流变学是研究材料流动行为的科学。混合、搅拌、泵送、储存和灌装等过程都依赖于研发部门进行的流变分析数据来评估材料的流动行为。在生产车间和质量控制实验室，旋转粘度计进行测量以确认生产过程中材料的一致性。通常，这些设备进行单点粘度测量。它们运行良好，但从生产中获取样本并将其送到质量控制实验室进行分析会浪费时间。如果能够在混合罐或灌装线上直接进行粘度测量，而不是在包装前进行测量，那会怎样？过程粘度计已经存在多年，但很少有公司利用它们。为什么？本文探讨了利用“过程流变学”进行新投资给制造业带来的潜在益处。

研发部门在新产品（软膏、面霜、乳液、药水等）的制造加工之前，会对所使用的材料进行特性测试。典型的测试包括“流动曲线”，也许还有“屈服应力测定”。前者描述的是流体或半固体在不同流速和温度条件下的流动行为。后者涉及的是静止的材料在受到泵送或由于混合器中旋转叶片的作用而开始流动时的启动条件。

图1展示了一种名为“流变仪”的仪器，它可以在实验室环境中进行两种类型的测试。这种类型的转轴几何形状被称为“锥/盘”。当转轴处于升起位置时，将材料放置在盘子上并加热。然后将转轴降下与材料接触。仪器精确地设定间隙，以便当转轴旋转时，对材料的后续剪切作用能够被准确地定义。

初始测试是屈服应力测定。待测材料处于静止状态，因此其结构不受干扰。流变仪通过主轴施加不断增加的扭矩，直至圆锥主轴开始旋转。旋转开始的那一刻被称为“屈服应力”。图2展示了两种不同奶油的屈服应力数据曲线；较低的屈服应力值为200帕，表明这种材料比另一种需要400帕的材料更容易流动。这些屈服应力值与驱动泵和搅拌叶片的电机的启动扭矩有关。

材料的“流动曲线”是对抗剪切作用的衡量标准。流变仪将主轴从低速旋转到高速，以模拟材料在加工过程中经历的不同剪切速率。高剪切速率模拟诸如通过泵或高速混合等动作。低剪切速率模拟将材料输送到储罐时管道中的低流速。中等剪切速率可能适用于将材料注入容器时灌装线上的剪切作用。图3展示了一种典型的流动曲线，这种材料在低剪切速率下表现出高阻力，而在高剪切速率下阻力显著降低。制药和医疗行业的材料通?；岜硐殖稣庵至鞫形?/p>

过程粘度计的选择是基于对屈服应力测定和流动曲线分析的流动信息的审查。图4展示了一种在生产过程中在线使用的仪器，用于连续测量粘度。显然，当测量到的粘度值开始超出可接受的控制限值时，无需等待即可采取纠正措施，这是其优势。当决定使用过程粘度计时，确定粘度的性能界限非常重要。这最初可以通过研发阶段的实验室测试数据来实现，但一旦过程粘度计运行并生成实时数据，还需要进一步审查。然后，性能限值可以适当修改。

随着工艺粘度计技术设计的不断改进，我们完全有理由研究这种仪器能为制造业带来的潜在回报。虽然投资高于质量控制中台式粘度计的投资，但节省的材料成本（无需返工）能够迅速收回初始投资。