Velocimetría por Tomografía de Coherencia Óptica para Procesamiento en Línea: La Transición de Micela Esférica a...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Dinámica de Fluidos
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los productos de cuidado personal requieren un análisis reológico fuera de línea exhaustivo para el control de calidad.
• Las variaciones en la química del producto exigen una monitorización robusta para garantizar la satisfacción del consumidor.
• Un sistema de monitorización reológica en línea puede mejorar la eficiencia de la fabricación industrial.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la velocimetría por tomografía de coherencia óptica (OCT-V) como un método viable en línea para el control de calidad reológico.
• Evaluar el rendimiento de OCT-V en la monitorización de formulaciones de champú con diferentes concentraciones de sal.
• Establecer puntos de referencia reológicos en línea para la formulación dinámica de productos.

Principales métodos:

• Se utilizó velocimetría por tomografía de coherencia óptica (OCT-V), una técnica no invasiva de dispersión de luz cuasi-elástica.
• Se empleó un aparato en línea con luz infrarroja (1315 nm) en un banco de pruebas de 200 L.
• Se midieron los perfiles de velocidad promediados en el tiempo y las fluctuaciones de velocidad transitorias en formulaciones de champú a caudales controlados (500 y 1000 L/h).

Principales resultados:

• OCT-V proporcionó mediciones de velocidad resueltas espacialmente con alta precisión, mostrando un bajo error (0,4% y 5,6%) en las predicciones de caudal.
• La desviación estándar de las fluctuaciones de velocidad transitorias disminuyó con el aumento de la concentración de sal, correlacionándose con el aumento de la viscosidad.
• Los ajustes de la ecuación de Hagen-Poiseuille a los datos de velocidad coincidieron estrechamente con los caudales impuestos para una formulación de champú con 1,1% de NaCl.

Conclusiones:

• OCT-V es una técnica no invasiva prometedora para la monitorización reológica en línea de productos formulados dinámicamente como los champús.
• Las mediciones de fluctuación de velocidad pueden servir como un indicador reproducible de la calidad del producto en entornos industriales.
• La integración con mediciones de caída de presión permite el cálculo de propiedades constitutivas como la viscosidad, optimizando los procesos de fabricación.