Kada je u pitanju mjerenje viskoznosti, šaržni viskozimetri su uobičajen izbor u mnogim industrijama. Kao dobavljač viskozimetra s dubokim razumijevanjem ovih instrumenata, imao sam brojne rasprave sa klijentima o prednostima i nedostacima različitih tipova viskozimetra. Dok serijski viskozimetri imaju svoje prednosti, oni također imaju nekoliko značajnih nedostataka kojih bi potencijalni kupci trebali biti svjesni.
Ograničeno mjerenje u realnom vremenu
Jedan od najznačajnijih nedostataka viskozimetara šaržnog tipa je njihova nesposobnost da daju podatke o viskoznosti u realnom vremenu. U viskozimetru serijskog tipa, uzorak se uzima iz procesa, stavlja u viskozimetar, a zatim se mjeri. To znači da mjerenje predstavlja viskozitet uzorka u trenutku kada je uzet, a ne kontinuirani, do - minute, viskozitet procesnog fluida.
Za primjene gdje se viskozitet tekućine brzo mijenja, kao što je u kemijskim reakcijama gdje brzina reakcije utječe na viskozitet, to može biti veliki problem. Na primjer, u procesu polimerizacije, viskoznost otopine polimera može se značajno povećati tokom kratkog perioda kako reakcija napreduje. Viskozimetar serijskog tipa može vam dati samo snimak viskoziteta u vrijeme uzorkovanja, a do trenutka kada je mjerenje završeno, stvarni viskozitet u procesu može se značajno promijeniti. Ovaj nedostatak podataka u realnom vremenu može otežati efikasnu kontrolu procesa, što dovodi do nedosljednog kvaliteta proizvoda.
Rukovanje uzorcima i rizici od kontaminacije
Viskozimetri serijskog tipa zahtijevaju ručno rukovanje uzorkom. To uključuje uzimanje uzorka iz procesa, njegovo prebacivanje u viskozimetar, a zatim čišćenje viskozimetra nakon što je mjerenje završeno. Svaki korak u ovom procesu uvodi potencijalne rizike.
Prilikom uzimanja uzorka postoji rizik da se ne dobije reprezentativan uzorak cjelokupne procesne tekućine. Na primjer, ako tekućina ima neujednačen sastav ili ako postoje gradijenti viskoznosti unutar procesa, uzorak možda neće točno odražavati ukupni viskozitet. To može dovesti do netočnih mjerenja i pogrešnih odluka o kontroli procesa.
Štaviše, prijenos uzorka iz procesa u viskozimetar može dovesti do zagađivača. Ovi zagađivači mogu uticati na viskozitet uzorka, što dovodi do lažnih očitavanja. Čak i male količine prašine, krhotina ili drugih stranih supstanci mogu promijeniti svojstva protoka tekućine i tako promijeniti mjerenje viskoziteta. Nakon mjerenja, čišćenje viskozimetra je ključno kako bi se spriječila unakrsna kontaminacija između različitih uzoraka. Međutim, temeljno čišćenje može biti dugotrajno i ne mora uvijek biti potpuno efikasno, posebno ako viskozimetar ima složenu unutrašnju strukturu.
Operacija koja oduzima mnogo vremena
Rad serijskog viskozimetra općenito zahtijeva više vremena u odnosu na neke druge vrste viskozimetara, kao što su online viskozimetri. Proces uzimanja uzorka, pripreme viskozimetra, izvođenja mjerenja, a zatim čišćenja viskozimetra može potrajati značajno vrijeme.
U proizvodnom okruženju u kojem je vrijeme ključno, ovo može usporiti cjelokupni proces. Na primjer, u pogonu za proizvodnju hrane gdje je potrebno često pratiti viskoznost sosa tokom proizvodnje, korištenje viskozimetra tipa serije može uzrokovati kašnjenja. Radnici moraju čekati rezultate mjerenja prije nego što mogu izvršiti prilagodbe procesa, što može dovesti do dužih proizvodnih ciklusa i smanjene produktivnosti.
Ograničena primjenjivost na procese visokog protoka
Viskozimetri šaržnog tipa nisu pogodni za procese velike propusnosti. U aplikacijama velike propusnosti, velike količine fluida se kontinuirano obrađuju i postoji potreba za brzim i čestim mjerenjima viskoziteta. Budući da serijski viskozimetri mogu mjeriti samo jedan uzorak u isto vrijeme i da je proces mjerenja dugotrajan, oni ne mogu pratiti tempo procesa visoke propusnosti.
Na primjer, u rafineriji nafte u kojoj se dnevno prerađuju hiljade barela sirove nafte, viskozimetar šaržnog tipa ne bi bio u stanju da obezbijedi potreban broj mjerenja viskoziteta na vrijeme. U takvim slučajevima, online viskozimetri koji mogu kontinuirano pratiti viskoznost tekućine koja teče su prikladniji izbor.
Izazovi kontrole temperature
Održavanje precizne kontrole temperature je ključno za mjerenje viskoziteta jer viskoznost u velikoj mjeri ovisi o temperaturi. Viskozimetri serijskog tipa često se suočavaju s izazovima u postizanju i održavanju precizne kontrole temperature.
Kada se uzorak uzme iz procesa i stavi u viskozimetar, temperatura uzorka se može brzo promijeniti, posebno ako se temperatura okoline razlikuje od temperature procesa. Ova promjena temperature može značajno utjecati na mjerenje viskoziteta. Dodatno, viskozimetri serijskog tipa mogu imati ograničene mogućnosti grijanja ili hlađenja, što otežava održavanje uzorka na konstantnoj temperaturi tokom cijelog procesa mjerenja.
Nasuprot tome, neki online viskozimetri mogu se integrirati direktno u proces, gdje je temperatura bolje kontrolirana. Ovo omogućava preciznija merenja viskoziteta u uslovima realnog procesa.
Troškovi - efektivnost na duge staze
Iako viskozimetri serijskog tipa mogu imati niže početne troškove kupovine u poređenju sa nekim vrhunskim online viskozimetrima, oni možda neće biti najisplativija opcija na duge staze. Vrijeme i rad potrebni za rukovanje uzorkom, čišćenje i mogućnost netačnih mjerenja mogu dovesti do povećanih troškova tokom vremena.
Netočna mjerenja viskoziteta mogu dovesti do problema s kvalitetom proizvoda, što može dovesti do povlačenja proizvoda, dorade ili gubitka kupaca. Dodatni troškovi rada povezani sa dugotrajnim radom viskozimetara serijskog tipa takođe se mogu dodati. S druge strane, online viskozimetri, iako su unaprijed skuplji, mogu pružiti kontinuirane, precizne podatke, smanjiti potrebu za ručnim rukovanjem uzorcima i poboljšati kontrolu procesa, što u konačnici dovodi do uštede troškova na dugi rok.
Alternative šaržnim viskozimetrima
Ako su nedostaci serijskih viskozimetara zabrinuti za vašu primjenu, postoje alternativne opcije. Jedna takva opcija jeRotacioni viskozimetar. Rotacijski viskozimetri rade mjerenjem momenta potrebnog za rotaciju vretena ili vretena u tekućini. Oni mogu pružiti preciznija i kontinuirana mjerenja viskoziteta, posebno za nenjutnove tekućine.
Ovi viskozimetri se mogu koristiti u različitim aplikacijama, uključujući laboratorije, proizvodnju i kontrolu kvaliteta. Nude podatke u realnom vremenu, što je neophodno za procese u kojima se viskozitet brzo mijenja. Dodatno, rotacioni viskozimetri mogu biti konfigurisani da rade pri različitim brzinama smicanja, omogućavajući sveobuhvatnije razumevanje reoloških svojstava tečnosti.
U zaključku, dok su serijski viskozimetri bili intenzivno korišteni u prošlosti, njihova ograničenja u smislu mjerenja u realnom vremenu, rukovanja uzorcima, potrošnje vremena i primjenjivosti na procese velike propusnosti čine ih manje prikladnim za mnoge moderne industrijske primjene. Kao dobavljač viskozimetra, razumijemo jedinstvene potrebe različitih industrija i možemo vam pomoći da odaberete najprikladniji viskozimetar za vaše specifične zahtjeve. Ako se suočavate s izazovima s mjerenjem viskoziteta u svom procesu, ili ako razmišljate o nadogradnji vašeg trenutnog viskozimetra, pozivamo vas da nas kontaktirate kako bismo razgovarali o vašim opcijama i pronašli najbolje rješenje za vaše poslovanje.
Reference
- ASTM D2196 - 18, Standardne metode ispitivanja za reološka svojstva nenjutnovskih materijala pomoću rotacionog viskozimetra.
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Uvod u reologiju. Elsevier.
- Steffe, JF (1996). Reološke metode u prehrambenom inženjerstvu. Freeman Press.