Desarrollo de la viscosidad en tiempo real durante la mezcla y la detección del producto final
Rheonics viscosímetro de proceso SRV or Rheonics Densidad de proceso y viscosímetro SRD Se puede instalar en una variedad de lugares en el proceso de fabricación. El uso del sensor en el recipiente puede beneficiar la producción principalmente al observar el cambio de viscosidad a medida que avanza el proceso de mezcla. Ver la viscosidad durante la mezcla permite al operador optimizar y evitar la sobremezcla o la degradación del producto dependiente del tiempo. Esto permite ahorrar energía y tiempo, ya que el operador puede ver definitivamente cuándo se ha alcanzado el producto final. Esto se puede ver en los datos de muestra de SRV en la Figura 1 a medida que la viscosidad medida alcanza un rango de punto de ajuste deseado (verde).
Monitoring homogeneidad y uniformidad de la mezcla
En segundo lugar, el ruido en la medición de la viscosidad durante la mezcla puede indicar falta de homogeneidad. La Figura 1 muestra datos de SRV de muestra donde el ruido en los datos se reduce a medida que avanza la mezcla y luego, una vez que se alcanza el punto de ajuste, continúa reduciéndose hasta que el ruido de la viscosidad del líquido del proceso se mantiene dentro de la tolerancia (región verde). Por lo tanto, las lecturas de SRV de los recipientes de mezcla pueden indicar la calidad de la mezcla y, posteriormente, la calidad o la vida útil de la pulpa, ya que el procesamiento excesivo puede provocar la degradación de la pulpa.
Detección de problemas de mezcla
Por último, la instalación de un sensor en un mezclador permite detectar la acumulación de aglomerados, burbujas u otros artefactos en el tanque. Las desviaciones con respecto a la envolvente del proceso pueden indicar grumos y burbujas. Las desviaciones por encima generalmente indican artefactos sólidos, y las desviaciones por debajo indican burbujas. (No se muestran desviaciones de este tipo en este conjunto de datos de muestra).
Figura 1: Datos de proceso de muestra de SRV en el recipiente de mezcla. El color verde indica el punto de ajuste y la región de tolerancia. El color azul son mediciones de viscosidad individuales. El color negro son datos de viscosidad suavizados.
Mediciones continuas vs. mediciones intermitentes
El uso de sensores de viscosidad en recipientes mezcladores se puede realizar de forma continua o intermitente. Si bien la máxima información se puede obtener instalando la sonda de forma permanente en el recipiente mezclador, existen casos de uso que exigen un muestreo periódico.
Monitoreo continuooring del proceso de mezcla
Esta opción es la más sencilla para la mayoría de las situaciones y proporciona al operador la mayor cantidad de información. Los beneficios de control de calidad de esta opción son dobles: 1) mediciones continuas que se pueden comparar con mediciones fuera de línea en cualquier momento: lo que reduce la necesidad de mediciones fuera de línea y 2) cualquier problema potencial se puede detectar de inmediato. El control de procesos basado en la medición continua de la viscosidad con la SRV se puede controlar de forma estricta para evitar sobrepasos de viscosidad que podrían arruinar un lote o un segmento de un proceso continuo. Con datos de todo el tiempo de procesamiento, siempre se pueden conocer las propiedades de la mezcla y el sistema no requiere intervención.
Monitoreo intermitenteoring de producto mixto
En algunos procesos, es conveniente realizar mediciones intermitentes con la SRV en el recipiente de mezcla. Las razones para esto pueden incluir: patrones de flujo de fluidos cuidadosamente prescritos que pueden verse alterados incluso por un sensor pequeño; incapacidad para instalar un sensor en el recipiente de mezcla (cuando las cuchillas raspan todas las superficies y no es posible el montaje desde la tapa); alta fuerza de flexión en el sensor (fluidos de alta viscosidad: existen soluciones en Rheonics portafolio para mezclas de alta viscosidad); necesidades de limpieza (acumulación de producto en sensores); reducción de impacto (procesos multifásicos con agregados grandes); o protocolos estándar de la industria. Cuando se monitorea de forma intermitenteoringEs importante tener en cuenta el tiempo de medición, ya sea en un entorno fluido o estático, y se debe tener cuidado de insertar la sonda en la misma región de flujo al comparar mediciones en entornos fluidos.
Ubicaciones de instalación
Instalación de Rheonics El viscosímetro en línea se puede utilizar desde la tapa, el lateral, la parte inferior o en una línea de recirculación. La siguiente tabla explica en qué situaciones de mezcla se recomienda cada una.
Rheonics Los sensores en línea de viscosidad y densidad se pueden instalar en tanques y recirculación para rastrear el proceso de mezcla en moldes, bebidas y otras industrias.
Figura 2: Ubicaciones de instalación del tanque de mezcla (consulte la Tabla 1 para obtener consejos para la elección de la ubicación).
La información del producto para cada ubicación de instalación se encuentra aquí: Rheonics Viscosímetro y densímetro en línea en tanque y línea de recirculación para procesos de mezclaAdemás, al realizar pruebas intermitentes, insertar la sonda desde la parte superior suele ser la opción más práctica, ya que se puede instalar y quitar durante el proceso de mezcla.
Tabla 1: Vistas ampliadas y recomendaciones para las posiciones de los sensores de la Figura 2.
| Vista ampliada | N ° | Cuándo usarlos | Inconvenientes |
|---|---|---|---|
 | 1. Inserción larga desde arriba | El rotor mezclador está en la parte inferior y raspa los costados, dañando los agregados con mayor densidad que el fluido. | Variabilidad del nivel del tanque, si el lote y el fluido del proceso se reducen con el tiempo. |
 | 2. Instalación empotrada | Permite un gran rotor de mezcla, ideal para fluidos de baja viscosidad sin adherencia a las paredes. Compatible con diseño higiénico. | Procedimientos de limpieza o mezcla que involucran raspadores de pared. |
 | 3. Largo Tri-Clamp inserción en la pared | Coloca la sonda en las mejores áreas mezcladas en fluidos con efectos de pared como adhesión y capas límite. | Se necesita un rotor más pequeño para utilizar una sonda larga a la altura del rotor. El sensor es más propenso a dañarse al retirar el rotor u otros componentes del tanque. |
 | 4. Instalación roscada en pared | Ideal cuando el tanque ya tiene puertos roscados NPT. | No siempre es higiénico. Puede acumularse alrededor de la parte superior del área de detección si el Weldolet es demasiado largo. |
 | 5. Instalación larga desde abajo | Cuando se preocupa el gradiente de densidad o la mezcla incompleta. Se desea detectar grumos sólidos que se han hundido. | Si los grumos sólidos son lo suficientemente grandes y pesados, esta posición es vulnerable y también puede causar problemas de limpieza. |
 | 6. Instalación roscada en tubería | Si el reactor tiene patrones de flujo prescritos, estos no deben interrumpirse en el propio recipiente de mezcla. | Se debe tener en cuenta el tamaño de la tubería. Cuando no hay una línea de recirculación, esto solo puede ser una "verificación" después de que el producto ya esté en movimiento hacia la siguiente operación unitaria. |
 | 7. Instalación roscada de inserción larga en codo de tubería | Tuberías estrechas, de 2” o menos. Permite la sonda en el campo de flujo sin preocupaciones por la acumulación. No necesita ser una curva en la parte superior de una tubería. Ideal para materiales que tienden a solidificarse en el equipo. | Requiere una curva. Cuando no hay línea de recirculación, esto solo puede ser una "verificación" después de que el producto ya esté en movimiento hacia la siguiente operación unitaria. |
Las figuras 3, 4 y 5 muestran instalaciones específicas de tanques mezcladores con un mezclador de rotor central en la figura 3 y un mezclador de alta velocidad con un raspador en la figura 4. En la figura 5, se muestra una configuración para pruebas intermitentes. Esta no es de ninguna manera una lista completa, pero proporciona algunas instalaciones comunes de recipientes mezcladores.
Figura 3: Instalación en tanque de mezcla
Figura 4: Instalación en mezclador disolvedor de alta velocidad.
Figura 5: Instalación de un monitor intermitenteoring Sistema en el que la sonda se puede bajar al mezclador cuando sea necesario.
Control y Automatización de Procesos
Tener pleno conocimiento del progreso de la mezcla y la homogeneidad del sistema desde el monitororing Las mediciones de viscosidad en tiempo real brindan la oportunidad de ajustar de manera incremental los fluidos de entrada para adaptarse a las condiciones. Después de un uso prolongado, un ingeniero de procesos puede crear una envolvente de proceso esperada (consulte la Figura 6) en torno a los datos encontrados en ejecuciones anteriores por el sensor. Esta envolvente esperada permite a los operadores saber si la viscosidad se está desarrollando normalmente y permite realizar ajustes si surgen problemas sin esperar a que se complete la mezcla. Esto ayuda a detectar las diferencias en la materia prima de manera temprana. En el ejemplo que se muestra en la Figura 6, la viscosidad se desarrolla durante un tiempo de mezcla de 10 horas. La ejecución actual se muestra en azul y se puede recibir una alerta de que la ejecución actual se está desarrollando de manera anormal en solo unas pocas horas, lo que permite al operador realizar ajustes tempranos y ahorrar horas de tiempo de procesamiento.
Figura 6: Las líneas rojas punteadas forman la envolvente del proceso prevista. Las ejecuciones anteriores y sus valores promedio se ven en gris. El punto de ajuste con una tolerancia dada se muestra en la región verde. Para la ejecución actual (azul), el desarrollo anormal de la viscosidad ya se puede detectar a los 200 minutos.
Impacto de la viscosidad en las velocidades de mezcla
Las lecturas de viscosidad cambian con el caudal de fluidos sensibles al esfuerzo cortante no newtoniano, y el aumento de la viscosidad puede reducir el caudal con la misma cantidad de mezcla. Esto debe tenerse en cuenta al interpretar los resultados.
Control de calidad continuo
Los datos sobre las condiciones actuales en el tanque y su relación con el producto resultante pueden brindarles a los operadores la confianza de que las verificaciones fuera de línea pasarán el control de calidad y, en última instancia, les permiten tener una mayor confianza en que los productos finales también tienen propiedades correctas de manera constante. La inclusión de puntos de datos adquiridos a partir de mediciones de control de calidad estándar (por ejemplo, Brookfield, Zahn u otras pruebas manuales) puede ayudar a los operadores a ver cómo las desviaciones en estas medidas se correlacionan con las lecturas cambiantes del SR-Sensor. Como los SR-Sensores no son intrusivos en el proceso, las pruebas manuales pueden continuar realizándose como de costumbre y se puede realizar una correlación empírica entre la prueba manual y la viscosidad del SR-Sensor. Dicha correlación tendrá que ser única para cada fluido que se esté produciendo. De manera óptima, una desviación en la viscosidad del SR-Sensor puede incluso alertar a los operadores sobre la necesidad de una prueba de control de calidad manual (pruebas activadas por eventos).
Cómo elegir el sensor SR
Para ambos sensores SR, se deben tener en cuenta los requisitos del proceso en materia de seguridad contra explosiones, seguridad higiénica, seguridad alimentaria y limpieza in situ (CIP). Cuando se requieren certificaciones de seguridad contra explosiones Rheonics ofrece Sensores SR con certificación ATEX e IECEx. Para la higiene y la seguridad alimentaria y farmacéutica. Sensores SR certificados por EHEDG piadoso Rheonics Se recomiendan. Una vez instalados, los sensores SR se pueden utilizar para indicar la limpieza de una línea de proceso y Optimice los sistemas de limpieza in situ (CIP) y con Certificado 3-A Rheonics Sensores SR Puede estar seguro de mantener el pleno cumplimiento de los estándares sanitarios CIP en su proceso. Si los sensores deben retirarse para su limpieza (por ejemplo, raspado), Sensores SR retráctiles Se pueden utilizar. Los sensores SR no requieren mantenimiento, no tienen partes móviles, tienen un sello de metal a metal y no necesitan polímeros para su funcionamiento, lo que los convierte en una sencilla incorporación a cualquier proceso para mejorar el control y la calidad.
Para elegir entre SRD y SRV en los recipientes de mezcla, un SRD brinda a los usuarios información adicional sobre su proceso, es decir, la densidad del fluido más allá de la viscosidad y la temperatura medidas por SRV. Dado que la densidad y la viscosidad son propiedades relacionadas físicamente, la densidad puede brindar una visión temprana de un aumento inesperado de la viscosidad. Sin embargo, para las mediciones SRD, las burbujas, la baja velocidad y las grandes gotas en el sistema pueden aumentar el ruido en las lecturas. Por lo tanto, si hay una gran cantidad de ruido en los datos cuando se utiliza un SRV, no se recomienda un SRD y se debe continuar utilizando el SRV.
La conexión de proceso de cualquiera de los sensores se puede personalizar según el proceso. Hay sondas al ras, cortas y largas y varias conexiones de proceso disponibles que se pueden explorar aquí: Instalación de SRV y SRD.
Referencias
- Rheonics SRV » Viscosímetro en línea en línea para monitorización de viscosidad de fluidosoring
- Rheonics SRD » Densímetro en línea, concentración de gravedad específica en línea
- ATEX – Certificación IECEx » rheonics :: viscosímetro y densímetro
- Certificado 3-A Rheonics Viscosímetro y densímetro de proceso » rheonics :: viscosímetro y densímetro
- Rheonics Sensores de viscosidad y densidad en línea certificados por EHEDG para aplicaciones alimentarias y farmacéuticas » rheonics :: viscosímetro y densímetro
- ¿Qué es el PIC? Optimización de sistemas CIP (Clean In Place) con mediciones de viscosidad y densidad en línea » rheonics :: viscosímetro y densímetro
- Instalación del viscosímetro SRV
- Densímetro y viscosímetro retráctil – Tipo SR-X5 y X8
