ออนไลน์เครื่องวัดความหนืดแบบแรงเฉือนสูงนำเสนอการวัดความหนืดที่แม่นยำและแบบเรียลไทม์โดยตรงภายในสายการผลิต สำหรับของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตัน เช่น แชมพูและครีมนวดผม ซึ่งแสดงพฤติกรรมความหนืดลดลงเมื่อไหล ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือความสามารถในการจับภาพคุณสมบัติการไหลแบบไดนามิกที่เครื่องมือในห้องปฏิบัติการแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้
อะไรis tความหนืดoแชมพู?
ความหนืด ซึ่งในทางวิทยาศาสตร์นิยามว่าเป็นความต้านทานต่อการไหลภายในของของเหลว ถือเป็นคุณลักษณะคุณภาพที่สำคัญ (Critical Quality Attribute: CQA) อย่างไม่ต้องสงสัยในการผลิตผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล โดยเฉพาะอย่างยิ่งแชมพูและครีมนวดผม คุณสมบัติทางกายภาพนี้เป็นตัวกำหนดความคงตัว เนื้อสัมผัส การรับรู้ทางประสาทสัมผัส และประสิทธิภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์ระหว่างการจ่ายและการใช้งาน ในขณะที่ความหนืดเป็นตัววัดความข้น สำหรับสูตรทางเคมีที่ซับซ้อน เช่น แชมพูและครีมนวดผม
การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของการผลิตแชมพู
*
ความหนืดลดลงเมื่อแรงเฉือนเพิ่มขึ้น, ความเป็นพลาสติกเทียม และความหนืดแบบทิกโซโทรปี
แตกต่างจากของเหลวแบบนิวตัน เช่น น้ำ ซึ่งความหนืดคงที่โดยไม่ขึ้นอยู่กับแรงเฉือนที่กระทำ ความหนืดของระบบสารลดแรงตึงผิวในน้ำที่ซับซ้อน เช่น แชมพูและครีมนวดผมนั้นแปรผันสูงและขึ้นอยู่กับอัตราเฉือนที่กระทำโดยสิ้นเชิง คุณลักษณะเฉพาะนี้ทำให้จัดประเภทสารเหล่านี้ได้เป็นของไหลที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตันพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องมากที่สุดที่สังเกตได้คือการลดความหนืดเมื่อถูกแรงเฉือนหรือที่รู้จักกันในชื่อ pseudoplasticity ซึ่งมีลักษณะที่ปรากฏให้เห็นความหนืดของแชมพูความหนืดจะลดลงอย่างมากเมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้น คุณสมบัตินี้ถูกออกแบบมาโดยเจตนาในผลิตภัณฑ์: สูตรต้องคงความหนืดสูง (ความต้านทานการไหลต่ำ) เพื่อให้คงตัวภายในขวดและเกาะติดมือ (สภาพแวดล้อมที่มีแรงเฉือนต่ำ) แต่ความหนืดต้องลดลงทันที (การไหลสูง) เมื่อบีบ ปั๊ม หรือทาลงบนเส้นผม (สภาพแวดล้อมที่มีแรงเฉือนสูง)
นอกจากนี้ อิมัลชันและเจลบำรุงผิวหลายชนิดที่มีความหนืดสูง รวมถึงครีมนวดผมและโลชั่นบางชนิด แสดงพฤติกรรมทางรีโอโลยีที่ขึ้นอยู่กับเวลา ซึ่งเรียกว่า ทิกโซโทรปี (Thixotropy) วัสดุที่มีคุณสมบัติทิกโซโทรปีจะมีความเหลวลงเมื่อถูกแรงเฉือน แต่ต้องใช้ระยะเวลาที่กำหนดในการกลับคืนสู่โครงสร้างที่มีความหนืดสูงเหมือนเดิมหลังจากที่แรงเฉือนถูกกำจัดออกไป
การเอาชนะข้อจำกัดด้านการวัด
ข้อบกพร่องของวิธีการวัดความหนืดแบบดั้งเดิมในห้องปฏิบัติการ (แบบออฟไลน์)
การพึ่งพาแต่เพียงวิธีการทางห้องปฏิบัติการแบบดั้งเดิมสำหรับของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตันที่มีความซับซ้อนนั้น ก่อให้เกิดความไม่มีประสิทธิภาพและความเสี่ยงอย่างเป็นระบบ การสุ่มตัวอย่างด้วยมือและการทดสอบบนโต๊ะทำงานทำให้เกิดความล่าช้าอย่างมาก ส่งผลให้การประกันคุณภาพกลายเป็นการแก้ไขปัญหาหลังกระบวนการผลิต ในช่วงเวลาที่ล่าช้านี้ ล็อตสินค้าทั้งหมดอาจดำเนินการต่อไปในขั้นตอนถัดไป แล้วถูกปฏิเสธในอีกไม่กี่ชั่วโมงต่อมา นอกจากนี้ เครื่องวัดความหนืดมาตรฐานในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่จะวัดความหนืดที่อัตราการเฉือนต่ำหรือไม่สามารถควบคุมได้ ทำให้ได้ข้อมูลที่ไม่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่มีการเฉือนสูงที่พบในเครื่องปฏิกรณ์ ปั๊ม และท่อส่ง ซึ่งเป็นอุปสรรคอย่างยิ่งสำหรับของเหลวที่มีความหนืดสูงการลดความหนืดเมื่อถูกแรงเฉือนผลิตภัณฑ์ต่างๆ ยิ่งไปกว่านั้นทิกโซโทรปิกลักษณะของสูตรผสมหลายๆ สูตรหมายความว่าค่าความหนืดที่วัดได้นั้นมีความไวสูงต่อการจัดการตัวอย่างและระยะเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่ของเหลวได้รับแรงกดจากการผสม ซึ่งส่งผลให้ความสม่ำเสมอของผลลัพธ์ระหว่างแต่ละล็อตการผลิตลดลงและมีความไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ กระบวนการเก็บตัวอย่างด้วยมือยังมีความเสี่ยงโดยธรรมชาติของการปนเปื้อน ความไม่สม่ำเสมอของขั้นตอน และข้อผิดพลาดของมนุษย์ ซึ่งทั้งหมดนี้จะทำให้ผลลัพธ์คลาดเคลื่อนและเพิ่มต้นทุนการผลิต
เครื่องวัดความหนืดแบบแรงเฉือนสูงชนิดอินไลน์
เพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดพื้นฐานเหล่านี้ อุตสาหกรรมจึงหันมาใช้แนวทางใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆเครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์เครื่องมือเหล่านี้สามารถวัดความหนืดได้อย่างต่อเนื่องแบบเรียลไทม์โดยตรงภายในสายการผลิต การเปลี่ยนมาใช้การเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่องนี้ช่วยให้สามารถปรับสภาวะกระบวนการได้อย่างไดนามิกตามข้อมูลความหนืดแบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับประกันความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต และการลดของเสียจากวัสดุได้อย่างมาก การบูรณาการเซ็นเซอร์เหล่านี้เข้ากับ...กระบวนการผลิตแชมพูเป็นการเปลี่ยนแปลงการควบคุมคุณภาพอย่างพื้นฐาน จากหน้าที่การทดสอบไปสู่หน้าที่การควบคุมกระบวนการเชิงรุก
เครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าชีท Lonnmeter
ลอนน์มิเตอร์เครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์หลักการทำงานคือการสั่นสะเทือน องค์ประกอบรับรู้หลักเป็นโครงสร้างรูปแท่งที่แข็งแรง ซึ่งสั่นแบบบิดตัวตามแกนกลางด้วยความถี่เรโซแนนซ์คงที่ ขณะที่องค์ประกอบนี้เฉือนของเหลวผ่านพื้นผิว มันจะสูญเสียพลังงานจลน์เนื่องจากแรงต้านภายในของของเหลว ซึ่งเรียกว่าแรงต้านหนืด ระดับการสูญเสียพลังงานหรือการหน่วงเชิงกลนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความหนืดของของเหลว: ความหนืดสูงขึ้นจะส่งผลให้เกิดแรงต้านมากขึ้นและการสูญเสียพลังงานมากขึ้น ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของเซ็นเซอร์จะตรวจจับการสูญเสียพลังงานนี้ และตัวส่งสัญญาณจะประมวลผลสัญญาณให้เป็นค่าความหนืดที่ชัดเจน แม่นยำ และแบบเรียลไทม์ การใช้ตัวเรโซเนเตอร์แบบบิดตัวนี้มีข้อดีอย่างมาก เนื่องจากทำให้เซ็นเซอร์มีความเสถียรโดยธรรมชาติ แยกจากแรงสั่นสะเทือนภายนอกได้ดีขึ้น และไวต่อแรงหนืดที่ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานของของเหลวเป็นหลัก
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคและช่วงการใช้งาน
อุปกรณ์ Lonnmeter แสดงให้เห็นถึงวิศวกรรมที่แข็งแกร่งซึ่งจำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานสูง เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือ ความแม่นยำ และความเข้ากันได้ทางเคมี
ตาราง: ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของเครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าชีท Lonnmeter
| พารามิเตอร์ | ข้อมูลจำเพาะ/ช่วง | ความเกี่ยวข้องกับการผลิตผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล |
| ช่วงความหนืด | 1 - 1,000,000 cP | เพียงพอที่จะครอบคลุมวัตถุดิบ (ที่มีลักษณะเหลวเหมือนน้ำ) ไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีความเข้มข้นสูงและมีความหนืดสูง |
| ความแม่นยำ | ±2% ~5% | ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการควบคุมคุณภาพที่แม่นยำซึ่งจำเป็นสำหรับสูตรเคมีภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงและการปฏิบัติตามมาตรฐาน CQA อย่างเคร่งครัด |
| ความสามารถในการทำซ้ำ | ±1% ~ ±2% | มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความสม่ำเสมอในแต่ละล็อตการผลิตอย่างเคร่งครัด และการปฏิบัติตามมาตรฐานด้านกฎระเบียบและมาตรฐานผู้บริโภคที่เข้มงวด |
| ความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน | มาตรฐาน IP65 ป้องกันการระเบิด (Ex dIIBT6) | เหมาะสำหรับการล้างทำความสะอาด สภาพแวดล้อมที่รุนแรง และพื้นที่อันตรายที่พบได้ทั่วไปในกระบวนการผลิตทางเคมี |
| เอาต์พุต/อินเทอร์เฟซ | ความหนืด 4 - 20 mADC / RS485 | ผลผลิตมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการผสานรวมอย่างราบรื่นกับระบบ DCS/SCADAและ PLC |
| ติดต่อวัสดุ | 316 L, เทฟลอน, ฮาสเทลลอย | ช่วยให้ทนทานต่อการกัดกร่อนจากสารละลายลดแรงตึงผิวในน้ำ สารเพิ่มความหนืด และสารปรับค่า pH |
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องวัดความหนาแน่น
เครื่องวัดกระบวนการออนไลน์เพิ่มเติม
การนำกลยุทธ์ไปใช้ในสายการผลิต
ภาพรวมโดยละเอียดของกระบวนการผลิตแชมพู/ครีมนวดผม
เดอะกระบวนการผลิตแชมพู/ครีมนวดผมกระบวนการนี้เป็นลำดับขั้นตอนหลายขั้นตอนที่ออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนผสมกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอและเกิดอิมัลชันที่เสถียร ขั้นตอนหลักประกอบด้วย: การเตรียมวัตถุดิบ (การทำให้บริสุทธิ์ การให้ความร้อน การละลายของแข็งเบื้องต้น); การผสม การทำปฏิกิริยา และการทำอิมัลชัน (การเติมสารลดแรงตึงผิว สารปรับสภาพ และสารปรับความหนืดตามลำดับ); การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (การผสมด้วยแรงเฉือนสูงเพื่อทำให้อิมัลชันเสถียรและผสมสารเติมแต่งขั้นสุดท้าย เช่น น้ำหอมและสี); การตรวจสอบคุณภาพ; และสุดท้าย การบรรจุและการห่อหุ้ม การควบคุมความหนืดไม่ใช่การตรวจสอบคุณภาพเพียงครั้งเดียว แต่เป็นข้อกำหนดแบบไดนามิกและต่อเนื่องในหลายขั้นตอน
การระบุจุดวัดที่สำคัญในผลิตภัณฑ์แชมพู/ครีมนวดผมเพื่อควบคุมความหนืด
การจัดวางเชิงกลยุทธ์ของเครื่องวัดความหนืดแบบเฉือนแบบอินไลน์เป็นสิ่งสำคัญในการสร้างระบบควบคุมแบบวงปิดที่มีประสิทธิภาพ เป้าหมายคือการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของ CQA อย่างทันทีทันใดในระหว่างขั้นตอนที่ยังสามารถปรับเปลี่ยนได้ เพื่อป้องกันไม่ให้ความเบี่ยงเบนด้านคุณภาพลุกลามต่อไป มีการระบุจุดตรวจสอบที่สำคัญสามจุด:
| ขั้นตอนการดำเนินการ | หลักการวัด | การดำเนินการควบคุมที่จำเป็น / ลูป |
| P-1: การเติมสารเพิ่มความข้น/เกลือ (จุดควบคุมหลัก) | วัดการปรับโครงสร้างเครือข่ายไมเซลล์แบบทันทีทันใด ยืนยันผลกระทบในทันทีของสารปรับความหนืด | การนำระบบควบคุม PID แบบวงปิดมาใช้เพื่อควบคุมการจ่ายสารละลายอิเล็กโทรไลต์ (เกลือ) หรือสารเคมีปรับค่า pH อย่างแม่นยำแบบเรียลไทม์ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการหลีกเลี่ยงการลดลงของความหนืดอย่างรวดเร็วที่เกิดจากการเกินค่าสูงสุดของ "เส้นโค้งเกลือ" แบบพาราโบลา |
| P-2: ทางออกของถังพัก/ถังเตรียมการผสมก่อน | ตรวจสอบเสถียรภาพในระยะยาว เพื่อให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์จะคืนตัวตามคุณสมบัติทิกโซโทรปิกและมีความสม่ำเสมออย่างถูกต้อง ก่อนการผสมขั้นสุดท้ายและการบำบัดด้วยแรงเฉือนสูง | การปรับเวลาการพักตัวของส่วนผสมหรือความเข้มข้นของการผสมที่เหลืออยู่ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโครงสร้างอิมัลชันพื้นฐานมีความเสถียรก่อนดำเนินการต่อไป ป้องกันไม่ให้เครื่องจักรทำงานหนักเกินไปเนื่องจากผลิตภัณฑ์มีความหนืดสูงเกินไป |
| P-3: การลำเลียงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (สายการบรรจุเบื้องต้น) | เป็นการตรวจสอบขั้นสุดท้ายเพื่อความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ โดยรับรองว่าคุณสมบัติทางรีโอโลยีตรงตามข้อกำหนดสำหรับเครื่องบรรจุอัตโนมัติ (ลักษณะการไหล) และการใช้งานของผู้บริโภค (การจ่ายผลิตภัณฑ์) | การควบคุมประตูคุณภาพความแม่นยำสูง: การเบี่ยงเบนผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐานไปยังถังแก้ไขโดยอัตโนมัติ หรือการปรับอัตราการไหลของเครื่องบรรจุปริมาตรทันที |
การตรวจสอบความหนืดอย่างสม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการ โดยเฉพาะที่จุด P-2 และ P-3 ช่วยยืนยันโครงสร้างของอิมัลชันที่เสร็จสมบูรณ์โดยไม่ทำลายตัวอย่าง ในระหว่างการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน อิมัลชันหลายชนิดจะมีความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อขนาดของหยดน้ำมันลดลง และขนาดของการเพิ่มขึ้นนี้ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ของคุณภาพและความเสถียรโดยรวมของอิมัลชัน การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ช่วยกำหนดจุดสิ้นสุดที่ต้องการของการผสม/การกวน และช่วยให้สามารถปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความเข้มของการกวนหรือเวลาได้อย่างเหมาะสม ความสามารถนี้เปลี่ยนการควบคุมคุณภาพจากการระบุข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ไปเป็นการป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น การแยกเฟสหรือการเกิดครีม ซึ่งจะช่วยยืดอายุการเก็บรักษาในที่สุด
การควบคุมแบบวงปิดและการปรับความหนืด
วิธีควบคุมความหนืดของแชมพูและคุณสมบัติทางรีโอโลยีของครีมนวดผม
การควบคุมเหนือความหนืดของแชมพูและคุณสมบัติทางรีโอโลยีของสารปรับสภาพนั้นได้มาจากการจัดการอย่างแม่นยำของปัจจัยที่เกี่ยวข้องกันหลายอย่าง รวมถึงชนิดและความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิว ความเข้มข้นของโพลิเมอร์หรือสารเพิ่มความหนืดที่เติมเข้าไป อุณหภูมิ ระดับ pH (ซึ่งมีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาของประจุ) และความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ เช่น เกลือ ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ การเติมเกลือมักเป็นกลไกที่คุ้มค่าและเป็นที่นิยมใช้ในการปรับความหนืดในระบบสารลดแรงตึงผิวที่มีซัลเฟตเป็นส่วนประกอบหลัก
บทบาทของอิเล็กโทรไลต์: การทำความเข้าใจเส้นโค้งเกลือและพลวัตของเครือข่ายไมเซลล์
กลไกการควบคุมที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลต์ โดยเฉพาะโซเดียมคลอไรด์ อาศัยผลกระทบของไอออนเกลือต่อโครงข่ายไมเซลล์ของระบบสารลดแรงตึงผิวในน้ำ ความสัมพันธ์นี้ไม่เป็นเชิงเส้นอย่างเห็นได้ชัด โดยเป็นไปตามฟังก์ชันพาราโบลาที่เรียกว่า "เส้นโค้งเกลือ" ในขั้นต้น การเติมเกลือในปริมาณเล็กน้อยจะเพิ่มความหนืดของแชมพูโดยการป้องกันแรงผลักทางไฟฟ้าสถิตระหว่างกลุ่มหัวของสารลดแรงตึงผิว การป้องกันนี้ส่งเสริมการเจริญเติบโตและการพันกันของไมเซลล์ ทำให้ความหนืดเพิ่มขึ้น ความหนืดจะสูงสุดที่ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม หากเกินความเข้มข้นวิกฤตนี้ จะส่งผลให้ไมเซลล์แตกแขนงมากเกินไป และความหนืดจะลดลงอย่างรวดเร็ว (เหลวลง) เนื่องจากช่วงที่ยอมรับได้ซึ่งมีความเกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมนั้นความหนืดของแชมพูโดยทั่วไปแล้ว ช่วงการทำงานที่แคบนี้มักเป็นส่วนแคบๆ ของเส้นโค้ง (เช่น 3 ถึง 15 Pa·s) การรักษาความสม่ำเสมอในช่วงการทำงานที่เล็กนี้จึงเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่งหากไม่มีการวัดแบบเรียลไทม์ที่มีความแม่นยำสูง
กลไกการปรับความหนืดแบบเรียลไทม์: การจ่ายสารอัตโนมัติและการปรับค่า pH
การติดตั้งใช้งานเครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์ช่วยให้สามารถควบคุมกระบวนการแบบวงปิดได้อย่างแท้จริง เซ็นเซอร์จะวัดความหนืดปรากฏของของเหลว (ตัวแปรกระบวนการ) ได้ทันที และส่งข้อมูลนี้กลับไปยังระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) หรือระบบควบคุมและเก็บข้อมูลแบบรวมศูนย์ (SCADA) หากตัวแปรกระบวนการเบี่ยงเบนจากจุดตั้งค่าที่กำหนดไว้ (ความหนืดเป้าหมาย) ตัวควบคุมจะเรียกใช้ลูปสัดส่วน-อินทิกรัล-อนุพันธ์ (PID) โดยเปิดใช้งานปั๊มจ่ายสารอัตโนมัติหรือวาล์ววัดปริมาณเพื่อฉีดสารแก้ไขที่คำนวณไว้ เช่น สารละลายเกลือหรือสารปรับค่า pH การตอบสนองทันทีที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลนี้เป็นกลไกหลักของระบบการบูรณาการกระบวนการและการควบคุมแบบเรียลไทม์การควบคุมเชิงรุกนี้ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการผลิตที่พบบ่อย คือ การวัดค่าพารามิเตอร์ทางรีโอโลยีที่สำคัญเกินความจำเป็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งจุดสูงสุดของกราฟความเค็ม ซึ่งจะช่วยรับประกันความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์แต่ละล็อต และลดต้นทุนสูงที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขล็อตผลิตภัณฑ์ การวัดแบบเดิมที่มีความล่าช้าทำให้ต้องใช้ปริมาณสารตั้งต้นอย่างระมัดระวัง ซึ่งมักส่งผลให้ได้วัสดุที่ไม่ได้มาตรฐานและต้องผ่านกระบวนการปรับปรุงหรือกำจัดทิ้งซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง
ความซับซ้อนและความท้าทายในการกำหนดความหนืดของแชมพู/ครีมนวดผม
ผลกระทบของการขึ้นอยู่กับเวลา (ทิกโซโทรปี) ต่อการวัด
ความท้าทายสำคัญในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลคือการจัดการกับคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา (thixotropic) ของสูตรผลิตภัณฑ์หลายชนิด ของเหลวที่มีคุณสมบัติ thixotropic เช่น ครีมและเจลบางชนิด จะให้ข้อมูลความหนืดที่ไม่สม่ำเสมอหากการวัดไม่ได้มาตรฐาน เนื่องจากค่าความหนืดจะเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่มีการสั่นสะเทือนครั้งสุดท้ายของวัสดุ การใช้เครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์ที่ลดความหนืดเมื่อแรงเฉือนเพิ่มขึ้นปัญหานี้จึงลดลง เซ็นเซอร์จะวัดความหนืดที่ปรากฏภายใต้แรงเฉือนคงที่ที่กำหนดโดยกระบวนการไหล วิธีนี้ให้ข้อมูลต่อเนื่องที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม ซึ่งมีความน่าเชื่อถือและทำซ้ำได้มากกว่าตัวอย่างในห้องปฏิบัติการที่เก็บเป็นระยะๆ ในสภาวะที่วัสดุกำลังฟื้นตัวหลังจากการจัดการด้วยมือ
ความผันแปรของวัตถุดิบและความจำเป็นในการตรวจสอบเชิงพยากรณ์
ความแปรปรวนในคุณภาพของวัตถุดิบขาเข้า เช่น ความผันผวนของความสม่ำเสมอของสารลดแรงตึงผิว หรือการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในพารามิเตอร์ของกระบวนการ (เช่น อุณหภูมิ อัตราการไหล ความดัน) อาจทำให้ความหนืดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเปลี่ยนแปลงไปอย่างไม่คาดคิด การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องด้วยความถี่สูงผ่านทางเครื่องวัดความหนืดแบบเฉือนแบบอินไลน์ช่วยให้ทีมปฏิบัติการสามารถระบุและวิเคราะห์ผลกระทบที่แท้จริงของวัตถุดิบแต่ละล็อตที่มีต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้อย่างรวดเร็ว ข้อมูลความละเอียดสูงนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการบูรณาการแบบจำลองคุณภาพเชิงพยากรณ์ขั้นสูง ซึ่งอาจใช้ร่วมกับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น สเปกโทรสโกปี NIR เพื่อรักษาความสม่ำเสมอแม้จะมีความผันแปรของข้อมูลป้อนเข้าที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
ประสิทธิภาพการดำเนินงานและต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO)
ลดอัตราความล้มเหลวของชุดการผลิตและการสูญเสียวัสดุ
เหตุผลเชิงปฏิบัติการสำหรับการนำไปใช้เครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์โดยอิงจากการปรับปรุงประสิทธิภาพและการควบคุมคุณภาพอย่างเห็นได้ชัดและวัดผลได้ การนำระบบควบคุมความหนืดแบบเรียลไทม์มาใช้จะเปลี่ยนการจัดการคุณภาพของผลิตภัณฑ์แต่ละล็อตจากแบบแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าไปเป็นแบบคาดการณ์ล่วงหน้า การใช้งานในอุตสาหกรรมที่เทียบเคียงได้ ซึ่งความหนืดเป็นตัวกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ (เช่น การพอลิเมอไรเซชัน) ได้แสดงให้เห็นว่าการใช้เครื่องวัดความหนืดแบบติดตั้งในสายการผลิตสามารถลดอัตราความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์แต่ละล็อตลงได้ศูนย์ความสำเร็จนี้สามารถนำไปปรับใช้กับเคมีของสารลดแรงตึงผิวที่ซับซ้อนได้เป็นอย่างดี การกำจัดผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐานและการป้องกันผลิตภัณฑ์ที่ไม่ได้มาตรฐานจะส่งผลโดยตรงต่อการประหยัดต้นทุนอย่างมาก ลดการสูญเสียวัตถุดิบและสารตัวกลางที่มีราคาแพงจำนวนมหาศาล
การลดเวลาการประมวลผลแบบกลุ่มและการตรวจจับปลายทาง
นอกเหนือจากการกำจัดของเสียแล้ว ความสามารถของ...เครื่องวัดความหนืดแบบเฉือนแบบอินไลน์การยืนยันจุดสิ้นสุดของปฏิกิริยาหรือการผสมได้ทันที ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอย่างมาก แทนที่จะต้องพึ่งพาเวลาการผสมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หรือรอความล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบในห้องปฏิบัติการแบบออฟไลน์ ระบบจะยืนยันได้ทันทีเมื่อความหนืดเป้าหมายถึงระดับที่ต้องการ ในสภาพแวดล้อมการผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกัน การตรวจจับจุดสิ้นสุดที่แม่นยำนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถลดเวลาการประมวลผลแบบเป็นชุดได้สูงสุดถึง2 ชั่วโมงการประหยัดเวลาดังกล่าวช่วยให้โรงงานสามารถดำเนินงานได้ผลิตได้หลายรอบต่อวันซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้สินทรัพย์ให้สูงสุด เพิ่มกำลังการผลิตโดยรวมโดยไม่ต้องลงทุนเพิ่มเติม และลดการใช้พลังงานสูงที่เกิดจากกระบวนการผสมและการให้ความร้อนที่ยาวนานลงอย่างมาก
บำรุงรักษาน้อย และมีความน่าเชื่อถือในการใช้งานสูง
โครงสร้างที่แข็งแรงทนทานของเซ็นเซอร์ ซึ่งใช้วัสดุคุณภาพสูง เช่น สแตนเลส 316 L, ฮาสเทลลอย และเทฟลอน ผสานกับการไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ภายใน ซีล หรือแบริ่ง ทำให้มั่นใจได้ถึงเวลาการทำงานสูงสุดและการเสื่อมสภาพทางกลจากสารเคมีน้อยที่สุด นอกจากนี้ ระบบยังได้รับการออกแบบให้ได้รับการสอบเทียบจากโรงงานและรักษาความน่าเชื่อถือโดยไม่ต้องทำการสอบเทียบภาคสนามที่ซับซ้อนและบ่อยครั้ง การรวมกันของปัจจัยเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในการวัดในระยะยาวและลดต้นทุนแรงงานที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาได้อย่างมาก ซึ่งมีส่วนสำคัญในการลดต้นทุนต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO).
การรับรองคุณภาพ การปฏิบัติตามข้อกำหนด และการตรวจสอบย้อนกลับ
การผลิตที่มีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอขึ้นอยู่กับการปฏิบัติตามระเบียบวิธีอย่างเคร่งครัดและการจัดทำเอกสารอย่างครบถ้วน เนื่องจากความหนืดมีผลโดยตรงต่อความเสถียรของผลิตภัณฑ์ อายุการเก็บรักษา และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ ดังนั้นระเบียบวิธีวัดความหนืดที่พิถีพิถันจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปฏิบัติตามกฎระเบียบและตอบสนองความคาดหวังของผู้บริโภคเครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์ระบบนี้ให้การบันทึกและเก็บข้อมูลความถี่สูงตลอดวงจรการผลิตทั้งหมด ทำให้ได้ประวัติการผลิตที่ต่อเนื่องและละเอียด ซึ่งเหนือกว่าข้อจำกัดของการสุ่มตัวอย่างแบบไม่ต่อเนื่อง การจัดเก็บข้อมูลประวัติที่แข็งแกร่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือการปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพและการตรวจสอบย้อนกลับสำหรับการตรวจสอบภายใน การยื่นเอกสารต่อหน่วยงานกำกับดูแล และการตรวจสอบหลังการวางจำหน่าย ซึ่งช่วยเสริมสร้างความไว้วางใจของผู้บริโภคและชื่อเสียงของแบรนด์
การผสานรวมอย่างราบรื่นกับระบบ DCS/SCADA
มาตรฐานการสื่อสารข้อมูลและข้อกำหนดอินเทอร์เฟซ
คุณค่าของข้อมูลความหนืดแบบเรียลไทม์จะเห็นได้อย่างเต็มที่ก็ต่อเมื่อเซ็นเซอร์ถูกรวมเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติของโรงงานแล้วเครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการผสานรวมอย่างราบรื่นกับระบบ DCS/SCADAอุปกรณ์นี้ให้เอาต์พุตมาตรฐานทางอุตสาหกรรม รวมถึงสัญญาณอนาล็อก 4-20 mADC ที่มีความเสถียรสูง ซึ่งใช้งานร่วมกันได้กับตัวควบคุมแบบสัดส่วน-อินทิกรัล-อนุพันธ์ (PID) และวงจรควบคุมที่ง่ายกว่า นอกจากนี้ การเชื่อมต่อข้อมูลแบบอนุกรม RS485 ยังเป็นช่องทางดิจิทัลที่ครอบคลุม ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลความหนืด อุณหภูมิ และสถานะที่มีความละเอียดสูงสำหรับการคำนวณและการบันทึกข้อมูลขั้นสูง ความสามารถในการเชื่อมต่อแบบคู่ช่วยให้ใช้งานได้อย่างหลากหลายในระบบอัตโนมัติทั้งแบบง่ายและซับซ้อน
ประโยชน์ของการจัดการข้อมูลแบบรวมศูนย์สำหรับการบันทึกประวัติกระบวนการและการวิเคราะห์
การบูรณาการเครื่องวัดความหนืดแบบเฉือนแบบอินไลน์การผนวกรวมข้อมูลเข้ากับระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) หรือระบบ SCADA ช่วยให้สามารถรวบรวม ประมวลผล และแสดงผลข้อมูลทางด้านรีโอโลยีที่มีความแม่นยำสูงได้อย่างเป็นศูนย์กลาง พร้อมกับพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญอื่นๆ เช่น อุณหภูมิและความดัน การรวมศูนย์ข้อมูลช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่นำไปใช้ได้จริง ซึ่งนำเสนอในแดชบอร์ดที่ปรับแต่งได้ ช่วยปรับปรุงการตัดสินใจและการควบคุมการดำเนินงานอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ การรวมศูนย์ข้อมูลความหนืดแบบเรียลไทม์นี้ไว้ในระบบจัดเก็บข้อมูลประวัติช่วยให้ทีมควบคุมคุณภาพสามารถทำการวิเคราะห์หลังการผลิตได้อย่างครอบคลุม พวกเขาสามารถเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงความหนืดกับความแปรปรวนของส่วนผสม ความเร็วของเครื่องกวน หรือเหตุการณ์ทางความร้อน รักษาบันทึกที่ต่อเนื่องและละเอียดซึ่งจำเป็นสำหรับการตรวจสอบย้อนกลับของล็อตอย่างพิถีพิถันและเอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่แข็งแกร่ง
การผสานรวมความหนืดแบบเรียลไทม์เข้ากับกรอบงาน IIoT
การติดตั้งระบบต่อเนื่องความละเอียดสูงเครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์นี่ไม่ใช่แค่การอัพเกรดการวัดเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญสู่การนำหลักการของอุตสาหกรรม 4.0 มาใช้ การส่งข้อมูลทางรีโอโลยีที่มีความแม่นยำสูงและเสถียรในรูปแบบดิจิทัล (ผ่าน RS485) สอดคล้องอย่างลงตัวกับการเปลี่ยนแปลงไปสู่ Internet of Things (IIoT) ในภาคอุตสาหกรรม ข้อมูลที่มีความแม่นยำสูงนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาและฝึกฝนอัลกอริธึมควบคุมขั้นสูงและแบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่องจักรที่จำเป็นสำหรับการควบคุมคุณภาพเชิงพยากรณ์และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการแบบไดนามิก การบูรณาการความหนืดเป็นส่วนประกอบหลักของสถาปัตยกรรมระบบอัตโนมัติโดยรวม จะช่วยให้โรงงานผลิตผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลสามารถเปลี่ยนจากการควบคุมแบบคงที่และพารามิเตอร์ตายตัว ไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพแบบไดนามิกที่คล่องตัวมากขึ้น ทำให้มั่นใจได้ว่าความหนืดของแชมพูและเป้าหมายทางด้านรีโอโลยีอื่นๆ ยังคงสอดคล้องกันไม่ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงใดๆ เกิดขึ้นจากปัจจัยต้นทางหรือสภาพแวดล้อมก็ตาม
การผลิตของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตัน เช่น แชมพูและครีมนวดผม ต้องการการควบคุมทางรีโอโลยีที่แม่นยำ ซึ่งวิธีการแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้ จึงขอแนะนำอย่างยิ่งให้ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการผลิตให้ความสำคัญกับการจัดหาและการบูรณาการอุปกรณ์ควบคุมทางรีโอโลยีเครื่องวัดความหนืดแบบอัลตร้าเชียร์แบบอินไลน์ด้วยระบบ DCS/SCADA มาตรฐาน การลงทุนนี้จะมอบกระแสข้อมูลที่มีความแม่นยำสูงซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมคุณภาพแบบอัตโนมัติและเชิงคาดการณ์ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ในระยะยาว และเป็นรากฐานที่จำเป็นสำหรับการผลิตแบบดิจิทัลขั้นสูงกระบวนการผลิตครีมนวดผมการเพิ่มประสิทธิภาพ
