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I trasduttori di coppia aiutano gli ingegneri chimici ad analizzare le perdite del miscelatore in linea

analizzare la perdita del mixer in linea

La Scuola di ingegneria chimica e scienze analitiche dell'Università di Manchester sta conducendo sviluppi di livello mondiale nell'efficienza energetica nelle industrie di processo. I ricercatori hanno incorporato i trasduttori TorqSense in un banco di prova che analizza le perdite nei miscelatori in linea.

Una produzione efficiente è di fondamentale importanza per il successo nelle industrie di processo, molte delle quali servono i mercati globali. Mentre ci sono più elementi di costo nei processi di produzione, l'ottimizzazione del consumo di energia è considerata essenziale poiché i miglioramenti ripagheranno i dividendi per molti anni.

Il consumo energetico coinvolto nei processi di miscelazione all'interno del serbatoio è ben studiato e compreso. Ma con i mescolatori rotore-statore in linea, il flusso è spesso controllato indipendentemente dalla velocità del rotore e raccogliere dati sufficienti per modellare accuratamente il processo ha richiesto un gran numero di esperimenti.

Ora i ricercatori Dr Mike Cooke e TL Rogers della Manchester University hanno sviluppato due metodi semplificati per ottenere le informazioni necessarie per particolari miscelatori a rotore statore: uno utilizza le misurazioni di coppia, l'altro bilancio termico.

Il dott. Cooke spiega che i mescolatori rotore-statore ad alto taglio sono ampiamente usati nelle industrie di processo, compresa la produzione di molti prodotti alimentari, cosmetici, sanitari, prodotti chimici e farmaceutici. I dispositivi rotore-statore forniscono un flusso focalizzato di energia, potenza e taglio per accelerare i processi fisici come miscelazione, dissoluzione, emulsificazione e deagglomerazione.

"Per scalare in modo affidabile questi dispositivi dalle dimensioni del laboratorio alla scala industriale, abbiamo bisogno di capire la relazione tra la velocità del rotore, la portata e l'energia dissipata," dice. "Il primo passo è collegare la velocità di dissipazione dell'energia ai risultati del processo desiderati."

Gli scienziati hanno creato due esperimenti di miscelazione e impostato sulla misurazione del profilo di coppia e del bilancio termico. Nel primo esperimento, la coppia è stata misurata dal misuratore di coppia in linea TorqSense di Sensor Technology montato sull'albero motore.

Ci sono due principali fonti di potenziale errore nella misurazione della coppia sull'albero del rotore: deriva zero basata sul tempo e momenti flettenti sull'albero, entrambi facilmente neutralizzabili con TorqSense. Altre correzioni devono essere fatte anche per perdite sui cuscinetti, fluttuazioni di temperatura, ecc.

TorqSense si è dimostrato una buona scelta per questo lavoro perché la sua operazione senza contatto ha comportato l'aggiunta di forze di trascinamento extra al sistema e ha consentito anche un rapido assemblaggio e smontaggio durante gli esperimenti. Usa due pettini piezoelettrici che sono semplicemente incollati all'albero motore ad angolo retto l'uno rispetto all'altro.

Come l'albero lo gira naturalmente si torce lungo la sua lunghezza molto leggermente e in proporzione alla coppia, che deforma i pettini cambiando la loro firma piezo. Questo cambiamento viene misurato in modalità wireless da un ricevitore a radiofrequenza e utilizzato per monitorare la coppia.

I suoi dati vengono inviati a uno schermo di computer molto user-friendly che utilizza la grafica per facilitare le interpretazioni istantanee e inoltre registra automaticamente tutti i dati per un'analisi successiva.
In effetti, la Scuola di Ingegneria Chimica e Scienze Analitiche dell'Università di Manchester è uno dei principali utilizzatori di TorqSense, avendo molti installati su supporti didattici permanenti e varie piattaforme di ricerca.

"Agli studenti piace la visualizzazione dei display, che non sembra più complicato del cruscotto dell'auto" dice il dottor Cooke. "Per noi ricercatori, la facilità con cui possono essere montati e rimossi è un esperimento inviato da Dio in cui si riconfigura costantemente il rig. Inoltre, la loro mancanza di anelli di scorrimento significa una serie in meno di calcoli da tenere in considerazione e un compito di riparazione meno complesso. "

La conclusione degli esperimenti del dottor Cooke è che le caratteristiche di prestazione dei miscelatori in linea possono essere facilmente modellate. Ciò consente agli utenti industriali di calcolare il loro consumo energetico ottimale e di regolare le unità del miscelatore di conseguenza. I risparmi di energia e di costi matureranno durante l'intero periodo di produzione e forniranno un valido contributo al bilancio aziendale e alle credenziali ecologiche.

Process Industry Informer

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