Stikstofdosering in vetten op labschaal

We vertellen regelmatig over gassystemen en vloeistofsystemen. Dit stuk gaat over stikstofdosering, maar het is ook een ode aan Het Stempel. Het Stempel is een machinefabriek. En dan eentje van het oude stempel. Waar ze hun klanten kennen en hun leveranciers trouw zijn. Zo kan het gebeuren dat het Stempel uit Zwijndrecht al 35 jaar trouwe klant van ons is. De orderstroom uit Zwijndrecht is stabiel. Klein, maar stabiel.

Per maand verlaten miljoenen componenten de deuren van Teesing. Alles via gerobotiseerde opslagssystemen. Terwijl assemblage teams in de cleanroom druk bezig zijn met high-tech vloeistofsystemen en gassystemen die spelen met de grenzen van het fysisch mogelijke. We zijn via software geintegreerd in de supply chain van enorme multinationals. En: er wordt een doosje Serto koppelingen naar Het Stempel verstuurd. Dat schetst een gemiddelde dag bij Teesing.
Maar waar zijn die Serto koppelingen nou voor bedoeld?

Foto: Het Stempel maakt machines voor de voedingsmiddelen industrie.

Foto: opstelling om in het lab experimenten te kunnen doen met het doseren van stikstof in vette zuivelproducten.

Machinefabriek Het Stempel

Het Stempel maakt machines voor de voedingsmiddelen industrie. En dan met name de zuivelproducten - er is geen margarine fabriek zonder een machine van Het Stempel. Ze maken uiteenlopende producten. Zowel productie machines als laboratorium apparatuur om productontwikkeling en producttesten te doen. Albert Korres is engineer en ontwerpt al jaren dit soort machines.

Het leidingwerk voor gasdosering

Het apparaat waar Albert nu mee bezig is, is bedoeld voor experimenten met het injecteren van stikstof in een vettige emulsie.

De opstelling regelt de toevoer van stikstof met een naaldventiel, dat gecombineerd is met een VA-flowmeter.

Voordat de stikstof via de injector in het product wordt gebracht is een terugslagklep geplaatst en volgt het leidingwerk de loop van een zogeheten siffon. Beide ter voorkoming van ongewenste vermenging.
Want een klassiek probleem van het injecteren van een gas in een vloeistof is de vloeistofslag. De vloeistofslag is een tijdelijke drukverhoging in de vloeistof en daardoor ook in het gas. Die drukpuls is het gevolg van het verpompen, wat in het geval van dit soort producten gebeurt met een plunjerpomp die telkens een slag maakt en daarmee een hoeveelheid product de leiding in duwt. Dat levert normaal gesproken geen problemen op. Maar bij vermenging van een vloeistof en een gas wel: want een vloeistof is niet comprimeerbaar en een gas wel. Daarmee zal de vloeistof de nijging hebben om terug te stromen in de gasleiding. De terugslagklep moet dat verkomen.

Om makkelijk verschillende tests na elkaar te kunnen doen moet de gehele opstelling makkelijk uit elkaaar genomen kunnen worden. En de componenten worden gereinigd in een afwasmachine. Want in een lab voor productontwikkeling draait het om flexibiliteit.

Stikstof dosering in vetten

In de praktijk kom je gasdosering in vetten regelmatig tegen. Bijvoorbeeld:

om producten luchtig te maken
roeren zonder mechanisch roerwerk
hydrogenering van olien en vetten met waterstof om de houdbaarheid te verbeteren
zuurstofverwijdering door toevoeging van stikstof

Een goede, gelijkmatige vermenging van de vloeistof en het gas komt nauw. Het is een spel van het regelen van druk en temperatuur. Of, in feite van 4 factoren:

temperatuur van de vloeistof
druk van gas en vloeistof
mechanische belasting van de vloeistof
opnamecapaciteit van de vloeistof

Gas kan opgelost worden in vloeistoffen, maar bij een te hoge druk gaat het uitgassen. En bij teveel mechanische belasting van de vloeistof door een roerwerk verlaat je gewenste gas de vloeistof weer en voeg je ook zuurstof toe, wat een oxiderend en bedervend effect op het product kan hebben.
In sommige gevallen is sparging een oplossing. Met spargers van Mott van gesinterd metaal wordt de bubbel grootte ongelofelijk klein zodat de opname maximaal is. Maar voor voedsel toepassingen is dat niet altijd bruikbaar omdat bij dikke substanties product achterblijft in de porien.

Flowmeters voor gasdosering

Voor een labopstelling als deze voldoen VA flowmeters. De flowmeters worden vaak geleverd met verschillende balletjes voor verschillende gassen en de uitlezing van de flow gaat door de afgelezen waarde op de schaal van de flowmeter om te rekenen via kalibratie sheets naar de uiteindelijke meetwaarde. Dat is natuurlijk wat omslachtig, de klant geeft vaak voorkeur aan een direct afleesbare schaal.
In zo'n geval zou een thermische massaflowmeter heel bruikbaar en nauwkeurig zijn. En doordat dat soort instrumenten gekalibreerd zijn, direct af te lezen. Een ander voordeel kan zijn dat ze digitaal uit te lezen zijn. Daarmee kan de labtest gelogd worden.
Gecombineerd met klep en regellus krijg je een Massa Flow Controller (MFC) en die kan een heel voorgeprogrammeerd testprogramma afwerken.
Het hangt dus een beetje af van welke werkwijze gebruikt wordt bij de experimenten in het lab wat uiteindelijk de doorslag geeft, want MFC's kosten wel veel meer dan een VA-meter. Vaak zal een simpele VA meter prima voldoen en soms zijn de hoge kosten voor een thermische massaflowmeter wel verdedigbaar.

Meer informatie?

Meer informatie over onze producten of op zoek naar een oplossing op maat? Neem contact op met onze sales engineers.

NL: +31 70 413 07 00
CN: +86-(0)10-60576210
USA: +(1) 973 383 0691
TW: +886-(0)3-5600560

Of gebruik ons contact formulier

Heeft u al contact met een sales engineer? Neem rechtstreeks contact op:

Vind uw sales engineer