Veebissuure nihkejõuga viskosimeetridpakkuda täpseid reaalajas viskoossuse mõõtmisi otse tootmisliinidel. Mitte-Newtoni vedelike, näiteks šampooni ja palsami puhul – millel on nihkevedelduvus, kus viskoossus voolamise ajal langeb – seisnevad nende olulised eelised dünaamiliste voolavusomaduste tabamises, mida traditsioonilised laboritööriistad ei suuda tuvastada.
Misis tViskoossusoŠampoon?
Viskoossus, mis on teaduslikult defineeritud kui vedeliku takistus sisemisele voolamisele, on isikuhooldustoodete, eriti šampooni ja juuksepalsamite tootmisel vaieldamatult kriitiline kvaliteediomadus (CQA). See füüsikaline omadus määrab toote stabiilsuse, tekstuuri, sensoorse taju ja üldise toimivuse doseerimise ja kasutamise ajal. Viskoossus annab aga paksuse mõõdu. Keerukate keemiliste koostiste, näiteks šampooni ja palsami puhul.
šampooni tootmise homogeniseerimine
*
Nihkehõrenemine, pseudoplastilisus ja tiksotroopia
Erinevalt Newtoni vedelikest, näiteks veest, mille viskoossus jääb konstantseks olenemata rakendatud nihkejõust, on keeruliste vesipõhiste pindaktiivsete ainete süsteemide, näiteks šampooni ja palsami, viskoossus väga varieeruv ja sõltub täielikult rakendatud nihkekiirusest. See määratlev omadus liigitab need järgmiselt:Mitte-Newtoni vedelikudKõige olulisem täheldatud käitumine onNihkehõrenemine, tuntud ka kui pseudoplastilisus, kus näivšampooni viskoossusväheneb dramaatiliselt nihkekiiruse suurenedes. See omadus on toote disaini tahtlikult sisse ehitatud: koostis peab säilitama kõrge viskoossuse (madal voolavustakistus), et see püsiks pudelis stabiilsena ja kleepuks käe külge (madala nihkejõuga keskkond), kuid selle viskoossus peab koheselt langema (suur voolavus), kui seda pigistatakse, pumbatakse või juustesse laiali jaotatakse (suure nihkejõuga keskkond).
Lisaks sellele on paljudel paksendatud isikuhooldusemulsioonidel ja -geelidel, sealhulgas teatud palsamitel ja kreemidel, ajast sõltuv reoloogiline käitumine, mida tuntakse tiksotroopiana. Tiksotroopsed materjalid muutuvad nihke all õhemaks, kuid pärast pinge eemaldamist vajavad nad oma esialgse, suurema viskoossusega struktuuri taastamiseks teatud aega.
Mõõtmispiirangute ületamine
Traditsiooniliste laboratoorsete (offline) viskosimeetria meetodite puudused
Traditsioonilistele laborimeetoditele tuginemine keerukate mitte-Newtoni vedelike puhul toob kaasa süsteemseid ebaefektiivsusi ja riske. Manuaalne proovivõtt ja lauakatsetused toovad kaasa olulisi viivitusi, muutes kvaliteedi tagamise reaktiivseks, protsessijärgseks korrektsioonietapiks. Selle viivituse ajal võib terve partii edasi liikuda, kuid see lükatakse tagasi tundide pärast. Lisaks mõõdavad enamik standardseid laboriviskosimeetreid viskoossust madala või kontrollimatu nihkekiiruse juures, andes andmeid, mis ei ole reaktorites, pumpades ja ülekandeliinides leiduvate kõrge nihkekiirusega keskkondade jaoks olulised. See on eriti kahjulik väga...nihkehõreneminetooteid. Seda süvendadestiksotroopnePaljude preparaatide olemus tähendab, et viskoossuse näidud on väga tundlikud proovi käitlemise ja vedeliku segamispinge tekkimisest möödunud aja suhtes, mis toob kaasa halva partiidevahelise korduvuse ja ebajärjekindluse. Lõpuks kaasneb käsitsi proovivõtuprotsessiga saastumise, protseduuriliste vastuolude ja inimlike vigade oht, mis kõik moonutavad tulemusi ja suurendavad tootmiskulusid.
Sisseehitatud kõrge nihkega viskosimeeter
Nendest põhilistest piirangutest möödahiilimiseks võtab tööstusharu üha enam omakssisseehitatud ultra-nihkeviskosimeetridNeed instrumendid pakuvad pidevat reaalajas viskoossuse mõõtmist otse tootmisliinil. See üleminek pidevale andmekogumisele võimaldab protsessitingimusi dünaamiliselt reguleerida reaalajas viskoossuse tagasiside põhjal, mis on oluline toote järjepidevuse tagamiseks, tootmise läbilaskevõime optimeerimiseks ja materjalijäätmete oluliseks vähendamiseks. Nende andurite integreerimine ...šampooni tootmisprotsessmuudab kvaliteedikontrolli põhimõtteliselt testimisfunktsioonist aktiivseks protsessijuhtimise funktsiooniks.
Lonnmeteri üliliigne viskosimeeter
Lonnmetersisseehitatud ülinihkeviskosimeetertöötab vibratsioonipõhimõttel. Südamikuandur on vastupidav, vardakujuline struktuur, mis vibreerib väänduvalt piki oma kesktelge fikseeritud resonantssagedusel. Kui element nihutab vedelikku üle oma pinna, kaotab see kineetilist energiat vedeliku sisemise takistuse tõttu, mida tuntakse viskoossete tõmbejõudude nime all. Energiakao ehk mehaanilise summutuse aste on otseselt proportsionaalne vedeliku viskoossusega: suurem viskoossus põhjustab suuremat takistust ja suuremat energia hajumist. Anduri elektroonilised komponendid tuvastavad selle energiakao ja saatja töötleb signaali selgeks, täpseks ja reaalajas viskoossuse väärtuseks. Väändresonaatori kasutamine on väga kasulik, kuna see muudab anduri loomupäraselt stabiilseks, paremini isoleerituks välisest vibratsioonist ja peamiselt tundlikuks ainult vedeliku dissipatiivsete viskoossete jõudude suhtes.
Tehnilised andmed ja tööulatus
Lonnmeteri seade demonstreerib nõudlikes tööstuskeskkondades vajalikku tugevat inseneritööd, tagades töökindluse, täpsuse ja keemilise ühilduvuse.
Tabel: Lonnmeter Ultra Shear viskosimeetri tehnilised andmed
| Parameeter | Spetsifikatsioon/Vahemik | Asjakohasus isikuhooldustoodete tootmisel |
| Viskoossusvahemik | 1–1 000 000 cP | Piisab toorainete (veega lahjendatud) katmiseks kuni väga kontsentreeritud, kõrge viskoossusega valmistoodeteni. |
| Täpsus | ±2% ~5% | Tagab täpse kvaliteedikontrolli, mis on vajalik kõrge väärtusega kemikaalide koostiste ja CQA range järgimise jaoks. |
| Korduvus | ±1% ~ ±2% | Kriitiline partiidevahelise range järjepidevuse saavutamiseks ning rangete regulatiivsete ja tarbijastandardite täitmiseks. |
| Töökindlus | IP65, plahvatuskindel (Ex dIIBT6) | Sobib kasutamiseks loputuskohtades, karmides keskkondades ja ohtlikes kohtades, mida tavaliselt leidub keemilises töötlemises. |
| Väljund/liides | Viskoossus 4–20 mADC / RS485 | Standardsed tööstusväljundidsujuv integratsioon DCS/SCADA süsteemidegaja PLC-d. |
| Materjali kontakt | 316 L, teflon, Hastelloy | Tagab korrosioonikindluse pindaktiivsete ainete vesilahuste, paksendajate ja pH regulaatorite suhtes. |
Lisateave tihedusmõõturite kohta
Rohkem veebipõhiseid protsessimõõtjaid
Strateegiline rakendamine tootmisliinidel
Šampooni/palsami tootmisprotsessi põhjalik ülevaade
SeeŠampooni/palsami tootmisprotsesson mitmeastmeline protsess, mis on loodud koostisosade ühtlase hajumise ja lõpliku emulsiooni stabiilse moodustumise tagamiseks. Põhietapid hõlmavad järgmist: tooraine ettevalmistamine (puhastamine, kuumutamine, tahkete ainete eellahustamine); segamine, reaktsioon ja emulgeerimine (pindaktiivsete ainete, konditsioneerimisainete ja viskoossuse modifitseerijate järjestikune lisamine); homogeniseerimine (kõrgjõudlusega segamine emulsiooni stabiliseerimiseks ja lõplike lisandite, näiteks lõhna- ja värvainete lisamiseks); kvaliteedikontroll; ning lõpuks täitmine ja pakendamine. Viskoossuse kontroll ei ole ühekordne kvaliteedikontroll, vaid dünaamiline ja pidev nõue mitmes etapis.
Šampooni-/palsamiliinide viskoossuse kontrollimiseks oluliste mõõtepunktide kindlakstegemine
Strateegiline paigutusreasisese nihkeviskosimeeteron oluline tõhusate suletud ahelaga juhtimissüsteemide loomiseks. Eesmärk on jälgida CQA muutusi koheselt etappidel, kus kohandamine on veel teostatav, ennetades kvaliteedihälvete süvenemist. Tuvastatakse kolm kriitilist jälgimispunkti:
| Protsessi etapp | Mõõtmise põhjendus | Nõutav juhtimistoiming / silmus |
| P-1: Pärast paksendaja/soola lisamist (peamine kontrollpunkt) | Mõõdab mitsellaarvõrgustiku struktuuri kohest kohandumist, kinnitades viskoossuse modifikaatorite kohest mõju. | Suletud ahelaga PID-juhtimise rakendamine elektrolüüdi (soola) lahuse või pH reguleerimise kemikaalide reaalajas ja täpseks doseerimiseks. See on ülioluline, et vältida paraboolse "soolakõvera" maksimumi ületamisega seotud järsku viskoossuse langust. |
| P-2: Eelhomogeniseerimise/hoidepaagi väljund | Jälgib pikaajalist stabiilsust, tagades enne lõplikku segamist ja suure nihkejõuga töötlemist lahtise toote õige tiksotroopse taastumise ja konsistentsi. | Partii hoidmisaja või jääksegamise intensiivsuse reguleerimine. Tagab enne jätkamist stabiilse baasemulsiooni struktuuri, hoides ära seadmete suure koormuse liiga viskoosse toote tõttu. |
| P-3: Lõpptoote ülekanne (eeltäitmisliin) | Annab toote konsistentsi lõpliku valideerimise, tagades, et reoloogilised omadused vastavad automatiseeritud täitmismasinate (voolavusomadused) ja tarbijakasutuse (väljastamine) nõuetele. | Ülitäpne kvaliteedikontrollvärava juhtimine: mittestandardse toote automaatne suunamine ümbertöötlemispaaki või mahulise täitmismasina voolukiiruse kohene reguleerimine. |
Viskoossuse järjepidev jälgimine kogu protsessi vältel, eriti P-2 ja P-3 juures, annab valmis emulsiooni struktuuri mittepurustava kinnituse. Homogeniseerimise ajal suureneb paljude emulsioonide viskoossus märkimisväärselt, kuna tilkade suurus väheneb, ja selle suurenemise suurusjärk on usaldusväärne näitaja emulsiooni üldise kvaliteedi ja stabiilsuse kohta. Reaalajas jälgimine aitab määrata segamise/segamise soovitud lõpp-punkti ja võimaldab kohandada parameetreid, nagu segamise intensiivsus või aeg. See võimekus nihutab kvaliteedikontrolli toote rikete tuvastamiselt selliste probleemide aktiivsele ennetamisele nagu faaside eraldumine või koorumine, pikendades lõppkokkuvõttes säilivusaega.
Suletud ahelaga juhtimine ja viskoossuse modulatsioon
Kuidas kontrollida šampooni viskoossust ja palsami reoloogiat
Kontroll ülešampooni viskoossusJa konditsioneeri reoloogia saavutatakse mitmete interaktiivsete tegurite täpse juhtimise abil, sealhulgas pindaktiivsete ainete tüüp ja kontsentratsioon, lisatud polümeeride või paksendajate kontsentratsioon, temperatuur, pH tase (mis mõjutab laengute interaktsioone) ja elektrolüütide, näiteks soola kontsentratsioon. Nendest meetoditest on soolade lisamine sageli kõige kulutõhusam ja levinum mehhanism, mida kasutatakse sulfaadipõhiste pindaktiivsete ainete süsteemide viskoossuse moduleerimiseks.
Elektrolüütide roll: soolakõvera ja mitsellaarvõrgustiku dünaamika mõistmine
Elektrolüüte, peamiselt naatriumkloriidi hõlmav kontrollmehhanism põhineb soolaioonide mõjul vesilahuse pindaktiivsete ainete süsteemi mitsellaarvõrgustikule. See seos on märkimisväärselt mittelineaarne, järgides paraboolset funktsiooni, mida tuntakse kui "soolakõverat". Algselt suurendavad väikesed soola lisamisedšampooni viskoossusvarjestades pindaktiivsete ainete pearühmade vahelist elektrostaatilist tõukumist. See varjestus soodustab mitsellide kasvu ja takerdumist, mis viib paksenemiseni. Viskoossus saavutab haripunkti optimaalse elektrolüüdi kontsentratsiooni juures; selle kriitilise kontsentratsiooni ületamine aga põhjustab mitsellide liigset hargnemist ja viskoossuse kiiret, järsku langust (hõrenemist). Arvestades, et tööstuslikult oluline vastuvõetava vahemikušampooni viskoossuson selle kõvera kitsas lõik (nt 3 kuni 15 Pa·s), on järjepidevuse säilitamine selles väikeses tööaknas ilma reaalajas ja suure täpsusega mõõtmiseta väga keeruline.
Reaalajas viskoossuse reguleerimise mehhanismid: automaatne doseerimine ja pH modulatsioon
Ühesisseehitatud ülinihkeviskosimeeterhõlbustab tõelist suletud ahelaga protsessijuhtimist. Andur mõõdab hetkega vedeliku näivat viskoossust (protsessimuutuja) ja edastab need andmed hajutatud juhtimissüsteemi (DCS) või järelevalve juhtimis- ja andmekogumissüsteemi (SCADA). Kui protsessimuutuja erineb kehtestatud seadeväärtusest (sihtviskoossus), käivitab kontroller proportsionaalse integraali-derivaadi (PID) ahela, aktiveerides automaatse doseerimispumba või mõõteventiili arvutatud korrektiivse aine, näiteks soolalahuse või pH regulaatori, süstimiseks. See kohene, andmepõhine reageering on protsessi põhimehhanism.Protsesside integreerimine ja reaalajas juhtimineSee ennetav kontroll hoiab ära kriitiliste reoloogiliste parameetrite – täpsemalt soolasisalduse kõvera tipu – ületamise, mis tagab partii terviklikkuse ja minimeerib partii ümbertöötlemisega seotud kõrgeid kulusid. Traditsiooniline mõõtmisviivitus sunnib konservatiivset doseerimist, mille tulemuseks on sageli spetsifikatsioonidele mittevastav materjal, mis nõuab kulukat ümbertöötlemist või utiliseerimist.
Šampooni/palsami viskoossuse määramise keerukus ja väljakutsed
Aja sõltuvuse (tiksotroopia) mõju mõõtmisele
Isikuhooldustoodete tööstuses on oluliseks väljakutseks paljude koostiste ajast sõltuva (tiksotroopse) olemuse haldamine. Tiksotroopsed vedelikud, näiteks teatud kreemid ja geelid, annavad viskoossuse kohta vastuolulisi andmeid, kui mõõtmine ei ole standardiseeritud, kuna viskoossuse väärtus muutub vastavalt materjali viimasest nihkest möödunud ajale. Kasutades ...Inline nihkega vedeldamise viskosimeeter, see probleem leevendub. Andur mõõdab näivat viskoossust stabiilse ja konstantse nihkekiiruse all, mille määrab protsessivoog. See lähenemisviis annab pideva, tööstuslikult olulise andmepunkti, mis on palju usaldusväärsem ja korratavam kui vahelduvad laboriproovid, mis on võetud reoloogilise taastumise olekus pärast käsitsi käitlemist.
Tooraine varieeruvus ja ennustava seire vajadus
Sissetulevate toorainete kvaliteedi varieeruvus, näiteks pindaktiivsete ainete konsistentsi kõikumised või protsessiparameetrite (nt temperatuur, voolukiirus, rõhk) väikesed erinevused, võivad lõpptoote viskoossuses kaasa tuua ettearvamatuid muutusi. Pidev ja kõrge sagedusega jälgimine ... kaudureasisese nihkeviskosimeetervõimaldab operatsioonimeeskondadel kiiresti tuvastada ja sõrmejälgede abil jälgida konkreetsete toorainepartiide täpset mõju lõplikule kvaliteedikontrollile. See kõrgresolutsiooniga andmevoog on aluseks täiustatud ennustavate kvaliteedimudelite integreerimisele, potentsiaalselt koos teiste tehnoloogiatega, näiteks lähiinfrapunaspektroskoopiaga, et säilitada järjepidevus vaatamata sisendandmete paratamatule varieeruvusele.
Tegevuse efektiivsus ja omamise kogukulud (TCO)
Partiide rikkemäärade ja materjalijäätmete vähenemine
Vastuvõtmise operatiivne põhjendussisseehitatud ultra-nihkeviskosimeetridpõhineb dramaatilistel, mõõdetavatel efektiivsuse ja kvaliteedikontrolli parandustel. Reaalajas viskoossuse kontrolli rakendamine muudab partii kvaliteedijuhtimise reaktiivsest ennustavaks. Võrreldavad tööstuslikud rakendused, kus viskoossus dikteerib toote kvaliteedi (nt polümerisatsioon), on näidanud, et sisseehitatud viskosimeetrite kasutamine võib vähendada partii rikke määranullSee edu on kergesti ülekantav keerukale pindaktiivsete ainete keemiale. Partiide praakimise vältimine ja spetsifikatsioonidest erineva toote vältimine tähendab otseselt märkimisväärset kulude kokkuhoidu, leevendades kallite toorainete ja vaheühendite tohutut kadu.
Partii aja vähendamine ja lõpp-punkti tuvastamine
Lisaks jäätmete kõrvaldamisele on ka võimereasisese nihkeviskosimeeterReaktsiooni või segamise lõpp-punktide kohene kinnitamine parandab radikaalselt läbilaskevõimet. Eelnevalt määratletud segamisaegadele lootmise või laborivälise valideerimisega seotud viivituse ootamise asemel kinnitab süsteem koheselt, millal sihtviskoossus on saavutatud. Sarnast tehnoloogiat kasutavates tootmiskeskkondades on see täpne lõpp-punktide tuvastamine lühendanud partii töötlemise aega kuni2 tundiSee aja kokkuhoid võimaldab rajatisel töötada.rohkem partiisid päevas, maksimeerides varade kasutamist, suurendades üldist tootmisvõimsust ilma täiendavate kapitalikulutusteta ning vähendades oluliselt pikkade segamis- ja kuumutustsüklitega seotud suurt energiatarbimist.
Vähene hooldus ja parem töökindlus
Anduri vastupidav konstruktsioon, mis kasutab kvaliteetseid materjale nagu 316 L roostevaba teras, Hastelloy ja teflon, koos sisemiste liikuvate osade, tihendite või laagrite puudumisega tagab maksimaalse tööaja ja minimaalse mehaanilise halvenemise keemilise kokkupuute tõttu. Lisaks on süsteem konstrueeritud tehases kalibreeritavaks ja säilitab oma töökindluse ilma sagedase ja keeruka välikalibreerimiseta. See tegurite kombinatsioon tagab pikaajalise mõõtmiskindluse ja vähendab oluliselt hooldusega seotud tööjõukulusid, aidates oluliselt kaasa madalale...Omandi kogukulu (TCO).
Kvaliteedinõuetele vastavuse ja jälgitavuse tagamine
Järjepidev ja kvaliteetne tootmine sõltub protokolli rangest järgimisest ja põhjalikust dokumentatsioonist. Kuna viskoossus mõjutab otseselt toote stabiilsust, säilivusaega ja toimivusomadusi, on viskoossuse mõõtmise täpsed protokollid olulised regulatiivse vastavuse ja tarbijate ootuste täitmiseks.sisseehitatud ülinihkeviskosimeeterSüsteem pakub kogu tootmistsükli vältel kõrgsageduslikku andmete logimist ja jäädvustamist, pakkudes pidevat ja üksikasjalikku partii ajalugu, mis ületab vahelduva diskreetse proovivõtmise piirangud. See robustne andmete ajaloo salvestamine tagab usaldusväärseKvaliteedinõuetele vastavus ja jälgitavussiseauditite, regulatiivsete esildiste ja turustamisjärgsete uuringute jaoks, tugevdades tarbijate usaldust ja kaubamärgi mainet.
Sujuv integratsioon DCS/SCADA süsteemidega
Andmeside standardid ja liidese spetsifikatsioonid
Reaalajas viskoossusandmete väärtus realiseerub täielikult ainult siis, kui andur on integreeritud tehase automatiseerimisinfrastruktuuri.sisseehitatud ülinihkeviskosimeeteron spetsiaalselt loodudsujuv integratsioon DCS/SCADA süsteemidegaSee pakub standardseid tööstusväljundeid, sealhulgas tugevat 4–20 mA alalisvoolu analoogsignaali, mis on universaalselt ühilduv otsesisendiks proportsionaalsete integraal-derivaat (PID) kontrolleritesse ja lihtsamatesse juhtimisahelatesse. Lisaks pakub RS485 jadaandmesideühendus terviklikku digitaalset kanalit, mis võimaldab edastada kõrglahutusega viskoossuse, temperatuuri ja oleku andmeid täiustatud arvutamiseks ja ajaloo salvestamiseks. See kahe liidese võimalus tagab mitmekülgsuse nii lihtsate kui ka keerukate automatiseerimisskeemide puhul.
Tsentraliseeritud andmehalduse eelised protsesside ajaloo salvestamiseks ja analüüsiks
Integreeriminereasisese nihkeviskosimeeterHajutatud juhtimissüsteemi (DCS) või SCADA-süsteemi integreerimine võimaldab tsentraliseeritud kogumist, töötlemist ja visualiseerimist koos teiste kriitiliste protsessiparameetritega, nagu temperatuur ja rõhk. Tsentraliseerimine pakub operaatoritele reaalajas ja rakendatavaid andmeid, mis esitatakse kohandatud armatuurlaudadel, parandades oluliselt otsuste tegemist ja tegevuse juhtimist. Lisaks võimaldab reaalajas viskoossusandmete tsentraliseerimine ajaloohalduris kvaliteedikontrolli meeskondadel teha põhjalikku partiijärgset analüüsi. Nad saavad viskoossuse muutusi seostada koostisosade varieeruvuse, segisti kiiruse või termiliste sündmustega, säilitades pideva ja üksikasjaliku arvestuse, mis on oluline partii täpse jälgitavuse ja vastavusdokumentatsiooni jaoks.
Reaalajas viskoossuse integreerimine IIoT raamistikesse
Pideva, kõrge eraldusvõimega seadme paigaldaminesisseehitatud ülinihkeviskosimeeterSee on enamat kui lihtsalt mõõtmise täiustamine; see on oluline samm Tööstus 4.0 põhimõtete omaksvõtmise suunas. Stabiilsete ja suure täpsusega reoloogiliste andmete digitaalne pakkumine (RS485 kaudu) sobib ideaalselt praeguse üleminekuga tööstusliku asjade interneti (IIoT) suunas. See kõrge täpsusega andmevoog on oluline täiustatud juhtimisalgoritmide ja masinõppe mudelite arendamiseks ja koolitamiseks, mis on vajalikud ennustava kvaliteedikontrolli ja dünaamilise protsesside optimeerimise jaoks. Viskoossuse integreerimisega üldise automatiseerimisarhitektuuri põhikomponendina saab isikuhooldustoodete tootmisüksus liikuda staatilisest, fikseeritud parameetritega juhtimisest agiilse ja dünaamilise optimeerimise poole, tagades, etšampooni viskoossusja muud reoloogilised sihtmärgid jäävad samaks olenemata loomupärastest ülesvoolu või keskkonnamuutustest.
Mitte-Newtoni vedelike, näiteks šampooni ja juuksepalsami tootmine nõuab traditsiooniliselt täpset reoloogilist kontrolli. On tungivalt soovitatav, et tootmisjuhid seaksid esikohale hankimise ja integreerimise.sisseehitatud ultra-nihkeviskosimeetridstandardsete DCS/SCADA-süsteemidega. See investeering pakub olulist kõrge täpsusega andmevoogu, mida on vaja automatiseeritud ja ennustava kvaliteedikontrolli jaoks, tagades toote pikaajalise järjepidevuse ja luues vajaliku aluse täiustatud digitaalsele tootmisele jajuuksepalsami tootmisprotsessoptimeerimine.
