Proizvodnja polimera jedno je od najvažnijih područja primijenjene kemije zbog velikog broja industrija primjene i ogromnog ekonomskog učinka. Polimeri su makromolekule proizvedene iz jednostavnih kemijskih komponenata (monomera) kemijskom reakcijom koja se naziva polimerizacija. Prešli su od jeftinih zamjena za prirodne proizvode do pružanja kvalitetnih opcija za različite primjene. Koriste se kao filmski ambalažni kruti oblici za dijelove karoserije automobila, TV ormarići, zrakoplovni dijelovi, pjene za šalice za kavu i izolacija hladnjaka, vlakna za odjeću i tepihe, ljepila, guma za gume i cijevi, boje i druge prevlake i puno drugih ostale aplikacije.

Polimerizacija je izazov za nadzor na mreži. Sposobnost utvrđivanja pretvorbe u kemijskim reakcijama općenito i posebno u polimerizacijskim reakcijama izuzetno je značajna u vezi s potrebom pomnog praćenja i kontrole procesa i poboljšanja performansi postojećih proizvodnih procesa kao i novih. Informacije o raspodjeli molekularne težine i obrascima krajnjih skupina često su neophodni za preciznu kontrolu procesa i proizvoda.

Da li polimerizacija nastaje dodavanjem kao lančane reakcije ili kondenzacije u reakciji u koraku, ključno je potpuno razumjeti kemiju kako bi se unaprijedilo istraživanje i / ili brzo izveli novi polimeri na tržište. Razumijevanje kritičnih parametara reakcije polimera može dovesti do precizne kontrole višestupanjske polimerizacije, mjerenja zaostalih monomera u stvarnom vremenu i do krajnjeg poboljšanja svojstava polimera krajnje uporabe.

Aplikacija povezana

Kontrola reakcije polimerizacije predstavlja ozbiljne izazove za inženjera kemikalije zbog činjenice da su te reakcije obično vrlo egzotermne i često se odvijaju u vrlo viskoznim medijima koji čine transport topline i mase čvrstim. Te su reakcije poznate po ispoljavanju nelinearnog ponašanja, a zabilježeno je i nekoliko slučajeva višestrukih i kontinuiranih oscilacija u reaktorima industrijskih razmjera.

Ograničenja tradicionalnih tehnika mjerenja viskoznosti

Reološko ponašanje većine polimernih materijala prilično je složeno. Viskoznost ovisi i o smicanju i o toplinskoj povijesti. Često se viskoznost polimera mjeri off-line. Većina komercijalno dostupnih viskozimetara koji se koriste za online kontrolu procesa - monitoring stupanj reakcije u reakciji polimerizacije pripadaju jednoj od sljedećih kategorija: 1. Viskozimetri koji se temelje na protoku pokretanom tlakom (npr. kapilarni viskozimetri), 2. Rotacijski, 3. Padajući klip/sfera i 4. Vibrirajuće cijevi. Stakleni kapilarni viskozimetri, koji se tradicionalno koriste za mjerenje viskoznosti, izuzetno su naporni i dugotrajni – staklene kapilare zahtijevaju čišćenje između ispitivanja. Većina raširenih alata za viskozimetriju nema visoku ponovljivost, što ih čini neprikladnima za primjenu.

Reakcija polimerizacije prethodno je proučavana nizom off-line analitičkih metoda, uključujući gravimetrijsku analizu, NMR, GC, UV-Vis i dilatometriju. Kako se reakcija odvija, sve veća viskoznost čini vanmrežno uzorkovanje sve problematičnijim i stoga su se ova ranija ispitivanja usredotočila na početne faze reakcije polimerizacije.

Konvencionalne mehaničke i elektromehaničke viskozimetre dizajnirane prvenstveno za laboratorijska mjerenja teško je integrirati u kontrolu i nadzororing okoliš. Trenutna metodologija testiranja u laboratorijima izvan lokacije nije optimalna i skupa zbog logističkih izazova dostave i visokih fiksnih troškova. Složene promjene koje se događaju unutra često se ne mogu odrediti iz rutinskog uzorka jer podaci predstavljeni takvim uzorkom jednostavno odražavaju snimku stanja u trenutku uzimanja uzorka, a na konvencionalne instrumente mogu utjecati brzina smicanja, temperatura i drugi varijable.

Precizno inženjerstvo makromolekularnih materijala zahtijeva bliski nadzororing uvjeta reakcije i napretka polimerizacije, bilo da se radi o polimerizaciji slobodnih radikala u industrijskim razmjerima ili kontroliranoj polimerizaciji u malim razmjerima. Dobro regulirane reakcije polimerizacije daju molekule koje su dobro karakterizirane s obzirom na sastav, molekularnu težinu, distribuciju molekularne težine, strukturna i fizikalna svojstva. Da bi se to postiglo, potrebno je razumjeti i pažljivo kontrolirati mnoge kemijske i reakcijske parametre povezane sa sintetskim procesom i osigurati da je sintetizirani polimer "prikladan za namjenu" u svojoj namjeravanoj uporabi. Online automatizirani nadzororing je neprocjenjiv alat za upravljanje reakcijama, posebno kada se procesi izvode u više koraka. Reakcije polimerizacije su inherentno vrlo egzotermne, brze i osjetljive na male nečistoće (tragovi vode). Nadalje, često se nekoliko redova veličine viskoznosti prolazi unutar jedne reakcije.

Podaci u stvarnom vremenu mogu se prikupiti online analizom procesa proizvodnje polimera, što omogućuje brzi kinetički pregled i, posljedično, učinkovitu optimizaciju reakcije. Kombinacija oba – kontinuirana obrada protoka i online praćenjeoring – predstavlja idealan alat u bilo kojoj kemijskoj sintezi. Omogućuje kontinuiranu "non-stop" analizu reakcijske smjese pod bilo kojim skupom reakcijskih uvjeta. Na taj način postaju dostupni brzi i učinkoviti pregled i istinska visokopropusna optimizacija reakcija.

ACOMP (automatski kontinuirani mrežni nadzororing polimerizacije) reakcija može se koristiti kao analitička metoda u istraživanju i razvoju, kao alat za optimizaciju reakcija na razini laboratorijskih i pilot postrojenja i, na kraju, za povratnu kontrolu reaktora punog opsega. Korištenje in situ analize u stvarnom vremenu bolji je način za proučavanje ove polimerizacije budući da poboljšava točnost mjerenja, eliminira vrijeme i poteškoće povezane s off-line uzorkovanjem i što je najvažnije, daje potpunije razumijevanje kinetike i termodinamike reakcije.

Intrinzična viskoznost važan je alat na polju polimera i proteina i ključna je komponenta ACOMP-a zbog sljedećih ključnih točaka:

• To je sredstvo za razumijevanje molekularne strukture i interakcije u otopini.
• Mjerenje unutarnje viskoznosti smatra se pouzdanijim od raspršivanja svjetlosti, jer može mjeriti niže molekularne težine.
• Sopstvena viskoznost (IV) mjera je molekularne težine polimera i stoga odražava točku taljenja, kristaliničnost i vlačnu čvrstoću materijala.
• IV se koristi kao dio specifikacije za odabir pravog stupnja PET-a za određenu primjenu i mjeri se na različitim točkama opskrbnog lanca. Materijal se ispituje u svim fazama od laboratorija za istraživanje i razvoj koji razvijaju nove polimere i kemijskih tvrtki koje uzorkuju iz svojih polimerizacijskih kula do prerađivača koji žele kontrolirati svoj postupak i kvalitetu gotovih proizvoda.

Postoji nekoliko motivacijskih prednosti iz perspektive troškova, okoliša i logistike za on-line mjerenje viskoznosti u stvarnom vremenuoring u procesu proizvodnje polimera. Informacije o viskoznosti u stvarnom vremenu pokazale su se vrijednima za pružanje uvida u ključne informacije o kinetičkoj, mehaničkoj i kemijskoj strukturi, istovremeno eliminirajući poteškoće povezane s offline mjerenjima reakcija polimerizacije. Ključne točke su sljedeće:

Ekonomske i logističke prednosti, smanjeni troškovi proizvodnje: Interna analiza viskoznosti smanjila bi broj uzoraka poslanih u laboratorij izvan mjesta nastanka, kao i troškove koji su tu povezani. Neprekidni rezultati analiza na licu mjesta također bi umanjili troškove rada i troškove otpreme i pogrešku uzorkovanja.

Poboljšana kontrola procesa boljom analizom:

• Analiza širokog raspona polimerizacije, uključujući homogeni (npr. Slobodni radikali i kondenzacija) i heterogeni (npr. Emulzija i mikroemulzija)
• Ispitivanje rasta lanca, umrežavanje i očvršćivanje
• Razumijevanje mehaničke uloge katalizatora u polimerizaciji; odrediti aktivne vrste i kinetiku katalizatora
• Pratite i proaktivno prilagodite uvjete reakcije kako bi se osiguralo usklađenost s namjeravanim specifikacijama krajnjeg proizvoda
• Izmjerite zaostale razine monomera i osigurajte da oni ispunjavaju proizvodne i regulatorne zahtjeve.
• Monitororing reakcija tijekom cijele polimerizacije. Izvanmrežna analiza uzetih uzoraka ograničena je na istraživanje ranih faza zbog povećanja viskoznosti i poteškoća povezanih s uklanjanjem uzorka.
• Omogućuje preciznije mjerenje zaostalog monomera tijekom posljednjih faza reakcije polimerizacije zbog poteškoće pri vađenju svih uzoraka iz ekstraktora uzoraka za izvanmrežnu analizu.
• Kako nema odlaganja između diskretnih uzoraka, postiže se potpunija reprezentacija kinetike. To omogućava bolje mjerenje kinetike reakcije i sposobnost predviđanja i kontrole kinetike reakcije u stvarnom vremenu.
• Daje daleko više podataka iz analize tijekom polimerizacije, dobivajući reprezentativnija mjerenja i precizne kinetičke i termodinamičke proračune.

Poboljšana kvaliteta proizvoda i manje trošenja: Razumijevanje kemije reakcija uključuje čimbenike koji uključuju kinetiku reakcije, stope pretvorbe monomera i omjere reaktivnosti, odnos i utjecaj reakcijskih parametara na molekularnu težinu i raspodjelu, temeljito razumijevanje mehanizma polimerizacije u fazama pokretanja, širenja i ukidanja i osiguravajući da cjelokupna polimerna struktura zadovoljava ciljane potrebe primjene. Biti u stanju karakterizirati točnu kinetiku reakcije i preciznu kontrolu pomaže u postizanju ispravnih svojstava polimera i smanjenju rasipanja.

Smanjena potrošnja energije: Optimalna upotreba resursa i električne energije u reaktorima uz strogu kontrolu procesa

Povećana sigurnost radnika: Ostali čimbenici kao što su zdravstveni i sigurnosni zahtjevi za rad s otapalima, razmatranje okoliša i potreba da specijalističko osoblje provede ova ispitivanja (koja se moraju provesti u laboratoriju) doprinose velikoj popularnosti metode bez otapala.

Brže vrijeme odziva: Analiza viskoznosti (i gustoće) na licu mjesta smanjila bi / uklonila kašnjenje između uzorkovanja i primanja odgovora od laboratorija.

Okoliš: Iskorištenje resursa može se maksimalno povećati putem on-line nadzoraoring sustava, što rezultira smanjenim otpadom što je dobro za okoliš. Povećana održivost kroz smanjene emisije.

Automatizirano mjerenje viskoznosti u stvarnom vremenu ključno je za proizvodnju polimera. Rheonics nudi sljedeća rješenja, temeljena na balansiranom torzijskom rezonatoru, za kontrolu procesa i optimizaciju u procesu polimerizacije:

1. U redu Viskoznost mjerenja: Rheonics' SRV "široki je raspon, linijski uređaj za mjerenje viskoznosti s ugrađenim mjerenjem temperature tekućine i sposoban je otkriti promjene viskoznosti unutar bilo kojeg procesa u stvarnom vremenu.
2. U redu Viskoznost i gustoća mjerenja: Rheonics' SRD je linijski instrument za istovremeno mjerenje gustoće i viskoznosti s ugrađenim mjerenjem temperature tekućine. Ako je mjerenje gustoće važno za vaše operacije, SRD je najbolji senzor koji zadovoljava vaše potrebe, s operativnim mogućnostima sličnim SRV zajedno s preciznim mjerenjima gustoće.

Automatizirano linijsko mjerenje viskoznosti putem SRV-a ili SRD-a eliminira varijacije u tehnikama uzimanja uzoraka i laboratorijskim tehnikama koje se tradicionalnim metodama koriste za mjerenje viskoznosti. Senzor je smješten linijski tako da kontinuirano mjeri viskoznost (i gustoću u slučaju SRD). Korištenje SRV / SRD-a s ACOMP-om može poboljšati produktivnost i povećati profitnu maržu. Oba senzora imaju kompaktan faktor oblika za jednostavnu ugradnju OEM i naknadnu ugradnju. Ne zahtijevaju nikakvo održavanje ili rekonfiguraciju. Oba senzora nude točne, ponovljive rezultate bez obzira na to kako ili gdje su montirani, bez potrebe za posebnim komorama, gumenim brtvama ili mehaničkom zaštitom. SRV i SRD bez upotrebe potrošnog materijala izuzetno su jednostavni za rukovanje.

Kompaktan faktor oblika, nema pokretnih dijelova i ne zahtijeva održavanje

Rheonics' SRV i SRD imaju vrlo mali oblik za jednostavnu OEM i naknadnu instalaciju. Omogućuju jednostavnu integraciju u bilo koji tok procesa. Lako se čiste i ne zahtijevaju održavanje niti ponovne konfiguracije. Imaju mali otisak koji omogućuje Inline instalaciju u bilo kojoj procesnoj liniji, izbjegavajući bilo kakav dodatni prostor ili zahtjev za adapterom.

Visoka stabilnost i neosjetljiva na uvjete ugradnje: Bilo koja konfiguracija je moguća

Rheonics SRV i SRD koriste jedinstveni patentirani koaksijalni rezonator, u kojem se dva kraja senzora okreću u suprotnim smjerovima, poništavajući reakcijske momente na njihovu montažu i stoga ih čine potpuno neosjetljivima na uvjete montaže i brzine protoka. Ovi senzori mogu lako podnijeti redovito premještanje. Senzorski element nalazi se izravno u tekućini, bez potrebe za posebnim kućištem ili zaštitnim kavezom.

Trenutno tačno očitavanje stanja procesa - cjelovit pregled sustava i prediktivna kontrola

Rheonics' softver je moćan, intuitivan i praktičan za korištenje. Viskoznost se može pratiti na računalu u stvarnom vremenu. Višestrukim senzorima upravlja se s jedne nadzorne ploče raspoređene po cijeloj tvornici. Nema utjecaja pulsiranja tlaka od pumpanja na rad senzora ili točnost mjerenja. Bez utjecaja na udarce, vibracije ili uvjete protoka.

Jednostavna instalacija i nikakve rekonfiguracije / ponovne kalibracije nisu potrebne

Zamijenite senzore bez zamjene ili reprogramiranja elektronike, zamjene senzora i elektronike bez ikakvih ažuriranja firmvera ili promjena koeficijenta kalibracije. Jednostavna montaža. Vijci u ¾” NPT navoj u nastavku za vod tinte. Bez komora, O-ring brtve ili brtve. Lako se uklanja radi čišćenja ili pregleda. SRV dostupan s prirubnicom i tri-clamp priključak za jednostavnu montažu i demontažu.

Niska potrošnja energije

24V istosmjerno napajanje s manje od 0.1 A struje tijekom normalnog rada

Brzo odzivno vrijeme i temperatura kompenzira viskoznost

Ultra-brza i robusna elektronika, u kombinaciji sa sveobuhvatnim računalnim modelima, čine Rheonics uređaji jedni od najbržih i najpreciznijih u industriji. SRV i SRD daju točna mjerenja viskoznosti (i gustoće za SRD) u stvarnom vremenu svake sekunde i na njih ne utječu varijacije protoka!

Široke operativne mogućnosti

RheonicsInstrumenti su napravljeni za mjerenje u najzahtjevnijim uvjetima. SRV ima najširi radni raspon na tržištu za inline procesne viskozimetre:

• Raspon tlaka do 5000 psi
• Temperaturni raspon od -40 do 200 ° C
• Raspon viskoznosti: od 0.5 cP do 50,000 XNUMX cP

SRD: Jedan instrument, trostruka funkcija - Viskoznost, temperatura i gustoća

Rheonics' SRD je jedinstven proizvod koji zamjenjuje tri različita instrumenta za mjerenje viskoznosti, gustoće i temperature. Uklanja poteškoće zajedničkog postavljanja tri različita instrumenta i pruža izuzetno precizna i ponovljiva mjerenja u najtežim uvjetima.

Čist na mjestu (CIP)

SRV (i SRD) nadzire čišćenje vodova pomoću monitoraoring viskoznost (i gustoća) otapala tijekom faze čišćenja. Svaki mali ostatak detektira senzor, omogućujući operateru da odluči kada je linija čista za svrhu. Alternativno, SRV daje informacije automatiziranom sustavu čišćenja kako bi se osiguralo potpuno i ponovljivo čišćenje između ciklusa, za razliku od staklenih kapilara.

Vrhunski dizajn i tehnologija senzora

Sofisticirana, patentirana elektronika 3. generacije pokreće ove senzore i procjenjuje njihov odziv. SRV i SRD dostupni su s industrijskim standardnim procesnim priključcima kao što su ¾” NPT i 1” Tri-clamp omogućujući operaterima zamjenu postojećeg temperaturnog senzora u njihovoj procesnoj liniji sa SRV/SRD dajući vrlo vrijedne i djelotvorne informacije o procesnoj tekućini poput viskoznosti osim točnog mjerenja temperature pomoću ugrađenog Pt1000 (dostupan DIN EN 60751 klase AA, A, B) .

Elektronika izgrađena kako bi odgovarala vašim potrebama

Dostupno u kućištu odašiljača otpornog na eksploziju i ugradnju na DIN šinu malog oblika, senzorska elektronika omogućuje jednostavnu integraciju u procesne cjevovode i unutar ormara opreme strojeva.

Lako se integrira

Višestruka analogna i digitalna komunikacijska metoda implementirana u senzorsku elektroniku čini povezivanje s industrijskim PLC i upravljačkim sustavima jednostavno i jednostavno. Izuzetno je prikladno integrirati senzore u ACOMP.

Rheonics nudi intrinzično sigurne senzore certificirane od strane ATEX i IECEx za upotrebu u opasnim okruženjima. Ovi senzori udovoljavaju osnovnim zdravstvenim i sigurnosnim zahtjevima koji se odnose na dizajn i konstrukciju opreme i zaštitnih sustava namijenjenih za korištenje u potencijalno eksplozivnim atmosferama.

Certifikati o svojstvenoj sigurnosti i otpornosti na eksploziju koje posjeduje Rheonics također omogućuje prilagodbu postojećeg senzora, omogućujući našim klijentima da izbjegnu vrijeme i troškove povezane s identificiranjem i testiranjem alternative. Prilagođeni senzori mogu se osigurati za aplikacije koje zahtijevaju jednu jedinicu do tisuće jedinica; s rokovima isporuke od tjedana u odnosu na mjesece.

Rheonics SRV & SRD su certificirani ATEX i IECEx.

Izravno ugradite senzor u procesni tok za mjerenje viskoznosti i gustoće u stvarnom vremenu. Nije potrebna obilazna linija: senzor može biti uronjen u liniju, protok i vibracije ne utječu na stabilnost i točnost mjerenja. Optimizirajte postupak donošenja odluka pružanjem opetovanih, uzastopnih i dosljednih testova na tekućinu.

Rheonics dizajnira, proizvodi i prodaje inovativne senzore tekućine i monitororing sustava. Precizno proizvedeno u Švicarskoj, Rheonics' In-line viskozimetri imaju osjetljivost koju zahtijeva primjena i pouzdanost potrebnu za preživljavanje u teškim radnim okruženjima. Stabilni rezultati – čak i pod nepovoljnim uvjetima protoka. Nema učinka pada tlaka ili protoka. Jednako je prikladan za mjerenja kontrole kvalitete u laboratoriju.