La miscelazione di precisione contiene i costi per lo sviluppo del prodotto

16.10.2020
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Un impianto di miscelazione pre-pilota utilizza trasduttori TorqSense wireless per la misurazione della viscosità ultraaccurata di composti di alto valore.
La miscelazione di precisione contiene i costi per lo sviluppo del prodotto

Un impianto di miscelazione pre-pilota utilizza trasduttori TorqSense wireless per la misurazione della viscosità ultra accurata di composti di alto valore. (Fonte immagine: Sensor Technology)

L'impianto viene utilizzato per preparare piccoli lotti di composti da shampoo e detergenti a preparati cosmetici, terapeutici e medici. Alcuni degli ingredienti nei composti sono molto costosi, quindi gli sviluppatori di prodotti sono restii a produrre grandi lotti all'inizio del processo di formulazione.

Invece, iniziano con 850 millilitri di campioni per le prime fasi di ogni progetto, quindi una volta che la ricetta è ben collaudata, si passa al lavoro su scala pilota in cui i campioni vengono misurati in migliaia di litri. La fase finale è, ovviamente, la produzione su vasta scala in cui i volumi possono essere davvero enormi.

I trasduttori TorqSense sono stati forniti da Sensor Technology Ltd di Banbury, il cui Mark Ingham spiega il progetto dell'impianto pre-pilota: "Possono essere necessarie tre o più ore per produrre un singolo campione, ciascuno prodotto con precisione e precisione - ei programmi di sviluppo richiedono un moltissimi campioni. Chiaramente questo non può essere fatto manualmente. L'automazione del processo di miscelazione di base è in linea di principio semplice; per questo l'impianto dispone di quattro postazioni di lavoro basate su miscelatori a pale, ciascuna delle quali è monitorata da un TorqSense. "

TorqSense valuta costantemente il livello di coppia in un albero condotto. Spesso viene utilizzato per misurare la potenza fornita dal motore di azionamento. Tuttavia, in questo caso è l'opposto: TorqSense viene utilizzato per calcolare la resistenza esercitata sulla paletta e sull'asta dal liquido miscelato.

"Il processo di miscelazione cambia la viscosità del liquido, che è ciò che causa la resistenza", afferma Mark. "In primo luogo, i TorqSenses stanno cercando che la viscosità si stabilizzi a un valore costante che non cambierà ulteriormente, indipendentemente dalla quantità di miscelazione eseguita.

“Poi lo misurano molto accuratamente. La viscosità è ciò che conferisce al prodotto commerciale finale il suo senso di qualità: una bassa viscosità e il prodotto si sente acquoso, economico e inefficace; viscosità eccessivamente alta ed è sgradevole e untuosa.

“C'è un punto ottimale in cui il prodotto si sente lussuoso e di alta qualità, che è ciò che deve essere identificato per ogni formulazione. In passato questo veniva fatto manualmente, quindi era completamente soggettivo e non quantificabile: TorqSense ha cambiato questo in una procedura precisa e scientifica. "

TorqSense è un sensore wireless, che non è fisicamente collegato all'albero del miscelatore da anelli di contatto. Invece, monitora la coppia tramite onde radio. Un albero si deforma molto leggermente quando ruota, la quantità di deformazione essendo proporzionale alla coppia. TorqSense misura la deformazione in modo da poter calcolare la coppia. Per fare questo due minuscoli pettini piezoelettrici vengono incollati alla superficie dell'albero ad angolo retto tra loro; la deformazione dell'albero espanderà un pettine e comprimerà l'altro. Il segnale a radiofrequenza emesso dal TorqSense viene riflesso dai pettini, con la sua frequenza modificata proporzionalmente alla deformazione dei pettini.

"La procedura per configurare TorqSense è molto semplice", afferma Mark. "Le soluzioni che utilizzano altre tecnologie richiederebbero probabilmente diverse ore per l'impostazione. Con un regime fino a 30 test al giorno, TorqSense è l'unica vera soluzione per questo impianto". Altri attributi TorqSense che sono stati sfruttati appieno sono la sua enorme capacità di sovraccarico, che gli consente di far fronte a cicli di test robusti e impegnativi, e il suo output digitale. L'output viene immesso direttamente in un programma per computer che confronta le misurazioni della viscosità con i rapporti degli ingredienti e calcola le modifiche alle ricette per risultati ottimizzati.

Mark riassume: “Questo impianto è in effetti un laboratorio totalmente automatizzato in grado di sviluppare formulazioni perfette in un calcolo a ciclo chiuso. Ha cambiato i test pre-pilota da procedure di prova ed errore che richiedono tempo alla scienza dei materiali di precisione ".

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