализирано за >10 MPa) | Адаптира се към линии за хомогенизиране с високо налягане, къдетовискозитет на емулсия масло-водае критично. |
| Материал | Неръждаема стомана 316 (стандартна) | Устойчив на корозия от киселинни или алкални емулсионни фази, предотвратявайки деградацията на сензора. |
| Ниво на защита | IP68 (сензор) / IP67 (електроника) | Предпазва от вода, прах и пръски от емулсия в замърсени производствени среди. |
| Стандарт за взривобезопасност | ExdIIBT4 | Безопасен за употреба в нефтохимични или емулсионни линии на базата на разтворители (напр. емулгатори за нефтени находища). |
| Време за реакция на сигнала | 5s | Улавя бързите промени във вискозитета (напр. по време на добавяне на емулгатор) и задейства незабавни корекции. |
| Изход | 4 – 20 mADC (вискозитет/температура) + Modbus | Интегрира се с PLC или SCADA системи за автоматизирано управление на процесите и регистриране на данни. |
Принцип на работа – проектиран за поведение на емулсионен поток
Принципът на действие на Лонметъра е насочен към ненютоновата и динамична природа на емулсиите, осигурявайки точноствискозитетна емулсияотчитания без прекъсване на производството:
- Коничният сензор на вискозиметъра осцилира аксиално с фиксирана честота. Докато емулсията тече през сензора, флуидът се срязва – имитирайки скоростите на срязване, наблюдавани в реални производствени линии (напр. помпи, миксери).
- Промени ввискозитет на емулсиятапроменят загубата на енергия по време на трептене: по-високият вискозитет създава по-голямо съпротивление, увеличавайки загубата на енергия; по-ниският вискозитет намалява съпротивлението.
- Електронната схема на сензора открива тази загуба на енергия, преобразува я в стойност на вискозитета и предава данните в реално време (чрез 4–20 mADC или Modbus).
- За разлика от традиционните вискозиметри, той няма движещи се части, уплътнения или лагери. Този дизайн елиминира замърсяването от остатъци от емулсия (няма пукнатини за натрупване) и намалява поддръжката – от решаващо значение за непрекъснато 24/7 производство.
Научете повече за измервателите на плътност
Още онлайн измервателни уреди за процеси
Предимства на вградения емулсионен вискозиметър (Lonnmeter) за производителите на емулсии
За отделите и инженерите по оптимизация на процесите, Lonnmeter предоставя осезаеми, количествено измерими ползи, които директно подобряват качеството, ефективността и рентабилността – всичко това е съсредоточено върху прецизното измерване.вискозитет на емулсиятаконтрол:
Специфична за емулсията адаптивност
- Работи с ненютонови флуидиЧрез срязване на емулсията при скорости на срязване в линията, тя осигурява точнавискозитет на емулсия масло-водапоказания, които съответстват на реалните производствени условия, а не само на лабораторните настройки.
- Устойчив на тежки условияНеръждаема стомана 316, защита IP68 и устойчивост на висока температура/налягане означават, че работи надеждно във всички среди за производство на емулсии, от преработка на храни (изисквания за почистване на място) до нефтохимикали (експлозивни атмосфери).
- Елиминира партидните отпадъциНезабавните показания на вискозитета позволяват на операторите да коригират параметрите (напр. дозата на емулгатора, скоростта на срязване) за секунди - преди да се получи несъответстваща емулсия.
- Осигурява последователностПовторяемост ±1% означава, че всяка партида има еднакъввискозитетна емулсия, намалявайки оплакванията на клиентите и преработката.
- Намалява ръчния трудКрай на ръчното вземане на проби или лабораторен анализ – освобождаване на техници за задачи с по-висока стойност.
- Автоматизира корекциите на процеситеИнтегрира се с PLC контролери за автоматично настройване на параметрите (напр. увеличаване на налягането в хомогенизатора, ако вискозитетът спадне) – минимизиране на човешките грешки и осигуряване на 24/7 постоянство.
- Данни за вискозитета на регистритеИзходните данни на Modbus се съхраняватвискозитет на емулсиятаи данни за температурата, което е от решаващо значение за съответствие с регулаторните изисквания (напр. изисквания на FDA за фармацевтични емулсии) или анализ на първопричините (напр. проследяване на причините за скока на вискозитета през последната смяна).
- Задейства алармиНезабавни аларми предупреждават операторите за вискозитет извън спецификацията, предотвратявайки скъпоструващи престои или повреди в партидите.
Контрол на качеството в реално време
Оперативна ефективност
Проследимост на данните и съответствие
Ако вашият екип за производство на емулсии е готов да премине от реактивен към проактивен подходвискозитет на емулсиятаконтрол — и намаляване на отпадъците, подобряване на качеството и повишаване на ефективността — време е да поискате оферта за вградения Lonnmeterемулсионен вискозиметърЗаявете оферта още днес, за да започнете да оптимизирате контрола на качеството на формулировката на емулсиите си и да получите постоянствовискозитет на емулсия масло-водавашите клиенти очакват.
