Emulsioonide tootmisel määrab kvaliteedikontroll otseselt toote toimivuse, säilivusaja ja klientide rahulolu. Üks selle protsessi olulisemaid parameetreid onemulsiooni viskoossusIsegi väikesed viskoossuse kõikumised võivad põhjustada probleeme nagu faaside eraldumine, ebaühtlane tekstuur või lõppkasutuse nõuete mittetäitmine.
See lahendus keskendub sellele, kuidassisseehitatud emulsioonviskosimeetridtegeleda väljakutsetega kogu protsessi juhtimise vältel, tagades järjepidevuseemulsiooni viskoossuspidevas tootmises ja reaktiivse kvaliteedikontrolli muutmises proaktiivseks protsessijuhtimiseks.
Mis on emulsioonid?
Emulsioon on kahe segunematu vedeliku (nt õli ja vesi) heterogeenne segu, kus üks vedelik (dispersioonfaas) on purustatud pisikesteks tilkadeks ja suspendeeritud teises (pidevas faasis). Selle segu stabiilsus sõltub emulgaatoritest – ainetest, mis vähendavad kahe faasi vahelist pindpinevust ja takistavad tilkade ühinemist.
Emulsioonide peamised omadused, mis on otseselt seotudemulsiooni viskoossussisaldama:
- FaasikoostisDispergeeritud ja pideva faasi suhe mõjutab otseselt viskoossust (nt suurem õlisisaldus õli-vee emulsioonis suurendabõli-vee emulsiooni viskoossus).
- Tilga suurusVäiksemad tilgad tekitavad faaside vahel rohkem hõõrdumist, mis omakorda suurendab viskoossust; suuremad, agregeerunud tilgad vähendavad viskoossust ja annavad märku ebastabiilsusest.
- Emulgaatori tüüp ja kontsentratsioonErinevad emulgaatorid (nt pindaktiivsed ained, polümeerid) muudavad tilkade ümber olevat faasivahekihti, mis omakorda muudab emulsiooni voolavusomadusi (ja seega ka viskoossust).
Emulsioonide tüübid
Mõistmineemulsiooni tüübidon õige valiku jaoks kriitilise tähtsusegaemulsioonviskosimeeter, kuna igal tüübil on ainulaadsed viskoossusomadused ja tootmisnõuded. Kõige levinumad klassifikatsioonid on järgmised:
Faasikoostise järgi
- Õli-vees (O/W) emulsioonidPidev faas on vesi ja dispersioonfaas on õli (nt piim, näoniisutajad). Nendel emulsioonidel on tavaliselt madalamõli-vee emulsiooni viskoossusvõrreldes vee-õli tüüpidega, kuna vesi on enamikust õlidest vähem viskoosne.
- Vesi-õlis (W/O) emulsioonidPidev faas on õli ja dispersioonfaas on vesi (nt või, mootoriõli). Nendeemulsiooni viskoossuson paksema pideva õlifaasi tõttu sageli kõrgem.
- Mitmed emulsioonidKomplekssed segud nagu õli-vees-õlis (O/W/O) või vesi-õli-vees (W/O/W) (nt kontrollitud vabanemisega ravimid). Neil on kihiline viskoossusprofiil, mis nõuab täpset reaalajas jälgimist, et vältida faaside lagunemist.
- MakroemulsioonidTilkade suurus on vahemikus 0,1–10 μm; need on läbipaistmatud ja õigesti formuleerituna suhteliselt stabiilse viskoossusega.
- MikroemulsioonidTilkade suurus < 0,1 μm; need on läbipaistvad ja neil on madalamviskoossusega emulsioonminimaalse tilkade interaktsiooni tõttu.
- NanoemulsioonidTilkade suurus 10–100 nm; need tasakaalustavad stabiilsust ja viskoossust, mistõttu on need tavalised kõrgjõudlusega kosmeetikas ja ravimites.
Tilga suuruse järgi
Emulsioonide valmistamise meetodid – kuidas emulsioone valmistatakse?
Emulsiooni tootmine on mitmeastmeline protsess, kus iga etapp mõjutab lõpptulemust.emulsiooni viskoossus; järjepidev töötlemine on võimalik ainult reaalajas viskoossuse tagasiside abil. Tüüpiline töövoog hõlmab järgmist:
Eeltöötlus
- Tooraine ettevalmistamineMõõtke ja kuumutage õli, vesi ja emulgaatorid sihttemperatuurini (tavaliselt 50–80 °C), et vähendada viskoossust ja parandada segunevust. Temperatuuri kõikumised võivad siin põhjustada varajasi viskoossuse nihkeid, seega tuleks a- javiskoossusega emulsioonTemperatuurianduriga monitor on kriitilise tähtsusega.
- ÕhutamineEemaldage toorainest õhumullid, kuna lõksus olev õhk vähendab mõõdetud viskoossust ja viib ebatäpsete näitudeni (ja seega halva kvaliteedikontrollini).
Emulgeerimine (põhietapp)
See samm lõhub dispergeeritud faasi pisikesteks tilkadeks ja segab selle pideva faasiga – lõpliku reaktsiooni peamise teguriga.õli-vee emulsiooni viskoossus:
- Kiire nihkega segamineKasutab intensiivse nihke tekitamiseks rootor-staatori segisteid; suuremad nihkekiirused vähendavad tilkade suurust ja suurendavad viskoossust (kuni teatud punktini, mille järel on edasisel nihkel minimaalne mõju).
- HomogeniseerimineKasutab ühtlaste tilkade loomiseks kõrgsurvehomogenisaatoreid (10–100 MPa); see etapp on tavaline piima- ja farmaatsiatoodetes, kus on vaja ühtlastemulsiooni viskoossuson läbiräägitav.
- Ultraheli emulgeerimineKasutab tilkade purustamiseks helilaineid; ideaalne nanoemulsioonide jaoks, kus täpne viskoossuse kontroll hoiab ära tilkade agregatsiooni.
- JahutusLangetage emulsiooni temperatuur toatemperatuurini või säilitustemperatuurini; viskoossus suureneb emulsiooni jahtudes sageli, seega tagab tootmisliinisisene jälgimine selle püsimise spetsifikatsiooni piires.
- Lisandite lisamineLisage säilitusaineid, lõhnaaineid või toimeaineid; need võivad muuta viskoossust (nt paksendajad suurendavadviskoossusega emulsioon), mis nõuab viivitamatuid kohandusi.
- FiltreerimineEemaldage suured osakesed või emulgeerimata tilgad; järsk viskoossuse langus võib viidata filtri ummistumisele või faaside eraldumisele.
Järeltöötlus
Emulsiooni stabiilsuse põhitõed
*
Pidevate emulsioonide viskoossuse määramise väljakutsed
Protsessiinseneridele ja tehnilistele ekspertidele pidevemulsiooni viskoossusJälgimine seisab silmitsi ainulaadsete takistustega, millest traditsioonilised tööriistad (nt võrguühenduseta viskosimeetrid, klaasist kapillaartorud) üle ei saa. Nende väljakutsete hulka kuuluvad:
- Viivitus võrguühenduseta testimiselVõrguühenduseta meetodid nõuavad proovide võtmist, transportimist ja analüüsimist – protsess, mis võtab aega 15–60 minutit. Pideva tootmise korral tähendab see viivitus, et viskoossusprobleemid avastatakse liiga hilja, et terveid partiisid päästa, mis toob kaasa kulukaid jäätmeid.
- Proovi moonutusTootmisliinilt proovide võtmiselõli-vee emulsiooni viskoossusmuutused, mis on tingitud temperatuuri langusest, nihkekiiruse vähenemisest või tilkade koalestsentsist. Seega ei kajasta laborinäit tegelikku liinisisest viskoossust, mis viib protsessi valede kohandusteni.
- Karmid tootmistingimusedEmulsioonitootmine hõlmab sageli kõrgeid temperatuure (< 450 °C, vastavalt tavalistele tööstusspetsifikatsioonidele), kõrget rõhku (mõnel juhul > 10 MPa) ja söövitavaid koostisosi (nt happelised veefaasid). Traditsioonilised andurid ebaõnnestuvad siin kiiresti, kuna neil puudub tugev kaitse või materjalide ühilduvus.
- Mitte-Newtoni vedeliku käitumineEnamik emulsioone ei ole Newtoni emulsioonid – nendeviskoossusega emulsioonmuutub nihkekiirusega (nt nihkevedeldavad emulsioonid muutuvad nihke suurenedes õhemaks). Offline-viskosimeetrid testivad fikseeritud nihkekiirustega, seega ei suuda nad tabada dünaamilisi viskoossuse muutusi, mis toimuvad pumpades, segistites või torujuhtmetes.
- Anduri hooldus ja saastumineEmulsioonid võivad andurite pindadele jääke jätta, eriti kui need sisaldavad tahkeid aineid (nt tahkete osakestega täidetud kosmeetika). See saastumine moonutab aja jooksul näitu ja andurid, mis vajavad puhastamiseks sagedast lahtivõtmist, häirivad tootmist.
Lonnmeteri vibratsiooniviskosimeeter – emulsiooniviskoossuse mõõtmise lahendus
Ülaltoodud probleemide lahendamiseksLonnmeteri rea protsessi viskosimeeteron spetsiaalselt loodud pidevaks kasutamiseksemulsiooni viskoossusjälgimine. See on emulsioonitootjate seas juhtiv valik, kuna see ühendab endas tugeva jõudluse, emulsioonispetsiifilise kohanemisvõime ja reaalajas juhtimise võimalused – see on kriitilise tähtsusega tootmisjuhtimise meeskondadele, kes keskenduvad kvantitatiivsetele täiustustele.
Põhiparameetrid (kohandatud emulsioonide tootmiseks)
Lonnmeetri spetsifikatsioonid lahendavad otseselt emulsiooni viskoossuse jälgimise väljakutsed, tagades täpsuse ja töökindluse karmides või dünaamilistes tingimustes:
| Parameeter | Spetsifikatsioon | Miks see on emulsioonide puhul oluline |
| Viskoossusvahemik | 1–1 000 000 cP | Hõlmab kõikiemulsiooni tüübid(madala viskoossusega mikroemulsioonidest kuni kõrge viskoossusega vesi-õli kreemideni). |
| Täpsus | ±3,0% | Tagabemulsiooni viskoossusjääb rangete kvaliteedinõuete piiresse (nt farmaatsiaemulsioonide puhul ±5%). |
| Korduvus | ±1% | Kõrvaldab emulsioonitilkade kõikumisest tingitud ebajärjekindlad näidud. |
| Temperatuurikindlus | <450°C | Talub kõrgel temperatuuril emulgeerimisetappe (nt tööstuslike määrdeainete tootmisel). |
| Anduri rõhuvahemik | <6,4 MPa (kohandatud >10 MPa jaoks) | Kohandub kõrgsurve homogeniseerimisliinidega, kusõli-vee emulsiooni viskoossuson kriitiline. |
| Materjal | 316 roostevaba teras (standard) | Vastupidav happelise või aluselise emulsioonifaasi korrosioonile, ennetades anduri lagunemist. |
| Kaitsetase | IP68 (andur) / IP67 (elektroonika) | Kaitseb vee, tolmu ja emulsioonipritsmete eest räpastes tootmiskeskkondades. |
| Plahvatuskindel standard | ExdIIBT4 | Ohutu kasutada naftakeemia- või lahustipõhistes emulsiooniliinides (nt naftaväljade emulgaatorid). |
| Signaali reageerimisaeg | 5s | Tabastab kiireid viskoossuse muutusi (nt emulgaatori lisamise ajal) ja käivitab kohesed kohandused. |
| Väljund | 4–20 mADC (viskoossus/temperatuur) + Modbus | Integreerub PLC-de või SCADA-süsteemidega automatiseeritud protsesside juhtimiseks ja andmete logimiseks. |
Tööpõhimõte – loodud emulsiooni voolavuse käitumise jaoks
Lonnmeetri tööpõhimõte arvestab emulsioonide mitte-Newtoni ja dünaamilise olemusega, tagades täpse mõõtmise.viskoossusega emulsioonnäidud tootmist häirimata:
- Viskosimeetri kooniline andur võngub aksiaalselt fikseeritud sagedusega. Kui emulsioon voolab üle anduri, nihkub vedelik – jäljendades reaalsetes tootmisliinides (nt pumbad, segistid) esinevaid nihkekiirusi.
- Muutusedemulsiooni viskoossusmuuta võnkumise ajal kaduvat energiat: suurem viskoossus tekitab suurema takistuse, suurendades energiakadu; madalam viskoossus vähendab takistust.
- Anduri elektroonikalülitus tuvastab selle energiakao, teisendab selle viskoossuse väärtuseks ja edastab andmed reaalajas (4–20 mA alalisvoolu või Modbusi kaudu).
- Erinevalt traditsioonilistest viskosimeetritest puuduvad sellel liikuvad osad, tihendid ega laagrid. See konstruktsioon välistab emulsioonijääkidest tuleneva saastumise (puuduvad praod kogunemiseks) ja vähendab hooldust – see on kriitilise tähtsusega pideva ööpäevaringse tootmise jaoks.
Lisateave tihedusmõõturite kohta
Rohkem veebipõhiseid protsessimõõtjaid
Emulsioonitootjatele mõeldud sisseehitatud emulsioonviskosimeetri (Lonnmeter) eelised
Protsesside optimeerimise osakondadele ja inseneridele pakub Lonnmeter käegakatsutavaid ja mõõdetavaid eeliseid, mis parandavad otseselt kvaliteeti, tõhusust ja kulutõhusust – kõik keskendub täpsele…emulsiooni viskoossuskontroll:
Emulsioonispetsiifiline kohanemisvõime
- Käsitseb mitte-Newtoni vedelikkeEmulsiooni nihutamine reasisese nihkekiirusega annab täpse tulemuseõli-vee emulsiooni viskoossusnäidud, mis vastavad tegelikele tootmistingimustele – mitte ainult laboriseadetele.
- Vastupidav karmidele tingimustele316 roostevaba teras, IP68 kaitse ja kõrge temperatuuri-/rõhutaluvus tähendavad, et see töötab usaldusväärselt igas emulsioonitootmiskeskkonnas, alates toiduainete töötlemisest (kohapeal puhastamise nõuded) kuni naftakeemiatööstuseni (plahvatusohtlik keskkond).
- Kõrvaldab partii raiskamiseKohesed viskoossuse näidud võimaldavad operaatoritel parameetreid (nt emulgaatori annust, nihkekiirust) sekunditega reguleerida – enne mittevastava emulsiooni tekkimist.
- Tagab järjepidevuse±1% korduvus tähendab, et igal partiil on samaviskoossusega emulsioon, vähendades klientide kaebusi ja ümbertöötlemist.
- Vähendab käsitsi töödEnam pole vaja käsitsi proovi võtta ega laborianalüüse teha – tehnikud saavad rohkem aega väärtuslikumate ülesannete jaoks.
- Automatiseerib protsesside kohandamistIntegreerub PLC-dega, et parameetreid automaatselt kohandada (nt homogenisaatori rõhu suurendamine viskoossuse langemisel) – minimeerides inimlikke vigu ja tagades ööpäevaringse järjepidevuse.
- Viskoossusandmete logidModbusi väljund salvestabemulsiooni viskoossusja temperatuuriandmed, mis on kriitilise tähtsusega regulatiivse vastavuse (nt FDA nõuded farmaatsiaemulsioonidele) või algpõhjuste analüüsi (nt viskoossuse viimase vahetuse järsu tõusu jälgimine) jaoks.
- Käivitab alarmidKohesed alarmid hoiatavad operaatoreid spetsifikatsioonist erineva viskoossuse eest, ennetades kulukaid seisakuid või partii rikkeid.
Reaalajas kvaliteedikontroll
Tegevuse efektiivsus
Andmete jälgitavus ja vastavus
Kui teie emulsioonitootmise meeskond on valmis liikuma reaktiivselt proaktiivseleemulsiooni viskoossuskontroll – ja raiskamise vähendamine, kvaliteedi parandamine ja tõhususe suurendamine – on aeg küsida hinnapakkumist Lonnmeteri rea sisse ehitatud seadmele.emulsioonviskosimeeterKüsige oma hinnapakkumist juba täna, et alustada emulsiooniformulatsiooni kvaliteedikontrolli optimeerimist ja saada järjepidev tulemus.õli-vee emulsiooni viskoossusteie kliendid ootavad.
