Вискозиметр и его роль в пищевой промышленности и производстве напитков

Заполните форму ниже, и мы вышлем вам по электронной почте PDF-версию книги «Вискозиметр и его роль в пищевой промышленности и производстве напитков».

Заполните форму ниже, чтобы разблокировать доступ ко ВСЕМ аудиостатьям.

Вязкость играет решающую роль в пищевой науке и пищевой промышленности. Этот параметр имеет решающее значение при контроле качества и разработке процессов, влияя, среди прочего, на такие операции, как перемешивание и гомогенизация, перекачивание и упаковка.1 Это также фундаментальный фактор, влияющий на потребление продуктов питания, поскольку он характеризует текстуру продуктов питания2 и играет важную роль в восприятии вкуса. и даже иметь последствия для здоровья и безопасности в таких процессах, как глотание и пищеварение.3

Определение вязкости

Что такое вискозиметр?

Как работает вискозиметр?

Распространенные типы вискозиметров - Капиллярный вискозиметр и расходомерные чашки (диафрагменные вискозиметры) - Вискозиметры с падающим поршнем - Вискозиметры с падающим шаром/вискозиметры с катящимся шаром - Ротационные вискозиметры - Вибрационные вискозиметры и колебательные вискозиметры - Другие типы приборов

Использование вискозиметрии в пищевой промышленности и производстве напитков.

В этой статье мы рассмотрим, что такое вязкость, как ее измеряют и применение вискозиметрии в пищевой промышленности и производстве напитков.

Когда к жидкости прилагается сила или напряжение, она течет, что приводит к внутреннему трению, которое препятствует течению. Следовательно, вязкость определяется как внутреннее трение жидкости или, другими словами, ее способность сопротивляться течению.

Если рассматривать жидкость как несколько ламинарных слоев, формула, описывающая вязкость, проста и представлена ​​в сантипуа (сП) или паскаль-секундах (Па с):

Напряжение сдвига — это сила на площадь, необходимая для перемещения ламинарного слоя жидкости, тогда как скорость сдвига — это отношение скоростей между двумя ламинарными слоями жидкости. Это справедливо только для ньютоновских жидкостей, где при определенной температуре вязкость остается постоянной в зависимости от изменения скорости сдвига (например, вода). Однако большинство жидкостей ведут себя иначе, их называют неньютоновскими, и для измерения их вязкости требуются другие соображения. Для более глубокого понимания этих явлений и их последствий рекомендуется дополнительная литература.1

На практике жидкость с более высокой вязкостью будет течь медленнее и казаться более густой, чем жидкость с более низкой вязкостью (рис. 1). Это свойство сильно зависит от внутренних характеристик материала, таких как молекулярный состав, концентрация растворенного вещества, структурная организация и плотность. Более того, вязкость следует воспринимать не как абсолютную величину, а скорее как функцию внешних факторов, таких как температура, сдвиг и давление, которые влияют на вязкость и, следовательно, на технологические и органолептические свойства пищевого продукта.

Рисунок 1: Сравнение расхода жидкости с высокой вязкостью (слева) и жидкости с низкой вязкостью (справа) при одинаковой температуре.

Вискозиметр или вискозиметр — это любой прибор, используемый для измерения вязкости жидкости.4 Эти типы приборов измеряют вязкость только при одном условии потока, в отличие от других классов инструментов, которые способны определять вязкость при различных условиях потока, называемых реометрами. . Хотя вискозиметры считаются менее универсальными и точными, они дешевле, портативны, просты в эксплуатации и обеспечивают более быстрые измерения, что делает их лучшим выбором для производства и контроля качества.5

Определения вязкости могут выполняться на основе ряда методов, при которых объект измерения остается неподвижным и жидкость проходит через него, или жидкость неподвижна, а объект измерения перемещается через него. В любом случае условия потока должны поддерживаться в ламинарном режиме.6 Относительное движение между жидкостью и поверхностями измеряемого объекта вызывает сопротивление, позволяющее измерить вязкость. На основе относительного движения и геометрии оборудования можно определить несколько типов вискозиметров, а также их точность и целевое применение. Учитывая различные методологии вискозиметрии, существует два разных способа выражения вязкости: абсолютная вязкость или кинематическая вязкость. Абсолютная или динамическая вязкость определяется путем наблюдения за сопротивлением жидкости течению под действием контролируемой внешней силы, тогда как кинематическая вязкость определяется путем наблюдения за течением жидкости под действием силы тяжести.1 Эти два способа выражения вязкости можно преобразовать, рассмотрев плотность жидкости, умножив кинематическую вязкость на плотность жидкости, чтобы получить абсолютную вязкость, или разделив абсолютную вязкость на плотность, чтобы получить кинематическую вязкость.