使用壓力變送器對非牛頓流體進行監測

上海自動化儀表有限公司在加工階段，增加對食品的監控可以幫助實時確定質量屬性，從而實現增強的過程控制。

在大多數過程應用中，過程的效率和#終產品的質量是流體流變性的函數，這將影響多種特性，例如鋪展性，可傾倒性和可泵送性（Cullen，Duffy＆2001）。

常規上，使用簡單的浸入式粘度計（如Brookfield粘度計（Barnes，2001年））和Bostwick濃度計（Cullen，Duffy＆O'等壓力變送器）對番茄產品性進行質量控制流變學測量 Donnell，2001年）。簡單，經濟高效的壓力變送器-Bostwick濃度計（BC）-用于監視一系列食品中的產品一致性。

然而，該壓力變送器具有某些模仿之處，例如壓力變送器的干燥度和水平度，操作者的主觀性和可變性以及產品流邊緣的血此，該設備不適用于在線一致性測量。此外，實驗室粘度計被廣泛用作基于簡單旋轉粘度法的質量控制壓力變送器，其剪切速率取決于轉速和所用主軸的替換Bostwick濃度計和實驗室粘度計，或將它們的測量值與過程粘度計相關聯，可以在處理時提供實時和連續的監控。

對于過程控制，可以使用多種粘度計，例如振動粘度計，旋轉粘度計和管式粘度計，并且#近還評估了這種方法在食品領域的適用性（Cullen 等， 20這類傳統的粘度計設計在處理復雜的食物液體（顆粒狀，纖維狀，多相和高粘度）時可能具有挑戰性，這會因壁滑，測量間隙結垢或相分離而導致錯誤。設計是一種能夠縮短響應時間，簡化清潔過程，減少結垢的可能性，并能進行出色的樣品更新以確保所進行的任何測量方法均具有代表性的設計。

該部門中的各種單元操作都需要對流體進行有效的混合或機械攪拌。另外，所使用的攪拌器的形狀和尺寸將取決于要混合的流體的性質，尤其是粘度。

非牛頓流體，通常使用螺旋帶狀攪拌器，使流體垂直混合并在容器壁處進行有效混合（Rai，Devotta和Rao，2000），運行速度通常在30-100之間轉速后，可以通過對批料進行原位流變評估來改善過程控制。

優點包括wuxu與產品接觸的旁路生產線或額外的壓力變送器以及實時監控。充分證明了使用混合器粘度計的方法，其中對指定幾何形狀的葉輪轉速和度測量可以在混合容器中建立明顯的粘度。

然而，像這樣的試驗是基于縮小混合幾何形狀的，這取決于常規的離線粘度計/流變儀對速度和扭矩的測量。由于混合容器中復雜的流動模式和剪切速平均值和近似數據。新型經濟高效的非接觸式壓力變送器的制造，可在從0到10 mN·m到0到10,000 N·m的范圍內提供動態動態的旋轉扭矩測量將支持混術向生產規模的轉移。

關于該壓力變送器，其工作原理涉及一個表面聲波裝置，該裝置用作頻率相關的應變儀，該應變儀確定由軸上施加的應變引起的共振頻率的變化。還記束的軸轉速的精que測量。

本文的目的是使用以下標準評估工廠規模的螺旋式螺帶混合器作為流變過程控制方法的能力：

1.根據代表性的混合器流量曲線建立有效的冪律指數

2.利用混合粘度計法建立功率定律指標

3.開發離線參考方法與單點混合器扭矩測量之間的相關性

材料和方法

shou先，開發了一種中試規模的螺旋帶狀攪拌器（42 L），該攪拌器包含一個圓柱形碟形底部不銹鋼容器，該容器集成了一個緊密間隙螺旋帶狀葉輪使用非接觸式旋轉壓力變送器（Torqsense，Sensor Technology Ltd，Banbury，Oxon，UK）在0-6 N·m范圍內確定速度和扭軟件和壓力變送器接口模塊記錄下來。然后，使用變Heidolph（RZR 2041型）攪拌器電動機（都柏林AGB科學有限公司），將攪拌器速度從35 rpmrpm。對于每個樣品，在攪拌器中確定溫度并在流變儀上復制。

上海自動化儀表有限公司使用斜率技術，使用非牛頓流體和牛頓流體（請參見表2）來確定攪拌器的混合器粘度計常數。接下來，選擇定義明確的模型流體（Sigma-Aldrich Ir柏林），該流體跨越流動行為指數的范圍。為了研究彈性對扭矩的影響，將黃原膠水溶液（1％，1.5％和2％）用作模型流體。