7. ULUSLARARASI GIDA ROLOJİSİ VE YAPISI SEMPOZYUMU: Gıda reolojisi uygulamaları için yeni bir proses viskozimetresi
Genel Bakış
Uluslararası Gıda Reolojisi ve Yapısı Sempozyumu (ISFRS) ETH Zürih'te Gıda, Beslenme ve Sağlık Enstitüsü tarafından düzenlendi.
Uluslararası Gıda Reolojisi ve Yapısı Sempozyumu, gıda reolojisi ve yapı araştırmacılarının ihtiyaçlarını ele almaktadır. Sempozyum, gıda ve ilgili sistemlerin reolojisine, gıda yapısı ve yapı analizine ve gıda işleme, yapı, reoloji ve ortaya çıkan gıda kalitesi arasındaki karmaşık ilişkiye ayrılmıştır. En son teknolojiye genel bir bakış ve son problem alanlarına ayrıntılı bir odaklanma, açılış dersi ve tanınmış bilim adamları tarafından sunulan birkaç açılış konuşması tarafından verilmektedir.
Dr. Joe Goodbread, Teknolojiden Sorumlu Başkan Rheonics “Gıda reolojisi uygulamaları için yeni bir proses viskozimetresi” konulu bir konuşma yaptı; kullanımına atıfta bulunarak SRV gıda reolojisi uygulamalarında viskozimetre.
Özet
Titreşimli proses viskozimetreleri yaklaşık 60 yıldır bilinmektedir ancak ürün tutarlılığının kontrolünün yüksek öncelikli olduğu gıda üretim proseslerinde yalnızca mütevazı bir uygulama alanı bulmuştur. Bunun nedeni, proses operatörlerinin, yalnızca kesme kuvveti olarak tanımlanan ölçümlerin, ürettikleri genellikle Newtonyen olmayan, çoğunlukla homojen olmayan ürünlerin davranışını tahmin edebildiğine dair kökleşmiş inancıdır. Yeni bir enstrüman, Rheonics SRV proses viskozimetresi, hamur karıştırma, peynir pıhtılaşması ve bira ezme gibi karmaşık proseslerde tutarlılığı kontrol edebildiklerini kanıtlamış oldukları için gıda proses endüstrisinde geniş kabul görmüş bir titreşimli viskozimetre serisinin soyundan gelmektedir. SRV bu mirasın üzerine inşa edilmiş ve ona kompakt, kurulumu kolay ve simetrik yapısından yoksun daha önceki tasarımlara sıkıntı veren montaj koşullarına karşı hassasiyetten arınmış yeni bir dengeli rezonatör yapısı eklemektedir. Titreşimli viskozimetreler, test edilen sıvıya daldırılan bir rezonatörün enerji kaybı oranını ölçerek çalıştığından, çevredeki yapılara aktarılan titreşimlerden kaynaklanan herhangi bir ek enerji kaybı, cihazın ölçümlerinin kararlılığı ve tekrarlanabilirliği üzerine sınırlar koyar. Rheonics Dengeli rezonatör (patent bekleniyor), rezonatörün titreşimlerinin çevredeki yapılara iletilmesini ortadan kaldırarak bir rezonans cihazında mümkün olan en yüksek tekrarlanabilirliği ve stabiliteyi sağlar. Geleneksel titreşimli viskozimetrelerdeki diğer iyileştirmeler arasında, pompalardan ve diğer proses makinelerinden kaynaklanan ortam titreşimini reddeden patentli sistemlerin yanı sıra komşulardan gelen manyetik parazitleri benzeri görülmemiş bir şekilde reddeden gelişmiş elektromanyetik dönüştürücüler yer almaktadır.oring makine. bu Rheonics SRV, operatörün başlangıçta yalnızca reolojik açıdan doğru bir cihazın süreci kontrol altına alabileceğine inandığı karmaşık bir bulamaç kaplama proses hattında kendisini zaten kanıtlamıştır. Operatör, SRV'nin yüksek hassasiyeti ve kararlılığının, prosesin tek nokta ölçümüyle kontrol edilmesini sağladığını, oysa yoğunluğu ve katı madde içeriğini ölçebilen diğer cihazlardan oluşan bir bataryanın, proses akışındaki küçük değişiklikleri ölçmek için yeterince hassas olmadığını buldu. düzgün ve yapışkan bir kaplama için çok önemliydi.
Uygulamalar
SRV, ister Newtonian ister Newtonian olmayan akışkanlarda olsun, görünür viskozitenin tek noktalı ölçümlerinin gerekli olduğu her yerde kullanılabilir.
Uygulamalar şunları içerir:
- Meyilli karıştırma
- Ağır akaryakıt viskozite kontrolü
- Bulamaç kaplama prosesi takibioring Ve kontrol
- Pompa optimizasyonu
- Polimerizasyon monitörüoring
Reolojik ölçümler için titreşim viskozimetresinin keşfi
- Titreşim viskozimetresi reolojik ölçümler için beklenmedik bir aday gibi görünüyor:
- Kesme, dökme sıvı yerine prob etrafındaki ince bir sınır tabakasında gerçekleşir
- Kesme, salınımlıdır ve probun titreşim frekansına (yaklaşık 7.4 kHz) göre yön değiştirir. için Rheonics SRV.
- Sensör, yarı sonsuz bir sıvı hacmine etkili bir şekilde daldırılır, böylece hız gradyanları tanımlanmaz.
- Olumlu tarafta:
- Çok kararlılar
- Kesme hızı bilinmemesine ve bilinememesine rağmen, tekrarlanabilir, böylece titreşim viskozimetreleri bir akışkanın akış özelliklerini proses ortamında sabit tutmak için iyidir
Titreşimli bir viskozimetrede bir toplu kesme alanının üst üste yerleştirilmesi faydalı reolojik bilgiler verebilir
- Gözlem: SRV gibi bir titreşim sensörü, domates ketçapı gibi yüksek kesilme oranına duyarlı bir malzemeye yerleştirildiğinde, belirtilen viskozitesi, prob malzeme içinde hareket ettikçe güçlü bir şekilde dalgalanır.
- Bu, sensör düzgün, kontrol edilebilir bir kesme alanına yerleştirilirse, kesme hızının değiştirilmesinin, sıvının kesmeye duyarlı özellikleri hakkında bilgi verebileceğini düşündürmektedir.
Üst üste bindirilmiş basit bir “reometre”
- Bir örnek silindir, kontrol edilebilir hızlı bir motor tarafından ekseni etrafında döndürülür
- Titreşimli viskozimetre probu sıvıya daldırılmıştır
- Dönüş hızı değiştikçe sıvının belirtilen viskozitesi kaydedilir
“Ketçap ölçer”
- A Rheonics SRV viskozimetresi, içinde domates ketçapı numunesinin bulunduğu bir silindire daldırılır.
- Bilgisayar kontrollü bir motor (ahşap platformun altında), numuneyi bir dizi sabit oran ve sürede döndürür.
- Viskozimetre kontrol kutusu ölçülen viskozite değerlerini bilgisayara aktarır.
Ketçapın bindirilmiş kesme davranışı
- Sabit silindirdeki belirtilen viskozite yaklaşık 120 mPa.S'dir. (Bölge 1)
- Silindir döndükçe, belirtilen viskozite düşer. Her adım, dönme hızının iki katına çıkar. Viskozite bir asimptota yaklaşır (Bölge 2)
- Rotasyon durdurulduğunda, viskozite yavaşça yeni bir asimtotik seviyeye yükselir (Bölge 3).
- Bu davranışın bazı özellikleri doğru bir şekilde tekrarlanabilir (ikinci ölçüm döngüsü).
Ketçap tutarlılığının geleneksel ölçümü: Bostwick Consistometer
- Ketçapın kendi ağırlığı altında akmasına izin verilir. 30 saniyede kat edilen mesafe, tutarlılığının bir ölçüsüdür.
- Laboratuarımızda 3 farklı ketçap ürününü ölçmek için doğaçlama bir Bostwick tipi oluk kullanılmıştır. Akan mesafeler:
- Ketçap 1 (popüler bir marka): 13 mm
- Ketçap 2 (“bütçe” mağaza markası): 39 mm
- Ketçap 3 (“hafif” bir mağaza markası): 28 mm
Üst üste bindirilmiş kesme ölçümlerinde 3 ketçap davranışı
- Gözlemler
- K1 en düşük Bostwick'e, en yüksek başlangıç viskozitesine ve en yavaş iyileşmeye sahipti.
- K2 en düşük yüksek kesme viskozitesine ve en hızlı geri kazanıma sahipti.
- K3 düşük oranlarda kayma incelmesi, yüksek oranlarda kayma kalınlaşması
- Geri kazanılan nihai viskozite Bostwick kıvamı ile iyi korelasyon gösterdi
Sonuç
- Birleştirilmiş kesme, belirtilen viskozite üzerinde büyük bir etkiye sahipti.
- Üst üste bindirilmiş kesme ile belirtilen viskozite arasındaki korelasyonlar üç ketçap çeşidinin tümü için tekrarlanabilirdi.
- Her ketçap çeşidinin, üst üste bindirilmiş kesmedeki değişikliklere benzersiz ve tekrarlanabilir bir “imza” yanıtı vardı.
- "Kurtarılan", viskozitenin Bostwick consistometer ölçümü ile iyi ilişkili olduğunu gösterdi ve bu yöntemin Bostwick ölçümleri tarafından yakalanan aynı özelliklerin çevrimiçi, satır içi ölçümleri için kullanılabileceğini ima etti.
Açık sorular ve gelecekteki çalışmalar
- Salınımlı sınır tabakasındaki yerel kesme, üst üste bindirilmiş kesme alanındaki küresel kesme ile nasıl etkileşir?
- Bu ölçümler bize ketçap benzeri maddelerin yapısı - verim gerilimi ve kaymaya bağlı viskoziteli olanlar hakkında ne söyleyebilir? Özellikle, daha yüksek oranda yapılandırılmış malzemenin - ketçap 1 - dinlenme viskozitesi değerine geri dönmesi neden en az yapılandırılmış - ketçap 2'den daha fazla zaman alıyor?
- Gelecekteki deneyler, hem osilatör hem de üst üste bindirilmiş kesme alanlarındaki kesme hızlarının göreceli genliklerini, hem nispi katkılarını hem de etkileşimlerinin doğasını anlamak için değiştirecektir.
