在线粘度监测，用于乳液配方，测试和加工中的质量控制

乳液几乎用于日常生活的各个方面。 他们的加工和开发扩展到许多行业-化工，涂料，食品，化妆品，粘合剂，工业流体，药品，石油和天然气。

它是两种不混溶液体的稳定混合物，其中一种以小滴或小颗粒的形式均匀地分散在另一种液体中。 乳剂是不混溶的液体混合物。 通常，另一相中的一种流体以小液滴的形式存在。 有水包油乳液，称为水包油乳液（缩写为O / W），也有水包油乳液（W / O）。 液滴相称为分散相，周围相称为连续相。 其分散相和连续相的相互作用极大地影响了乳液的材料性能。 可以使用多种分析技术来表征乳液。 常见乳液的一些示例是：

• 牛奶 是乳脂在含有许多不同蛋白质，乳糖和盐的水溶液中的乳液。 在生乳中，脂肪以乳脂小球的形式存在，被膜包围。 在工厂中将这种牛奶均质化后，这些小球会破碎，脂肪会分散成较小的小滴，这些小滴也会被蛋白质稳定。
• 人造黄油 是脂肪中水滴的乳液，通过在连续脂肪相中堆积的脂肪状针状晶体来稳定。
• 奶油 是乳脂在水相中的浓缩乳液； 浓度取决于面霜的类型。
• 冰淇淋 是非常复杂的产品； 除其他外，它含有乳脂滴，但也含有糖晶体，冰晶和气泡。
• 沙拉酱 通过在含醋的水性混合物中乳化植物油制得。 在家中制作时，这种乳液非常不稳定：液滴会很快凝结，因此在使用前必须先摇匀。 商业变体通常由其他组件来稳定。
• 蛋黄酱 是一种非常浓缩的油滴在水中的乳液，由蛋黄中的蛋白质稳定。 乳状液浓度很高（70-80％（体积）），油滴被挤在一起。 这种挤压在一起导致蛋黄酱的良好一致性。
• 蛋黄 是卵磷脂（和胆固醇）在水溶液中的乳化液，由磷脂混合物稳定。
• 食物产品。 色拉酱，肉汁和其他调味料，鲜奶油浇头，花生酱和冰淇淋也是各种食用油脂的乳化液实例。 乳剂除了影响食品的物理形态外，还会影响口感，因为乳化油会覆盖舌头，从而赋予“口感”。
• 水性涂​​料 和涂料 通常是聚合物基粘合剂颗粒的乳液。 它们是通过将单体液滴在水中制成乳液制成的，然后将单体聚合形成固体颗粒。 当施加时，水和可能的其他溶剂蒸发，并且粘合剂颗粒融合以形成固体层。
• 沥青石油精制过程中产生的重质馏分通常太粘而无法直接使用。 因此，沥青在水中以高乳化度产生。所得的O / W乳液具有低得多的粘度，因此更易于施用。 在道路上或屋顶上使用时，乳液会破裂，沥青颗粒会融合成一层。
• 药品。 淀粉/明胶共混物微粒是通过油包水乳液溶剂扩散法制备的。 体外药物释放含量显着取决于淀粉混合比和交联剂比。 淀粉/明胶共混物微粒应该是水溶性药物的有用的控释递送载体。 在制药工业中，乳剂用于使药物更可口，通过控制活性成分，缓释药物的剂量来提高疗效以及为局部用药（例如软膏）提供更好的美观性。
• 油和碳氢化合物。 全球三分之二的原油是通过乳化方式生产的。 由于生产工艺的原因，这些乳液主要是油包水型的。
• 杀虫剂和农药。 在农业工业中，乳剂用作杀虫剂，杀真菌剂和农药的输送载体，通常通过机械设备喷涂来施用。
• In 化妆品乳液是许多头发和皮肤调理剂的递送载体。 阴离子和非离子乳液用于输送各种油和蜡，这些油和蜡可为头发和皮肤提供保湿，光滑和柔软的效果。 其他例子是面霜，润肤露，洗发水，沐浴露，牙膏，肥皂和香水。
• 润滑剂，浆料，添加剂，机油，聚合物乳液，胶水，淀粉溶液，矿物填料浆料，纺织品乳液，亚微米乳液和有机硅乳液。
• 电池材料。 电池用水性粘合剂是利用先进的聚合物技术开发的，能够在锂离子二次电池和镍氢二次电池中形成负极。 与传统的电池粘合剂 (PVDF) 相比，这些粘合剂具有优异的粘合性能、耐电解质性和循环性能。

• 用于废水处理的聚电解质溶液（絮凝剂）。 聚丙烯酰胺是用作絮凝剂的非常高克分子量的聚合物。 这些聚合物主要以粉末或乳液形式提供。 它们可以是阴离子的或阳离子的。 其中一些产品以高粘度溶液（5,000 至 10,000 厘泊）的形式存在，可以在进料泵输送时二次稀释后泵送。

乳液被广泛用作前体和最终产品。 这是由于乳液体系可能组合的数量不限。 全面表征其结构的任务是其商业化的重要一步。 新的乳液类型正在不断开发中。 微乳液是一种最新的发展，它是一种特殊类型的乳液，与常规体系相比，其特点是粒径极小，透明度高且稳定性增强。 随着科学继续满足行业需求，越来越多的新型和非常规乳液组合正在迅速开发中。

乳液的配制与测试

界面张力试图使两相保持分离，制备乳液的目的是降低界面张力以促进两相更紧密地混合。 这可以通过两种主要方法来完成-通过降低内相的粘度和通过使用化学添加剂。 加热产品是降低粘度的最简单方法，因为大多数液体在加热时变得不太粘。 粘度降低通常伴随界面张力降低，从而导致更好的乳化。

两种不混溶液体的稳定乳液很少，通常需要某种化学助剂。 通常，使用在两相之间的界面处具有活性的化学物质。 此类添加剂称为乳化剂或表面活性剂（代表表面活性剂）。 大多数乳液的商业化制备包括同时使用化学乳化剂和机械设备（例如胶体磨或在线混合器），以产生液滴大小足够小的分散相，从而使最终产品具有所需的属性。

表征乳液性能和相关性

乳液的稳定性对它们的加工和配制至关重要。 乳液通常被认为是一种简单的，宏观的，可以看到，感觉甚至品尝的东西，但实际上，分散在乳液中的液滴的纳米级特性是乳液体积特性的主要贡献者。 具体而言，乳化液滴的大小和电荷直接影响稳定性，味道，安全性，外观和功能。 因此，最重要的是能够准确和快速地测量乳液的这些性质。

这些特性与乳液加工高度相关，并且其中某些特性是相互关联的：

• 平均粒径
• 粒度分布
• 内相粘度
• 连续相粘度
• 乳化剂水平
• 油相浓度
• 连续相pH
• 乳液光学性能

所讨论的浓度是相关的，因为它们会影响最终乳液的类型和稳定性。 通常，以较高浓度存在的相倾向于是连续相。

乳液加工方法–乳液是如何制成的？

为了产生乳液，首先将成分混合以形成粗制的预混乳液。 可以通过几种方式创建此预混音：

• 将乳化剂溶解在连续相中，然后在良好搅拌下缓慢加入内相（最常用的方法）。
• 可以将乳化剂溶解在内相中，然后在搅拌下将其缓慢地添加到连续相中。
• 可以将乳化剂溶解在内相中，然后缓慢加入连续相以形成预混物。 这通常意味着产生最佳结果，但需要花费大量时间和剧烈的混合，因为这涉及将初步的W / O乳液通过反转阶段，以最终形成所需的O / W类型。
• 另一种方法是使用专门开发的混合顺序控制方法。 该技术允许在沿着多级混合室的不同步骤将产物组分直接注入产物流中。

如果在精加工步骤中使用机械剪切设备（例如胶体磨或在线混合器），则第一种方法会产生良好的结果，而第一种预混合方法通常会产生良好的结果。

确保了良好的配方和稳定的预混合后，胶体磨或在线混合器就可以完成乳化工作。 胶体磨或在线混合器头内的高水力剪切力区域将内相液滴分开，并产生通常所需的小粒径。 如果使用足够的乳化剂以极大地增加该方法产生的表面积，则最终产品应表现出增强的稳定性。

在某些情况下，可以在施加适度机械能的情况下生产出良好的乳液，但是如果提高能量水平，则会导致乳液质量差。 施加的能量的增加导致另外的粒度减小，但是如果不调节乳化剂的浓度，较小的颗粒就不稳定。 这被称为使乳液过度加工。 加工设备，例如提供剪切区管理（多个，可定制的高剪切作用区）的在线混合器和混合顺序控制（可在搅拌区的不同位置引入加工材料的合适混合室），为商业乳液开发和加工。

分散相粘度的降低会增强乳液的形成，但是连续相粘度的变化会带来什么影响？ 由于降低的界面张力，粘度的降低应导致更容易形成乳液。 虽然这是事实，但必须考虑另一个因素。 连续相粘度的增加将通过阻止油滴不可避免地上升到顶部而大大改善乳液稳定性。 在大多数情况下，这种更稳定的成品是最重要的问题，因此，以在机械加工步骤中克服更高的界面张力为代价来获得这一优势的决定是令人欣然接受的。

监测和控制乳化过程的粘度对于实现可重复，高效的过程至关重要。

乳液加工与应用的质量控制

凭借乳液的物理特性，使用可靠的质量控制（QC）工艺验证结果的信息对于确保分散和均质化工艺在各个批次中均能获得可靠的结果至关重要。

乳化现象是分散相分离出来，在连续相顶部形成一层的现象。 值得注意的是，在乳膏化中，分散相保持为球状，因此可以在摇动时将其重新分散。 如果增加连续相的粘度，则可以使乳化最小化。 最简单的方法是将乳液放在架子上，并观察其随着时间的推移是否出现乳脂状。 最小可接受的保存期限可以是QC规范。 不幸的是，这种简单性的代价是，直到产品到达客户手中时，才可能发现不合格的批次。 为了克服这个问题，可以通过加热乳液或将其离心来加速乳化过程。 然后，这些结果必须与室温下相应的静态乳化率相关。 所有这些乳化率的测量都很简单，但并不精确。

各种因素都会影响乳液的稳定性。 乳液不稳定性的常见问题是聚结，絮凝，乳化和破裂。 因此，实时监视其属性并进行自适应调整变得很重要：

• 乳化剂浓度
• 油水比
• 搅拌强度
• 混合温度
• 混合时间

鉴于乳液的粘度不是静态参数，而是由于工艺要求以及工艺本身而变化，因此在整个工艺周期中监控粘度至关重要。

表征乳液性能的需求对于乳液的配制，放大，加工和测试以及这些工艺中使用的设备的设计和开发至关重要。

粘度是找到一种方法来测量乳液质量的关键，这样可以保持一批到另一批之间的一定程度的一致性。

• 乳液的常规生产方法基于准连续过程
• 连续混合过程包括受控的配料加料，实时适应和调整流体状况，这可能会受到多个参数的影响

提高整体吞吐量和均质化过程的效率

超高剪切转子/定子系统通过减少通过高压均质机（一种固有的低通量，高能设备）所需的通过次数来加快周期时间。 由于均质机通常也需要大量维护，因此高效的“预混机”可显着节省总体生产成本。 在某些应用中，超高剪切混合器甚至可以提供均质器的替代方案。

乳液的敏感化学性质意味着节省时间和成本不能以牺牲质量为代价，而质量必须保持很高的水平。 监视和控制粘度以优化批生产过程可确保一致性，质量和显着的材料成本节省，并可精确地检测特定批生产的混合过程的终点检测/稳定性。 可以通过在线监测和控制粘度来改善连续搅拌过程的过程控制和可追溯性，这还可以确保高水平的产品一致性，过程中的可重复性并显着降低废品率。

粘度测量的其他用途包括使用设备在配方中提供的数据以及配方的研究和开发来显示目标特性并进行有效表征。 此外，对于制药和食品制造而言，过程的可追溯性对于监管机构很重要，并且在线测量可在整个生产周期中实现对产品的完整跟踪。

自动化在线粘度测量和控制对于控制乳液加工过程中的粘度并确保关键特性完全符合多个批次的要求至关重要，而无需依赖离线测量方法和取样技术。 Rheonics 提供以下乳液配方、加工、放大和测试过程控制和优化解决方案。

粘度和密度计

1. 一致 粘性 测量： Rheonics和 SRV 是一种范围广泛的在线粘度测量设备，能够实时检测任何工艺流中的粘度变化。
2. 一致 粘度和密度 测量： Rheonics和 SRD 是一种在线式同时密度和粘度测量仪器。 如果密度测量对您的操作很重要，则SRD是满足您需求的最佳传感器，它具有类似于SRV的操作能力以及精确的密度测量。

集成式交钥匙乳液 质量 管理

Rheonics 为乳液生产质量管理提供集成的交钥匙解决方案，其中包括：

1. 一致 粘性 测量： RheonicsSRV –具有内置流体温度测量功能的多种在线粘度测量设备
2. Rheonics 进程监视器：高级 预测跟踪控制器 监视和控制过程条件的实时变化
3. Rheonics 流变脉冲 - 自动 ding：4级自主系统，确保不影响设定的粘度极限，并自动激活旁通阀或泵以适应性地计量混合成分

SRV传感器位于行内，因此可以连续测量粘度（和SRD情况下的密度）。 警报可以配置为通知操作员必要的措施，或者可以通过以下步骤使整个管理过程完全自动化 远程PTC (Rheonics 预测跟踪控制器）。 在乳液制备生产线中使用 SRV 可提高生产率、利润率并实现监管合规性。 Rheonics 传感器具有紧凑的外形，可实现简单的 OEM 和改造安装。 它们需要零维护或重新配置。 无论安装方式或位置如何，传感器都能提供准确、可重复的结果，无需特殊的腔室、橡胶密封件或机械保护。 SRV 和 SRD 不使用任何消耗品，也不需要重新校准，操作极其简单，从而导致生命周期运行成本极低。

一旦建立了过程环境，通常不需要付出什么努力来维持系统的完整性一致性——操作员可以依赖于严格的控制 Rheonics 乳液生产质量管理解决方案。

紧凑的外形，无活动部件，无需维护

RheonicsSRV 和 SRD 的外形尺寸非常小，适合简单的 OEM 和改装安装。 它们可以轻松集成到任何流程中。 它们易于清洁，无需维护或重新配置。 它们占地面积小，可在任何生产线中进行内联安装，从而避免任何额外的空间或适配器需求。

卫生设计

Rheonics SRV 和 SRD 可用于 tri-clamp 除定制过程连接外，还提供 DIN 11851 连接。

根据美国FDA和EU法规，SRV和SRD均符合食品接触合规性要求。

高稳定性，对安装条件不敏感：可以进行任何配置

Rheonics SRV和SRD采用独特的专利同轴谐振器，其中传感器的两端以相反方向扭转，抵消了安装上的反作用扭矩，从而使它们对安装条件和流量完全不敏感。 传感器元件直接位于流体中，没有特殊的外壳或保护笼要求。

即时准确地读出生产质量–完整的系统概述和预测控制

Rheonics和 流变脉冲 该软件功能强大，直观且易于使用。 可以在集成IPC或外部计算机上监视实时过程流体。 可通过单个仪表板管理遍布工厂的多个传感器。 泵送压力脉动对传感器操作或测量精度无影响。 没有振动的影响。

在线测量，无需旁路

直接在过程流中安装传感器以进行实时粘度（和密度）测量。 无需旁路管线：传感器可以在线浸入； 流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。

易于安装，无需重新配置/重新校准–零维护/停机时间

万一传感器损坏，请更换传感器，而无需更换或重新编程电子设备。 传感器和电子设备的直接更换，无需任何固件更新或校准更改。 安装方便。 提供标准和定制过程连接，如 NPT、 Tri-Clamp、DIN 11851、法兰、Varinline 和其他卫生连接。 没有特殊的室。 易于拆卸以进行清洁或检查。 SRV 还适用于 DIN11851 和 tri-clamp 连接方便安装和拆卸。 SRV 探头采用气密密封，可进行原位清洁 (CIP)，并支持使用 IP69K M12 连接器进行高压清洗。

低能耗

正常工作期间消耗的电流小于24 A的0.1V DC电源。

快速响应时间和温度补偿粘度

超快且强大的电子设备与全面的计算模型相结合，使 Rheonics 设备是业内速度最快、用途最广、最准确的设备之一。 SRV 和 SRD 每秒提供实时、准确的粘度（以及 SRD 的密度）测量，并且不受流量变化的影响！

广泛的运营能力

Rheonics' 仪器专为在最具挑战性的条件下进行测量而设计。

SRV 可用于 在线过程粘度计的市场上最广泛的操作范围：

• 压力范围高达5000 psi
• 温度范围为-40至200°C
• 粘度范围：0.5 cP至50,000 cP（及更高）

SRD：单仪器，三功能 –粘度，温度和密度

RheonicsSRD 是一款独特的产品，可替代三种不同的粘度、密度和温度测量仪器。 它消除了同时放置三种不同仪器的困难，并在最恶劣的条件下提供极其准确和可重复的测量。

物业管理 乳液制备工艺 更有效地降低成本并提高生产率

将SRV集成到生产线中，并确保多年来的一致性。 SRV不断监测和控制粘度（在SRD情况下为密度），并自适应地激活阀门以计量混合物成分。 使用SRV优化流程，减少停机次数，降低能耗，减少不合规情况并节省材料成本。 最后，它有助于改善底线和改善环境！

就地清洁（CIP） 和就地灭菌（SIP）

SRV（和SRD）通过在清洁阶段监视清洁剂/溶剂的粘度（和密度）来监视流体管线的清洁。 传感器会检测到任何少量残留物，从而使操作员可以决定何时清洁/安装管路。 或者，SRV（和SRD）向自动清洁系统提供信息，以确保每次运行之间进行全面且可重复的清洁，从而确保完全符合食品生产设施的卫生标准。

卓越的传感器设计和技术

先进的专利电子设备是这些传感器的大脑。 SRV 和 SRD 可采用行业标准过程连接，例如 11851/XNUMX” NPT、DIN XNUMX、法兰和 Tri-clamp 允许操作员用 SRV/SRD 替换生产线中的现有温度传感器，除了使用内置 Pt1000（可用 DIN EN 60751 AA、A、B 级）精确测量温度之外，还提供粘度等非常有价值且可操作的过程流体信息。

满足您需求的电子产品

传感器电子装置既可以在变送器外壳中使用，也可以在小尺寸DIN导轨安装中使用，从而可以轻松集成到生产线和机器内部的设备柜中。

易于整合

传感器电子设备中实现了多种模拟和数字通信方法，从而使与工业PLC和控制系统的连接变得简单明了。

模拟和数字通讯选项

可选的数字通讯选项

雷奥尼克斯 提供通过ATEX和IECEx认证的本质安全传感器，用于危险环境。 这些传感器符合与潜在爆炸性环境中使用的设备和保护系统的设计和构造有关的基本健康和安全要求。

拥有本质安全、防爆认证 Rheonics 还允许对现有传感器进行定制，从而使我们的客户能够避免与识别和测试替代品相关的时间和成本。 可为需要一台至数千台的应用提供定制传感器； 交货时间为数周而不是数月。

Rheonics SRV & SRD 均通过ATEX和IECEx认证。

直接在过程流中安装传感器以进行实时粘度和密度测量。 无需旁路管线：传感器可以在线浸入； 流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。 通过对流体进行重复，连续和一致的测试来优化混合性能。

在线质量控制地点

• 在坦克中
• 在各种处理容器之间的连接管中

仪器/传感器

SRV 粘度计或 SRD 为了增加密度

Rheonics 设计、制造和销售创新的流体传感和监测系统。 瑞士精密制造， Rheonics' 在线粘度计和密度计具有应用所需的灵敏度以及在恶劣操作环境中生存所需的可靠性。 即使在不利的流动条件下，结果也稳定。 不受压降或流速的影响。 它同样非常适合实验室中的质量控制测量。 无需更改任何组件或参数即可在全范围内进行测量。