L'atomizzazione è un processo utilizzato per scomporre un liquido in goccioline fini, solitamente forzandolo attraverso un ugello, a volte con l'ausilio di un gas ad alta velocità o alta pressione. Esempi noti includono spray per profumi, tubi da giardino e deodoranti aerosol. La viscosità gioca un ruolo cruciale nell'atomizzazione, influenzando direttamente le dimensioni delle goccioline, il tipo di spruzzo e la portata. Monitoraggio della viscosità in lineaoring garantisce prestazioni costanti ed evita una copertura non uniforme, intasamenti o usura delle apparecchiature.
Tabella dei Contenuti
- Introduzione
- Rheonics Viscosimetro in linea SRV
- L'importanza della viscosità nell'atomizzazione
- Applicazioni chiave
- Condizioni di processo e migliori pratiche
Introduzione
In ambienti industriali, l'atomizzazione svolge un ruolo importante nelle applicazioni in cui la dimensione, la distribuzione e la consistenza delle gocce possono influire sulla qualità e sulle prestazioni del prodotto. Tra i settori che utilizzano questo processo figurano quello alimentare e farmaceutico (essiccazione a spruzzo), automobilistico ed elettronico (rivestimento a spruzzo), agricolo (spruzzatura di pesticidi e fertilizzanti) e manifatturiero (applicazione di vernici).
Solitamente, si utilizza il campionamento tradizionale in laboratorio, ma questo fornisce informazioni occasionali che non sono in grado di rilevare cambiamenti in tempo reale. D'altra parte, le misurazioni in linea offrono una visibilità continua e in tempo reale del processo, consentendo di avere una risposta più rapida.
Figura 2: Rheonics monitoraggio della viscositàoring sull'essiccazione a spruzzo.
Rheonics Viscosimetro in linea SRV
Rheonics Il sensore SRV misura un'ampia gamma di viscosità e temperatura in tempo reale ed è adatto all'installazione in serbatoi per il monitoraggio dei processi di miscelazione e in tubazioni per la misurazione continua del fluido in movimento. È particolarmente adatto per processi di miscelazione ad alta velocità e non è influenzato dalla presenza di bolle nel fluido o da vibrazioni esterne.
Figura 3: Rheonics Sonde sensore SRV dal design versatile per l'installazione.
Questo sensore è calibrato in fabbrica e non necessita di ricalibrazione per tutta la sua durata operativa. Tuttavia, i clienti potrebbero richiedere la calibrazione o la verifica degli strumenti utilizzati nel loro settore nell'ambito del Controllo Qualità. È possibile eseguire ulteriori regolazioni o correzioni dell'offset opzionali, se necessario, per ottenere la corrispondenza con riferimenti specifici. Per maggiori dettagli, consultare Calibrazione del viscosimetro di processo in linea SRV in campo e in fabbrica.
Rheonics La tecnologia dei sensori si basa su un risonatore torsionale bilanciato (BTR). Questa tecnologia brevettata offre un vantaggio significativo rispetto ai prodotti della concorrenza, poiché consente ai sensori di essere compatti, leggeri e insensibili alle vibrazioni esterne.
L'SRV è disponibile in configurazioni compatibili con applicazioni ad alta pressione, il che lo rende ideale per installazioni di pre-irrorazione in cui le linee hanno diametri ridotti e funzionano ad alta pressione.
Rheonics offre celle di flusso ad alta pressione e adattatori dedicati. Ad esempio:
Figura 4: Rheonics Installazione e dimensioni dell'HPT-12G
Cella di flusso igienica G1/2
Proprietà:
- Attacco filettato G 1/2″
- Pressione massima: 500 bar (7250 psi).
- Volume del fluido: 9 mL.
- Materiale: acciaio inossidabile 316L.
- Ideale per linee di piccole dimensioni (da DN5 a DN25) o come bypass in condotte più grandi.
- Il design igienico, adatto per applicazioni di pulizia in loco (CIP), richiede O-ring di tenuta.
- Si consiglia di installare seguendo la direzione del flusso (indicata sulla superficie), ma è possibile invertirla.
Figura 5: Rheonics Installazione e dimensioni dell'HPT-SRV.
Cella di flusso ad alta pressione
Proprietà:
- Collegamento sonda sensore filettato da 3/4″ NPT, porte di ingresso/uscita da 9/16″-18 UNF.
- Pressione massima: 690 bar (10,000 psi).
- Volume del fluido: 4.3 mL.
- Design compatto per applicazioni ad alta pressione e alta temperatura.
- Progettato per un contatto ottimale con il fluido in linee di piccolo diametro o bypass.
- Richiede guarnizione in PTFE e adattatori specifici di ingresso/uscita (non inclusi).
Figura 6: Installazione e dimensioni dell'IFC-34N-SRV.
Cella di flusso NPT da 3/4"
Proprietà:
- Collegamenti per tubi e sensori da 3/4″ – 14 NPT.
- Pressione massima: 200 bar (2900 psi).
- Volume del fluido: 60 mL.
- Adatto per installazione in linea o bypass su condotte di grandi dimensioni.
- Garantisce un profilo di flusso stabile attorno all'elemento di rilevamento SRV.
- Installazione standard NPT, richiesta sigillatura con nastro in Teflon
Questi accessori consentono un'installazione affidabile e prestazioni elevate nei sistemi pressurizzati. Per ulteriori opzioni di accessori, consultare il sito Rheonics Accessori per viscosimetro SRV.
L'importanza della viscosità nell'atomizzazione
Diversi fattori influenzano l'atomizzazione e la facilità con cui un flusso di liquido si atomizza dopo essere fuoriuscito da un orifizio. Tra questi fattori rientrano le proprietà del fluido, come tensione superficiale, viscosità e densità.
La viscosità misura la resistenza di un fluido al flusso. All'aumentare della viscosità, il fluido diventa più difficile da pompare, miscelare o trasportare. Pertanto, la misurazione della viscosità diventa un aspetto chiave del processo.
Monitoraggio della viscosità in lineaoring prima degli atomizzatori consente di avere un controllo in tempo reale della formazione delle goccioline, garantendo costantemente:
- Dimensione goccia: Una viscosità più elevata solitamente crea goccioline di dimensioni maggiori. Ad esempio, nei rivestimenti, dimensioni delle goccioline non corrette causano superfici irregolari, buccia d'arancia o cedimenti. Nella combustione, le dimensioni delle goccioline influiscono sull'efficienza del carburante e sulle emissioni.
- Angolo e modello di spruzzo: Le variazioni di viscosità possono influenzare l'angolo e il getto di spruzzo, causando una copertura non uniforme. Questo è fondamentale per applicazioni come l'irrorazione agricola o il rivestimento industriale.
- Portata e prestazioni dell'ugello: Le variazioni di viscosità possono influire sulla portata attraverso l'ugello. Fluidi altamente viscosi possono richiedere una pressione maggiore e causare l'intasamento dell'ugello, riducendo l'efficienza e persino causando l'usura delle apparecchiature.
La misurazione della viscosità consente di regolare le condizioni dei parametri di atomizzazione per ottenere risultati ripetibili.
Applicazioni chiave
Ecco le principali applicazioni che coinvolgono l'atomizzazione e perché il monitoraggiooring la viscosità è essenziale:
Essiccazione a spruzzo (alimentare, farmaceutica, chimica)
La viscosità influisce direttamente sulla formazione di goccioline durante l'essiccazione a spruzzo, che a sua volta influenza la cinetica di essiccazione, la distribuzione granulometrica, la densità apparente, la scorrevolezza e la solubilità della polvere risultante. Monitoraggio della viscositàoring prima dell'ugello garantisce una qualità costante della polvere, previene l'intasamento dell'ugello e aumenta l'efficienza energetica.
Figura 7: Sistema di essiccazione a spruzzo [2].
Applicazioni di rivestimento (rivestimenti automobilistici, industriali, funzionali)
La viscosità di un liquido di rivestimento determina la dimensione delle gocce, il ventaglio di spruzzatura, lo spessore del film, il livellamento e l'aspetto finale della superficie, escludendo difetti come buccia d'arancia, colature o colature. Il controllo della viscosità in linea garantisce uno spessore uniforme, migliora la qualità della finitura, riduce al minimo gli sprechi e previene l'incrostazione degli ugelli.
Figura 8: Rivestimento automobilistico mediante spruzzatura [3].
Elaborazione chimica e spruzzatura di reazione (sistemi SCR, lavaggio del gas, polimerizzazione)
In processi come il lavaggio dei gas di combustione, la polimerizzazione a spruzzo o il dosaggio catalitico, l'atomizzazione è fondamentale per il trasferimento di massa e l'efficacia della reazione. Le variazioni di viscosità possono compromettere la penetrazione e l'uniformità dello spruzzo. Monitoraggio continuooring aiuta a mantenere le prestazioni di reazione, evitare intasamenti e garantire l'uniformità del prodotto.
Figura 9: Depuratori di gas chimici [4].
Atomizzazione del carburante (motori a combustione, turbine a gas, bruciatori)
La viscosità del carburante determina la qualità dell'atomizzazione, che a sua volta influenza la vaporizzazione, la miscela aria-carburante, l'efficienza della combustione e i tassi di emissione come NOx (ossidi di azoto) e SO2 (anidride solforosa). La misurazione in linea è essenziale nella gestione di diverse miscele di carburante, come biocarburanti o oli pesanti, per evitare la formazione di coke e garantire una combustione stabile.
Figura 10: Atomizzazione del carburante [5].
Irrorazione agricola (pesticidi, erbicidi, fertilizzanti)
La distribuzione dimensionale delle goccioline di irrorazione nelle applicazioni agricole è fortemente influenzata dalla viscosità del fluido, che influisce sul potenziale di deriva, sulla penetrazione nella chioma e sull'attività biologica. Monitoraggio in tempo realeoring consente un'applicazione precisa, riduce gli effetti indesiderati e consente modifiche alla formulazione o variazioni di temperatura.
Figura 11: Irrorazione di pesticidi [6].
Umidificazione e condizionamento dell'aria (industriale, HVAC)
Negli umidificatori HVAC e industriali, la viscosità influenza la dimensione delle gocce e la velocità di evaporazione, influenzando il controllo dell'umidità, il consumo energetico e la bagnatura delle superfici. La misurazione in linea garantisce un adeguato controllo dell'umidità.
Figura 12: Sistema HVAC.
Rivestimento per dispositivi medici (stent, cateteri)
I rivestimenti medicali richiedono uno spessore molto uniforme per un rilascio efficace del farmaco e una risposta funzionale. La viscosità è uno dei parametri più importanti da regolare nella deposizione a spruzzo. Monitoraggio in lineaoring garantisce coerenza, soddisfa rigorosi standard di convalida e riduce gli errori dei lotti.
Figura 13: Settore dei dispositivi medici [7].
Produzione additiva (getto di legante, getto di materiale)
Nelle tecnologie di stampa 3D come il binder jetting, la viscosità influenza la forma delle gocce, la precisione e l'interazione con il substrato o il letto di polvere, il che influisce sulla risoluzione e sulla resistenza meccanica. Monitoraggio in tempo realeoring migliora la qualità dei pezzi, riducendo i guasti dei lotti.
Figura 14: Produzione additiva [8].
Condizioni di processo e migliori pratiche
Pulibilità della sonda
Rheonics Il viscosimetro SRV è facile da installare in tubazioni o serbatoi. Il cliente deve configurare la connessione di processo e la lunghezza della sonda in base alle esigenze di ogni applicazione. La lunghezza della sonda è personalizzabile, consentendo la corretta immersione dell'elemento sensibile nel fluido. Una buona immersione è fondamentale per misurare dati accurati e ridurre al minimo i depositi sull'area di rilevamento, qualora questi siano probabili a causa della composizione del fluido.
Limite di velocità del flusso
Rheonics I sensori sono generalmente compatibili con velocità di flusso fino a 10 m/s. Poiché nelle linee di alimentazione degli atomizzatori, le velocità di flusso possono raggiungere velocità così elevate da impedire il cedimento, si consiglia di installare la sonda parallelamente alla direzione del flusso nei gomiti, in quanto ciò può ridurre l'impatto meccanico. Tuttavia, velocità in questo intervallo possono comunque aggiungere troppo rumore alle letture. Per maggiori dettagli, vedere Rheonics Sensori tipo SR per applicazioni ad alta portata e alta viscosità.
Particelle nel fluido
Rheonics I sensori possono gestire particelle morbide di dimensioni micrometriche con un impatto minimo sulla precisione e qualsiasi rumore di segnale aggiuntivo può essere filtrato dall'elettronica. Tuttavia, i fluidi di atomizzazione che spesso includono particelle più grandi (di dimensioni millimetriche o superiori) possono causare instabilità di lettura e danni meccanici al sensore. Pertanto, è consigliabile valutare la possibilità di una pre-selezione o di un'installazione lontano da queste particelle.
