混合容器 - monitoring 混合効率を制御する

インラインモニターoring シャフトとミキサーを使用した容器タンク内の混合効率 Rheonics インライン粘度・密度計

混合中の粘度変化と最終製品の検出をリアルタイムで実現

Rheonics プロセス粘度計 SRV or Rheonics プロセス密度および粘度計SRD 製造工程のさまざまな場所に設置できます。容器にセンサーを使用すると、混合プロセスの進行に伴う粘度の変化を監視できるため、主に生産にメリットがあります。混合中の粘度を確認することにより、オペレーターは最適化し、過剰混合や時間依存の製品劣化を回避できます。これにより、オペレーターは最終製品に到達したことをはっきりと確認できるため、エネルギーと時間を節約できます。これは、測定された粘度が目的の設定範囲 (緑) に達したときに、図 1 のサンプル SRV データで確認できます。

Monitoring 混合の均質性と均一性

第二に、混合中の粘度測定のノイズは不均一性を示す可能性があります。図 1 はサンプル SRV データを示しています。ここでは、混合が進むにつれてデータ内のノイズが減少し、設定点に達した後もプロセス液体の粘度ノイズが許容範囲内 (緑の領域) にとどまるまで減少し続けます。したがって、混合容器からの SRV 読み取り値は混合の品質を示し、その後、スラリーの品質または寿命を示します。過剰な処理はスラリーの劣化につながる可能性があります。

ミキシングの問題の検出

最後に、ミキサーにセンサーを設置すると、タンク内の凝集物、気泡、その他のアーティファクトの蓄積を検出できます。プロセスエンベロープからの偏差は、塊や気泡を示している可能性があります。通常、上方に偏差している場合は固体アーティファクトを示し、下方に偏差している場合は気泡を示します。(このサンプルデータセットには、この種の偏差は表示されません。)

図 1: 混合容器内の SRV からのサンプルプロセスデータ。緑は設定点と許容範囲を示します。青は個々の粘度測定値です。黒は平滑化された粘度データです。

連続測定と断続測定

混合容器での粘度センサーの使用は、連続的または断続的に行うことができます。混合容器にプローブを常時設置することで最大限の情報を得ることができますが、定期的なサンプリングが必要な使用例もあります。

連続監視oring 混合プロセスの

このオプションは、ほとんどの状況で最も簡単なオプションであり、オペレーターに最も多くの情報を提供します。このオプションの品質管理上の利点は 1 つあります。2) 進行中の測定をいつでもオフライン測定と比較できるため、オフライン測定の必要性が減り、XNUMX) 潜在的な問題をすぐに検出できます。SRV による連続粘度測定に基づくプロセス制御は、バッチまたは連続プロセスの一部を損なう可能性のある粘度のオーバーシュートを防ぐために厳密に制御できます。処理時間全体のデータにより、混合物の特性を常に把握でき、システムは手動操作不要です。

断続的なモニターoring 混合製品の

プロセスによっては、SRVを混合容器内で断続的に測定することが望ましい場合があります。その理由としては、慎重に規定された流体の流れパターンが小さなセンサーでも乱れる可能性があること、混合容器内にセンサーを設置できないこと（ブレードがすべての表面を削り、蓋からの取り付けが不可能な場合）、センサーにかかる曲げ力が大きいこと（高粘度流体 - 解決策は、 Rheonics ポートフォリオ（高粘度混合用）、洗浄の必要性（センサー上の製品の蓄積）、影響の軽減（大きな骨材を含む多相プロセス）、または業界標準プロトコル。断続的に監視する場合oring測定時間、流動環境か静的環境かに注意することが重要であり、流動環境の測定値を比較するときは、同じ流動領域にプローブを挿入するように注意する必要があります。

インストール場所

のインストール Rheonics インライン粘度計は、蓋、側面、底部、または循環ラインから実行できます。以下の表は、混合状況に応じてそれぞれが推奨されるものを明確に示しています。

Rheonics 粘度と密度のインラインセンサーをタンクや再循環内に設置して、成形、飲料、その他の業界での混合プロセスを追跡できます。

図 2: 混合タンクの設置場所 (場所の選択に関するヒントについては表 1 を参照)。

各インストール場所の製品情報は、次の場所にあります。 Rheonics 混合プロセス用のタンクと循環ライン内のインライン粘度計と密度計さらに、断続的なテストを行う場合、混合プロセス中に取り付け/取り外しが可能なため、プローブを上から挿入することが最も実用的な選択肢となることがよくあります。

表 1: 図 2 のセンサー位置の拡大表示と推奨事項。

N°	使用する場合	デメリット
1. 上から長く挿入	混合ローターは底部にあり、側面をこすります。流体よりも密度の高い骨材を損傷します。	バッチおよびプロセス流体が時間の経過とともに減少している場合のタンクレベルの変動。
2.フラッシュインストール	大型の混合ローターが使用可能で、壁面への付着がなく低粘度の流体に最適です。衛生的な設計に対応しています。	壁スクレーパーを使用する清掃または混合手順。
3.長い Tri-Clamp 壁に挿入	付着や境界層などの壁面効果のある流体内の最適な混合領域にプローブを配置します。	ローターの高さで長いプローブを使用するには、より小さいローターが必要です。タンクからローターやその他のコンポーネントを取り外すときに、センサーが損傷しやすくなります。
4. 壁へのねじ込み設置	タンクにすでに NPT ねじポートがある場合に最適です。	必ずしも衛生的ではありません。ウェルドレットが長すぎると、感知領域の上部に堆積物が発生する可能性があります。
5. 下からの長い取り付け	密度勾配や不完全な混合が懸念される場合。沈んだ固体塊を検出したい場合。	固形の塊が大きくて重い場合、この位置は危険です。また、清掃が困難になることもあります。
6. パイプへのねじ込み取り付け	反応器に、混合容器自体で中断されない所定の流れパターンがある場合。	パイプのサイズを考慮する必要があります。再循環ラインがない場合、これは製品が次のユニット操作に移動した後にのみ「チェック」できます。
7. パイプエルボへの長い挿入ねじの取り付け	2 インチ以下の細いパイプ。堆積を心配することなく、フローフィールドでプローブできます。パイプの上部を曲げる必要はありません。機器上で固まりやすい材料に最適です。	曲げが必要です。再循環ラインがない場合、これは製品が次のユニット操作に移動した後でのみ「チェック」できます。

図 3、4、および 5 は、図 3 の中央ローターミキサーと図 4 のスクレーパー付き高速ミキサーを使用した特定の混合タンクの設置を示しています。図 5 には、断続的なテストのセットアップが示されています。これは完全なリストではありませんが、一般的な混合容器の設置をいくつか示しています。

図 3: 混合タンクへの設置

図4: 高速ミキサー溶解機への設置。

図5: 間欠モニターの設置oring 必要に応じてプローブをミキサー内に下げることができるシステム。

プロセス制御と自動化

モニターからシステムの混合の進行と均一性を完全に把握するoring リアルタイムの粘度測定により、入力流体を段階的に調整して条件に適応させることができます。長期間使用した後、プロセスエンジニアは、センサーによる以前の実行で検出されたデータに基づいて、予想されるプロセスエンベロープ (図 6 を参照) を作成できます。この予想されるエンベロープにより、オペレーターは粘度が正常に発生しているかどうかを把握でき、懸念が生じた場合は完全な混合を待たずに調整を行うことができます。これにより、原材料の違いを早期に把握できます。図 6 の例では、粘度は 10 時間の混合時間にわたって発生しています。現在の実行は青で表示され、現在の実行が数時間で異常に進んでいることを警告できるため、オペレーターは早期に調整を行い、処理時間を何時間も節約できます。

図 6: 赤い点線は、予想されるプロセスエンベロープを形成します。以前の実行とその平均値は灰色で表示されます。指定された許容値を持つ設定点は、緑色の領域で示されます。現在の実行 (青) では、異常な粘度の発生が 200 分ですでに検出されています。

粘度が混合速度に与える影響

非ニュートン性せん断感受性流体の場合、粘度の測定値は流量に応じて変化し、粘度が増加すると、同じ量の混合で流量が減少する可能性があります。結果を解釈する際には、この点を考慮する必要があります。

継続的な品質管理

タンク内の現在の状態と、その結果得られる製品との関係に関するデータにより、オペレーターはオフラインチェックが品質管理に合格することを確信でき、最終的には、最終製品が一貫して正しい特性を持っていることにさらに自信を持つことができます。標準的な品質管理測定 (例: Brookfield、Zahn、またはその他の手動テスト) から取得したデータポイントを含めると、オペレーターはこれらの測定値の偏差が SR センサーの読み取り値の変化とどのように相関しているかを確認できます。SR センサーはプロセスに干渉しないため、手動テストは通常どおりに実行し続けることができ、手動テストと SR センサーの粘度の間に経験的な相関関係を作成できます。このような相関関係は、製造される各流体に固有である必要があります。SR センサーの粘度の逸脱により、オペレーターが手動品質管理テスト (イベントトリガーテスト) の必要性を認識できるのが理想的です。

SRセンサーの選択

どちらのSRセンサーも、爆発安全性、衛生安全性、食品安全性、定置洗浄（CIP）のプロセス要件に注意する必要があります。爆発安全性認証が必要な場合 Rheonics オファー ATEXおよびIECEx認定SRセンサー衛生と食品・医薬品の安全性のために EHEDG 認定 SR センサー from Rheonics 推奨されます。SRセンサーを設置すると、プロセスラインの清浄度を示すために使用でき、 CIP（定置洗浄）システムの最適化とと 3-A認定 Rheonics SRセンサープロセスにおいてCIP衛生基準に完全に準拠していることが保証されます。センサーを洗浄（例：ピギング）のために取り外す必要がある場合は、格納式SRセンサー使用できます。SR センサーはメンテナンスが不要で、可動部品がなく、金属同士のシールで、操作にポリマーは不要であるため、あらゆるプロセスに簡単に追加でき、制御と品質を向上させることができます。

混合容器で SRD と SRV のどちらを選択するかという点では、SRD はユーザーにプロセスに関する追加情報、つまり SRV で測定された粘度と温度を超えた流体の密度を提供します。密度と粘度は物理的に関連する特性であるため、密度は予期しない粘度の増加を早期に把握するのに役立ちます。ただし、SRD 測定では、システム内の気泡、低速、大きな塊によって読み取り値のノイズが増加する可能性があります。したがって、SRV の使用時にデータに大量のノイズがある場合は、SRD は推奨されず、SRV を引き続き使用する必要があります。

どちらのセンサーのプロセス接続も、プロセスに合わせてカスタマイズできます。フラッシュ、ショート、ロングのプローブとさまざまなプロセス接続が用意されており、こちらでご覧いただけます。 SRV および SRD のインストール.