APLIKACE
APLIKACE – POTRAVINY
APLIKACE – POTRAVINY
POTRAVINY
přírodní
• ovoce, zelenina, maso…
• pěstovány, sklízeny
• mohou být pouze TESTOVÁNY
zpracované
• sýr, těstoviny, těsto…
• smíchány, zpracovány
• očekávání zákazníka
• technické požadavky
APLIKACE – POTRAVINY
REOLOGIE A POTRAVINY
senzorické vlastnosti
• 'mouthfeeling'
• krémovost
• roztíratelnost
viskozita
viskoelasticita
mez toku
procesní parametry
• míchání
• vaření
• plnění
• skladování
teplotní závislost
časová závislost
elongační viskozita
APLIKACE – POTRAVINY
POTRAVINY – VISKOZITA
• nízké smykové rychlosti: skladování, stabilita
• střední smykové rychlosti : dávkování
• vysoké smykové rychlosti: čerpání, stříkání
APLIKACE – POTRAVINY
400
100
toková křivka
viskozitní křivka
200
10
0
1
0
25
50
smyková rychlost (s-1)
viskozita (Pas)
smykové napětí (Pa)
POTRAVINY – VISKOZITA: voda, rostlinný olej, džus
APLIKACE – POTRAVINY
104
120
toková křivka
102
60
viskozitní křivka
0
1
0
250
500
smyková rychlost (s-1)
viskozita (Pas)
smykové napětí (Pa)
POTRAVINY – VISKOZITA: majonéza
APLIKACE – POTRAVINY
viskozita (Pas)
POTRAVINY – TIXOTROPIE
γ→0
γ >> 0
γ→0
počáteční stav
deagregace
reagregace
t1
t2
čas (s)
APLIKACE – POTRAVINY
smykové napětí (Pa)
POTRAVINY – TIXOTROPIE
600
peak hold
ramp up
ramp down
oblast tixotropie
300
0
0
2
4
smyková rychlost (s-1)
APLIKACE – POTRAVINY
POTRAVINY – TIXOTROPIE: kečup
výhody
• strukturu lze narušit třepáním, lze jej následně lít
• po obnovení struktury zůstává na masu, hranolkách
• vysoká tixotropie značí vysoký obsah rajčat
APLIKACE – POTRAVINY
POTRAVINY – MEZ TOKU
• dává 'omáčkám' hezký vzhled a zabraňuje propadnout do
těstovin nebo hranolek
• vysoká hodnota: problém s vyprazdňováním obalů
•
•
•
•
•
kečup
omáčka na špagety
hořčice
majonéza
rajčatová omáčka
15 Pa
25 Pa
60 Pa
90 Pa
125 Pa
APLIKACE – POTRAVINY
POTRAVINY – MEZ TOKU
dynamická
• ztráta slabých struktur např. přípravou vzorku
statická
• nepoškozený vzorek
• měřen v původní nádobě
APLIKACE – POTRAVINY
G', G" (Pa)
POTRAVINY – TEPLOTNÍ ZÁVISLOST: zmrzlina
108
G'
G"
105
G"
G'
102
-20
-5
10
teplota (°C)
APLIKACE – POTRAVINY
POTRAVINY – TEXTURA
• normálová síla
• přesná kontrola zdvihu
APLIKACE – POTRAVINY
Fn (N)
POTRAVINY – TEXTURA: čokoláda
108
tmavá
zlom 17,12 N
105
mléčná
zlom 6,66 N
102
-20
-5
10
výška (mm)
APLIKACE – TĚŽEBNÍ PRŮMYSL
APLIKACE – TĚŽEBNÍ PRŮMYSL
TĚŽEBNÍ PRŮMYSL
• polymerní roztoky
• dilatance + extenzní efekty
• EOR (enhanced oil recovery)
• inundace pomocí polymerních roztoků
• neexistence standardního ložiska
• vliv mnoha parametrů: teplota, tlak viskozita surové ropy,
složení ropy, slanost, distribuce velikosti pórů
APLIKACE – TĚŽEBNÍ PRŮMYSL
TĚŽEBNÍ PRŮMYSL – CaBER 1
bod stagnace
s nulovou rychlostí toku
měření šíře vlákna
pomocí laseru
APLIKACE – STABILITA
A SKLADOVATELNOST
APLIKACE – STABILITA
STABILITA A SKLADOVATELNOST
• dvoufázové systémy
• suspenze, emulze, pěny
• sedimentace, separace
• znalost reologie jednotlivých složek a směsi
• low shear viscosity
• yield stress – mez toku
APLIKACE – STABILITA
STABILITA A SKLADOVATELNOST
low shear viscosity
• viskozita při nízkých smykových rychlostech
• dlouhá měření: čekání na rovnováhu při nízkých rychlostech
• důležitost kvalitního reometru (rozsah rychlostí, přesnost
kontroly rychlosti…)
• vysoká hodnota LSV: zpomalení separace
APLIKACE – STABILITA
deformace
STABILITA A SKLADOVATELNOST
mez toku
10
vysoká hodnota: zabránění sedimentace
τ0 = 16 Pa
0,1
0,001
0
10
100
smykové napětí (Pa)
APLIKACE – STABILITA
STABILITA – FARMACEUTICKÉ SUSPENZE
• válec-válec, 20°C
• vzorek A: stabilní
• vzorek B: nestabilní
APLIKACE – STABILITA
smykové napětí (Pa)
STABILITA – FARMACEUTICKÉ SUSPENZE
30
vzorek A
15
vzorek B
0
0
350
700
smyková rychlost (s-1)
APLIKACE – STABILITA
deformace
STABILITA – FARMACEUTICKÉ SUSPENZE
10
vzorek B
vzorek A
0,1
τ0 = 4,5 Pa
0,001
0
10
100
smykové napětí (Pa)
APLIKACE – STABILITA
103
90
vzorek A
vzorek B
101
45
10-1
0
10-2
100
103
smykové napětí (Pa)
δ (°)
G' (Pa)
STABILITA – FARMACEUTICKÉ SUSPENZE
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
ZUBNÍ PASTA
• abraziva: hydroxid, uhličitan, fosfát, křemičitan
• zvlhčovadla: glycerin, sorbitol, lignit, polyethylenglykol
• pojiva: alginát, methylcelulosa, xanthan
• zahušťovadla: oxid křemičitý, bentonite
• povrchově aktivní látky: sodium lauryl sulfate
• sladidla
• konzervanty
• uměla barviva
• příchutě
• speciální aktivní látky
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
ZUBNÍ PASTA
příprava
• výroba gelu
• dávkování tekutých složek
• dávkování pevných složek
• míchání
• ventilace
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
ZUBNÍ PASTA
posouzení vlastností
• skladování pří různých teplotách a různých dobách
• vlastnosti při přípravě + konečný produkt
•
•
•
•
•
stabilita produktu
vytlačitelnost z tuby
separace fází
konzistence (tvar na kartáčku VS vtékání do vláken)
konzistence (děti VS dospělí)
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
ZUBNÍ PASTA
reologické hodnocení
• kužel-deska, deska-deska
• CS tokové křivky – mez toku
• creep and recovery test – viskoelasticita
• oscilace – viskoelasticita
• stress sweep – stabilita
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
smykové napětí (Pa)
ZUBNÍ PASTA – TOKOVÁ KŘIVKA, 23°C
700
350
0
0
0,5
1
smyková rychlost (s-1)
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
104
2
G'
G'
103
1
tan δ
102
100
tan δ
101
0
102
103
smykové napětí (Pa)
tan δ
G' (Pa)
ZUBNÍ PASTA – STRESS SWEEP, 1 Hz, 23°C
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
105
105
G'
104
104
G"
komplexní viskozita
103
103
10-1
100
101
102
frekvence (rads-1)
viskozita (Pas)
G', G" (Pa)
ZUBNÍ PASTA – STRESS SWEEP, 1 Hz, 23°C
APLIKACE – ZUBNÍ PASTA
105
105
G"
104
104
G'
komplexní viskozita
103
103
10-1
100
101
102
frekvence (rads-1)
viskozita (Pas)
G', G" (Pa)
ZUBNÍ PASTA – STRESS SWEEP, 1 Hz, 23°C
APLIKACE – PRÁŠKOVÉ BARVY
APLIKACE – PRÁŠKOVÉ BARVY
PRÁŠKOVÉ BARVY
• nízké náklady + šetrné k životnímu prostředí
tradiční
• prášek → 80 – 120 °C rozpuštění → 110 – 140 °C síťování
• 15 – 30 min
UV tvrzení
• teploty pod 100 °C, kratší čas
• oscilace; deska-deska, jednorázové
APLIKACE – PRÁŠKOVÉ BARVY
105
90
komplexní viskozita
103
45
fázový posun
101
0
0
5
10
čas (min)
δ (°)
viskozita (Pas)
PRÁŠKOVÉ BARVY – 200°C, 1 Hz, γ = 0,5 %
APLIKACE – PRÁŠKOVÉ BARVY
viskozita (Pas)
PRÁŠKOVÉ BARVY – 1 Hz, γ = 0,5 %
105
200 °C
150 °C
103
101
0
8
16
čas (min)
APLIKACE – PRÁŠKOVÉ BARVY
viskozita (Pas)
PRÁŠKOVÉ BARVY – 1 Hz, γ = 0,5 %, 6 Kmin-1
105
vzorek B
103
vzorek A
101
90
140
190
240
teplota (°C)
APLIKACE – PRÁŠKOVÉ BARVY
viskozita (Pas)
PRÁŠKOVÉ BARVY – 1 Hz, γ = 0,5 %
105
1 Kmin-1
103
5 Kmin-1
10 Kmin-1
101
80
120
160
teplota (°C)
Download

Reologie - aplikace.pdf