Zvýšení bezpečnosti a řízení procesů v prostředí s hořlavým prachem s certifikací EX Rheonics Hustoměry a viskozimetry
Hořlavý prach představuje značné riziko výbuchu v různých odvětvích, jako je zpracování potravin, chemický průmysl, těžba,…
Emulze se používají téměř ve všech aspektech každodenního života. Jejich zpracování a vývoj expanduje do mnoha průmyslových odvětví - chemický průmysl, nátěry, potraviny, kosmetika, lepidla, průmyslové kapaliny, farmaceutické výrobky, ropa a plyn.
Je to stabilní směs dvou nemísitelných kapalin, z nichž jedna je v druhé rovnoměrně rozptýlena ve formě malých kapiček nebo částic. Emulze jsou směsi tekutin, které jsou nemísitelné. Obvykle je jedna tekutina přítomna jako malé kapičky v jiné fázi. Existují emulze oleje ve vodě, nazývané emulze olej ve vodě (zkráceně O / W), ale také emulze vody v oleji (W / O). Fáze kapiček se nazývá dispergovaná fáze, okolní fáze kontinuální fáze. Interakce jejích dispergovaných a spojitých fází výrazně ovlivňuje materiálové vlastnosti emulze. Emulze lze charakterizovat pomocí nejrůznějších analytických technik. Některé příklady běžných emulzí jsou:
Polyelektrolytové roztoky (flokulanty) pro čištění odpadních vod. Polyakrylamidy jsou polymery s velmi vysokou gram-molekulární hmotností používané jako flokulanty. Tyto polymery jsou dostupné hlavně jako prášek nebo emulze. Mohou být aniontové nebo kationtové. Některé z těchto produktů existují ve formě vysoce viskózních roztoků (5,000 10,000 až XNUMX XNUMX centipoise), které lze čerpat tak, jak jsou dodávány, se sekundárním ředěním na výdeji napájecího čerpadla.

Emulze jsou široce používány jako prekurzory a konečné produkty. To je způsobeno nekonečným množstvím možných kombinací emulzních systémů. Úkol plně charakterizovat jejich strukturu je důležitým krokem k jejich komercializaci. Nové typy emulzí jsou neustále vyvíjeny. Nedávným pokrokem je mikroemulze, speciální typ emulze, která se vyznačuje extrémně malou velikostí částic, průhledností a zvýšenou stabilitou ve srovnání s konvenčními systémy. Jak věda nadále reaguje na potřeby průmyslu, rychle se vyvíjí více nových a nekonvenčních kombinací emulzí.
Síly mezipovrchového napětí se snaží udržet dvě fáze oddělené, cílem při přípravě emulzí je snížit mezipovrchové napětí, aby se podpořilo důkladnější promíchání těchto dvou fází. Toho lze dosáhnout dvěma primárními způsoby - snížením viskozity vnitřní fáze a použitím chemických přísad. Zahřívání produktu je nejjednodušší způsob, jak dosáhnout snížení viskozity, protože většina kapalin je při zahřívání méně viskózní. Snížení viskozity je obvykle doprovázeno snížením mezipovrchového napětí, což vede k lepší emulgaci.
Stabilní emulze dvou nemísitelných kapalin je vzácná a často je vyžadován určitý druh chemické pomoci. Obvykle se používá chemická látka, která je aktivní na rozhraní mezi dvěma fázemi. Taková přísada se označuje jako emulgátor nebo povrchově aktivní látka (to znamená povrchově aktivní činidlo). Komerční příprava většiny emulzí zahrnuje použití jak chemického emulgátoru, tak mechanického zařízení, jako je koloidní mlýnek nebo in-line mixér, za vzniku dispergované fáze s dostatečně malou velikostí kapiček, aby se získal hotový produkt s požadovaným vlastnosti.
Stabilita emulze je rozhodující při jejich zpracování a formulaci. Emulze jsou často vnímány jako něco jednoduchého, makroskopického měřítka, které lze vidět, cítit a dokonce i ochutnat, ale ve skutečnosti jsou to nanometrické vlastnosti kapiček rozptýlených v emulzi, které jsou hlavními přispěvateli k objemovým vlastnostem emulze. Konkrétně velikost a náboj emulgovaných kapiček přímo ovlivňují stabilitu, chuť, bezpečnost, vzhled a chování a funkci. Proto je nanejvýš důležité být schopen přesně a rychle měřit tyto vlastnosti emulzí.
Tyto vlastnosti jsou vysoce relevantní pro zpracování emulzí a některé z těchto vlastností jsou vzájemně propojeny:
Příslušné koncentrace jsou relevantní, protože ovlivňují typ a stabilitu konečné emulze. Obecně platí, že fáze, která je přítomna ve větší koncentraci, bude mít tendenci být kontinuální fází.
Aby se vytvořila emulze, složky se nejprve spojí a vytvoří surovou emulzi premixu. Tuto premix lze vytvořit několika způsoby:

První způsob produkuje dobré výsledky, pokud se v kroku dokončování použije mechanické stříhací zařízení, jako je koloidní mlýn nebo in-line mixér, první způsob premixu obvykle přináší dobré výsledky.
Po zajištění dobře formulované a stabilní premixu může koloidní mlýn nebo in-line mixér dokončit práci emulgace. Zóna intenzivních hydraulických smykových sil uvnitř koloidního mlýnu nebo in-line míchací hlavy rozbíjí kapičky vnitřní fáze od sebe a vytváří malou velikost částic, která je obecně požadována. Pokud je použito dostatečné množství emulgátoru pro enormní zvětšení povrchové plochy generované tímto způsobem, měl by konečný produkt vykazovat zvýšenou stabilitu.
V některých případech lze dobrou emulzi vyrobit se střední úrovní aplikované mechanické energie, ale špatná emulze se projeví, pokud se úroveň energie zvýší. Zvýšení aplikované energie způsobí další zmenšení velikosti částic, ale bez úpravy na koncentraci emulgátoru nejsou menší částice stabilní. Toto se nazývá přepracování emulze. Procesní zařízení, jako jsou in-line mixéry, které nabízejí Shear Zone Management (více přizpůsobitelných zón s vysokým střihem) a Mix Order Control (adaptabilní míchací komory pro zavádění procesního materiálu na různých pozicích ve smykové zóně), poskytuje kritické výhody pro komerční vývoj a zpracování emulzí.
Snížení viskozity dispergované fáze zvyšuje tvorbu emulze, ale jaké účinky lze očekávat od změn viskozity kontinuální fáze? Snížení viskozity by mělo vést ke snazší tvorbě emulze kvůli sníženému mezifázovému napětí. I když je to pravda, je třeba vzít v úvahu další faktor. Zvýšení viskozity v kontinuální fázi výrazně zlepší stabilitu emulze zpomalením nevyhnutelného nárůstu kapiček oleje směrem nahoru. Ve většině případů je tento stabilnější hotový výrobek prvořadým zájmem a rozhodnutí získat tuto výhodu na úkor překonání vyššího mezifázového napětí v kroku mechanického zpracování je s radostí přijato.
Monitorování a řízení viskozity emulgačního procesu se stává klíčovým pro dosažení opakovatelného a efektivního procesu.
S fyzikálními vlastnostmi emulzí jsou informace k ověření výsledků pomocí procesu spolehlivé kontroly kvality (QC) nesmírně důležité, aby se zajistilo, že procesy dispergace a homogenizace přinášejí spolehlivé výsledky napříč šaržemi.
Krémování je jev, při kterém se dispergovaná fáze odděluje a vytváří vrstvu na vrcholu kontinuální fáze. Je pozoruhodné, že při krémování zůstává dispergovaná fáze ve stavu globulí, takže ji lze při třepání znovu dispergovat. Krém lze minimalizovat, pokud se zvýší viskozita kontinuální fáze. Nejjednodušší metodou je dát emulzi na polici a sledovat, zda se časem krémuje. Minimální přijatelná doba použitelnosti může být specifikace QC. Cena této jednoduchosti bohužel spočívá v tom, že špatná dávka nemusí být objevena, dokud se produkt nedostane k zákazníkovi. Aby se to překonalo, lze krémovací proces urychlit zahřátím emulze nebo odstředěním. Tyto výsledky pak musí souviset s odpovídající rychlostí statického krémování při pokojové teplotě. Všechna tato měření rychlosti krémování jsou jednoduchá, ale nejsou přesná.
Stabilitu emulze mohou ovlivňovat různé faktory. Běžné problémy s nestabilitou emulze jsou koalescence, flokulace, krémování a lámání. Proto je důležité sledovat jeho vlastnosti v reálném čase a provádět adaptivní úpravy:
Vzhledem k tomu, že viskozita emulze není statickým parametrem, ale mění se v důsledku požadavků procesu i samotného zpracování, je důležité sledovat a kontrolovat viskozitu během celého cyklu zpracování.
Potřeba charakterizovat vlastnosti emulze je zásadní při formulaci, zvětšování, zpracování a testování emulzí, jakož i při navrhování a vývoji zařízení používaných v těchto procesech.
Viskozita je klíčem k nalezení způsobu, jak měřit kvalitu emulze tak, aby bylo možné zachovat určitý stupeň konzistence mezi dávkami.
Systémy ultravysokého střihu rotor / stator zrychlují dobu cyklu snížením počtu potřebných průchodů vysokotlakým homogenizátorem, zařízením s nízkou spotřebou energie a vysokou energií. Vzhledem k tomu, že homogenizátory jsou také obecně náročné na údržbu, generuje efektivní „předmíchač“ významné úspory celkových výrobních nákladů. V určitých aplikacích nabízejí míchačky s velmi vysokými střihy dokonce životaschopnou alternativu k homogenizátorům.
Citlivé chemické složení emulzí znamená, že úspory času a nákladů nemohou být na úkor kvality, která musí zůstat velmi vysoká. Monitorování a řízení viskozity za účelem optimalizace dávkových procesů zajišťuje konzistenci, kvalitu a významné úspory nákladů na materiál a přesnou detekci/odhad stability koncového bodu míchání pro konkrétní šarži. Řízení procesu a sledovatelnost kontinuálního míchání lze zlepšit pomocí inline monitorování a řízení viskozity, což také zajišťuje vysokou úroveň konzistence produktu, opakovatelnost v procesech a výrazně nižší míru zmetkovitosti.
Mezi další použití měření viskozity patří použití údajů poskytnutých zařízením ve formulacích a výzkumu a vývoji formulací k prokázání cílových vlastností a pro efektivní charakterizaci. U farmaceutických a potravinářských výrobků je navíc pro regulační orgány důležitá sledovatelnost procesu a inline měření zajišťují úplnou stopu a stopu produktů v celém výrobním cyklu.

Automatizované in-line měření a řízení viskozity je zásadní pro řízení viskozity během zpracování emulze a pro zajištění toho, aby kritické charakteristiky byly v plném souladu s požadavky napříč více šaržemi, aniž byste se museli spoléhat na offline metody měření a techniky odběru vzorků. Rheonics nabízí následující řešení pro řízení a optimalizaci procesů při formulaci emulzí, zpracování, zvětšování měřítka a testování.
Rheonics nabízí integrované řešení na klíč pro řízení kvality výroby emulzí vyrobené z:
Senzor SRV je umístěn v řadě, takže nepřetržitě měří viskozitu (a hustotu v případě SRD). Výstrahy lze konfigurovat tak, aby upozorňovaly operátora na nezbytnou akci, nebo lze celý proces správy plně automatizovat pomocí RPTC (Rheonics Predictive Tracking Controller). Použití SRV v procesní lince pro přípravu emulze vede ke zlepšení produktivity, ziskových marží a dosažení souladu s předpisy. Rheonics snímače mají kompaktní tvar pro jednoduchou OEM a dodatečnou instalaci. Nevyžadují žádnou údržbu nebo přestavby. Senzory nabízejí přesné, opakovatelné výsledky bez ohledu na to, jak a kde jsou namontovány, bez potřeby speciálních komor, pryžových těsnění nebo mechanické ochrany. Bez použití spotřebního materiálu a bez nutnosti rekalibrace se SRV a SRD extrémně snadno obsluhují, což má za následek extrémně nízké provozní náklady po celou dobu životnosti.
Jakmile je vytvořeno procesní prostředí, je obvykle potřeba jen malé úsilí k udržení konzistence integrity systémů – operátoři se mohou spolehnout na přísnou kontrolu s Rheonics řešení řízení kvality výroby emulzí.

RheonicsSRV a SRD mají velmi malý tvarový faktor pro jednoduchou OEM a dodatečnou instalaci. Umožňují snadnou integraci do jakéhokoli procesního toku. Snadno se čistí a nevyžadují žádnou údržbu ani přestavování. Mají malý půdorys, který umožňuje Inline instalaci v jakékoli procesní lince, čímž se vyhnete dalším požadavkům na prostor nebo adaptér.
Rheonics SRV a SRD jsou k dispozici v tri-clamp a DIN 11851 připojení kromě vlastních procesních připojení.
Jak SRV, tak SRD splňují požadavky na shodu s potravinami podle předpisů FDA a EU.
Rheonics SRV a SRD používají unikátní patentovaný koaxiální rezonátor, ve kterém se dva konce senzorů stáčejí v opačných směrech, čímž se ruší reakční momenty na jejich montáži a jsou tak zcela necitlivé na montážní podmínky a průtoky. Snímací prvek je umístěn přímo v kapalině bez zvláštních požadavků na pouzdro nebo ochrannou klec.
Rheonics" RheoPulse software je výkonný, intuitivní a pohodlný na používání. Procesní kapalinu v reálném čase lze sledovat na integrovaném IPC nebo na externím počítači. Více senzorů rozmístěných po celém závodě je spravováno z jedné palubní desky. Žádný vliv pulzování tlaku čerpáním na provoz snímače nebo přesnost měření. Žádný účinek vibrací.
Přímo nainstalujte senzor do vašeho procesního proudu, abyste mohli provádět měření viskozity v reálném čase (a hustoty). Není potřeba žádné obtokové potrubí: senzor může být ponořen do potrubí; průtok a vibrace neovlivňují stabilitu a přesnost měření.
V nepravděpodobném případě poškození snímače vyměňte snímače bez výměny nebo přeprogramování elektroniky. Drop-in náhrady pro senzor i elektroniku bez jakýchkoli aktualizací firmwaru nebo změn kalibrace. Snadná montáž. K dispozici se standardními a vlastními procesními připojeními, jako je NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Přírubové, Varinline a další sanitární a hygienické přípojky. Žádné speciální komory. Snadno odstranitelné pro čištění nebo kontrolu. SRV je také k dispozici s DIN11851 a tri-clamp připojení pro snadnou montáž a demontáž. Sondy SRV jsou hermeticky uzavřeny pro čištění na místě (CIP) a podporují vysokotlaké mytí s konektory IP69K M12.
Napájení 24 V DC s odběrem proudu menším než 0.1 A během normálního provozu.
Ultra rychlá a robustní elektronika v kombinaci s komplexními výpočetními modely dělá Rheonics zařízení patří k nejrychlejším, všestranným a nejpřesnějším v oboru. SRV a SRD poskytují v reálném čase přesné měření viskozity (a hustoty u SRD) každou sekundu a nejsou ovlivněny změnami průtoku!
RheonicsPřístroje jsou konstruovány tak, aby prováděly měření v nejnáročnějších podmínkách.
SRV je k dispozici s nejširší provozní rozsah na trhu pro inline procesní viskozimetr:
RheonicsSRD je jedinečný produkt, který nahrazuje tři různé přístroje pro měření viskozity, hustoty a teploty. Odstraňuje potíže se společným umístěním tří různých přístrojů a poskytuje extrémně přesná a opakovatelná měření v nejdrsnějších podmínkách.
Integrujte SRV do procesní linky a zajistěte konzistenci v průběhu let. SRV neustále sleduje a řídí viskozitu (a hustotu v případě SRD) a adaptivně aktivuje ventily pro dávkování složek směsi. Optimalizujte proces pomocí SRV a zažijte méně odstávek, nižší spotřebu energie, menší nesoulad a úspory nákladů na materiál. Nakonec to přispívá k lepšímu výsledku a lepšímu prostředí!
SRV (a SRD) monitoruje čištění kapalinových potrubí monitorováním viskozity (a hustoty) čisticího prostředku/rozpouštědla během fáze čištění. Senzor detekuje jakékoli malé zbytky, což umožňuje obsluze rozhodnout, kdy je potrubí čisté/vhodné pro daný účel. SRV (a SRD) alternativně poskytuje informace automatizovanému čisticímu systému, aby bylo zajištěno úplné a opakovatelné čištění mezi jednotlivými cykly, a tím je zajištěn plný soulad s hygienickými normami zařízení na výrobu potravin.

Mozkem těchto senzorů je sofistikovaná patentovaná elektronika. SRV a SRD jsou k dispozici s průmyslovými standardními procesními připojeními, jako je ¾” NPT, DIN 11851, příruba a Tri-clamp umožňuje operátorům nahradit stávající teplotní senzor ve své procesní lince za SRV/SRD poskytující kromě přesného měření teploty kromě přesného měření teploty také informace o procesních tekutinách, jako je viskozita, vysoce hodnotné a použitelné informace o procesních tekutinách pomocí vestavěného Pt1000 (k dispozici DIN EN 60751 třída AA, A, B) .
Elektronika snímače, která je k dispozici jak v krytu převodníku, tak i v malém provedení na DIN lištu, umožňuje snadnou integraci do procesních linek a do vnitřních skříní strojů.
Mnoho analogových a digitálních komunikačních metod implementovaných v senzorové elektronice umožňuje snadné a snadné připojení k průmyslovým PLC a řídicím systémům.
Možnosti analogové a digitální komunikace
Volitelné možnosti digitální komunikace
Rheonics nabízí jiskrově bezpečné senzory certifikované podle ATEX a IECEx pro použití v nebezpečném prostředí. Tyto senzory splňují základní zdravotní a bezpečnostní požadavky týkající se návrhu a konstrukce zařízení a ochranných systémů určených pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu.
Vlastní certifikace pro jiskrovou bezpečnost a odolnost proti výbuchu Rheonics také umožňuje přizpůsobení stávajícího senzoru, což našim zákazníkům umožňuje vyhnout se času a nákladům spojeným s identifikací a testováním alternativy. Vlastní senzory mohou být poskytnuty pro aplikace, které vyžadují jednu jednotku až tisíce jednotek; s dodacími lhůtami týdny versus měsíce.


Přímo nainstalujte snímač do proudu procesu a proveďte měření viskozity a hustoty v reálném čase. Není zapotřebí obtokové vedení: senzor lze ponořit do potrubí; průtok a vibrace neovlivňují stabilitu a přesnost měření. Optimalizujte výkon míchání prováděním opakovaných, po sobě jdoucích a konzistentních testů kapaliny.
In-line místa kontroly kvality
Nástroje / senzory
SRV Viskozimetr NEBO an SRD pro další hustotu
Rheonics navrhuje, vyrábí a prodává inovativní systémy pro snímání a monitorování tekutin. Přesná výroba ve Švýcarsku, RheonicsIn-line viskozimetry a hustoměry mají citlivost požadovanou aplikací a spolehlivost potřebnou k přežití v drsném provozním prostředí. Stabilní výsledky – i za nepříznivých podmínek proudění. Žádný vliv poklesu tlaku nebo průtoku. Stejně dobře se hodí pro měření kontroly kvality v laboratoři. Pro měření v celém rozsahu není třeba měnit žádnou součást nebo parametr.