Когато става въпрос за измерване на вискозитет, вискозиметрите от партиден тип са често срещан избор в много индустрии. Като доставчик на вискозиметри с дълбоко разбиране на тези инструменти, имах многобройни дискусии с клиенти относно плюсовете и минусите на различните типове вискозиметри. Въпреки че вискозиметрите от партиден тип имат своите предимства, те идват и с няколко забележителни недостатъка, които потенциалните купувачи трябва да знаят.
Ограничено измерване на реално време
Един от най-съществените недостатъци на партидните вискозиметри е тяхната неспособност да предоставят данни за вискозитета в реално време. При партиден вискозиметър се взема проба от процеса, поставя се във вискозиметъра и след това се измерва. Това означава, че измерването представлява вискозитета на пробата в момента, в който е взета, а не непрекъснатия вискозитет до минута на работния флуид.
За приложения, при които вискозитетът на течността се променя бързо, като например при химически реакции, където скоростта на реакцията влияе върху вискозитета, това може да бъде основен проблем. Например, в процес на полимеризация, вискозитетът на полимерния разтвор може да се увеличи значително за кратък период от време, докато реакцията напредва. Вискозиметърът от партиден тип може да ви даде моментна снимка на вискозитета само по време на вземане на пробата и до момента, в който измерването приключи, действителният вискозитет в процеса може да се е променил значително. Тази липса на данни в реално време може да затрудни ефективното контролиране на процеса, което води до непоследователно качество на продукта.
Боравене с проби и рискове от замърсяване
Партидните вискозиметри изискват ръчно боравене с пробата. Това включва вземане на проба от процеса, прехвърлянето й във вискозиметъра и след това почистване на вискозиметъра след приключване на измерването. Всяка стъпка в този процес носи потенциални рискове.
При вземане на проба съществува риск да не се получи представителна проба от цялата технологична течност. Например, ако течността има неравномерен състав или ако има градиенти във вискозитета в процеса, пробата може да не отразява точно общия вискозитет. Това може да доведе до неточни измервания и неправилни решения за контрол на процеса.
Освен това прехвърлянето на пробата от процеса към вискозиметъра може да въведе замърсители. Тези замърсители могат да повлияят на вискозитета на пробата, което води до грешни показания. Дори малки количества прах, отломки или други чужди вещества могат да променят свойствата на потока на течността и по този начин да променят измерването на вискозитета. След измерването почистването на вискозиметъра е от решаващо значение за предотвратяване на кръстосано замърсяване между различни проби. Цялостното почистване обаче може да отнеме много време и не винаги да е напълно ефективно, особено ако вискозиметърът има сложна вътрешна структура.
Времеемка операция
Работата на вискозиметър от партиден тип обикновено отнема повече време в сравнение с някои други видове вискозиметри, като например онлайн вискозиметри. Процесът на вземане на проба, подготовка на вискозиметъра, извършване на измерването и след това почистване на вискозиметъра може да отнеме значително време.
В производствена среда, където времето е от съществено значение, това може да забави цялостния процес. Например, в завод за производство на храни, където вискозитетът на соса трябва да се следи често по време на производството, използването на партиден вискозиметър може да причини забавяне. Работниците трябва да изчакат резултатите от измерванията, преди да могат да направят корекции в процеса, което може да доведе до по-дълги производствени цикли и намалена производителност.
Ограничена приложимост за процеси с висока производителност
Вискозиметрите от партиден тип не са подходящи за процеси с висока производителност. При приложения с висока производителност големи обеми течност се обработват непрекъснато и има нужда от бързи и чести измервания на вискозитета. Тъй като вискозиметрите от партиден тип могат да измерват само една проба наведнъж и процесът на измерване отнема време, те не могат да се справят с темпото на процесите с висока производителност.
Например, в петролна рафинерия, където всеки ден се обработват хиляди барели суров нефт, партиден вискозиметър не би могъл да осигури необходимия брой измервания на вискозитета навреме. В такива случаи онлайн вискозиметрите, които могат непрекъснато да наблюдават вискозитета на течащата течност, са по-подходящ избор.
Предизвикателства при контрола на температурата
Поддържането на точен температурен контрол е от решаващо значение за измерването на вискозитета, тъй като вискозитетът е силно зависим от температурата. Партидните вискозиметри често са изправени пред предизвикателства при постигането и поддържането на прецизен контрол на температурата.
Когато се вземе проба от процеса и се постави във вискозиметъра, температурата на пробата може да се промени бързо, особено ако температурата на околната среда е различна от температурата на процеса. Тази промяна на температурата може значително да повлияе на измерването на вискозитета. Освен това вискозиметрите от партиден тип може да имат ограничени възможности за нагряване или охлаждане, което затруднява поддържането на постоянна температура на пробата през целия процес на измерване.
За разлика от тях, някои онлайн вискозиметри могат да бъдат интегрирани директно в процеса, където температурата се контролира по-добре. Това позволява по-точни измервания на вискозитета при реални условия на процеса.
Разходи - Ефективност в дългосрочен план
Въпреки че партидните вискозиметри може да имат по-ниска първоначална цена за закупуване в сравнение с някои онлайн вискозиметри от висок клас, те може да не са най-рентабилната опция в дългосрочен план. Времето и трудът, необходими за обработка на пробата, почистване и потенциалът за неточни измервания могат да доведат до увеличаване на разходите с течение на времето.
Неточните измервания на вискозитета могат да доведат до проблеми с качеството на продукта, което може да доведе до изтегляне на продукта, преработка или загуба на клиенти. Допълнителните разходи за труд, свързани с отнемащата време работа на партиден тип вискозиметри, също могат да се добавят. От друга страна, онлайн вискозиметрите, макар и по-скъпи в началото, могат да осигурят непрекъснати, точни данни, да намалят нуждата от ръчно боравене с проби и да подобрят контрола на процеса, което в крайна сметка води до спестяване на разходи в дългосрочен план.
Алтернативи на партидните вискозиметри
Ако недостатъците на вискозиметрите от партиден тип са проблем за вашето приложение, има налични алтернативни опции. Един такъв вариант еРотационен вискозиметър. Ротационните вискозиметри работят чрез измерване на въртящия момент, необходим за завъртане на шпиндел или боб в течността. Те могат да осигурят по-точни и непрекъснати измервания на вискозитета, особено за не-Нютонови течности.
Тези вискозиметри могат да се използват в различни приложения, включително лаборатория, производство и контрол на качеството. Те предлагат данни в реално време, което е от съществено значение за процеси, при които вискозитетът се променя бързо. Освен това, ротационните вискозиметри могат да бъдат конфигурирани да работят при различни скорости на срязване, което позволява по-цялостно разбиране на реологичните свойства на течността.
В заключение, докато вискозиметрите от партиден тип са били широко използвани в миналото, техните ограничения по отношение на измерване в реално време, обработка на проби, консумация на време и приложимост към процеси с висока производителност ги правят по-малко подходящи за много съвременни промишлени приложения. Като доставчик на вискозиметри, ние разбираме уникалните нужди на различните индустрии и можем да ви помогнем да изберете най-подходящия вискозиметър за вашите специфични изисквания. Ако сте изправени пред предизвикателства с измерването на вискозитета във вашия процес или ако обмисляте надграждане на текущия ви вискозиметър, ви каним да се свържете с нас, за да обсъдим вашите възможности и да намерим най-доброто решение за вашия бизнес.
Референции
- ASTM D2196 - 18, Стандартни методи за изпитване на реологични свойства на ненютонови материали чрез ротационен вискозиметър.
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Въведение в реологията. Elsevier.
- Steffe, JF (1996). Реологични методи в инженерството на хранителните процеси. Freeman Press.