Dans de nombreux procédés de fabrication, le mélange est une étape cruciale. Il n'a peut-être pas d'exigences de précision strictes, mais le sur-mélange gaspille toujours de l'énergie et du temps. Dans la plupart des cas, le mélange est cependant beaucoup plus précis. Un sous-mélange laisse divers composants inégalement répartis, tandis qu'un sur-mélange peut altérer le produit final.

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles un réacteur ne produit pas à sa pleine capacité. En général, le système de mélange doit être vérifié comme l'une des premières choses à vérifier en fonction des symptômes. Le processus d'agitation, après tout, est une partie critique du processus de réaction et c'est l'une des technologies qui peuvent être modifiées ou améliorées pour optimiser l'ensemble du processus.

Il y a plus de facteurs à prendre en compte que l'agitateur lui-même lors de l'établissement d'un environnement de mélange unique - y compris les pales de l'agitateur, les chicanes, les garnitures mécaniques, les entraînements et les procédures de fonctionnement (angle de pale, tr/min, nombre de niveaux, etc.). Les caractéristiques du produit et les exigences de température créent un éventail complexe d'options. Il est essentiel de considérer tous ces facteurs lors de l'établissement ou de la reconstruction des paramètres du processus.

Produits et procédés difficiles

Les propriétés physiques de certains produits les rendent difficiles à mélanger. Étant donné que ces propriétés peuvent être ce qui rend un produit efficace ou souhaitable, le produit ne peut pas être fabriqué avec des propriétés différentes pour augmenter la facilité de mélange.

Comportement non newtonien

Une propriété particulièrement difficile est la viscosité non newtonienne, une caractéristique des articles de tous les jours courants comme les produits de soins personnels, les peintures et les aliments. La viscosité a pour effet de résister au mouvement du fluide, de sorte que le mouvement créé par une roue de mélangeur dans un fluide visqueux peut disparaître avant qu'il ne déplace tout le contenu du réservoir. Avec tous les fluides non newtoniens, il est possible qu'une partie d'un réservoir reste non mélangée en raison d'un mouvement de fluide inadéquat.

Le comportement non newtonien devient généralement évident dans les fluides avec des viscosités supérieures à environ 1,000 1 cP (XNUMX Pa-sec). À ce stade, la viscosité à elle seule rend le mélange du fluide plus difficile que le mélange de fluides aqueux à faible viscosité. Les petites roues peuvent simplement percer un trou dans le fluide, tandis que les grandes roues peuvent déplacer un lot entier. Une approche pour mélanger des fluides non newtoniens et d'autres fluides visqueux consiste à utiliser de grandes roues ou plusieurs roues, de sorte que le fluide n'ait pas à se déplacer aussi loin du mélangeur pour atteindre d'autres parties du réservoir.

Les fluides non newtoniens présentent une dépendance au cisaillement, c'est-à-dire que la viscosité change lorsque le fluide est cisaillé (déplacé) par le mélangeur. Un fluide qui subit une diminution de viscosité lorsqu'il est soumis à un cisaillement est appelé amincissement par cisaillement, tandis qu'un fluide qui subit une augmentation de viscosité sous cisaillement est appelé épaississement par cisaillement. L'influence du cisaillement sur la viscosité apparente est proportionnelle à la vitesse de rotation.

Les fluides non newtoniens indépendants du temps sont influencés par le taux de cisaillement qui leur est appliqué. Les fluides fluidifiants par cisaillement indépendants du temps sont souvent appelés pseudoplastiques, car ils se comportent comme des polymères fondus. Les fluides épaississants par cisaillement sont parfois appelés fluides dilatants, car beaucoup sont des boues à haute concentration qui doivent se dilater (se dilater) au niveau des particules pour s'écouler.

Les fluides non newtoniens dépendant du temps changent la viscosité apparente non seulement avec le taux de cisaillement, mais aussi pendant et après le cisaillement appliqué. Les fluides rhéofluidifiants dépendant du temps sont décrits comme thixotrope. La peinture au latex est un fluide thixotrope courant. La peinture s'amincit lorsqu'elle est cisaillée par le pinceau ou le rouleau lors de son application. Bien que la peinture soit fine, elle s'étale uniformément et les coups de pinceau disparaissent. Une fois le cisaillement du processus d'application terminé, la peinture commence à s'épaissir à nouveau, de sorte qu'elle ne coule pas sur le mur ou sur l'élément peint. Ce comportement thixotrope peut rendre problématique même le mélange de peinture au latex en vue de son utilisation. Certains fluides fluidifiants par cisaillement dépendant du temps subissent une réduction permanente de la viscosité, faisant du temps de mélange un facteur important pour obtenir les propriétés souhaitées du produit. Les fluides épaississants par cisaillement dépendant du temps sont appelés rhéopectique fluides. L'encre d'imprimerie peut présenter des propriétés rhéopectiques.

Certains fluides non newtoniens plus difficiles ont des propriétés viscoélastiques ou de limite d'élasticité. UNE viscoélastique fluide se comporte comme une pâte à pain ou une pâte à pizza lorsqu'il revient à son état d'origine. Lorsque la pâte est mélangée ou pétrie, elle peut s'étirer et se déplacer ; lorsque la force appliquée est supprimée, la pâte a tendance à revenir (au moins partiellement) à l'endroit où elle se trouvait avant d'être étirée. En raison à la fois de la viscosité élevée et du comportement élastique, un équipement spécial est souvent nécessaire pour mélanger les matériaux viscoélastiques. L'équipement de mélange de pâte, par exemple, a généralement des lames qui s'étirent et plient ou coupent la pâte (par exemple, une palette ou un crochet pétrisseur dans un mélangeur de cuisine). Les fluides à limite d'élasticité sont plus facilement identifiés par leurs caractéristiques de type gel et leur résistance initiale au mouvement. Certains fluides courants de contrainte de rendement incluent le ketchup, la mayonnaise, le gel pour les cheveux et la lotion pour les mains. Une certaine force minimale doit être appliquée avant qu'un fluide à limite d'élasticité s'écoule. Les fluides à limite d'élasticité peuvent former une caverne de fluide en mouvement autour de la roue, avec un fluide stagnant entourant le volume en mouvement.

Le mélange de fluides non newtoniens peut être doublement compliqué lorsque le processus de mélange crée les propriétés non newtoniennes. Par exemple, un processus de formulation peut commencer avec un liquide à faible viscosité, et le mélange fait augmenter la viscosité jusqu'à ce que le fluide devienne non newtonien. Parfois, la puissance du mélangeur peut être utilisée comme indicateur de la viscosité finale du fluide.

L'objectif de pratiquement tous les processus de mélange est le même : atteindre le niveau d'homogénéité requis. Le mélange et le mélange sont des étapes courantes dans toutes les industries de transformation :

1. Alimentation
2. Pharmaceutiques
3. Produits chimiques
4. Cosmétiques
5. Encres, peintures et revêtements
6. Autonomie des batteries
7. Adhésifs et Scellants

Non seulement le mélange nécessite la composition et le pourcentage de solides corrects, mais la viscosité doit être maintenue afin d'obtenir un produit homogène. L'ensemble du processus de mélange/mélange doit être régulé en continu. Le degré de variabilité de la viscosité des différentes parties de l'échantillon est un véritable indicateur du degré d'homogénéité du mélange. La surveillance continue de la viscosité tout au long du processus de mélange est une méthode précise pour mesurer et éventuellement contrôler les paramètres clés (comme le % de solides) pour atteindre les propriétés cibles.

Les facteurs importants et importants qui rendent la gestion de la viscosité importante dans pratiquement toutes les applications de mélange:

1. Qualité: La viscosité du mélange est un indicateur des propriétés cibles clés, ce qui le rend essentiel pour la qualité. Selon l'application, la viscosité détermine essentiellement les propriétés clés du mélange produit. Un sous-mélange entraînera une non-homogénéité et un sur-mélange affectera la qualité du produit final, rendant ainsi le contrôle continu de la viscosité indispensable à la qualité souhaitée. Dans de nombreux processus de mélange/mélange, une surveillance continue de la viscosité est importante pour garantir que le produit est conforme aux spécifications tout au long du processus.
2. Déchets: Un mélange excessif peut non seulement changer l’état du produit final, mais est aussi une perte de temps et d’énergie. La gestion de la viscosité dans le processus de mélange peut permettre d'identifier le point final de manière fiable et précise, entraînant ainsi une réduction significative des rejets et des déchets.
3. L’efficacité : La surveillance en temps réel et sans tracas de la viscosité du mélange peut économiser beaucoup de temps et d'efforts, ce qui est impliqué dans l'analyse hors ligne de l'échantillon et la prise de décisions de processus sur la base de cette analyse. Dans de nombreuses industries, il en résulte une sécurité accrue de l'opérateur.
4. Environnement: En gérant la viscosité en continu dans un processus de mélange, non seulement la qualité du produit peut être améliorée, mais également la consommation d'énergie/d'énergie peut être optimisée et les émissions de CO2 peuvent être réduites.

Dans toutes les industries, les opérateurs de mélange reconnaissent la nécessité de surveiller la viscosité, mais cette mesure a mis au défi les ingénieurs de processus et les services qualité au fil des ans.

Défis avec les mesures de viscosité hors ligne

Les viscosimètres de laboratoire existants ont peu de valeur dans les environnements de traitement car la viscosité est directement affectée par la température, le taux de cisaillement et d'autres variables qui sont très différentes hors ligne de ce qu'elles sont en ligne. La condition de la mesure de viscosité hors ligne est souvent un échantillon non agité qui peut ne pas donner une représentation fidèle de la résistance du revêtement à l'écoulement, à la viscosité. La collecte d'échantillons à tester en laboratoire et la prise de décisions de processus basées sur les résultats du laboratoire peuvent être très fastidieuses, chronophages et extrêmement inefficaces. C'est assez imprécis, incohérent et non répétable même avec un opérateur expérimenté.

Défis avec les viscosimètres à rotation

Le viscosimètre rotatif mesure la viscosité du mélange en surveillant le couple requis pour faire tourner une broche à une vitesse constante dans le fluide. Le principe de mesure de viscosité est le suivant - le couple, généralement mesuré en déterminant le couple de réaction sur le moteur, est proportionnel à la traînée visqueuse sur la broche, et donc à la viscosité du fluide. Cette technique pose cependant plus de problèmes qu'elle n'en résout:

• La surveillance du couple est effectuée en mesurant le courant d'alimentation pendant le processus de mélange. Les fluctuations de la puissance fournie au moteur rendent les mesures complètement douteuses, rendant difficile le maintien des coûts à un niveau contrôlable et générant des quantités plus importantes de déchets de béton. Contrôler les fluctuations de puissance en passant à une alimentation plus fiable sous forme de générateur peut être une option très coûteuse.

Parce que la broche tourne, les fils attachés au capteur de couple sur l'arbre s'enroulent et se cassent. Les bagues collectrices peuvent être des alternatives, mais ne sont pas idéales en raison des temps de montage, des coûts et de l'usure inévitable.

La mesure de la viscosité en ligne automatisée et continue est cruciale pour le mélange de béton. Rheonics propose les solutions suivantes pour le processus de mélange du béton:

1. En ligne Viscosité des mesures: VRS de Rheonics est un dispositif de mesure de viscosité en ligne à large plage avec mesure de température de fluide intégrée et capable de détecter les changements de viscosité dans n'importe quel flux de processus en temps réel.
2. En ligne Viscosité et densité des mesures: SRD de Rheonics est un instrument de mesure simultané en ligne de la densité et de la viscosité avec mesure de la température du fluide intégrée. Si la mesure de la densité est importante pour vos opérations, SRD est le meilleur capteur pour répondre à vos besoins, avec des capacités opérationnelles similaires à celles du SRV ainsi que des mesures de densité précises.

La mesure automatisée de la viscosité en ligne via SRV ou un SRD élimine les variations dans les techniques de prélèvement d'échantillons et de laboratoire utilisées pour la mesure de la viscosité par les méthodes traditionnelles. Les capteurs de Rheonics sont pilotés par des résonateurs de torsion brevetés. Les résonateurs de torsion équilibrés Rheonics associés à une électronique et à des algorithmes propriétaires de la génération 3rd rendent ces capteurs précis, fiables et reproductibles dans les conditions de fonctionnement les plus difficiles. Le capteur est situé en ligne de sorte qu'il mesure en permanence la viscosité du mélange. La cohérence du mélange de béton peut être assurée par l’automatisation du système de dosage via un contrôleur utilisant des mesures de viscosité continues en temps réel. Les deux capteurs ont un facteur de forme compact pour une installation OEM simple et ultérieure. Ils ne nécessitent aucune maintenance ou reconfiguration. N'utilisant aucun consommable, SRV et SRD sont extrêmement faciles à utiliser.

Facteur de forme compact, pas de pièces mobiles et ne nécessite aucun entretien

Les SRV et SRD de Rheonics ont un facteur de forme très réduit pour une installation OEM simple et ultérieure. Ils permettent une intégration facile dans tout flux de processus. Ils sont faciles à nettoyer et ne nécessitent aucun entretien ni reconfiguration. Leur faible encombrement permet l'installation Inline dans n'importe quelle ligne de processus, évitant ainsi tout espace supplémentaire ou tout besoin en matière d'adaptateur.

Conception hygiénique et sanitaire

Rheonics SRV et SRD sont disponibles en connexions tri-clamp et DIN 11851 en plus des connexions process personnalisées.

Le SRV et le SRD sont tous deux conformes aux exigences de conformité au contact alimentaire conformément aux réglementations de la FDA américaine et de l'UE.

Haute stabilité et insensible aux conditions de montage: toute configuration possible

Rheonics SRV et SRD utilisent un résonateur coaxial breveté unique, dans lequel deux extrémités des capteurs se tordent dans des directions opposées, annulant les couples de réaction lors de leur montage et les rendant ainsi totalement insensibles aux conditions de montage et aux débits. L'élément de capteur se trouve directement dans le fluide, sans exigences particulières en matière de boîtier ou de cage de protection.

Relevés instantanés précis sur la `` fluidité '' - Vue d'ensemble complète du système et contrôle prédictif

Rhéonique RhéoPulse le logiciel est puissant, intuitif et pratique à utiliser. Le fluide de process en temps réel peut être surveillé sur l'IPC intégré ou sur un ordinateur externe. Plusieurs capteurs répartis dans l'usine sont gérés à partir d'un seul tableau de bord. Aucun effet de la pulsation de pression du pompage sur le fonctionnement du capteur ou la précision de la mesure. Aucun effet de vibration.

Installer directement dans le réservoir ou effectuer des mesures en ligne sur la ligne de dérivation

Installez directement le capteur dans votre flux de processus pour effectuer des mesures de viscosité (et de densité) en temps réel. Le capteur peut être immergé en ligne dans la ligne de dérivation ; le débit et les vibrations n'affectent pas la stabilité et la précision de la mesure.

Installation facile et aucune reconfiguration / recalibrage nécessaire - aucun entretien / temps d'arrêt

Dans le cas peu probable d'un capteur endommagé, remplacez les capteurs sans remplacer ni reprogrammer l'électronique. Remplacements instantanés pour le capteur et l'électronique sans aucune mise à jour du micrologiciel ou changement d'étalonnage. Montage facile. Disponible avec des raccords process standard et personnalisés tels que NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Bride, Varinline et autres raccords sanitaires et hygiéniques. Pas de chambres spéciales. Facilement enlevé pour le nettoyage ou l'inspection. SRV est également disponible avec DIN11851 et une connexion tri-clamp pour un montage et un démontage faciles. Les sondes SRV sont hermétiquement scellées pour le nettoyage en place (CIP) et prennent en charge le lavage haute pression avec des connecteurs IP69K M12.

Les instruments Rheonics ont des sondes en acier inoxydable et fournissent en option des revêtements de protection pour des situations spéciales.

Basse consommation énergétique

Alimentation 24 V CC avec moins de 0.1 A de consommation de courant pendant le fonctionnement normal.

Temps de réponse rapide et viscosité compensée en température

L'électronique ultra-rapide et robuste, combinée à des modèles de calcul complets, font des appareils Rheonics l'un des plus rapides, polyvalents et précis de l'industrie. SRV et SRD donnent des mesures de viscosité (et de densité pour SRD) précises en temps réel toutes les secondes et ne sont pas affectés par les variations de débit!

Large capacité opérationnelle

Les instruments de Rheonics sont conçus pour effectuer des mesures dans les conditions les plus difficiles.

SRV est disponible avec la plus large gamme opérationnelle du marché des viscosimètres de process en ligne:

• Plage de pression jusqu'à 5000 psi
• Plage de température de -40 à 200 ° C
• Plage de viscosité: 0.5 cP jusqu'à 50,000 cP (et plus)

SRD: Instrument unique, triple fonction - viscosité, température et densité

Le SRD de Rheonics est un produit unique qui remplace trois instruments différents pour les mesures de viscosité, de densité et de température. Il élimine la difficulté de co-localiser trois instruments différents et fournit des mesures extrêmement précises et reproductibles dans les conditions les plus difficiles.

Gérer distribution / remplissage plus efficace, réduire les coûts et améliorer la productivité

Intégrez un SRV dans la ligne de process et assurez la cohérence au fil des années. SRV surveille et contrôle en permanence la viscosité (et la densité en cas de SRD) et active les vannes de manière adaptative pour le dosage des constituants du mélange. Optimisez le processus avec un SRV et subissez moins d'arrêts, une consommation d'énergie moindre, moins de non-conformités et des économies de coûts matériels. Et au bout du compte, cela contribue à un meilleur résultat net et à un meilleur environnement!

Nettoyer en place (CIP) et stérilisation en place (SIP)

SRV (et SRD) surveille le nettoyage des conduites de fluide en surveillant la viscosité (et la densité) du nettoyant / solvant pendant la phase de nettoyage. Tout petit résidu est détecté par le capteur, ce qui permet à l'opérateur de décider quand la ligne est propre / adaptée à l'usage. Alternativement, SRV (et SRD) fournit des informations au système de nettoyage automatisé pour assurer un nettoyage complet et répétable entre les cycles, garantissant ainsi la conformité totale aux normes sanitaires des installations de fabrication d'aliments.

Conception et technologie de capteur supérieures

L'électronique sophistiquée et brevetée est le cerveau de ces capteurs. SRV et SRD sont disponibles avec des raccords de processus standard de l'industrie tels que ¾ ”NPT, DIN 11851, bride et Tri-clamp permettant aux opérateurs de remplacer un capteur de température existant dans leur ligne de processus par SRV / SRD donnant des informations sur les fluides de processus très précieuses et exploitables comme la viscosité. une mesure précise de la température à l'aide d'un Pt1000 intégré (DIN EN 60751 classe AA, A, B disponible).

Électronique construite pour répondre à vos besoins

Disponible dans un boîtier de transmetteur et un montage sur rail DIN petit format, l'électronique du capteur permet une intégration facile dans les lignes de processus et à l'intérieur des armoires d'équipement des machines.

Facile à intégrer

Les multiples méthodes de communication analogiques et numériques implémentées dans l'électronique du capteur permettent une connexion simple et directe à des automates industriels et à des systèmes de contrôle.

Options de communication analogique et numérique

Options de communication numérique en option

Rheonics propose des capteurs de sécurité intrinsèque certifiés ATEX et IECEx pour une utilisation dans des environnements dangereux. Ces capteurs sont conformes aux exigences essentielles de sécurité et de santé relatives à la conception et à la construction des équipements et des systèmes de protection destinés à être utilisés dans des atmosphères potentiellement explosives.

Les certifications intrinsèquement sûres et antidéflagrantes détenues par Rheonics permettent également de personnaliser un capteur existant, ce qui permet à nos clients d’éviter le temps et les coûts associés à l’identification et au test d’une solution de remplacement. Des capteurs personnalisés peuvent être fournis pour les applications nécessitant une unité allant jusqu'à plusieurs milliers d'unités. avec des délais de plusieurs semaines.

Rhéonique SRV & SRD sont tous deux certifiés ATEX et IECEx.

Installez directement le capteur dans votre flux de processus pour effectuer des mesures de viscosité et de densité en temps réel. Aucune ligne de dérivation n'est requise: le capteur peut être immergé en ligne; le débit et les vibrations n'affectent pas la stabilité et la précision de la mesure. Optimisez les performances de mélange en fournissant des tests répétés, consécutifs et cohérents sur le fluide.

Emplacements de contrôle qualité en ligne

• En cuves
• Dans les tuyaux de raccordement entre divers conteneurs de traitement

Instruments / Capteurs

SRV Viscosimètre OU un SRD pour une densité supplémentaire

Rheonics conçoit, fabrique et commercialise des systèmes innovants de détection et de surveillance de fluides. Construits en Suisse, les viscosimètres et densimètres en ligne de Rheonics présentent la sensibilité requise par l'application et la fiabilité nécessaire pour survivre dans un environnement d'exploitation difficile. Résultats stables - même dans des conditions de flux défavorables. Aucun effet de perte de charge ou de débit. Il convient également aux mesures de contrôle de la qualité en laboratoire. Pas besoin de changer un composant ou un paramètre pour mesurer sur toute la plage.