Во производството на емулзии, контролата на квалитетот директно ги одредува перформансите на производот, рокот на траење и задоволството на клиентите. Еден од најкритичните параметри во овој процес евискозитет на емулзијадури и мали флуктуации во вискозитетот можат да доведат до проблеми како што се фазно раздвојување, неконзистентна текстура или неисполнување на барањата за крајна употреба.
Ова решение се фокусира на тоа каковградени емулзиони вискозиметрисправување со предизвиците низ целата контрола на процесот, обезбедувајќи конзистентноствискозитет на емулзијаво континуирано производство и претворање на реактивната контрола на квалитетот во проактивно управување со процесите.
Што се емулзии?
Емулзијата е хетерогена мешавина од две немешави течности (на пр., масло и вода), каде што едната течност (дисперзирана фаза) е разбиена на ситни капки и суспендирана во другата (континуираната фаза). Оваа стабилност на оваа мешавина се потпира на емулгатори - супстанции кои го намалуваат површинскиот напон помеѓу двете фази и спречуваат спојување на капките.
Клучни карактеристики на емулзиите што се директно поврзани совискозитет на емулзијавклучуваат:
- Фазен составОдносот на дисперзирана кон континуирана фаза директно влијае на вискозитетот (на пр., поголема содржина на масло во емулзија масло-вода се зголемува)вискозитет на емулзија на масло и вода).
- Големина на капкиПомалите капки создаваат поголемо триење меѓу фазите, што доведува до повисок вискозитет; поголемите, агрегирани капки го намалуваат вискозитетот и нестабилноста на сигналот.
- Вид и концентрација на емулгаторРазлични емулгатори (на пр., сурфактанти, полимери) го менуваат меѓуслојниот слој околу капките, што пак ги менува својствата на проток на емулзијата (а со тоа и нејзината вискозност).
Видови на емулзии
Разбирањевидови на емулзијае клучно за изборот на вистинскиотемулзиски вискометар, бидејќи секој тип има уникатно однесување во однос на вискозитетот и барања за производство. Најчестите класификации вклучуваат:
Состав по фаза
- Емулзии масло-во-вода (O/W)Континуираната фаза е вода, а дисперзираната фаза е масло (на пр. млеко, хидратантни креми за лице). Овие емулзии обично имаат понискавискозитет на емулзија на масло и водаво споредба со W/O типовите, бидејќи водата е помалку вискозна од повеќето масла.
- Емулзии вода-во-масло (без масло)Континуираната фаза е масло, а дисперзираната фаза е вода (на пр., путер, моторно масло). Нивнитевискозитет на емулзијачесто е повисока поради погустата континуирана маслена фаза.
- Повеќекратни емулзииКомплексни смеси како масло-во-вода-во-масло (O/W/O) или вода-во-масло-во-вода (W/O/W) (на пр., фармацевтски производи со контролирано ослободување). Овие имаат слоевити профили на вискозитет кои бараат прецизно следење во реално време за да се избегне фазно распаѓање.
- МакроемулзииГолемините на капките се движат од 0,1–10 μm; тие се непроѕирни и имаат релативно стабилен вискозитет доколку се правилно формулирани.
- МикроемулзииГолемини на капките < 0,1 μm; тие се транспарентни и имаат помалавискозитет на емулзијапоради минимална интеракција на капките.
- НаноемулзииГолемини на капките 10–100 nm; тие ја балансираат стабилноста и вискозитетот, што ги прави вообичаени во високо-ефикасната козметика и фармацевтски производи.
Според големината на капките
Методи за обработка на емулзии – Како се прават емулзии?
Производството на емулзија е процес во повеќе чекори каде што секоја фаза влијае на конечнатавискозитет на емулзија; конзистентна обработка е можна само со повратни информации за вискозитетот во реално време. Типичниот работен тек вклучува:
Претпроцесирање
- Подготовка на суровиниИзмерете и загревајте масло, вода и емулгатори до целна температура (обично 50–80°C) за да го намалите вискозитетот и да ја подобрите мешањето. Варијациите на температурата овде можат да предизвикаат рани промени во вискозитетот, па затоа спарувањето навискозитет на емулзијаМониторот со сензор за температура е клучен.
- ДеаерацијаОтстранете ги воздушните меурчиња од суровините, бидејќи заробениот воздух го намалува измерениот вискозитет и води до неточни мерења (а со тоа и до лоша контрола на квалитетот).
Емулгификација (основна фаза)
Овој чекор ја разградува дисперзираната фаза на ситни капки и ја меша со континуираната фаза - примарниот двигател на конечнатавискозитет на емулзија на масло и вода:
- Мешање со голема брзина на смолкнувањеКористи ротор-статор миксери за да генерира интензивно смолкнување; повисоките стапки на смолкнување ја намалуваат големината на капките и го зголемуваат вискозитетот (до точка, по која понатамошното смолкнување има минимален ефект).
- ХомогенизацијаКористи хомогенизатори под висок притисок (10–100 MPa) за да создаде униформни капки; овој чекор е вообичаен во млечните и фармацевтските производи, каде што е конзистентновискозитет на емулзијае непреговарачко.
- Ултразвучна емулзификацијаКористи звучни бранови за разбивање на капките; идеално за наноемулзии, каде што прецизната контрола на вискозитетот спречува агрегација на капките.
- ЛадењеНамалете ја температурата на емулзијата на собна температура или температура за складирање; вискозитетот често се зголемува како што емулзијата се лади, па затоа вграденото следење гарантира дека таа останува во рамките на спецификациите.
- Адитивна инкорпорацијаДодадете конзерванси, мириси или активни состојки; тие можат да го променат вискозитетот (на пр., згуснувачите го зголемуваатвискозитет на емулзија), што бара итни прилагодувања.
- ФилтрацијаОтстранете ги големите честички или неемулгираните капки; ненадејното намалување на вискозитетот овде може да укаже на затнување на филтерот или фазно раздвојување.
Пост-обработка
Основи на стабилноста на емулзијата
*
Предизвици во одредувањето на вискозноста на континуираните емулзии
За инженери за процеси и технички експерти, континуирановискозитет на емулзијаМониторингот се соочува со единствени пречки што традиционалните алатки (на пр., офлајн вискозиметри, стаклени капиларни цевки) не можат да ги надминат. Овие предизвици вклучуваат:
- Доцнење со тестирање офлајнОфлајн методите бараат земање примероци, транспорт и анализа на примероци - процес што трае 15-60 минути. При континуирано производство, ова задоцнување значи дека проблемите со вискозитетот се откриваат предоцна за да се зачуваат цели серии, што доведува до скап отпад.
- Дисторзија на примерокотПри земање примероци од производствената линија,вискозитет на емулзија на масло и водапромени поради губење на температурата, намалување на брзината на смолкнување или спојување на капките. Лабораториското отчитување затоа не ја одразува вистинската вискозност во линијата, што доведува до неправилни прилагодувања на процесот.
- Тешки услови за производствоПроизводството на емулзии често вклучува високи температури (< 450°C, според вообичаените индустриски спецификации), висок притисок (> 10 MPa во некои случаи) и корозивни состојки (на пр., кисели водни фази). Традиционалните сензори брзо откажуваат тука, бидејќи им недостасува робусна заштита или компатибилност на материјалите.
- Нењутонско однесување на флуидиПовеќето емулзии се нењутонски - нивнитевискозитет на емулзијапромени со брзината на смолкнување (на пр., емулзиите што се разредуваат со смолкнување стануваат потенки како што се зголемува смолкнувањето). Вискозиметрите без поврзување тестираат при фиксни брзини на смолкнување, така што не можат да ги забележат динамичките промени на вискозитетот што се јавуваат во пумпите, миксерите или цевководите.
- Одржување на сензори и загадувањеЕмулзиите можат да остават остатоци на површините на сензорите, особено ако содржат цврсти материи (на пр., козметика исполнета со честички). Ова загадување ги искривува отчитувањата со текот на времето, а сензорите кои бараат често расклопување за чистење го нарушуваат производството.
Вибрационен вискозиметар Lonnmeter – вградено решение за вискозитет на емулзија
За да се справат со горенаведените предизвици,Лонметар во линија процесен вискометаре специјално дизајниран за континуирановискозитет на емулзијамониторинг. Тоа е водечки избор за производителите на емулзии бидејќи комбинира робусни перформанси, прилагодливост специфична за емулзијата и можности за контрола во реално време - што е клучно за тимовите за управување со производството фокусирани на квантификливи подобрувања.
Клучни параметри (прилагодени за производство на емулзии)
Спецификациите на Lonnmeter директно ги решаваат предизвиците на следењето на вискозноста на емулзијата, обезбедувајќи точност и сигурност во сурови или динамични услови:
| Параметар | Спецификација | Зошто е важно за емулзиите |
| Опсег на вискозитет | 1 – 1.000.000 cP | Ги опфаќа ситевидови на емулзија(од микроемулзии со низок вискозитет до креми со висок вискозитет). |
| Точност | ±3,0% | Обезбедувавискозитет на емулзијаостанува во рамките на строгите спецификации за квалитет (на пр., ±5% за фармацевтски емулзии). |
| Повторливост | ±1% | Ги елиминира неконзистентните отчитувања предизвикани од флуктуациите на капките на емулзијата. |
| Отпорност на температура | < 450°C | Издржува чекори на емулгирање на висока температура (на пр., индустриско производство на лубриканти). |
| Опсег на притисок на сензорот | < 6,4 MPa (прилагодено за >10 MPa) | Се прилагодува на линии за хомогенизација под висок притисок, каде штовискозитет на емулзија на масло и водае критично. |
| Материјал | 316 не'рѓосувачки челик (стандарден) | Отпорен на корозија од кисели или алкални емулзиски фази, спречувајќи деградација на сензорот. |
| Ниво на заштита | IP68 (сензор) / IP67 (електроника) | Штити од вода, прашина и прскање со емулзија во неуредни производствени средини. |
| Стандард отпорен на експлозија | ExdIIBT4 | Безбеден за употреба во петрохемиски или емулзиони линии на база на растворувачи (на пр., емулгатори на нафтени полиња). |
| Време на одговор на сигналот | 5s | Ги доловува брзите промени на вискозитетот (на пр., за време на додавање на емулгатор) и предизвикува моментални прилагодувања. |
| Излез | 4 – 20 mADC (вискозитет/температура) + Modbus | Се интегрира со PLC или SCADA системи за автоматизирана контрола на процесите и евидентирање на податоци. |
Принцип на работа – Дизајниран за однесување на проток на емулзија
Принципот на работа на Лонметарот се справува со нењутонската и динамичката природа на емулзиите, обезбедувајќи прецизно мерење.вискозитет на емулзијаотчитувања без нарушување на производството:
- Конусниот сензор на вискометарот осцилира аксијално со фиксна фреквенција. Како што емулзијата тече над сензорот, течноста се стриже - имитирајќи ги стапките на стрижење што се среќаваат во реалните производствени линии (на пр., пумпи, мешалки).
- Промени вовискозитет на емулзијаја менуваат енергијата изгубена за време на осцилацијата: повисокиот вискозитет создава поголем отпор, зголемувајќи ја загубата на енергија; понискиот вискозитет го намалува отпорот.
- Електронското коло на сензорот го детектира овој губиток на енергија, го претвора во вредност на вискозитет и ги пренесува податоците во реално време (преку 4–20 mADC или Modbus).
- За разлика од традиционалните вискозиметри, тој нема подвижни делови, заптивки или лежишта. Овој дизајн го елиминира замачкувањето од остатоците од емулзија (нема пукнатини за таложење) и го намалува одржувањето - што е клучно за континуирано производство 24/7.
Дознајте повеќе за мерачи на густина
Предности на вградениот емулзиски вискометар (Lonnmeter) за производителите на емулзии
За одделенијата за оптимизација на процесите и инженерите, Lonnmeter обезбедува опипливи, квантификувани придобивки кои директно го подобруваат квалитетот, ефикасноста и економичноста - сите центрирани на прецизност.вискозитет на емулзијаконтрола:
Прилагодливост специфична за емулзијата
- Се справува со нењутонски течностиСо стрижење на емулзијата со брзини на стрижење во линија, се обезбедува прецизновискозитет на емулзија на масло и водаотчитувања што одговараат на реалните услови на производство - не само на лабораториските услови.
- Отпорен на сурови условиНерѓосувачки челик 316, IP68 заштита и толеранција на висока температура/притисок значат дека работи сигурно во сите средини за производство на емулзии, од преработка на храна (барања за чистење на самото место) до петрохемикалии (експлозивни атмосфери).
- Ги елиминира отпадните материјалиНепосредните отчитувања на вискозитетот им овозможуваат на операторите да ги прилагодат параметрите (на пр., доза на емулгатор, брзина на смолкнување) за секунди - пред да се произведе несоодветна емулзија.
- Обезбедува конзистентност: ±1% повторување значи дека секоја серија има иставискозитет на емулзија, намалување на поплаките од клиентите и преработката.
- Намалува мануелна работаКрај на рачното земање примероци или лабораториската анализа - ослободување на техничарите за задачи со поголема вредност.
- Автоматизира прилагодувања на процесотСе интегрира со PLC-уредите за автоматско прилагодување на параметрите (на пр., зголемување на притисокот во хомогенизатор ако вискозитетот се намали) - минимизирање на човечката грешка и обезбедување конзистентност 24/7.
- Евидентира податоци за вискозитет: Излезни складишта на Modbusвискозитет на емулзијаи податоци за температурата, што е клучно за усогласеност со регулативите (на пр., барањата на FDA за фармацевтски емулзии) или анализа на основната причина (на пр., следење зошто вискозитетот се зголемил во последната смена).
- Активира алармиНепосредните аларми ги предупредуваат операторите за вискозитет надвор од спецификациите, спречувајќи скапи застои или сериски дефекти.
Контрола на квалитет во реално време
Оперативна ефикасност
Следливост на податоци и усогласеност
Ако вашиот тим за производство на емулзии е подготвен да премине од реактивен на проактивенвискозитет на емулзијаконтрола—и намалување на отпадот, подобрување на квалитетот и зголемување на ефикасноста—време е да побарате понуда за Lonnmeter во линијаемулзиски вискометарПобарајте ја вашата понуда денес за да започнете со оптимизирање на контролата на квалитетот на вашата формулација на емулзија - и да добиете конзистентнавискозитет на емулзија на масло и водаочекуваат вашите клиенти.
