키넥서스 회전 레오미터를 사용한 표준 전분 테스트

소개

가공 중 많은 제품은 온도와 시간의 변화에 따라 재료 특성이 변경됩니다. 전분 기반 제품은 온도에 따른 점도 프로파일을 나타냅니다. 가공 요구 사항이나 배합을 이해하고 개선하기 위해 이러한 제품의 유변학적 특성을 분석할 수 있습니다.

키넥서스 회전식 레오미터는 컵 및 밥 스타일 시스템을 사용하여 다양한 재료를 특성화하는 데 적합한 다양한 기하학적 구조를 갖추고 있습니다. 이 중 일부는 그림 1에서 볼 수 있습니다. 이러한 지오메트리는 일치하는 컵과 함께 시료 유형에 따라 시료 측정을 도울 수 있는 표면 마감(예: 입자의 침전을 방지하기 위한 나선형 홈)으로 설계되었습니다.

패들(그림 2 참조)은 전분 페이스트 유변학에 사용되는 패들입니다. 이 지오메트리는 유변학 페이스트용으로 설계되었지만 분산 지오메트리로도 활용할 수 있어 입자의 빠른 침전이나 위상 분리를 방지하는 데 유용합니다(분산 웨비나에서 설명한 대로).

키넥서스는 온도에 따른 전분의 유변학적 변화를 측정하는 데 유용한 도구입니다. 소프트웨어에 내장된 분석 기능(그림 3 참조)을 사용하여 온도 변화 중 접착 온도, 최고 점도, 유지 점도 및 최종 점도를 자동으로 설정할 수 있습니다. 다양한 전분 제품의 특성을 분석하고 위의 파라미터를 설정하면 가공 중 시료의 변화에 관한 유용한 정보를 얻을 수 있습니다.

실험적

전분의 페이스트 유변학은 전분 패들과 직경 37mm 컵 및 실린더 카트리지가 결합된 전분 패들을 사용하여 키넥서스 레오미터에서 특성화했습니다. 온도는 50°C에서 95°C로 상승한 후 95°C에서 유지되었다가 다시 50°C로 내려가는 온도 상승 속도 ^{12˚C/min-1과} 160rpm의 회전 속도를 사용했습니다.

결과 및 토론

그림 4는 표준 전분 샘플의 시간에 따른 점도 및 온도 그래프를 보여줍니다. 해당 전분 분석은 이러한 전이가 발생하는 온도와 점도를 표시하고 측정이 끝날 때의 값을 표 형식으로 보고할 수 있습니다. 이 분석을 사용하여 표준 전분 샘플에 대해 다양한 점도와 온도를 설정했습니다(표 1 참조). 접착 온도는 약 78˚C, 피크 점도는 4.4 Pa 초, 유지 점도는 약 1.9 Pa 초, 최종 점도는 3.7 Pa 초로 확인되었습니다.

표 1: 온도가 50°C에서 95°C로 올라갔다가 다시 50°C로 내려갈 때 전분의 유변학적 전이.

결론 1

표준 전분 페이스트 측정은 키넥서스 레오미터에서 쉽게 수행할 수 있습니다. 전분 패들 및 전분 분석을 사용하여 전분의 유변학적 전이를 설정할 수 있으므로 여러 시료에 걸쳐 빠르고 쉽게 비교할 수 있습니다.

새로운 1g의 치약에 대해 스퀴즈 유량 테스트를 반복하고 이번에는 10mm/s의 간격 속도를 사용했습니다. 그림 5에는 2mm/s와 10mm/s 데이터의 비교와 함께 기존의 회전 유변학으로 얻은 평형 유량 데이터가 나와 있습니다.

스퀴즈 유량 데이터가 회전 데이터와 매우 잘 일치하여 회전 측정의 경우 전단 속도가 최대 ^{20초-1에서} 스퀴즈 유량 측정의 경우 ^{700초-1까지} 확장되는 것을 볼 수 있습니다. 물론 여기에 표시된 것과는 다른 샘플이 스퀴즈 플로우 기법에 더 적합하거나 덜 적합할 수 있으므로 새로운 분석에는 시험 측정을 권장합니다.

결론 2

고급 축 방향 테스트 기능을 갖춘 키넥서스 회전 레오미터는 스퀴즈 플로우 기법을 사용하여 파손되기 쉬운 농축 현탁액의 측정 가능한 전단 속도 범위를 확장하는 데 사용할 수 있습니다. 스퀴즈 유량 측정으로 얻은 치약의 점도는 기존의 회전 레오미터와 비슷한 데이터를 제공했으며 전단 속도 범위를 거의 두 배로 확장했습니다.

각주

[1] 간격의 크기는 최대 입자 크기의 10배가 되어야 입자 사이에 자유롭게 움직일 수 있는 충분한 여유 공간이 생깁니다. 전단 속도가 증가하고 간격이 좁아지면 large 입자가 서로 끼어 흐름 동작이 왜곡되는 경향이 있습니다.