Đồng hồ đo lưu lượng tương cà

Đo lưu lượng là một phần quan trọng để đảm bảo chất lượng thực phẩm và đồ uống cao, sản xuất hiệu quả nhất có thể và các phép đo chính xác nhất có thể. Nhưng khi môi chất là chất lỏng đặc, phi Newton như tương cà chua (ketchup), sốt barbecue hoặc sốt mayonnaise, các phương pháp đo lưu lượng truyền thống không phải lúc nào cũng hiệu quả. Bài viết này sẽ đề cập đến những vấn đề đặc biệt phát sinh khi cố gắng đo lưu lượng của tương cà chua và tại sao lưu lượng kế khối lượng Coriolis là cách tốt nhất để giải quyết những vấn đề này. Bài viết cũng sẽ giải thích đầy đủ cách thức hoạt động, các đặc điểm quan trọng nhất và những điều cần cân nhắc khi lựa chọn thiết bị này.

Những vấn đề lớn nhất khi đo lưu lượng của tương cà chua (ketchup)

Tương cà không phải là một chất lỏng đơn giản, và các đặc điểm vật lý đặc thù của nó tạo ra nhiều trở ngại cho việc đo lưu lượng:

Việc đo lưu lượng tương cà gặp nhiều trở ngại.

Tính chất của chất lỏng không tuân theo định luật Newton và có độ nhớt cao: Nước sốt cà chua là một ví dụ phổ biến về chất lỏng phi Newton, và độ nhớt của nó thay đổi khi tốc độ biến dạng (tốc độ dòng chảy hoặc áp suất bơm) thay đổi. Nó đặc khi ở trạng thái tĩnh, nhưng khi bơm hoặc khuấy, nó sẽ loãng hơn (hiện tượng loãng do biến dạng cắt). Đặc điểm này làm cho các đồng hồ đo lưu lượng thể tích sử dụng độ nhớt không đổi để chuyển đổi, như loại tuabin và loại xoáy, kém chính xác hơn nhiều.

Nước sốt đặc và có chứa các hạt rắn (như hạt và vỏ cà chua), dễ gây lắng đọng, tắc nghẽn hoặc cặn bám (bám vào thành) bên trong lưu lượng kế. Vì vậy, thường cần sử dụng lưu lượng kế toàn phần , các loại lưu lượng kế khác như lưu lượng kế tuabin có các bộ phận chuyển động không phù hợp để đo lưu lượng tương cà. Lưu lượng kế có các bộ phận chuyển động bên trong không chỉ làm giảm độ sạch sẽ mà còn làm sai lệch đáng kể các giá trị đo.

Lưu lượng kế kiểu tuabin có các bộ phận chuyển động nên không phù hợp để đo lưu lượng tương cà.

Nhạy cảm với lực cắt: Một số lưu lượng kế, như lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục, có thể tạo ra lực cắt lớn tác động lên chất lỏng. Điều này có thể làm thay đổi các đặc tính vật lý và cấu trúc của sốt cà chua, từ đó ảnh hưởng đến hương vị và chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

Các đồng hồ đo lưu lượng dạng bánh răng hình bầu dục có thể tạo ra lực cắt lớn lên tương cà, do đó cũng không phù hợp.

Chúng ta cần đo nhiều hơn một thứ: Các quy trình sản xuất hiện đại cần biết tốc độ dòng chảy, nhưng chúng cũng cần có khả năng giám sát mật độ (để quản lý nồng độ) và nhiệt độ cùng một lúc, điều mà các lưu lượng kế truyền thống (như lưu lượng kế từ tính, lưu lượng kế xoáy hoặc lưu lượng kế thể tích dương) không thể làm được.

Điều quan trọng nhất là: Lưu lượng kế khối lượng Coriolis hoạt động bằng cách đo trực tiếp chất lỏng.

Lưu lượng kế khối lượng Coriolis hoạt động dựa trên định luật chuyển động thứ hai của Newton. Chức năng chính của nó là đo trực tiếp lưu lượng khối lượng thay vì tính toán gián tiếp lưu lượng thể tích.

Cuộn dây dẫn động làm cho các ống đo bên trong cảm biến lõi của lưu lượng kế rung động ở tần số cao. Người ta nhìn thấy tương cà chua di chuyển qua các ống rung này như những hạt chuyển động. Hiệu ứng Coriolis cho biết chất lỏng sẽ đẩy ống đo theo hướng ngược lại, điều này sẽ làm cho ống đo bị xoắn một chút. Cảm biến từ điện trên ống đo sẽ có thể phát hiện chính xác sự biến dạng xoắn pha này.

Đặc điểm của việc sử dụng lưu lượng kế Coriolis để đo lượng tương cà.

Tốc độ dòng chảy khối lượng tỷ lệ thuận với sự chênh lệch pha ở hai đầu ống đo. Dòng chảy càng lớn thì sự đảo pha càng mạnh.

Mật độ của tương cà chua tỷ lệ thuận với tần số dao động của ống đo. Tần số dao động giảm khi mật độ chất lỏng bên trong ống tăng. Vì vậy, lưu lượng kế Coriolis cũng có thể phát hiện thông tin về mật độ tương cà chua.

Đo mật độ và nhiệt độ tương cà bằng một cảm biến lưu lượng duy nhất.

Bộ cảm biến nhiệt độ điện trở (RTD) tích hợp theo dõi nhiệt độ theo thời gian thực để điều chỉnh nhiệt độ. Điều này đảm bảo rằng những thay đổi trong môi trường không ảnh hưởng đến độ chính xác của các phép đo.

Lý thuyết này cho rằng lưu lượng kế Coriolis có thể đọc ngay lập tức và chính xác tốc độ dòng chảy khối lượng của tương cà (tính bằng kg/h hoặc kg/min), mà không cần phải xử lý các vấn đề phát sinh khi đo lưu lượng thể tích do sự thay đổi về độ nhớt, mật độ và nhiệt độ.

Đo trực tiếp lưu lượng khối lượng của tương cà

Điều gì khiến lưu lượng kế Coriolis trở thành cách tốt nhất để đo lượng nước sốt cà chua (tương cà)?

Lưu lượng kế Coriolis có nhiều đặc điểm tuyệt vời giúp giải quyết các vấn đề trong việc đo lưu lượng nước sốt cà chua:

Phương pháp đo lưu lượng khối trực tiếp không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi các tính chất vật lý. Cho dù độ nhớt của tương cà chua thay đổi như thế nào dưới tác động của lực cắt, chất lượng của nó cũng không thay đổi. Lưu lượng kế Coriolis đo trực tiếp khối lượng, điều này có nghĩa là sự thay đổi độ nhớt và nhiệt độ của tương cà chua không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Độ chính xác là ± 0,1% ~ ± 0,5%.

Có thể sử dụng ống thẳng đơn hoặc ống cong đường kính lớn cho các chất lỏng như sốt cà chua. Đường dẫn dòng chảy không bị cản trở nên sẽ không bị tắc nghẽn. Thiết kế ống thẳng đơn với vật liệu đạt tiêu chuẩn vệ sinh không có vật cản, vùng chết hoặc bộ phận chuyển động bên trong, giúp dòng chảy trơn tru và giảm nguy cơ tắc nghẽn và bám dính. Đồng thời, nó cũng đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về SIP (khử trùng tại chỗ) và CIP (làm sạch tại chỗ).

Đồng hồ đo lưu lượng vệ sinh dùng để đo lưu lượng nước sốt cà chua.

Nhiều thông số cùng lúc giúp máy trở nên rất linh hoạt trong sản xuất sốt cà chua. Nó có thể cung cấp cho bạn các giá trị về tốc độ dòng chảy khối lượng, mật độ và nhiệt độ cùng một lúc. Điều này rất quan trọng khi làm sốt cà chua, ví dụ:

Theo dõi độ đặc của nước sốt trong thời gian thực để biết độ đặc và hàm lượng chất rắn (° Brix) của nó.

Hãy theo dõi sát sao đường cong nhiệt độ trong suốt quá trình khử trùng.

Sử dụng phương pháp đóng gói và phân lô dựa trên chất lượng để đảm bảo tất cả hàng hóa trong một lô đều đồng nhất.

Không gây cản trở dòng chảy, giúp bảo toàn các đặc tính của sản phẩm: Thiết kế kênh dẫn dòng chảy nhẹ nhàng làm giảm ứng suất cắt của chất lỏng, giúp các đặc tính vật lý của sốt cà chua không bị hư hại do lực cắt quá lớn và giữ được hương vị và kết cấu ban đầu của sản phẩm.

Làm thế nào để chọn lưu lượng kế khối lượng phù hợp cho tương cà?

Để chọn đúng loại lưu lượng kế Coriolis cho nước sốt cà chua, bạn cần chú ý đến các thông số kỹ thuật sau:

Kích thước cảm biến lưu lượng và phạm vi đo: Tốc độ dòng chảy của tương cà chua chậm, vì vậy bạn cần chọn kích thước cảm biến lưu lượng phù hợp để đảm bảo tốc độ dòng chảy nằm trong phạm vi hoạt động tối ưu của lưu lượng kế, thường là từ 20% đến 80% phạm vi hoạt động đầy đủ. Việc chọn kích thước lỗ lớn giúp tránh làm giảm độ chính xác ở tốc độ dòng chảy thấp. Thông thường, lưu lượng của tương cà chua nhỏ hơn so với các chất lỏng thông thường như nước hoặc nhiên liệu, vì độ lưu động của tương cà chua kém hơn nhiều so với dầu diesel hoặc nước.

Bảng dưới đây liệt kê phạm vi lưu lượng khối lượng tương cà chua với kích thước cảm biến lưu lượng khối lượng tương ứng.

Ngõ ra và giao tiếp của đồng hồ đo lưu lượng tương cà: ngõ ra analog 4-20mA hoặc ngõ ra tần số hoặc xung: được sử dụng để kết nối với hệ thống PLC hoặc DCS để chúng có thể gửi tín hiệu chính.

Giao tiếp kỹ thuật số HART/PROFIBUS-PA/Modbus RTU và các giao tiếp khác được sử dụng để gửi tất cả các thông số (lưu lượng, mật độ, nhiệt độ, nồng độ) cũng như thiết lập và chẩn đoán thiết bị từ xa hoặc từ các vị trí khác.

Các tín hiệu đầu ra và giao tiếp kỹ thuật số khác nhau từ đồng hồ đo lưu lượng khối lượng tương cà để kết nối với PLC hoặc DCS.

Đồng hồ đo lưu lượng vệ sinh: đảm bảo cảm biến lưu lượng đáp ứng các tiêu chí thiết kế vệ sinh trong ngành công nghiệp thực phẩm. Bao gồm việc vật liệu của các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng có phải là thép không gỉ hay không, độ nhẵn bề mặt của cảm biến lưu lượng có cao hay không, và liệu kết nối trong quá trình có phải là kết nối vệ sinh hay không.

Thiết kế đồng hồ đo lưu lượng hợp vệ sinh cho tương cà.

Hãy chọn cấp độ bảo vệ IP phù hợp (ví dụ: IP67) và chứng nhận chống cháy nổ (ví dụ: đồng hồ đo lưu lượng đạt chứng nhận ATEX) dựa trên vị trí lắp đặt thiết bị trong nhà máy.

Máy đo lưu lượng khối Coriolis dòng SH từ silverinstruments.com là cách tốt nhất để đo các chất lỏng phức tạp như tương cà chua (ketchup) trong ngành công nghiệp thực phẩm hiện đại, nơi hiệu quả, độ chính xác và tính thông minh là những yếu tố then chốt. Điều này là do nó sử dụng nguyên lý đo lưu lượng khối trực tiếp, rất linh hoạt và rất đáng tin cậy. Nó không chỉ là một công cụ để có được các phép đo chính xác mà còn là một tài sản quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm chi phí. Mua một máy đo lưu lượng Coriolis được thiết kế tốt từ silverinstruments.com chắc chắn là một bước đi thông minh hướng tới việc quản lý sản xuất tốt hơn.