Recipienti di miscelazione - monitoring e controllo dell'efficienza di miscelazione

Monitoraggio in lineaoring di efficienza di miscelazione nel serbatoio del recipiente con albero e miscelatori utilizzando Rheonics misuratore di viscosità e densità in linea

Sviluppo della viscosità in tempo reale durante la miscelazione e il rilevamento del prodotto finale

Rheonics viscosimetro di processo SRV or Rheonics densità di processo e viscosimetro SRD può essere installato in una varietà di posizioni nel processo di produzione. L'uso del sensore nel recipiente può avvantaggiare la produzione principalmente osservando il cambiamento della viscosità man mano che il processo di miscelazione procede. La visualizzazione della viscosità durante la miscelazione consente all'operatore di ottimizzare ed evitare la miscelazione eccessiva o la degradazione del prodotto dipendente dal tempo. Ciò consente risparmi di energia e tempo poiché l'operatore può vedere in modo definitivo quando è stato raggiunto il prodotto finale. Ciò può essere visto nei dati SRV di esempio nella Figura 1 quando la viscosità misurata raggiunge un intervallo di setpoint desiderato (verde).

Monitoring omogeneità e uniformità della miscelazione

In secondo luogo, il rumore nella misurazione della viscosità durante la miscelazione può indicare disomogeneità. La Figura 1 mostra i dati SRV campione in cui il rumore nei dati si riduce con l'avanzare della miscelazione, quindi dopo che è stato raggiunto il setpoint, continua a ridursi finché il rumore della viscosità del liquido di processo rimane entro la tolleranza (regione verde). Pertanto, le letture SRV dai recipienti di miscelazione possono indicare la qualità della miscelazione e, di conseguenza, la qualità o la durata della sospensione poiché un'elaborazione eccessiva può portare alla degradazione della sospensione.

Rilevamento dei problemi di miscelazione

Infine, l'installazione del sensore in un miscelatore consente di rilevare l'accumulo di agglomerati, bolle o altri artefatti nel serbatoio. Le deviazioni dall'involucro del processo possono indicare grumi e bolle. Le deviazioni superiori indicano generalmente artefatti solidi e le deviazioni inferiori indicano bolle. (Non sono mostrate deviazioni di questo tipo in questo set di dati di esempio.)

Figura 1: Dati di processo campione da SRV nel recipiente di miscelazione. Il verde indica il setpoint e la regione di tolleranza. Il blu indica le singole misurazioni della viscosità. Il nero indica i dati di viscosità levigati.

Misurazioni continue vs. intermittenti

L'uso di sensori di viscosità nei recipienti di miscelazione può essere fatto in modo continuo o intermittente. Mentre le informazioni massime possono essere ottenute installando la sonda a tempo pieno nel recipiente di miscelazione, ci sono casi d'uso che richiedono un campionamento periodico.

Monitoraggio continuooring del processo di miscelazione

Questa opzione è la più semplice per la maggior parte delle situazioni e fornisce all'operatore la maggior parte delle informazioni. I vantaggi di questa opzione in termini di controllo qualità sono duplici: 1) misurazioni in corso che possono essere confrontate con misurazioni offline in qualsiasi momento: riducendo la necessità di misurazioni offline e 2) eventuali problemi potenziali possono essere immediatamente rilevati. Il controllo di processo basato sulla misurazione continua della viscosità con SRV può essere strettamente controllato per prevenire sovraccarichi di viscosità che potrebbero rovinare un lotto o un segmento di un processo continuo. Con i dati dell'intero tempo di elaborazione, le proprietà della miscela possono sempre essere note e il sistema è indipendente.

Monitoraggio intermittenteoring di prodotto misto

In alcuni processi, è auspicabile eseguire misurazioni intermittenti con l'SRV nel recipiente di miscelazione. Le ragioni di ciò possono includere: modelli di flusso del fluido attentamente prescritti che possono essere interrotti anche da un piccolo sensore; incapacità di installare un sensore nel recipiente di miscelazione (quando le lame raschiano tutte le superfici e il montaggio dal coperchio non è possibile); elevata forza di flessione sul sensore (fluidi ad alta viscosità: esistono soluzioni in Rheonics portafoglio per miscelazione ad alta viscosità); esigenze di pulizia (accumulo di prodotto sui sensori); riduzione dell'impatto (processi multifase con grandi aggregati); o protocolli standard del settore. Quando il monitoraggio intermittenteoringè importante tenere presente il tempo di misurazione, sia in un ambiente fluido che statico, e bisogna fare attenzione a inserire la sonda nella stessa regione di flusso quando si confrontano le misurazioni dell'ambiente fluido.

Installa posizioni

Installazione di Rheonics il viscosimetro in linea può essere eseguito dal coperchio, dal lato, dal fondo o in una linea di ricircolo. La tabella seguente chiarisce quali situazioni di miscelazione portano alla raccomandazione di ciascuna.

Viscosimetro e densimetro in linea nei serbatoi e nelle linee dei processi di miscelazione

Rheonics I sensori in linea per la viscosità e la densità possono essere installati nei serbatoi e nel ricircolo per monitorare il processo di miscelazione nei settori dello stampaggio, delle bevande e in altri settori.

Figura 2: Posizioni di installazione del serbatoio di miscelazione (vedere la Tabella 1 per suggerimenti sulla scelta della posizione).

Le informazioni sul prodotto per ogni posizione di installazione sono disponibili qui: Rheonics viscosimetro in linea e misuratore di densità in serbatoio e linea di ricircolo per processi di miscelazioneInoltre, quando si eseguono test intermittenti, l'inserimento della sonda dall'alto è spesso la scelta più pratica, poiché è installabile/rimovibile durante il processo di miscelazione.

Tabella 1: Viste ingrandite e raccomandazioni per le posizioni dei sensori dalla Figura 2.

No.	Quando usare	svantaggi
1. Inserimento lungo dall'alto	Il rotore di miscelazione è sul fondo e raschia i lati. Danneggia gli aggregati con densità maggiore del fluido.	Variabilità del livello del serbatoio, se il lotto e il fluido di processo vengono ridotti nel tempo.
2. Installazione a filo	Consente un grande rotore di miscelazione, ottimo per fluidi a bassa viscosità senza adesione alle pareti. Compatibile con design igienico.	Procedure di pulizia o miscelazione che prevedono l'uso di raschiatori per pareti.
3. Lungo Tri-Clamp inserimento a muro	Posiziona la sonda nelle aree con la migliore miscelazione nei fluidi con effetti di parete come adesione e strati limite.	È necessario un rotore più piccolo per utilizzare una sonda lunga all'altezza del rotore. Il sensore è più soggetto a danni quando si rimuove il rotore o altri componenti dal serbatoio.
4. Installazione filettata a parete	Ideale quando il serbatoio è già dotato di porte filettate NPT.	Non sempre igienico. Potrebbero formarsi accumuli nella parte superiore dell'area di rilevamento se il Weldolet è troppo lungo.
5. Installazione lunga dal basso	Quando si è preoccupati per il gradiente di densità o la miscelazione incompleta. Si desidera rilevare grumi solidi che sono affondati.	Se i grumi solidi sono abbastanza grandi e pesanti, questa posizione è vulnerabile. Può anche causare difficoltà di pulizia.
6. Installazione filettata nel tubo	Se il reattore ha modelli di flusso prescritti, questi non devono essere interrotti nel recipiente di miscelazione stesso.	È necessario considerare la dimensione del tubo. In assenza di una linea di ricircolo, questo può essere solo un "controllo" dopo che il prodotto è già in movimento verso la successiva operazione dell'unità.
7. Installazione filettata a inserimento lungo nel gomito del tubo	Tubi stretti, 2" e inferiori. Consente la sonda nel campo di flusso senza preoccupazioni di accumuli. Non deve essere una curva nella parte superiore di un tubo. Ottimo per materiali che tendono a solidificarsi sulle apparecchiature.	Richiede una curva. In assenza di una linea di ricircolo, questo può essere solo un "controllo" dopo che il prodotto è già in movimento verso la successiva operazione di unità.

Le figure 3, 4 e 5 mostrano installazioni specifiche di serbatoi di miscelazione con un miscelatore a rotore centrale nella figura 3 e un miscelatore ad alta velocità con un raschiatore nella figura 4. Nella figura 5, è mostrata una configurazione per test intermittenti. Questo non è affatto un elenco completo, ma fornisce alcune installazioni comuni di serbatoi di miscelazione.

Figura 3: Installazione nel serbatoio di miscelazione

Figura 4: Installazione nel dissolutore con miscelatore ad alta velocità.

Figura 5: Installazione di un monitor intermittenteoring sistema in cui la sonda può essere calata nel miscelatore quando necessario.

Controllo di processo e automazione

Avendo piena conoscenza del progresso della miscelazione e dell'omogeneità del sistema dal monitororing le misurazioni della viscosità in tempo reale offrono l'opportunità di regolare gradualmente i fluidi di input per adattarli alle condizioni. Dopo un utilizzo a lungo termine, un ingegnere di processo può creare un involucro di processo previsto, vedere Figura 6, attorno ai dati rilevati nelle esecuzioni precedenti dal sensore. Questo involucro previsto consente agli operatori di sapere se la viscosità si sta sviluppando normalmente e consente di apportare modifiche in caso di problemi senza attendere la miscelazione completa. Ciò aiuta a rilevare le differenze delle materie prime in anticipo. Nell'esempio mostrato nella Figura 6, la viscosità si sviluppa in un tempo di miscelazione di 10 ore. L'esecuzione corrente è mostrata in blu e si può essere avvisati che l'esecuzione corrente sta procedendo in modo anomalo solo dopo poche ore, il che consente all'operatore di apportare modifiche in anticipo e risparmiare ore di tempo di elaborazione.

Figura 6: Le linee rosse tratteggiate formano l'involucro di processo previsto. Le esecuzioni precedenti e i loro valori medi sono visualizzati in grigio. Il setpoint con una data tolleranza è mostrato dalla regione verde. Per l'esecuzione corrente (blu), lo sviluppo anomalo della viscosità può essere rilevato già a 200 minuti.

Impatto della viscosità sulle velocità di miscelazione

Le letture della viscosità cambiano con la portata per fluidi sensibili al taglio non newtoniano e l'aumento della viscosità può ridurre la portata con la stessa quantità di miscelazione. Questo dovrebbe essere preso in considerazione quando si interpretano i risultati.

Controllo qualità continuo

I dati sulle condizioni correnti nel serbatoio e la loro relazione con il prodotto risultante possono dare agli operatori la certezza che i controlli offline supereranno il controllo qualità e, in ultima analisi, consentire agli operatori una maggiore sicurezza che i prodotti finali abbiano anche proprietà costantemente corrette. L'inclusione di punti dati acquisiti da misurazioni di controllo qualità standard (ad esempio Brookfield, Zahn o altri test manuali) può aiutare gli operatori a vedere come le deviazioni in queste misure siano correlate con le letture variabili del sensore SR. Poiché i sensori SR non sono intrusivi nel processo, i test manuali possono continuare a essere eseguiti come al solito e può essere stabilita una correlazione empirica tra il test manuale e la viscosità del sensore SR. Tale correlazione dovrà essere unica per ogni fluido prodotto. In modo ottimale, una deviazione nella viscosità del sensore SR può persino avvisare gli operatori della necessità di un test di controllo qualità manuale (test attivati da eventi).

Scegliere quale sensore SR

Per entrambi i sensori SR, i requisiti di processo devono essere rispettati per la sicurezza contro le esplosioni, la sicurezza igienica, la sicurezza alimentare e il Clean in Place (CIP). Quando sono richieste certificazioni di sicurezza contro le esplosioni Rheonics offre il Sensori SR certificati ATEX e IECExPer la sicurezza igienica e alimentare/farmaceutica Sensori SR certificati EHEDG da Rheonics sono consigliati. Una volta installati, gli SR-Sensors possono essere utilizzati per indicare la pulizia di una linea di processo e Ottimizzare i sistemi Clean in Place (CIP) e con Certificato 3-A Rheonics Sensori SR puoi essere certo di mantenere la piena conformità con gli standard sanitari CIP nel tuo processo. Se i sensori devono essere rimossi per la pulizia (ad esempio, la pulizia con la Sensori SR retrattili possono essere utilizzati. Gli SR-Sensor non richiedono manutenzione, non hanno parti mobili, hanno una guarnizione metallo-metallo e non necessitano di polimeri per il funzionamento, il che li rende un'aggiunta facile a qualsiasi processo per migliorare il controllo e la qualità.

Per scegliere tra SRD e SRV nei recipienti di miscelazione, un SRD fornisce agli utenti informazioni aggiuntive sul loro processo, vale a dire la densità del fluido oltre alla viscosità e alla temperatura misurate da SRV. Poiché densità e viscosità sono proprietà fisicamente correlate, la densità può fornire una visione anticipata di un aumento imprevisto della viscosità. Tuttavia, per le misurazioni SRD, bolle, bassa velocità e grandi bolle nel sistema possono aumentare il rumore nelle letture. Pertanto, se c'è una grande quantità di rumore nei dati quando si utilizza un SRV, un SRD non è consigliato e si dovrebbe continuare a utilizzare l'SRV.

La connessione di processo di entrambi i sensori è personalizzabile in base al tuo processo. Sono disponibili sonde a filo, corte e lunghe e varie connessioni di processo che puoi esplorare qui: Installazione SRV e SRD.