Zastosowanie
Aplikacja klienta Rheonics Czujnik SRV do pomiaru lepkości ciasta w systemie mieszania i powlekania ciasta jest ustaloną i szeroko stosowaną metodą zapewnienia konsystencji ciasta.
Klienci tradycyjnie polegali na lepkościomierzach rotacyjnych do pomiaru lepkości ciasta w swoich laboratoriach. Stworzyło to znaczną ilość danych, które klienci chcą wykorzystać do ustalenia lepkości ciasta w swoich liniach technologicznych przy użyciu SRV.
Cel studium przypadku
Zbadanie, czy możliwa jest korelacja między pomiarami wiskozymetru rotacyjnego a pomiarami inline SRV.
Pomiary wiskozymetru rotacyjnego
Brookfield LV to powszechnie stosowany laboratoryjny wiskozymetr rotacyjny w zastosowaniach spożywczych. Firma Brookfield dostarcza następujące informacje o wrzecionach i zakresach; do pomiarów należy zastosować odpowiednie wrzeciono w zależności od zakresu lepkości.
Ryc.1. Informacje Brookfielda o wrzecionach i stosowanej lepkości
Ryc.2. Możliwość zastosowania Rheonics Wiskozymetr SRV w warunkach procesowych
Mieszanie ciasta i pomiary lepkości
Mieszankę mąki i dostępną w handlu mieszankę rzadkiego ciasta (Knorr Panier-Mischung) dodano do wody przy ciągłym mieszaniu za pomocą mieszadła wirnikowego, aż do uzyskania jednorodnej i średnio lepkiej mieszaniny. Wszystkie pomiary przeprowadzono w temperaturze pokojowej (ok. 25 ° C).
Pomiary z oryginalną / nierozcieńczoną mieszanką ciasta
Otrzymano następującą lepkość w funkcji prędkości obrotowej wiskozymetru:
Tabela 1. Pomiary lepkości Brookfielda z przygotowaną mieszanką mąki, ciasta i wody
| RPM | Lepkość (cP) |
| 100 | 2200 |
| 60 | 2600 |
| 50 | 2800 |
| 30 | 3400 |
| 20 | 3700 |
| 12 | 4400 |
Odczyty SRV w naczyniu do mieszania: statyczne 80 cP; podczas mieszania, 150 CP.
Pomiary po pierwszym rozcieńczeniu ciasta
Dodano niewielką ilość wody i powtórzono pomiary:
Tabela 2. Pomiary lepkości Brookfielda z przygotowaną mieszanką mąki, ciasta i wody po pierwszym etapie rozcieńczania
| RPM | Lepkość (cP) |
| 100 | 1100 |
| 60 | 1300 |
| 50 | 1400 |
| 30 | 1900 |
| 20 | 2200 |
| 12 | 2900 |
Odczyt SRV w naczyniu do mieszania podczas mieszania wyniósł 66 cP, z taką samą wartością dla pomiaru statycznego.
Pomiary po drugim rozcieńczeniu ciasta
Wykonano drugie rozcieńczenie wodą i uzyskano następujące odczyty lepkości:
Tabela 3. Pomiary lepkości Brookfielda z przygotowaną mieszanką mąki, ciasta i wody po drugim etapie rozcieńczania
| RPM | Lepkość (cP) |
| 100 | 620 |
| 60 | 700 |
| 50 | 730 |
| 30 | 880 |
| 20 | 960 |
| 12 | 900 |
Podczas mieszania odczyt SRV wyniósł 40 cP; odczyt statyczny wyniósł 33 cP.
Analiza danych pomiarowych lepkości ciasta
Wykreślono wszystkie zestawy danych o wskazanej lepkości w funkcji prędkości wrzeciona LV-4:
Rys..3. Pomiary lepkości Brookfielda z przygotowaną mieszaniną mąki, ciasta i wody, z sekwencją etapów rozcieńczania
Dodatkowo, Rheonics Lepkość SRV wykreślono jako funkcję lepkości Brookfielda zarówno dla statycznej, jak i dynamicznej (w mieszalniku). Pomiary za pomocą SRV porównano z pomiarami Brookfielda przy 100 obr./min.
Rys..4. Rheonics Lepkość SRV wykreślono jako funkcję lepkości Brookfielda, do zastosowań statycznych
Statyczne pomiary SRV nie korelują dobrze z odczytami LV-4:
Rys..5. Odczyty statyczne SRV są wykreślane względem odczytów LV-4 dla wszystkich prędkości wrzeciona
W przypadku dynamicznym linia regresji liniowej opisała zależność między odczytami Brookfielda i SRV z rozsądną dokładnością.
Rys..6. Rheonics Lepkość SRV wykreślono jako funkcję lepkości LV-4 dla przypadku dynamicznego
Jeśli dynamiczne odczyty SRV są wykreślane względem odczytów LV-4 dla wszystkich prędkości wrzeciona, widać, że najlepsze dopasowanie liniowe uzyskuje się dla największych prędkości na LV-4:
Rys..7. Dynamiczne odczyty SRV są wykreślane względem odczytów LV-4 dla wszystkich prędkości wrzeciona
Analiza i wnioski
Pomiary wiskozymetru rotacyjnego mieszanki ciasta składającej się z białej mąki zmieszanej z komercyjną mieszanką ciasta pokazują powtarzalną zależność prędkości wrzeciona. Dane te, szczególnie te uzyskane przy najwyższych prędkościach wrzeciona, a co za tym idzie, przy najwyższych prędkościach ścinania, dobrze korelują z odczytami z Rheonics SRV zanurzony w cieście przepływającym obok czujnika.
Korelację między wiskozymetrem laboratoryjnym (Brookfield LV) a SRV można osiągnąć, wybierając dowolne określone obroty na lepkościomierzu rotacyjnym, ale lepiej było wybrać wyższe obroty na lepkościomierzu obrotowym, aby uzyskać liniową zależność między wartościami laboratoryjnymi i procesowymi.
Rekomendacja
- Użyj laboratoryjnego wiskozymetru rotacyjnego, aby utworzyć krzywą przepływu dla swojej mieszanki ciasta
- Użyj funkcji Skalowanie włączonej Rheonics Czujnik SRV skalujący sygnał wyjściowy do wartości podobnej do uzyskanej z wiskozymetru rotacyjnego przy 100 obr./min
- Rheonics Wiskozymetr wbudowany SRV może następnie kontrolować mieszanie ciasta i powlekanie, uzyskując odczyt podobny do tego, jaki uzyskujesz z wiskozymetru laboratoryjnego
Dodatkowe cechy SRV, wiskozymetru procesowego inline, które zapewniają, że pomiary reologiczne w laboratorium mogą być wykorzystywane do kontrolowania procesów produkcyjnych podczas produkcji, to:
- sanitarne, higieniczne połączenia
- CIP (czyszczenie na miejscu)
- wyjątkowo wysoka powtarzalność zapewniająca dokładność
- Odtwarzalność między czujnikami umożliwia ponowne wykorzystanie tej samej korelacji w wielu zakładach
- amplitudy drgań poniżej mikrona, które nie wpływają na strukturę płynu, co zapewnia dokładny pomiar samego płynu
- łatwa instalacja bezpośrednio w linii technologicznej, bez by-passu, bez zakłóceń w przepływie
- wytrzymały czujnik wykonany ze stali nierdzewnej 316L z uszczelnionymi połączeniami (IP69K) do czyszczenia wysokotemperaturowego, wysokociśnieniowego, kwasowego i zasadowego
- zero konserwacji
- wysoki ROI (zwrot z inwestycji)
Rheonics Wybór instrumentu
Rheonics projektuje, produkuje i sprzedaje innowacyjne czujniki i monitory płynóworing systemy. Precyzja zbudowana w Szwajcarii, RheonicsWiskozymetry in-line charakteryzują się czułością wymaganą w danym zastosowaniu i niezawodnością niezbędną do przetrwania w trudnych warunkach pracy. Stabilne wyniki – nawet w niekorzystnych warunkach przepływu. Brak wpływu spadku ciśnienia lub natężenia przepływu. Równie dobrze nadaje się do pomiarów kontroli jakości w laboratorium. Nie ma potrzeby zmiany żadnego komponentu ani parametru, aby mierzyć w pełnym zakresie.
Sugerowane produkty do zastosowania
- Szeroki zakres lepkości - monitoruj cały proces
- Powtarzalne pomiary zarówno płynów newtonowskich, jak i nienewtonowskich, płynów jednofazowych i wielofazowych
- Hermetycznie zamknięte, wszystkie części ze stali nierdzewnej 316L zwilżane
- Wbudowany pomiar temperatury płynu
- Kompaktowy kształt ułatwiający instalację w istniejących liniach technologicznych
- Łatwy w czyszczeniu, nie wymaga konserwacji ani ponownej konfiguracji
- Pojedynczy przyrząd do pomiaru gęstości procesowej, lepkości i temperatury
- Powtarzalne pomiary zarówno płynów newtonowskich, jak i nienewtonowskich, płynów jednofazowych i wielofazowych
- Konstrukcja wykonana w całości z metalu (stal nierdzewna 316L)
- Wbudowany pomiar temperatury płynu
- Kompaktowy kształt ułatwiający montaż w istniejących rurach
- Łatwy w czyszczeniu, nie wymaga konserwacji ani ponownej konfiguracji
