Přejít k hlavnímu obsahu
+41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
ISFRS2015 Rheonicsvlastnost

7. MEZINÁRODNÍ SYMPOZIUM O RYOLOGII A STRUKTURĚ POTRAVIN: Nový procesní viskozimetr pro aplikace reologie potravin

O programu

Mezinárodní sympozium o reologii a struktuře potravin (ISFRS) bylo hostitelem Institutu pro výživu, výživu a zdraví v ETH v Curychu.

Mezinárodní sympozium o reologii a struktuře potravin se zabývá potřebami výzkumníků v oblasti reologie a struktury potravin. Sympozium je věnováno reologii potravin a souvisejících systémů, struktuře a analýze potravin a komplexnímu vztahu mezi zpracováním potravin, strukturou, reologií a výslednou kvalitou potravin. Přehled stavu techniky a podrobné zaměření na aktuální problémové oblasti uvádí úvodní přednáška a několik klíčových přednášek prezentovaných známými vědci.

Dr. Joe Goodbread, CTO of Rheonics přednesl přednášku na téma – „Nový procesní viskozimetr pro aplikace reologie potravin“; s odkazem na použití  SRV viskozimetr v aplikacích reologie potravin.

Logo ETH2
Kniha abstraktů ISFRS 2015

Abstraktní

Vibrační procesní viskozimetry jsou známy již téměř 60 let, ale našly pouze skromné ​​použití v procesech výroby potravin, kde je kontrola konzistence produktu vysokou prioritou. To je způsobeno zakořeněným přesvědčením ze strany operátorů procesu, že pouze měření definovaná smykem jsou schopna předpovídat chování obvykle nenewtonských, často nehomogenních produktů, které vyrábějí. Nový nástroj, Rheonics Procesní viskozimetr SRV pochází z řady vibračních viskozimetrů, které našly široké uplatnění v potravinářském průmyslu, protože se osvědčily jako schopné řídit konzistenci ve složitých procesech, jako je míchání těsta, koagulace sýra a rmutování piva. SRV staví na tomto dědictví a přidává k němu novou vyváženou strukturu rezonátoru, díky které je kompaktní, snadno se instaluje a není citlivý na montážní podmínky, které sužovaly dřívější návrhy, které postrádaly jeho symetrickou strukturu. Protože vibrační viskozimetry fungují tak, že měří rychlost ztráty energie rezonátoru ponořeného do testované kapaliny, jakékoli dodatečné ztráty energie způsobené vibracemi přenášenými do okolních struktur omezují stabilitu a reprodukovatelnost měření přístroje. The Rheonics vyvážený rezonátor (patentovaný) zajišťuje nejvyšší možnou reprodukovatelnost a stabilitu v rezonančním nástroji tím, že eliminuje přenos vibrací rezonátoru do okolních struktur. Mezi další vylepšení tradičních vibračních viskozimetrů patří patentované systémy pro potlačení okolních vibrací způsobených čerpadly a dalšími technologickými zařízeními, stejně jako pokročilé elektromagnetické převodníky s bezprecedentním potlačením magnetické interference z okolí.oring stroje. The Rheonics SRV se již osvědčil v komplexní lince pro nanášení suspenzí, u které se operátor zpočátku domníval, že proces může dostat pod kontrolu pouze reologicky přesný přístroj. Operátor zjistil, že vysoká citlivost a stabilita SRV umožnila řízení procesu pomocí jednobodového měření, zatímco baterie jiných přístrojů schopných měřit hustotu a obsah pevných látek nebyla dostatečně citlivá na měření malých odchylek v procesním proudu, které byly rozhodující pro jednotný, přilnavý povlak.

Aplikace

SRV lze použít všude tam, kde je zapotřebí jednobodové měření zdánlivé viskozity, ať už v newtonských nebo nenewtonských tekutinách.

Aplikace zahrnují:

  • Míchání těsta
  • Řízení viskozity těžkého topného oleje
  • Proces nanášení kaše monitoring a kontroly
  • Optimalizace čerpání
  • Polymerizační monitoring

Průzkum vibrační viskozimetrie pro reologická měření

  • Vibrační viskozimetr se jeví jako nepravděpodobný kandidát na reologická měření:
    • Střih nastává spíše v tenké mezní vrstvě kolem sondy než v hromadné tekutině
    • Smyk je oscilační, mění směr s frekvencí vibrací sondy – zhruba 7.4 kHz. pro Rheonics SRV.
    • Senzor je účinně ponořen do polo nekonečného objemu tekutiny, takže gradienty rychlosti nejsou definovány.
  • Pozitivní stránka:
    • Jsou velmi stabilní
    • I když je smyková rychlost neznámá a nepoznatelná, je opakovatelná, takže vibrační viskozimetry jsou dobré pro udržení tokových vlastností tekutiny konstantní v procesním prostředí

Překrývání objemového smykového pole na vibračním viskozimetru může poskytnout užitečné reologické informace

  • Pozorování: Když je vibrační senzor, jako je SRV, umístěn do materiálu citlivého na vysokou střižnou rychlost, jako je kečup z rajčat, jeho uvedená viskozita silně kolísá, když se sonda pohybuje materiálem.
  • To naznačuje, že pokud by byl senzor umístěn do rovnoměrného, ​​kontrolovatelného smykového pole, změna jeho smykové rychlosti by mohla poskytnout informaci o smykových citlivých vlastnostech tekutiny.

Jednoduchý „reometr“ s překrývajícím se střihem

  • Vzorkový válec se otáčí kolem své osy motorem s regulovatelnou rychlostí
  • Vibrační viskozimetrová sonda je ponořena do kapaliny
  • Uvedená viskozita kapaliny se zaznamenává s měnící se rychlostí rotace
Jednoduchý „reometr“ s překrývajícím se střihem

„Měřič kečupu“

  • A Rheonics SRV viskozimetr je ponořen do válce obsahujícího vzorek rajčatového kečupu.
  • Počítačem řízený motor (pod dřevěnou platformou) otáčí vzorek řadou pevných sazeb a dob.
  • Řídicí skříň viskozimetru přenáší naměřené hodnoty viskozity do počítače.
„Měřič kečupu“

Překrývané smykové chování kečupu

  • Indikovaná viskozita ve stacionárním válci je asi 120 mPa.S. (Region 1)
  • Jak se válec otáčí, indikovaná viskozita klesá. Každý krok představuje zdvojnásobení rychlosti rotace. Viskozita se blíží asymptotu (Region 2)
  • Po zastavení rotace se viskozita pomalu zvyšuje na novou asymptotickou úroveň (oblast 3).
  • Některé vlastnosti tohoto chování jsou přesně opakovatelné (druhý měřicí cyklus).
Překrývané smykové chování kečupu

Tradiční měření konzistence kečupu: Bostwick Consistometer

  • Kečup smí proudit pod vlastní hmotností. Vzdálenost ujetá za 30 sekund je měřítkem její konzistence.
  • K měření 3 různých produktů kečupu byl v naší laboratoři použit improvizovaný žlab typu Bostwick. Vzdálené vzdálenosti byly:
    • Kečup 1 (oblíbená značka): 13 mm
    • Kečup 2 (značka „rozpočtu“): 39 mm
    • Kečup 3 („lehká“ značka obchodu): 28 mm
Bostwickův konzistometr

Chování 3 kečupů v překrývajících se smykových měřeních

  • Pozorování
    • K1 měla nejnižší Bostwick, nejvyšší počáteční viskozitu a nejpomalejší zotavení.
    • K2 měla nejnižší viskozitu s vysokým střihem a nejrychlejší regeneraci.
    • K3 ztenčovala střih při nízkých rychlostech, střihová hustota při vyšších rychlostech
    • Konečná získaná viskozita dobře korelovala s Bostwickovou konzistencí
Obrázek 5

Závěry

  • Překrytý střih měl velký vliv na indikovanou viskozitu.
  • Korelace mezi superponovaným střihem a indikovanou viskozitou byly opakovatelné pro všechny tři odrůdy kečupu.
  • Každá odrůda kečupu měla jedinečnou a opakovatelnou „podpisovou“ reakci na změny v překrývajícím se smyku.
  • „Obnovené“ indikovalo, že viskozita dobře korelovala s Bostwickovým měřením konstometru, což naznačuje, že tato metoda by mohla být použita pro online, inline měření stejných vlastností zachycená Bostwickovými měřeními.

Otevřené otázky a budoucí práce

  • Jak interaguje místní smyk v oscilační mezní vrstvě s globálním smykem v superponovaném smykovém poli?
  • Co nám tato měření mohou říct o struktuře látek podobných kečupu - těch, které mají mez kluzu a viskozitu závislou na smyku? Zejména proč trvá více strukturovaný materiál - kečup 1 - více času, než se vrátí na klidovou hodnotu viskozity než nejméně strukturovaný - kečup 2?
  • Budoucí experimenty budou měnit relativní amplitudy smykových rychlostí v oscilačním i superponovaném smykovém poli, aby pochopily jejich relativní příspěvky i povahu jejich interakcí.

Řešení

Chcete-li zjistit více o našich řešeních pro potravinářský průmysl, navštivte stránku řešení.

Rheonics Řešení pro potravinářský průmysl
Vyhledávání