La atomización es un proceso que se utiliza para fragmentar un líquido en gotitas finas, generalmente forzándolo a pasar a través de una boquilla, a veces con la ayuda de un gas a alta velocidad o presión. Ejemplos comunes incluyen perfumes en aerosol, mangueras de jardín y desodorantes en aerosol. La viscosidad juega un papel crucial en la atomización, afectando directamente el tamaño de las gotitas, el patrón de pulverización y el caudal. El monitoreo de la viscosidad en línea garantiza un rendimiento constante y previene la cobertura desigual, las obstrucciones y el desgaste del equipo.
Tabla de Contenido
- Introducción
- Rheonics Viscosímetro en línea SRV
- La importancia de la viscosidad en la atomización
- Aplicaciones clave
- Condiciones del proceso y mejores prácticas
Introducción
En entornos industriales, la atomización desempeña un papel importante en aplicaciones donde el tamaño, la distribución y la consistencia de las gotas pueden afectar la calidad y el rendimiento del producto. Entre las industrias que utilizan este proceso se incluyen la alimentaria y farmacéutica (secado por aspersión), la automotriz y la electrónica (recubrimiento por aspersión), la agrícola (pulverización de pesticidas y fertilizantes) y la manufacturera (aplicación de pintura).
Generalmente, se utiliza el muestreo tradicional de laboratorio, pero este proporciona información ocasional que no permite capturar cambios en tiempo real. Por otro lado, las mediciones en línea ofrecen visibilidad continua y en tiempo real del proceso, lo que permite una respuesta más rápida.
Rheonics Viscosímetro en línea SRV
Rheonics El sensor SRV mide un amplio rango de viscosidad y temperatura en tiempo real y es apto para su instalación en tanques para supervisar los procesos de mezcla, así como en tuberías para la medición continua del flujo de fluidos. Es especialmente adecuado para procesos de mezcla de alta velocidad y no se ve afectado por la presencia de burbujas en el fluido ni por vibraciones externas.
Este sensor viene calibrado de fábrica y no necesita recalibración durante su vida útil. Sin embargo, los clientes podrían requerir calibración o verificación de los instrumentos utilizados en su industria como parte de su control de calidad. Se pueden realizar reajustes o correcciones de compensación opcionales si es necesario para que coincidan con referencias específicas. Para más detalles, consulte Calibración del viscosímetro de proceso en línea SRV en campo y en fábrica.
Rheonics La tecnología de los sensores se basa en un resonador torsional balanceado (BTR). Esta tecnología patentada ofrece una ventaja significativa sobre la competencia, ya que permite que los sensores sean compactos, ligeros y resistentes a las vibraciones externas.
El SRV está disponible en configuraciones compatibles con aplicaciones de alta presión, lo que lo hace ideal para configuraciones de prepulverización donde las líneas tienen diámetros pequeños y funcionan a alta presión.
Rheonics Ofrece celdas de flujo de alta presión y adaptadores específicos. Por ejemplo:
Celda de flujo higiénica G1/2
Propiedades:
- Conexión roscada G 1/2″
- Presión máxima: 500 bar (7250 psi).
- Volumen del líquido: 9 mL.
- Material: Acero inoxidable 316L.
- Ideal para líneas pequeñas (DN5 a DN25) o bypass en tuberías más grandes.
- El diseño higiénico, adecuado para aplicaciones de limpieza en el lugar (CIP), requiere O-ring sellando.
- Se recomienda instalarlo según la dirección del flujo (etiquetada en la superficie), pero se puede invertir.
Celda de flujo de alta presión
Propiedades:
- Conexión de sonda de sensor roscada NPT de 3/4″, puertos de entrada/salida de 9/16″-18 UNF.
- Presión máxima: 690 bar (10,000 psi).
- Volumen del líquido: 4.3 mL.
- Diseño compacto para aplicaciones de alta presión y alta temperatura.
- Diseñado para un contacto óptimo con el fluido en líneas o derivaciones de pequeño calibre.
- Necesita sellado de PTFE y adaptadores de entrada/salida específicos (no incluidos).
Celda de flujo NPT de 3/4”
Propiedades:
- Conexiones de sensor y tubería de 3/4″ – 14 NPT.
- Presión máxima: 200 bar (2900 psi).
- Volumen del líquido: 60 mL.
- Adecuado para instalación en línea o derivación en tuberías más grandes.
- Garantiza un perfil de flujo estable alrededor del elemento sensor SRV.
- Instalación NPT estándar, se requiere sellado con cinta de teflón
Estos accesorios permiten una instalación y un rendimiento fiables en sistemas presurizados. Para más opciones de accesorios, siga Rheonics Accesorios para viscosímetros SRV.
La importancia de la viscosidad en la atomización
Diversos factores afectan la atomización y la facilidad con la que una corriente de líquido se atomiza tras salir de un orificio. Entre estos factores se encuentran las propiedades del fluido: tensión superficial, viscosidad y densidad.
La viscosidad mide la resistencia de un fluido a fluir. A medida que aumenta la viscosidad, el fluido se vuelve más difícil de bombear, mezclar o transportar. Por lo tanto, la medición de la viscosidad se convierte en un aspecto clave del proceso.
El monitoreo de la viscosidad en línea antes de los atomizadores permite tener un control en tiempo real de la formación de gotas, asegurando consistencia:
- Tamaño de gotaUna mayor viscosidad suele generar gotas de mayor tamaño. Por ejemplo, en recubrimientos, un tamaño de gota incorrecto da como resultado superficies irregulares, piel de naranja o descuelgues. En la combustión, el tamaño de gota afecta la eficiencia del combustible y las emisiones.
- Ángulo y patrón de pulverizaciónLos cambios de viscosidad pueden afectar el ángulo y el patrón de pulverización, lo que resulta en una cobertura irregular. Esto es crucial para aplicaciones como la pulverización agrícola o el recubrimiento industrial.
- Caudal y rendimiento de la boquillaLos cambios de viscosidad pueden afectar el caudal a través de la boquilla. Los fluidos altamente viscosos pueden requerir mayor presión y provocar la obstrucción de la boquilla, lo que reduce la eficiencia e incluso causa desgaste del equipo.
La medición de la viscosidad permite ajustar las condiciones de los parámetros de atomización para obtener resultados repetibles.
Aplicaciones clave
A continuación se presentan las aplicaciones clave que involucran la atomización y por qué es esencial monitorear la viscosidad:
Secado por aspersión (alimentos, productos farmacéuticos, productos químicos)
La viscosidad influye directamente en la formación de gotas durante el secado por aspersión, lo que a su vez afecta la cinética de secado, la distribución del tamaño de partícula, la densidad aparente, la fluidez y la solubilidad del polvo resultante. El monitoreo de la viscosidad antes de la boquilla garantiza una calidad constante del polvo, previene la obstrucción de la boquilla y aumenta la eficiencia energética.
Aplicaciones de recubrimiento (automotriz, industrial, recubrimientos funcionales)
La viscosidad de un líquido de recubrimiento determina el tamaño de la gota, el patrón de pulverización, el espesor de la película, la nivelación y el aspecto final de la superficie, excluyendo defectos como la piel de naranja, las corridas o el descolgamiento. El control de viscosidad en línea proporciona un espesor uniforme, mejora la calidad del acabado, minimiza el desperdicio y previene la obstrucción de las boquillas.
Procesamiento químico y pulverización de reacción (sistemas SCR, depuración de gases, polimerización)
En procesos como la depuración de gases de combustión, la polimerización por pulverización o la dosificación catalítica, la atomización es clave para la transferencia de masa y la eficacia de la reacción. Los cambios de viscosidad pueden alterar la penetración y la uniformidad de la pulverización. La monitorización continua ayuda a mantener el rendimiento de la reacción, evitar obstrucciones y garantizar la uniformidad del producto.
Atomización de combustibles (motores de combustión, turbinas de gas, quemadores)
La viscosidad del combustible determina la calidad de la atomización, lo que a su vez afecta la vaporización, la mezcla aire-combustible, la eficiencia de la combustión y las tasas de emisiones, como NOx (óxidos de nitrógeno) y SO2 (dióxido de azufre). La medición en línea es esencial para el manejo de diversas mezclas de combustibles, como biocombustibles o aceites pesados, para evitar la coquización y garantizar una combustión estable.
Pulverización agrícola (pesticidas, herbicidas, fertilizantes)
La distribución del tamaño de las gotas de pulverización en aplicaciones agrícolas se ve muy influenciada por la viscosidad del fluido, lo que afecta el potencial de deriva, la penetración en el follaje y la actividad biológica. El monitoreo en tiempo real permite una aplicación precisa, la reducción de efectos no deseados y la modificación de la formulación o de la temperatura.
Humidificación y aire acondicionado (industrial, HVAC)
En sistemas de climatización (HVAC) y humidificadores industriales, la viscosidad hace que el tamaño de las gotas y la velocidad de evaporación dependan de ella, lo que influye en el control de la humedad, el consumo de energía y la humectación de superficies. La medición en línea garantiza un control adecuado de la humedad.
Recubrimiento de dispositivos médicos (stents, catéteres)
Los recubrimientos médicos requieren un espesor muy uniforme para una liberación eficaz del fármaco y una respuesta funcional. La viscosidad es uno de los parámetros importantes que deben regularse en la deposición por pulverización. La monitorización en línea garantiza la consistencia, cumple con rigurosos estándares de validación y reduce los fallos de los lotes.
Fabricación aditiva (inyección de aglutinante, inyección de material)
En tecnologías de impresión 3D como la inyección de aglutinante, la viscosidad afecta la forma de las gotas, la precisión y la interacción con el sustrato o el lecho de polvo, lo que afecta la resolución y la resistencia mecánica. La monitorización en tiempo real mejora la calidad de las piezas, reduciendo los fallos de los lotes.
Condiciones del proceso y mejores prácticas
Capacidad de limpieza de la sonda
Rheonics El viscosímetro SRV es fácil de instalar en tuberías o tanques. El cliente debe configurar la conexión y la longitud de la sonda según las necesidades de cada aplicación. La longitud de la sonda es personalizable, lo que permite una correcta inmersión del elemento sensor en el fluido. Una buena inmersión es fundamental para obtener datos precisos y minimizar la formación de depósitos en el área de detección, si estos son probables debido a la composición del fluido.
Límite de velocidad de flujo
Rheonics Los sensores generalmente son compatibles con velocidades de flujo de hasta 10 m/s. Dado que en las líneas de suministro de atomizadores, las velocidades de flujo pueden alcanzar velocidades tan altas que impiden la sedimentación, se recomienda instalar la sonda paralela a la dirección del flujo en los codos, ya que esto puede reducir el impacto mecánico. Sin embargo, velocidades en este rango pueden añadir demasiado ruido a las lecturas. Para más detalles, consulte Rheonics Sensores tipo SR para aplicaciones de alto caudal y alta viscosidad.
Partículas en fluido
Rheonics Los sensores pueden procesar partículas blandas de tamaño micrométrico con un impacto mínimo en la precisión, y cualquier ruido de señal añadido puede ser filtrado por la electrónica. Sin embargo, los fluidos de atomización que suelen contener partículas más grandes (de escala milimétrica o superior) pueden causar inestabilidad en la lectura y daños mecánicos al sensor. Por lo tanto, se debe considerar la preselección o la instalación lejos de estas partículas.
