Trong sản xuất nhũ tương, kiểm soát chất lượng quyết định trực tiếp đến hiệu suất sản phẩm, thời hạn sử dụng và sự hài lòng của khách hàng. Một trong những thông số quan trọng nhất trong quy trình này làđộ nhớt nhũ tươngNgay cả những biến động nhỏ về độ nhớt cũng có thể dẫn đến các vấn đề như tách pha, kết cấu không đồng nhất hoặc không đáp ứng được yêu cầu sử dụng cuối cùng.
Giải pháp này tập trung vào cách thứcmáy đo độ nhớt nhũ tương nội tuyếngiải quyết các thách thức trong suốt quá trình kiểm soát, đảm bảo tính nhất quán.độ nhớt nhũ tươngtrong sản xuất liên tục và chuyển đổi kiểm soát chất lượng phản ứng thành quản lý quy trình chủ động.
Nhũ tương là gì?
Nhũ tương là hỗn hợp không đồng nhất của hai chất lỏng không hòa tan lẫn nhau (ví dụ: dầu và nước), trong đó một chất lỏng (pha phân tán) bị phân tách thành các giọt nhỏ li ti và lơ lửng trong chất lỏng kia (pha liên tục). Độ ổn định của hỗn hợp này phụ thuộc vào chất nhũ hóa – những chất làm giảm sức căng bề mặt giữa hai pha và ngăn ngừa sự kết tụ của các giọt.
Các đặc điểm chính của nhũ tương có liên quan trực tiếp đếnđộ nhớt nhũ tươngbao gồm:
- Thành phần phaTỷ lệ giữa pha phân tán và pha liên tục ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt (ví dụ, hàm lượng dầu cao hơn trong nhũ tương dầu-nước làm tăng độ nhớt).độ nhớt của nhũ tương dầu nước).
- Kích thước giọtCác giọt nhỏ hơn tạo ra ma sát giữa các pha nhiều hơn, dẫn đến độ nhớt cao hơn; các giọt lớn hơn, kết tụ lại làm giảm độ nhớt và báo hiệu sự không ổn định.
- Loại và nồng độ chất nhũ hóaCác chất nhũ hóa khác nhau (ví dụ: chất hoạt động bề mặt, polyme) làm thay đổi lớp giao diện xung quanh các giọt, từ đó làm thay đổi các đặc tính chảy của nhũ tương (và do đó làm thay đổi độ nhớt của nó).
Các loại nhũ tương
Hiểu biếtcác loại nhũ tươngĐiều này rất quan trọng để lựa chọn đúng.máy đo độ nhớt nhũ tươngMỗi loại có đặc tính độ nhớt và yêu cầu sản xuất riêng biệt. Các phân loại phổ biến nhất bao gồm:
Theo thành phần pha
- Nhũ tương dầu trong nước (O/W)Pha liên tục là nước, và pha phân tán là dầu (ví dụ: sữa, kem dưỡng ẩm da mặt). Các nhũ tương này thường có độ nhớt thấp hơn.độ nhớt của nhũ tương dầu nướcSo với các loại dầu gốc nước (W/O), nước có độ nhớt thấp hơn hầu hết các loại dầu.
- Nhũ tương nước trong dầu (W/O)Pha liên tục là dầu, và pha phân tán là nước (ví dụ: bơ, dầu nhớt). Chúng có cấu tạo đặc biệt.độ nhớt nhũ tươngMức này thường cao hơn do pha dầu liên tục đặc hơn.
- Nhũ tương đa lớp: Các hỗn hợp phức tạp như dầu trong nước trong dầu (O/W/O) hoặc nước trong dầu trong nước (W/O/W) (ví dụ: dược phẩm giải phóng chậm). Chúng có cấu trúc độ nhớt phân lớp, đòi hỏi phải theo dõi chính xác, theo thời gian thực để tránh hiện tượng phân tách pha.
- Nhũ tương vĩ môKích thước giọt dao động từ 0,1–10 μm; chúng có màu đục và độ nhớt tương đối ổn định nếu được pha chế đúng cách.
- Nhũ tương siêu nhỏKích thước giọt nhỏ hơn 0,1 μm; chúng trong suốt và có độ dẫn điện thấp hơn.độ nhớt nhũ tươngdo sự tương tác giữa các giọt là tối thiểu.
- Nhũ tương nanoKích thước giọt từ 10–100 nm; chúng cân bằng giữa độ ổn định và độ nhớt, do đó thường được sử dụng trong mỹ phẩm và dược phẩm hiệu suất cao.
Theo kích thước giọt
Các phương pháp xử lý nhũ tương – Nhũ tương được tạo ra như thế nào?
Sản xuất nhũ tương là một quy trình nhiều bước, trong đó mỗi giai đoạn đều ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.độ nhớt nhũ tươngViệc xử lý nhất quán chỉ có thể thực hiện được với phản hồi độ nhớt theo thời gian thực. Quy trình làm việc điển hình bao gồm:
Tiền xử lý
- Chuẩn bị nguyên liệu thô: Đo và làm nóng dầu, nước và chất nhũ hóa đến nhiệt độ mục tiêu (thường là 50–80°C) để giảm độ nhớt và cải thiện khả năng trộn lẫn. Sự thay đổi nhiệt độ ở đây có thể gây ra sự thay đổi độ nhớt sớm, vì vậy cần kết hợp...độ nhớt nhũ tươngMàn hình có cảm biến nhiệt độ là rất quan trọng.
- Khử khíLoại bỏ bọt khí khỏi nguyên liệu thô, vì không khí bị kẹt sẽ làm giảm độ nhớt đo được và dẫn đến kết quả không chính xác (và do đó làm giảm chất lượng kiểm soát).
Nhũ hóa (Giai đoạn chính)
Bước này chia pha phân tán thành các giọt nhỏ li ti và trộn chúng với pha liên tục — yếu tố chính quyết định kết quả cuối cùng.độ nhớt của nhũ tương dầu nước:
- Trộn cắt tốc độ cao: Sử dụng máy trộn rotor-stator để tạo ra lực cắt mạnh; tốc độ cắt cao hơn sẽ làm giảm kích thước giọt và tăng độ nhớt (đến một điểm nhất định, sau đó lực cắt tiếp theo sẽ có tác dụng tối thiểu).
- Đồng nhất hóaSử dụng máy đồng hóa áp suất cao (10–100 MPa) để tạo ra các giọt đồng nhất; bước này phổ biến trong ngành công nghiệp sữa và dược phẩm, nơi cần sự nhất quán.độ nhớt nhũ tươngĐiều này không thể thương lượng.
- Nhũ hóa siêu âmSử dụng sóng âm để phá vỡ các giọt; lý tưởng cho các nhũ tương nano, nơi việc kiểm soát độ nhớt chính xác giúp ngăn ngừa sự kết tụ của các giọt.
- Làm mátHạ nhiệt độ nhũ tương xuống nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ bảo quản; độ nhớt thường tăng khi nhũ tương nguội đi, vì vậy việc giám sát trực tuyến đảm bảo độ nhớt nằm trong giới hạn cho phép.
- Sự kết hợp chất phụ giaThêm chất bảo quản, hương liệu hoặc các thành phần hoạt tính; những chất này có thể làm thay đổi độ nhớt (ví dụ: chất làm đặc làm tăng độ nhớt).độ nhớt nhũ tương), đòi hỏi phải điều chỉnh ngay lập tức.
- LọcLoại bỏ các hạt lớn hoặc các giọt chưa nhũ hóa; sự giảm độ nhớt đột ngột ở đây có thể cho thấy bộ lọc bị tắc nghẽn hoặc tách pha.
Xử lý hậu kỳ
Nguyên lý cơ bản về độ ổn định nhũ tương
*
Những thách thức trong việc xác định độ nhớt của nhũ tương liên tục
Đối với các kỹ sư quy trình và chuyên gia kỹ thuật, sự liên tụcđộ nhớt nhũ tươngViệc giám sát phải đối mặt với những trở ngại riêng biệt mà các công cụ truyền thống (ví dụ: máy đo độ nhớt ngoại tuyến, ống mao dẫn thủy tinh) không thể vượt qua. Những thách thức này bao gồm:
- Độ trễ khi kiểm thử ngoại tuyếnCác phương pháp ngoại tuyến yêu cầu lấy mẫu, vận chuyển và phân tích mẫu — một quy trình mất từ 15 đến 60 phút. Trong sản xuất liên tục, sự chậm trễ này có nghĩa là các vấn đề về độ nhớt được phát hiện quá muộn để cứu vãn toàn bộ lô hàng, dẫn đến lãng phí tốn kém.
- Biến dạng mẫu: Khi lấy mẫu từ dây chuyền sản xuất,độ nhớt của nhũ tương dầu nướcSự thay đổi có thể do mất nhiệt, giảm tốc độ cắt hoặc sự kết tụ giọt. Do đó, kết quả đo trong phòng thí nghiệm không phản ánh độ nhớt thực tế trong quá trình vận hành, dẫn đến việc điều chỉnh quy trình không chính xác.
- Điều kiện sản xuất khắc nghiệtQuá trình sản xuất nhũ tương thường liên quan đến nhiệt độ cao (< 450°C, theo tiêu chuẩn công nghiệp thông thường), áp suất cao (> 10 MPa trong một số trường hợp) và các thành phần ăn mòn (ví dụ: pha nước có tính axit). Các cảm biến truyền thống nhanh chóng bị hỏng trong điều kiện này vì chúng thiếu khả năng bảo vệ mạnh mẽ hoặc khả năng tương thích vật liệu.
- Hành vi chất lỏng phi NewtonHầu hết các nhũ tương đều không phải là chất lỏng Newton — chúngđộ nhớt nhũ tươngĐộ nhớt thay đổi theo tốc độ cắt (ví dụ, nhũ tương có tính chất giảm độ nhớt khi tốc độ cắt tăng). Các máy đo độ nhớt ngoại tuyến kiểm tra ở tốc độ cắt cố định, do đó chúng không thể ghi lại những thay đổi động về độ nhớt xảy ra trong máy bơm, máy trộn hoặc đường ống.
- Bảo trì và hiện tượng bám bẩn cảm biếnCác nhũ tương có thể để lại cặn trên bề mặt cảm biến, đặc biệt nếu chúng chứa chất rắn (ví dụ: mỹ phẩm chứa hạt). Sự bám bẩn này làm sai lệch kết quả đo theo thời gian, và các cảm biến cần tháo lắp thường xuyên để vệ sinh sẽ làm gián đoạn quá trình sản xuất.
Máy đo độ nhớt rung Lonnmeter – Giải pháp tích hợp cho việc đo độ nhớt nhũ tương
Để giải quyết những thách thức nêu trên,Máy đo độ nhớt dòng điện Lonnmeter trong quy trìnhđược thiết kế đặc biệt cho hoạt động liên tụcđộ nhớt nhũ tươngHệ thống này là sự lựa chọn hàng đầu cho các nhà sản xuất nhũ tương vì nó kết hợp hiệu suất mạnh mẽ, khả năng thích ứng đặc thù với từng loại nhũ tương và khả năng điều khiển thời gian thực — điều cực kỳ quan trọng đối với các nhóm quản lý sản xuất tập trung vào những cải tiến có thể định lượng được.
Các thông số chính (được thiết kế riêng cho sản xuất nhũ tương)
Thông số kỹ thuật của Lonnmeter giải quyết trực tiếp những thách thức trong việc giám sát độ nhớt nhũ tương, đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy trong các điều kiện khắc nghiệt hoặc biến động:
| Tham số | Thông số kỹ thuật | Tại sao điều này lại quan trọng đối với nhũ tương |
| Phạm vi độ nhớt | 1 – 1.000.000 cP | Bao gồm tất cảcác loại nhũ tương(từ nhũ tương siêu nhỏ có độ nhớt thấp đến kem W/O có độ nhớt cao). |
| Sự chính xác | ±3,0% | Đảm bảođộ nhớt nhũ tươngĐảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt (ví dụ: ±5% đối với nhũ tương dược phẩm). |
| Khả năng lặp lại | ±1% | Loại bỏ các kết quả đo không nhất quán do sự dao động của các giọt nhũ tương gây ra. |
| Khả năng chịu nhiệt | < 450°C | Chịu được các bước nhũ hóa ở nhiệt độ cao (ví dụ: sản xuất chất bôi trơn công nghiệp). |
| Phạm vi áp suất cảm biến | < 6,4 MPa (tùy chỉnh cho >10 MPa) | Thích ứng với các dây chuyền đồng hóa áp suất cao, trong đóđộ nhớt của nhũ tương dầu nướcĐiều này rất quan trọng. |
| Vật liệu | Thép không gỉ 316 (tiêu chuẩn) | Chống ăn mòn do các pha nhũ tương axit hoặc kiềm, ngăn ngừa sự xuống cấp của cảm biến. |
| Mức độ bảo vệ | IP68 (cảm biến) / IP67 (thiết bị điện tử) | Bảo vệ khỏi nước, bụi và các chất lỏng bắn tung tóe trong môi trường sản xuất nhiều bụi bẩn. |
| Tiêu chuẩn chống cháy nổ | ExdIIBT4 | An toàn khi sử dụng trong các dây chuyền nhũ tương hóa dầu hoặc dung môi (ví dụ: máy nhũ hóa dầu khí). |
| Thời gian phản hồi tín hiệu | 5s | Ghi nhận sự thay đổi độ nhớt nhanh chóng (ví dụ: trong quá trình thêm chất nhũ hóa) và kích hoạt các điều chỉnh tức thời. |
| Đầu ra | 4 – 20 mADC (độ nhớt/nhiệt độ) + Modbus | Tích hợp với PLC hoặc hệ thống SCADA để điều khiển quy trình tự động và ghi nhật ký dữ liệu. |
Nguyên lý hoạt động – Được thiết kế dựa trên đặc tính dòng chảy của nhũ tương
Nguyên lý hoạt động của Lonnmeter giải quyết bản chất phi Newton và động học của nhũ tương, đảm bảo độ chính xác.độ nhớt nhũ tươngđọc tài liệu mà không làm gián đoạn quá trình sản xuất:
- Cảm biến hình nón của nhớt kế dao động theo trục với tần số cố định. Khi nhũ tương chảy qua cảm biến, chất lỏng bị biến dạng do lực cắt – mô phỏng tốc độ cắt thường thấy trong các dây chuyền sản xuất thực tế (ví dụ: máy bơm, máy trộn).
- Những thay đổi trongđộ nhớt nhũ tươngThay đổi năng lượng bị mất trong quá trình dao động: độ nhớt cao hơn tạo ra lực cản lớn hơn, làm tăng sự mất năng lượng; độ nhớt thấp hơn làm giảm lực cản.
- Mạch điện tử của cảm biến phát hiện sự mất năng lượng này, chuyển đổi nó thành giá trị độ nhớt và truyền dữ liệu theo thời gian thực (qua 4–20 mADC hoặc Modbus).
- Khác với các loại nhớt kế truyền thống, nó không có bộ phận chuyển động, gioăng hoặc ổ bi. Thiết kế này loại bỏ hiện tượng bám cặn do chất nhũ tương (không có khe hở để tích tụ) và giảm chi phí bảo trì — điều cực kỳ quan trọng đối với sản xuất liên tục 24/7.
Tìm hiểu thêm về các loại máy đo mật độ
Thêm các thiết bị đo quy trình trực tuyến
Lợi ích của máy đo độ nhớt nhũ tương trực tuyến (Lonnmeter) đối với các nhà sản xuất nhũ tương
Đối với các bộ phận và kỹ sư tối ưu hóa quy trình, Lonnmeter mang lại những lợi ích hữu hình, có thể định lượng được, trực tiếp cải thiện chất lượng, hiệu quả và tính tiết kiệm chi phí — tất cả đều tập trung vào độ chính xác.độ nhớt nhũ tươngđiều khiển:
Khả năng thích ứng đặc thù của nhũ tương
- Xử lý các chất lỏng phi NewtonBằng cách cắt nhũ tương ở tốc độ cắt trực tiếp, nó cung cấp kết quả chính xác.độ nhớt của nhũ tương dầu nướcCác chỉ số đo phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế — chứ không chỉ là điều kiện trong phòng thí nghiệm.
- Chịu được điều kiện khắc nghiệtVới chất liệu thép không gỉ 316, tiêu chuẩn bảo vệ IP68 và khả năng chịu nhiệt/áp suất cao, thiết bị hoạt động đáng tin cậy trong mọi môi trường sản xuất nhũ tương, từ chế biến thực phẩm (yêu cầu vệ sinh tại chỗ) đến hóa dầu (môi trường dễ cháy nổ).
- Loại bỏ lãng phí theo lô: Khả năng đọc độ nhớt tức thì cho phép người vận hành điều chỉnh các thông số (ví dụ: liều lượng chất nhũ hóa, tốc độ cắt) chỉ trong vài giây — trước khi tạo ra nhũ tương không đạt yêu cầu.
- Đảm bảo tính nhất quánĐộ lặp lại ±1% có nghĩa là mỗi lô sản phẩm đều có chất lượng như nhau.độ nhớt nhũ tương, giúp giảm thiểu khiếu nại của khách hàng và công việc làm lại.
- Giảm thiểu lao động chân tayKhông cần lấy mẫu thủ công hay phân tích trong phòng thí nghiệm nữa, giúp kỹ thuật viên có thời gian tập trung vào các nhiệm vụ có giá trị cao hơn.
- Tự động điều chỉnh quy trìnhTích hợp với PLC để tự động điều chỉnh các thông số (ví dụ: tăng áp suất máy đồng hóa nếu độ nhớt giảm) — giảm thiểu lỗi do con người và đảm bảo tính nhất quán 24/7.
- Dữ liệu độ nhớt của nhật ký: Đầu ra Modbus lưu trữđộ nhớt nhũ tươngvà dữ liệu nhiệt độ, rất quan trọng cho việc tuân thủ quy định (ví dụ: các yêu cầu của FDA đối với nhũ tương dược phẩm) hoặc phân tích nguyên nhân gốc rễ (ví dụ: theo dõi lý do tại sao độ nhớt tăng đột biến trong ca làm việc trước).
- Kích hoạt báo độngHệ thống cảnh báo tức thời sẽ thông báo cho người vận hành về độ nhớt không đạt tiêu chuẩn, giúp ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động tốn kém hoặc lỗi sản xuất theo lô.
Kiểm soát chất lượng thời gian thực
Hiệu quả hoạt động
Khả năng truy xuất nguồn gốc dữ liệu và sự tuân thủ
Nếu đội ngũ sản xuất nhũ tương của bạn đã sẵn sàng chuyển từ phản ứng thụ động sang chủ độngđộ nhớt nhũ tươngĐể kiểm soát— và giảm thiểu lãng phí, cải thiện chất lượng và tăng hiệu quả— đã đến lúc yêu cầu báo giá cho thiết bị đo Lonnmeter lắp đặt trực tuyến.máy đo độ nhớt nhũ tươngHãy yêu cầu báo giá ngay hôm nay để bắt đầu tối ưu hóa quy trình kiểm soát chất lượng công thức nhũ tương của bạn — và đạt được chất lượng nhất quán.độ nhớt của nhũ tương dầu nướcKhách hàng của bạn mong đợi điều đó.
