Inline viszkozitásmonitorozás a töltősorok optimalizálásához fogyasztási cikkekben

---

Tartalomjegyzék

• 1. Bevezetés
• 2. Töltősorok fogyasztási cikkeknél
• 2.1 Főbb alkalmazások
• 2.2 A viszkozitás és a sűrűség fontossága a fogyasztási cikkek töltővezetékeiben
• 2.3 Gyártási/alkalmazási folyamat
• 3. Rheonics SR típusú soros érzékelők áttekintése
• 3.1 Higiéniai tanúsítás
• 4. Ajánlott telepítés
• 4.1. Mechanikai telepítési szempontok
• 4.1.1. SRV és SRD telepítési követelmények
• 4.1.2. SRD kiegészítő telepítési követelmények
• 4.2. Gyakori megoldás Rheonics
• 5. Folyamatfeltételek és bevált gyakorlatok
• 6. Referenciák

Az ápolási termékek gyártói precíz formulázást és csomagolást követelnek meg a termék állandóságának, a fogyasztók biztonságának és a szabályozási megfelelés biztosítása érdekében. A töltősorok központi szerepet játszanak ebben a folyamatban, és számos kihívással néznek szembe, beleértve a viszkozitások széles skáláján lévő termékek kezelését, a habzás vagy a szálkásodás megakadályozását az adagolás során, valamint a pontos nettó tartalom biztosítását a különböző csomagolási formátumok esetén.

A nyersanyagok és a végtermék viszkozitásának és sűrűségének változékonysága, a hőmérsékletérzékenység, valamint a gyártási tételek közötti stabilitás a folyamat során bonyolultabbá teszi a termelést. Általában a hagyományos laboratóriumi mintavételi módszereket alkalmazzák, de ezek alkalmanként olyan betekintést nyújtanak, amelyek nem képesek a folyadék tulajdonságainak valós idejű változásainak rögzítésére. Másrészt a gyártósori mérések folyamatos és valós idejű láthatóságot biztosítanak a folyamatban, lehetővé téve a gyorsabb szabályozási válaszadást.

Rheonics Az érzékelők jelentős működési és gazdasági előnyöket kínálnak a fogyasztói élelmiszer-töltősorok számára, a mérési pontosságon túlmutatóan javítva a hatékonyságot, a megbízhatóságot és a költségmegtakarítást:

• Pontosan mérje meg a fogyasztási cikkek viszkozitását, állagát, sűrűségét, koncentrációját és hőmérsékletét.

• Megbízható teljesítményt nyújt magas nyomás és hőmérsékleti körülmények között.

• CIP-kompatibilis és EHEDG-tanúsítvánnyal rendelkezik, higiénikus folyamatcsatlakozókkal, mint például Tri-Clamp, Varinline és még sok más.

• Egyszerű integráció PLC/DCS rendszerekkel Profinet, Modbus, Ethernet/IP, 4–20 mA-es kimenetek és egyebek segítségével.

• Gyárilag kalibrált és bármilyen folyadékhoz alkalmas; nincs szükség újrakalibrálásra.

• Javítsa a gyártósori hatékonyságot, csökkentse a selejtes termékmennyiségeket és a selejtes tételeket, ami az első évben ofszetérzékelőbe való befektetéshez vezet.

Az ápolási termékek, mint például a samponok, testápolók, krémek, gélek és fogkrémek, pontos gyártásellenőrzést igényelnek. Ezen termékek töltősorain a reológiai tulajdonságok, például a viszkozitás és a sűrűség pontos ellenőrzésére van szükség. Ez biztosítja a termék stabilitását és az egységes adagolást a csomagolás és a minőségellenőrzés során.

Ezek a termékek két fő csoportba sorolhatók: folyékony és félszilárd anyagok, és ezek különböző típusú csomagolásokba tölthetők, például palackokba, tasakokba, tubusokba, üvegekbe és aeroszolokba.

Az egyes kategóriákba tartozó termékek eltérő csomagolást igényelnek, amelyhez eltérő gyártási technikák szükségesek. Ezek a következők:

Merev tartályok (palackok, adagolók és üvegek)

Általában műanyagból és néha üvegből készülnek, ezek a leggyakoribb kiszerelések híg folyadékokhoz és krémes termékekhez (pl. samponok, balzsamok, folyékony mosószerek, folyékony szappanok, szájvíz, krémek és testápolók). Néhány gyakori töltési módszer a gravitációs, túlfolyós, dugattyús, progresszív üreges szivattyús vagy vákuumos töltés.

Tasakok (rugalmas tasakok)

Folyékony és krémes termékeknél is gyakori, de ezek a tömegpiacokon népszerűek gazdaságos és egyszerű megjelenésük miatt. Ezekhez más töltési eljárások szükségesek, mint például a formázás-töltés-zárás (FFS) vagy az adagolószivattyúval felszerelt tasaktöltő rendszerek.

Tubes

Gyakori félszilárd termékeknél, például fogkrémeknél, géleknél, kenőcsöknél és krémeknél. A tubusok általában műanyagból vagy alumíniumból készülnek, dugattyús vagy pumpás töltőanyaggal töltik meg, majd lezárják.

Spray flakonok (aeroszol, porlasztásos kiszerelés)

Olyan termékekben található meg, mint a dezodorok, borotvahabok, hajlakkok és néhány bőrápoló termék. Ezeknél mind a folyékony készítményt, mind a hajtógázt (sűrített gáz vagy cseppfolyósított gáz) kezelni kell.

A viszkozitás a folyadék áramlási ellenállását méri. Fogyasztói higiéniai töltőalkalmazásoknál befolyásolja, hogy a termékek hogyan mozognak a gyártósoron, milyen pontosan adagolják őket, és milyen tisztán csomagolják őket.

• Töltési pontosság és adagolási pontosság: A viszkozitás határozza meg, hogy egy termék simán folyik-e át a fúvókákon, vagy olyan problémákat okoz-e, mint a csíkozás, csöpögés vagy fröccsenés.

• A termék stabilitása és eltarthatósága: A megfelelő viszkozitás segít az emulziók és szuszpenziók stabilitásának megőrzésében, megakadályozva a fázisszétválást, az üledékképződést vagy a textúra lebomlását.

A sűrűség az anyag tömegét jelenti egységnyi térfogatra vetítve. Fogyasztói higiéniai töltelékek esetében közvetlenül összefügg a termék állagával, a csomagolás megfelelőségével és a készítmény minőségével.

• Nettó tartalom szabályozása: A sűrűség befolyásolja a térfogat-tömeg arányt, biztosítva, hogy a tartályok megfeleljenek a megadott súly- vagy térfogatkövetelményeknek, és megakadályozva az alultöltést vagy a túltöltést.

• Formula konzisztenciája: A sűrűség változásai a nyersanyag-arányok eltéréseire, a hőmérsékleti hatásokra vagy a folyamat instabilitására utalhatnak, amelyek megváltoztathatják a termék teljesítményét.

Minden töltési folyamat egy keverőben vagy előkészítő tartályban kezdődik, ahol a terméket vagy előkészítik, vagy a gyártás után tárolják a megfelelő keverés és homogenizáció fenntartása érdekében. Ebben a szakaszban a sűrűség és a viszkozitás monitorozása segít biztosítani a termék egyenletességét, ami közvetlenül befolyásolja a töltés minőségét és a tétel konzisztenciáját. Innen a keverék különböző töltési folyamatokba irányítható. A terméket jellemzően először egy puffertartályba pumpálják, ahol érzékelőket lehet telepíteni akár az átviteli vezeték mentén, akár magán a puffertartályon, hogy a töltés előtt figyeljék a végterméket.

Gravitációs és túlfolyós töltési folyamatokhoz (7 ábra)A puffertartályba vagy az átviteli vezetékbe érzékelők szerelhetők be a termék állapotának ellenőrzésére a töltés előtt, biztosítva, hogy a termék megfelelő folyásképességet biztosítson a töltővezetékeken keresztül. Ez garantálja az ismételhető tételteljesítményt, csökkentve az áramlási inkonzisztenciák miatti sikertelen tételek kockázatát.

Aeroszolos és Form-Fill-Seal (FFS) töltési folyamatokhoz (8 ábra)Az érzékelők a töltőfúvókák elé helyezhetők, hogy ellenőrizzék, a termék a befecskendezéshez megfelelő állapotban van-e. Az ebben a szakaszban történő monitorozás segít megelőzni a fúvókák eltömődését, valamint a termék túl- vagy alultöltését, biztosítva a tasakok és szóróflakonok megfelelő nettó tömegének feltöltését.

Találkozunk olyan eljárásokkal is, amelyek nagy viszkozitású folyadékokat, például félszilárd anyagokat vagy pasztákat tartalmaznak, például fogkrémet, géleket, kenőcsöket és krémeket, ahol a termékeket jellemzően tubusokban csomagolják, (9 ábra)Ez a folyamat inkább egy extrudáló rendszerhez hasonlít: a terméket először egy adagolótartályba töltik, majd egy adagolódugattyús szivattyú adagolja, amely a csőbe fecskendezi az anyagot, mielőtt azt lezárnák. Ebben a beállításban az érzékelő a termékadagoló vezetékbe vagy a garatba is beszerelhető, hogy figyelemmel kísérje a termék állapotát és biztosítsa a megfelelő áramlást a befecskendező fúvókákon keresztül. Alternatív megoldásként az érzékelő magában a befecskendező vezetékben is elhelyezhető; ez azonban csak akkor praktikus, ha a terméket folyamatos folyamatban fecskendezik be, nem pedig rövid, egységenkénti töltési ciklusokban.

Rheonics Az SR típusú érzékelők (SRV és SRD) folyamatos, soron belüli viszkozitás-, sűrűség- és hőmérséklet-mérést biztosítanak a folyamatfelügyelet és -vezérlés érdekében. Az SRV a viszkozitás és a hőmérséklet mérésére szolgál, míg az SRD a sűrűséget is hozzáadja a méréshez.

Ezek az érzékelők gyárilag kalibráltak, és élettartamuk során nem igényelnek újrakalibrálást. Az ügyfelek azonban kérhetik az iparágukban használt műszerek kalibrálását vagy hitelesítését a minőségellenőrzés részeként. Opcionális utánállítások vagy eltolás-korrekciók végezhetők, ha szükséges, hogy megfeleljenek az adott referenciáknak.

Minden érzékelő gyárilag kalibrált, és újrakalibrálás nélkül teljes élettartamuk alatt kitartanak. Bizonyos iparágak azonban minőségellenőrzési eljárásaik részeként megkövetelhetik az ellenőrzést vagy a kalibrálást. Ezenkívül újrabeállítások vagy eltoláskorrekciók is alkalmazhatók az adott referenciaszabványokhoz való igazodás érdekében. További információkért lásd: Az SRV inline folyamatviszkoziméter kalibrálása terepen és gyárban.

Rheonics Az érzékelők egy szabadalmaztatott technológiával, a Balanced Torsional Resonator (BTR) technológiával működnek. Ez a technológia egyértelmű előnyöket kínál az alternatív technológiákkal szemben: az érzékelők kompaktak, könnyűek és ellenállnak a külső rezgéseknek.

Rheonics Az SRV és SRD érzékelők bevált megoldások a fogyasztási cikkek töltősoraiban. Valós idejű viszkozitás- és sűrűségmérést biztosítanak, biztosítva, hogy az olyan termékek, mint a samponok, testápolók, krémek, gélek és aeroszolok, a töltési folyamat során végig állandó áramlási tulajdonságokkal rendelkezzenek. A folyamatos gyártósori monitorozás javítja a tételek közötti egyenletességet, minimalizálja a termékpazarlást, és fokozza a töltősor hatékonyságát és megbízhatóságát.

Alapértelmezésben, Rheonics Az SR típusú szondák higiénikus mechanikai kialakításúak, ami biztosítja a higiénikus alkalmazásokhoz való alkalmasságukat. Szükség esetén elismert szervezetek, például a 3-A és az EHEDG tanúsítványaival is szállíthatók.

További részletekért látogasson el Rheonics higiénikus és szaniter telepítés.

Fontos kiemelni bizonyos telepítési szempontokat, amelyek mindkettőre vonatkoznak Rheonics érzékelők, SRV és SRD. A változattól függetlenül mindegyik változat ugyanazzal a rezonátorkialakítással rendelkezik, és a megfelelő telepítés a szondák érzékelési területének (pirossal jelölt területek a ábra 13). A főbb pontok a következők:

• A területnek mentesnek kell lennie a lerakódásoktól vagy akadályoktól

• A területet teljesen el kell meríteni a vizsgált folyadékban.

A fenti két fő követelményen túl az SRD érzékelővel kapcsolatban két további szempontot is figyelembe kell venni:

• Tartsa fenn a termikus stabilitást, ha a folyadék és a külső környezet hőmérséklet-gradiense nagyobb, mint 15°C. (Csak SRD esetén, további információk itt:) Az SRD hőmérséklet-egyensúlyának fenntartása a nagy sűrűségű pontosság érdekében)

• Igazítsa az érzékelő csúcsot a folyadékáramlás irányához az ábrán látható módon. ábra 14(Csak SRD esetén, további információ itt:) SRD folyadékvég orientációja)

Ezeket a feltételeket a következő cikkben részletesebben is áttekinthetjük, SRV és SRD alkalmas telepítések.

Az Rheonics Az SR típusú érzékelők moduláris és kompakt kialakításúak, amely lehetővé teszi a széleskörű megvalósításukat az alkalmazás körülményeitől függően. Például:

FET-XXT: Tri-Clamp könyökpóló

Nagy viszkozitású folyadékokkal vagy a mikronnál nagyobb részecskemérettel rendelkező alkalmazásoknál könyökös beszerelés ajánlott. Ilyen esetekben Rheonics kínálja a FET-et (lásd ábra 15), higiénikus Tri-Clamp rövidített csatlakozóval ellátott könyök T-idom, amely biztosítja az érzékelő megfelelő telepítését.

A FET-et arra tervezték, hogy SRV-X3 és a SRD-X3, rövid kivitelű érzékelők Tri-Clamp csatlakozások. Több méretben kapható (1.5”, 2”, 3”, 4”, stb.), és a szondához bilinccsel és bilincstömítéssel szállítjuk. További részletekért lásd: FET-XXT.

HPT-12G: HPHT higiénikus áramlási cella

Kis csővezetékeket vagy tömlőberendezéseket magában foglaló higiénikus alkalmazásokhoz, Rheonics kínálja a HPT-12G-t (lásd ábra 16). Ez az áramlási cella nagynyomású, magas hőmérsékletű folyamatokhoz készült, és az érzékelőt menetes folyamatcsatlakozás segítségével könyökkonfigurációban helyezi el.

A HPT-12G kizárólag a következővel kompatibilis: SRV-X1-12G, amely G 1/2”-es menetes csatlakozással rendelkezik. Ez megbízható higiénikus tömítést biztosít CIP/SIP kompatibilitással, így ideális higiénikus alkalmazásokhoz. További részletekért lásd: HPT-12G.

Higiénikus hegeszthető gyűrű és hüvely SR típusú érzékelőkhöz

A csővezetékre, tartályfalra vagy alapra merőleges telepítés az egyik leggyakoribb megoldás. Ezt jellemzően hegesztett csatlakozókkal érik el. Higiénikus alkalmazásokhoz, Rheonics dedikált megoldásokat kínál mindkettőre Tri-Clamp és G 1/2”-es folyamatcsatlakozások. Ezekben az esetekben a rövidebb hüvely biztosítja az érzékelő elem megfelelő bemerülését a standard hüvelyhez képest (lásd ábra 17).

A WFT-15T (lásd ábra 18) higiénikus Tri-Clamp érzékelőkhöz tervezett hegesztőgyűrű Tri-Clamp folyamatcsatlakozások. Megbízható, higiénikus tömítést és az érzékelő elem megfelelő bemerítését biztosítja higiénikus alkalmazásokban. További részletekért lásd: WFT-15T.

A HAW-12G-OTK (lásd ábra 19) egy higiénikus adapter hegesztőidom, amelyet G 1/2”-es menetes csatlakozású érzékelőkhöz terveztek. Biztonságos, higiénikus tömítést és megfelelő bemerítést biztosít a higiénikus alkalmazásokhoz. További részletekért lásd: HAW-12G-OTK.

Íme néhány fontos szempont a fogyasztási cikkek töltősoraival kapcsolatban:

Tisztítási folyamat és CIP/SIP eljárások

A fogyasztási cikkek töltősorain viszkózus anyagok, például testápolók, krémek és gélek lerakódásai fokozatosan felhalmozódhatnak az SRV vagy SRD érzékelő felületén. A szonda rendszeres ellenőrzése és tisztítása segít megelőzni a lerakódást, és stabil, megbízható méréseket biztosít. A megfelelő tisztítási módszerekre vonatkozó útmutatás a következő helyen található. Hogyan tisztítsd meg a Rheonics szonda?.

Mindkét érzékelő higiénikus kialakítású, így alkalmasak CIP (Clean-in-Place) és SIP (Sterilize-in-Place) rendszerekbe való integrálásra. Opcionálisan, Rheonics higiéniai tanúsítványt is kínál.

Részecskék és buborékok

Rheonics Az érzékelők ellenállnak a mikronos méretű lágy részecskék jelenlétének, minimális hatással a mérési megbízhatóságra. Az érzékelő elektronikája automatikusan kiszűri a kisebb zavarokat, bár a nagyobb részecskék esetenként még mindig okozhatnak tüskéket vagy zajt, amelyeket az adatkiértékelés során figyelembe kell venni.

Buborékok tekintetében a két modell teljesítménye eltérő. SRV stabil viszkozitási értékeket tart fenn még buborékos folyadékokban is, miközben a SRD, amely mind a viszkozitást, mind a sűrűséget méri, érzékenyebb a beragadt levegőre. A magas buborékkoncentrációjú mérőeszköz nem ajánlott az SRD esetében, mivel ez ronthatja a sűrűségmérési pontosságot.

Mozgó alkatrészek és akadályok

A lapátokat, keverőkarokat vagy más mechanikus keverőket használó keverő- vagy feldolgozótartályokban fontos, hogy az SRV vagy SRD érzékelőt megfelelő távolságra helyezze el a mozgó alkatrészektől. A megfelelő távolság megakadályozza a fizikai interferenciát, csökkenti a mechanikai sérülés kockázatát, és biztosítja a jó mérési feltételeket.

[1] Plastek Csoport. „Személyes higiéniai csomagolás”.

[2] Accutek Packaging. „Túlfolyó töltés”.

[3] Indiamart „Automatikus tasakcsomagoló gép”.

[4] TWP. „Csőtömítések típusai”.

[5] Bratney. „A cső alakú töltőtömítési technológia terjedőben van”.

[6] Első osztályú gépek. „Aeroszol töltősor”.

További kapcsolódó cikkek megtekintése:

A folyékony csomagolás optimalizálása, töltési műveletek inline viszkozitáskezeléssel