Bij de productie van emulsies bepaalt kwaliteitscontrole direct de productprestaties, de houdbaarheid en de klanttevredenheid. Een van de meest kritische parameters in dit proces isviscositeit van de emulsieZelfs kleine schommelingen in de viscositeit kunnen leiden tot problemen zoals fasescheiding, een inconsistente textuur of het niet voldoen aan de uiteindelijke gebruikseisen.
Deze oplossing richt zich op hoeinline emulsieviscometersuitdagingen in de gehele procesbeheersing aanpakken en consistentie waarborgenviscositeit van de emulsiein continue productie en het omzetten van reactieve kwaliteitscontrole naar proactief procesmanagement.
Wat zijn emulsies?
Een emulsie is een heterogeen mengsel van twee niet-mengbare vloeistoffen (bijvoorbeeld olie en water), waarbij de ene vloeistof (de gedispergeerde fase) is opgedeeld in kleine druppeltjes die zweven in de andere (de continue fase). De stabiliteit van dit mengsel is te danken aan emulgatoren – stoffen die de oppervlaktespanning tussen de twee fasen verlagen en het samensmelten van de druppeltjes voorkomen.
Belangrijke kenmerken van emulsies die rechtstreeks verband houden metviscositeit van de emulsieerbij betrekken:
- FasesamenstellingDe verhouding tussen de gedispergeerde en de continue fase heeft een directe invloed op de viscositeit (bijvoorbeeld: een hoger oliegehalte in een olie-wateremulsie verhoogt de viscositeit).viscositeit van een olie-wateremulsie).
- DruppelgrootteKleinere druppeltjes veroorzaken meer wrijving tussen de fasen, wat leidt tot een hogere viscositeit; grotere, geaggregeerde druppeltjes verlagen de viscositeit en duiden op instabiliteit.
- Type en concentratie van de emulgatorVerschillende emulgatoren (bijv. oppervlakteactieve stoffen, polymeren) veranderen de grensvlaklaag rond de druppels, wat op zijn beurt de vloei-eigenschappen van de emulsie (en dus de viscositeit) verandert.
Soorten emulsies
Begripsoorten emulsieis cruciaal voor het selecteren van de juisteemulsieviscometerOmdat elk type uniek viscositeitsgedrag en specifieke productie-eisen heeft. De meest voorkomende classificaties zijn:
Door fasecompositie
- Olie-in-water (O/W) emulsiesDe continue fase is water en de gedispergeerde fase is olie (bijvoorbeeld melk, gezichtscrème). Deze emulsies hebben doorgaans een lagere viscositeit.viscositeit van een olie-wateremulsievergeleken met W/O-typen, omdat water minder stroperig is dan de meeste oliën.
- Water-in-olie (W/O) emulsiesDe continue fase is olie en de gedispergeerde fase is water (bijvoorbeeld boter, motorolie).viscositeit van de emulsieis vaak hoger vanwege de dikkere, continue oliefase.
- Meervoudige emulsiesComplexe mengsels zoals olie-in-water-in-olie (O/W/O) of water-in-olie-in-water (W/O/W) (bijvoorbeeld geneesmiddelen met gereguleerde afgifte). Deze hebben gelaagde viscositeitsprofielen die nauwkeurige, realtime monitoring vereisen om fasescheiding te voorkomen.
- Macro-emulsiesDe druppelgrootte varieert van 0,1 tot 10 μm; ze zijn ondoorzichtig en hebben een relatief stabiele viscositeit bij een juiste formulering.
- Micro-emulsiesDruppelgroottes < 0,1 μm; ze zijn transparant en hebben een lagereviscositeit emulsievanwege minimale interactie tussen de druppels.
- Nano-emulsiesDruppelgroottes van 10–100 nm; ze bieden een goede balans tussen stabiliteit en viscositeit, waardoor ze veelvuldig worden gebruikt in hoogwaardige cosmetica en farmaceutische producten.
Op basis van druppelgrootte
Verwerkingsmethoden voor emulsies – Hoe worden emulsies gemaakt?
De productie van emulsies is een proces dat uit meerdere stappen bestaat, waarbij elke stap het eindresultaat beïnvloedt.viscositeit van de emulsieEen consistente verwerking is alleen mogelijk met realtime feedback over de viscositeit. De typische workflow omvat:
Voorbewerking
- Voorbereiding van de grondstoffen: Meet en verwarm olie, water en emulgatoren tot een streeftemperatuur (meestal 50-80 °C) om de viscositeit te verlagen en de mengbaarheid te verbeteren. Temperatuurschommelingen kunnen hier vroege viscositeitsveranderingen veroorzaken, dus het combineren van eenviscositeit emulsieEen monitor met temperatuursensor is essentieel.
- OntluchtingVerwijder luchtbellen uit de grondstoffen, aangezien ingesloten lucht de gemeten viscositeit verlaagt en leidt tot onnauwkeurige metingen (en dus tot slechte kwaliteitscontrole).
Emulsificatie (kernfase)
Deze stap breekt de gedispergeerde fase op in kleine druppeltjes en mengt deze met de continue fase – de belangrijkste drijvende kracht achter het uiteindelijke resultaat.viscositeit van een olie-wateremulsie:
- Hogesnelheids-schuifmenging: Maakt gebruik van rotor-statormixers om intense schuifkrachten te genereren; hogere schuifsnelheden verkleinen de druppelgrootte en verhogen de viscositeit (tot een bepaald punt, waarna verdere schuifkrachten een minimaal effect hebben).
- Homogenisatie: Maakt gebruik van hogedrukhomogenisatoren (10–100 MPa) om uniforme druppels te creëren; deze stap is gebruikelijk in de zuivel- en farmaceutische industrie, waar consistentie vereist is.viscositeit van de emulsieis niet onderhandelbaar.
- Ultrasone emulgeringMaakt gebruik van geluidsgolven om druppels te breken; ideaal voor nano-emulsies, waarbij nauwkeurige viscositeitscontrole voorkomt dat druppels samenklonteren.
- KoelingVerlaag de temperatuur van de emulsie tot kamertemperatuur of opslagtemperatuur; de viscositeit neemt vaak toe naarmate de emulsie afkoelt, dus continue monitoring zorgt ervoor dat deze binnen de specificaties blijft.
- Additieve incorporatieVoeg conserveermiddelen, geurstoffen of actieve ingrediënten toe; deze kunnen de viscositeit veranderen (bijvoorbeeld, verdikkingsmiddelen verhogen de viscositeit).viscositeit emulsie), wat onmiddellijke aanpassingen vereist.
- FiltratieVerwijder grote deeltjes of niet-geëmulgeerde druppels; een plotselinge daling van de viscositeit kan hier duiden op verstopping van het filter of fasescheiding.
Nabewerking
Basisprincipes van emulsiestabiliteit
*
Uitdagingen bij de bepaling van de viscositeit van continue emulsies
Voor procesingenieurs en technische experts is continueviscositeit van de emulsieMonitoring stuit op unieke uitdagingen die traditionele instrumenten (zoals offline viscometers en glazen capillairen) niet kunnen overwinnen. Deze uitdagingen omvatten:
- Vertraging bij offline testenOffline methoden vereisen het nemen van monsters, het transporteren ervan en de analyse ervan – een proces dat 15 tot 60 minuten duurt. Bij continue productie betekent deze vertraging dat viscositeitsproblemen te laat worden ontdekt om hele batches te redden, wat leidt tot kostbare verspilling.
- MonstervervormingBij het nemen van monsters van de productielijn,viscositeit van een olie-wateremulsieVeranderingen als gevolg van temperatuurverlies, vermindering van de schuifsnelheid of samensmelting van druppels. De laboratoriummeting geeft daardoor niet de werkelijke viscositeit in de leiding weer, wat leidt tot onjuiste procesaanpassingen.
- Zware productieomstandighedenDe productie van emulsies vindt vaak plaats bij hoge temperaturen (< 450 °C, volgens gangbare industriële specificaties), hoge drukken (> 10 MPa in sommige gevallen) en met corrosieve ingrediënten (bijv. zure waterfasen). Traditionele sensoren falen hier snel, omdat ze onvoldoende bescherming bieden of niet compatibel zijn met de materialen.
- Niet-Newtoniaans vloeistofgedragDe meeste emulsies zijn niet-Newtoniaans – hunviscositeit emulsieDe viscositeit verandert met de schuifsnelheid (bijvoorbeeld, schuifverdunnende emulsies worden dunner naarmate de schuifsnelheid toeneemt). Offline viscometers meten bij vaste schuifsnelheden, waardoor ze de dynamische viscositeitsveranderingen die optreden in pompen, mengers of pijpleidingen niet kunnen vastleggen.
- Sensoronderhoud en vervuilingEmulsies kunnen residu achterlaten op sensoroppervlakken, vooral als ze vaste stoffen bevatten (bijvoorbeeld cosmetica met deeltjes). Deze vervuiling verstoort de metingen na verloop van tijd, en sensoren die regelmatig gedemonteerd moeten worden voor reiniging verstoren de productie.
Lonnmeter vibratieviscometer – De inline oplossing voor emulsieviscositeit
Om de bovengenoemde uitdagingen aan te pakken,Lonnmeter inline procesviscometeris speciaal ontworpen voor continu gebruikviscositeit van de emulsiemonitoring. Het is de eerste keuze voor fabrikanten van emulsies omdat het robuuste prestaties, emulsiespecifieke aanpasbaarheid en realtime controlemogelijkheden combineert – essentieel voor productiemanagementteams die zich richten op meetbare verbeteringen.
Kernparameters (afgestemd op de productie van emulsies)
De specificaties van de Lonnmeter bieden een directe oplossing voor de uitdagingen van het bewaken van de emulsieviscositeit, waardoor nauwkeurigheid en betrouwbaarheid onder zware of dynamische omstandigheden worden gegarandeerd:
| Parameter | Specificatie | Waarom dit belangrijk is voor emulsies |
| Viscositeitsbereik | 1 – 1.000.000 cP | Omvat allessoorten emulsie(van micro-emulsies met lage viscositeit tot W/O-crèmes met hoge viscositeit). |
| Nauwkeurigheid | ±3,0% | Zorgt ervoorviscositeit van de emulsieVoldoet aan strenge kwaliteitsspecificaties (bijv. ±5% voor farmaceutische emulsies). |
| Herhaalbaarheid | ±1% | Elimineert inconsistente metingen veroorzaakt door schommelingen in de emulsiedruppels. |
| Temperatuurbestendigheid | < 450°C | Bestand tegen emulgeringsprocessen bij hoge temperaturen (bijv. bij de productie van industriële smeermiddelen). |
| Sensor drukbereik | < 6,4 MPa (aangepast voor >10 MPa) | Geschikt voor hogedrukhomogenisatielijnen, waarviscositeit van een olie-wateremulsieis cruciaal. |
| Materiaal | 316 roestvrij staal (standaard) | Biedt weerstand tegen corrosie door zure of alkalische emulsiefasen, waardoor sensorveroudering wordt voorkomen. |
| Beschermingsniveau | IP68 (sensor) / IP67 (elektronica) | Beschermt tegen water, stof en emulsiespatten in rommelige productieomgevingen. |
| Explosieveilige standaard | ExdIIBT4 | Veilig te gebruiken in petrochemische of oplosmiddelgebaseerde emulsielijnen (bijv. emulgatoren voor de olie- en gasindustrie). |
| Signaalresponstijd | 5s | Registreert snelle veranderingen in de viscositeit (bijvoorbeeld tijdens de toevoeging van een emulgator) en maakt onmiddellijke aanpassingen mogelijk. |
| Uitvoer | 4 – 20 mADC (viscositeit/temperatuur) + Modbus | Kan worden geïntegreerd met PLC's of SCADA-systemen voor geautomatiseerde procesbesturing en datalogging. |
Werkingsprincipe – Ontworpen voor emulsiestromingsgedrag
Het werkingsprincipe van de Lonnmeter houdt rekening met de niet-Newtoniaanse en dynamische aard van emulsies, waardoor een nauwkeurige meting wordt gegarandeerd.viscositeit emulsiemetingen uitvoeren zonder de productie te verstoren:
- De conische sensor van de viscometer oscilleert axiaal met een vaste frequentie. Terwijl de emulsie over de sensor stroomt, wordt de vloeistof afgeschoven, waardoor de afschuifsnelheden in echte productielijnen (bijv. pompen, mengers) worden nagebootst.
- Wijzigingen inviscositeit van de emulsieDe hoeveelheid energie die tijdens de trilling verloren gaat, verandert: een hogere viscositeit zorgt voor meer weerstand, waardoor het energieverlies toeneemt; een lagere viscositeit vermindert de weerstand.
- Het elektronische circuit van de sensor detecteert dit energieverlies, zet het om in een viscositeitswaarde en verzendt de gegevens in realtime (via 4-20 mADC of Modbus).
- In tegenstelling tot traditionele viscometers heeft dit apparaat geen bewegende onderdelen, afdichtingen of lagers. Dit ontwerp voorkomt vervuiling door emulsieresten (geen spleten waar zich vuil kan ophopen) en vermindert het onderhoud – cruciaal voor een continue productie die 24/7 doorgaat.
Leer meer over dichtheidsmeters
Voordelen van een inline emulsieviscometer (Lonnmeter) voor emulsiefabrikanten
Voor afdelingen en ingenieurs die zich bezighouden met procesoptimalisatie, biedt de Lonnmeter tastbare, meetbare voordelen die de kwaliteit, efficiëntie en kosteneffectiviteit direct verbeteren – allemaal gebaseerd op nauwkeurige metingen.viscositeit van de emulsiecontrole:
Emulsiespecifieke aanpasbaarheid
- Geschikt voor niet-Newtoniaanse vloeistoffen.Door de emulsie te scheren met inline-schuifsnelheden, wordt een nauwkeurigeviscositeit van een olie-wateremulsieMetingen die overeenkomen met de werkelijke productieomstandigheden, niet alleen met laboratoriuminstellingen.
- Bestand tegen zware omstandighedenDankzij het 316 roestvrij staal, de IP68-bescherming en de hoge temperatuur- en drukbestendigheid werkt het apparaat betrouwbaar in alle omgevingen voor de productie van emulsies, van voedselverwerking (CIP-vereisten) tot petrochemie (explosieve atmosferen).
- Elimineert batchafvalDankzij directe viscositeitsmetingen kunnen operators parameters (bijv. emulgatordosering, schuifsnelheid) binnen enkele seconden aanpassen, voordat er een niet-conforme emulsie ontstaat.
- Zorgt voor consistentieEen herhaalbaarheid van ±1% betekent dat elke batch hetzelfde is.viscositeit emulsiewaardoor klantklachten en herwerk worden verminderd.
- Vermindert handarbeid: Geen handmatige monsterneming of laboratoriumanalyse meer – technici komen zo vrij voor taken met een hogere toegevoegde waarde.
- Automatiseert procesaanpassingen: Integreert met PLC's om parameters automatisch aan te passen (bijv. de homogenisatordruk verhogen als de viscositeit daalt)—waardoor menselijke fouten worden geminimaliseerd en 24/7 consistentie wordt gegarandeerd.
- Loggegevens over viscositeitModbus-uitvoeropslagviscositeit van de emulsieen temperatuurgegevens, die cruciaal zijn voor naleving van regelgeving (bijvoorbeeld FDA-vereisten voor farmaceutische emulsies) of oorzaakanalyse (bijvoorbeeld om te achterhalen waarom de viscositeit tijdens de vorige dienst plotseling is gestegen).
- Activeert alarmenDirecte alarmen waarschuwen operators voor een afwijkende viscositeit, waardoor kostbare stilstand of mislukte batches worden voorkomen.
Realtime kwaliteitscontrole
Operationele efficiëntie
Gegevenstraceerbaarheid en naleving
Is uw team dat emulsies produceert klaar om van een reactieve naar een proactieve aanpak over te stappen?viscositeit van de emulsieWilt u controle behouden en afval verminderen, de kwaliteit verbeteren en de efficiëntie verhogen? Vraag dan een offerte aan voor de Lonnmeter inline.emulsieviscometerVraag vandaag nog uw offerte aan om de kwaliteitscontrole van uw emulsieformulering te optimaliseren en consistente resultaten te behalen.viscositeit van een olie-wateremulsieWat uw klanten verwachten.
