Lưu biến là gì? Tại sao phải kiểm tra lưu biến? Ưu điểm của thử nghiệm khối lượng mẫu nhỏ.
lưu biến là gì? Làm thế nào để một vật liệu phản ứng với một lực?
Nói một cách đơn giản, lưu biến học là khoa học về sự biến dạng của vật liệu.
Mặc dù người ta biết rằng lưu biến học là một nhánh của vật lý liên quan đến sự biến dạng và dòng chảy của vật chất, nhưng một thực tế ít được biết đến là – nó khác với động lực học chất lỏng vì nó liên quan đến cả ba trạng thái của vật chất chứ không chỉ với chất lỏng và khí.
Ngoài ra, không giống như vật lý polymer, nó liên quan đến các tính chất và hành vi vĩ mô, không phải cấu trúc phân tử.
Phân tích lưu biến cung cấp một mô tả toán học về hành vi đàn nhớt của vật chất.
Các ứng dụng của lưu biến học rất cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp liên quan đến kim loại, nhựa, thực phẩm và nhiều ngành khác
Thử nghiệm lưu biến là gì?
Như đã đề cập trước đó, thử nghiệm lưu biến liên quan đến việc đo lường sự biến dạng của vật chất dưới tác động của ứng suất áp đặt bằng cách phân tích phản ứng bên trong của vật liệu đối với các lực.
Các đặc điểm dòng nguyên liệu rất quan trọng trong tất cả các quy trình chuyển đổi và sản xuất. Vật liệu buộc phải chảy và các đặc tính lưu biến xác định khả năng xử lý.
Vì dòng chảy là một đặc tính quan trọng trong quá trình xử lý vật liệu trong sản xuất, nên việc hiểu tính lưu biến của chất lỏng là điều cần thiết.
Việc đúc hoặc xử lý vật liệu polyme phụ thuộc rất nhiều vào việc duy trì các đặc tính lưu biến chính xác để tránh các vấn đề về chất lượng..
Ngoài những điều trên, tính chất cơ học và hành vi cũng bị ảnh hưởng bởi tính lưu biến. Các phép đo lưu biến có thể được xem xét cho các mục đích kiểm soát chất lượng và đặc tính sản phẩm.
Các phép đo như vậy thường được sử dụng để kiểm tra và tìm hiểu sự tương tác của các thành phần khác nhau của vật liệu đa thành phần.
Tính chất lưu biến của các chất lỏng phức tạp, như polyme nóng chảy, phụ thuộc vào tốc độ biến dạng (tốc độ cắt), trọng lượng phân tử, cấu trúc, nồng độ của các chất phụ gia và chất độn khác nhau, cũng như nhiệt độ. Ngoài ra, ngay cả ở tốc độ biến dạng không đổi, ứng suất có thể phụ thuộc vào thời gian
Đặc tính lưu biến của vật liệu đưa ra một ý tưởng tổng thể về hành vi dòng chảy nhớt. Tính lưu biến rất quan trọng đối với mọi vật liệu vì các phản ứng lưu biến có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc cuối cùng của hệ thống hoặc sản phẩm.
Tóm lại, các phép đo lưu biến được thực hiện để nghiên cứu và điều tra cấu trúc phân tử, đánh giá hiệu suất sản phẩm và giúp xử lý vật liệu.
Tại sao thử nghiệm lưu biến quan trọng?
Các phòng thí nghiệm nghiên cứu và thử nghiệm lưu biến kiểm tra vật liệu cho các đặc tính lưu biến.
Đặc tính lưu biến được thực hiện trên các vật liệu khác nhau, bao gồm polyme, chất lỏng, chất kết dính và các mẫu khác, sử dụng nhiều điều kiện thử nghiệm.
Thử nghiệm lưu biến đảm bảo rằng các vật liệu được xử lý phù hợp với sự xuống cấp của sản phẩm ở mức tối thiểu. Các thử nghiệm lưu biến đo độ nhớt của polyme từ các thử nghiệm đơn điểm đến các thử nghiệm tốc độ cắt thay đổi.
Lưu biến học là một phần quan trọng trong quá trình mô tả đặc tính của vật liệu, cho dù là để tối ưu hóa dòng polyme hay nghiên cứu dòng chảy của chất lỏng như dầu, nước thơm hoặc mỡ bôi trơn. Riêng đối với chất lỏng, việc hiểu và dự đoán tính lưu biến của một mẫu có thể rất phức tạp.
Tóm lại, thử nghiệm lưu biến có thể được sử dụng để:
- Đo độ nhớt của chất lỏng.
- Kiểm tra vật liệu rắn mềm.
- Đánh giá năng suất và tính chất dòng chảy của chất lỏng phức tạp.
Sử dụng phân tích lưu biến
Phân tích lưu biến được sử dụng để tối ưu hóa các quy trình cụ thể như ép phun nhựa trong đó độ nhớt của vật liệu phải đủ thấp để vật liệu có thể chảy tự do vào khuôn. Tuy nhiên, các nhà sản xuất không muốn sử dụng nhiệt quá mức để duy trì chất lượng vật liệu. Đây là nơi phân tích lưu biến phát huy tác dụng.
Nói cách khác, phân tích lưu biến được sử dụng để đo các đặc tính chảy của chất lỏng không có độ nhớt không đổi độc lập với ứng suất tác dụng lên chúng. Làm thế nào các vật liệu phi Newton này chảy trong các quy trình là điều tối quan trọng khi thiết kế các quy trình hoặc thiết bị công nghiệp.
Các ứng dụng của phép đo lưu biến trong ngành thực phẩm và đồ uống
Các sản phẩm thực phẩm bao gồm chất rắn, chất lỏng đơn giản, nhũ tương, huyền phù, bọt và hỗn hợp. Các phép đo lưu biến rất hữu ích khi phải phát triển các sản phẩm mới hoặc nguyên liệu thay thế, chẳng hạn như các sản phẩm thay thế cho thịt hoặc sữa.
Việc nghiên cứu các đặc tính lưu biến của protein từ thực vật giúp các chuyên gia nghiên cứu và phát triển nâng cao chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, các chất tương tự thịt vẫn khác về mùi vị, cảm giác và hương vị so với thịt thật. Một thông tin quan trọng khác về các mặt hàng thực phẩm từ động vật và thực vật là hành vi của chất béo ở các nhiệt độ khác nhau.
Ngoài ra, một phân tích chuyên sâu về các đặc tính lưu biến có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính ổn định và hình thức bên ngoài của các sản phẩm làm từ tinh bột.
Vì vậy, khả năng kết dính và trạng thái dòng chảy rất quan trọng đối với sự hấp dẫn về thị giác và giác quan của chúng khi nói đến các sản phẩm thực phẩm như sốt cà chua, nước sốt và nước xốt. Độ bám của vật liệu (khả năng giữ thức ăn) là kết quả của ba yếu tố lưu biến: ứng suất chảy, độ nhớt không cắt và độ nhớt đàn hồi.
Mặc dù có nhu cầu đáng kể đối với các sản phẩm thay thế sữa, nhưng sự chấp nhận của người tiêu dùng còn thấp do sự khác biệt về hình thức bên ngoài, cảm giác trong miệng và hành vi bảo quản. Tương tự như vậy, sữa chua không béo cũng được cho là có kết cấu dạng kem, mềm mượt.
Tính lưu biến là một công cụ mạnh mẽ có thể được sử dụng để phát triển các mặt hàng thực phẩm mới hoặc cải thiện hoặc kiểm soát các sản phẩm hiện có.
AMETEK Brookfield cung cấp máy phân tích lưu biến phòng thí nghiệm lưu biến cho các mẫu từ polyme, chất lỏng, huyền phù và gel.
Máy đo lưu biến của Brookfield là loại cải tiến tiên tiến và được thiết kế đặc biệt để thực hiện các phép đo đàn nhớt trong vòng vài phút.
Dòng máy đo lưu biến RSX đã được chế tạo để tiến hành phân tích lưu biến phức tạp dưới tốc độ cắt được kiểm soát và các chế độ ứng suất được kiểm soát.
Chúng được ưa chuộng trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu vì chúng cung cấp các tính năng vượt trội bao gồm thiết kế chắc chắn dành cho sàn sản xuất, màn hình cảm ứng lớn, thân thiện với người dùng và khả năng kiểm tra kích thước mẫu rất nhỏ.thiết kế các quy trình hoặc thiết bị công nghiệp.
Tại sao khối lượng mẫu nhỏ?
Các mẫu nhỏ được ưu tiên và khuyên dùng cho các phép đo độ nhớt vì chúng mang lại lợi thế to lớn – có thể thực hiện các phép đo chính xác và phức tạp cao bằng cách sử dụng các cỡ mẫu nhỏ với tất cả các biện pháp phòng ngừa tại chỗ. Các lỗi đo lường và sai lệch cũng có thể dễ dàng được kiểm soát và xác định trong một mẫu nhỏ.
Ưu điểm của việc sử dụng thể tích mẫu nhỏ
Khi xác định công cụ tốt nhất cho các phép đo lưu biến của bạn, điều quan trọng là phải hiểu rõ về thể tích mẫu có sẵn để thử nghiệm. Điều quan trọng là phải phù hợp với thể tích mẫu có sẵn với các yêu cầu của thiết bị để thử nghiệm.
Thể tích mẫu nhỏ để đo độ nhớt là một thách thức, đặc biệt khi đo các mẫu đắt tiền như protein, hóa chất đặc biệt, dầu, v.v. Thể tích mẫu nhỏ là lựa chọn an toàn hơn và được ưa thích hơn trong trường hợp phát triển thuốc mới, vì các loại thuốc ứng viên có thể chỉ có sẵn trong kích thước nhỏ.
AMETEK Brookfield Viscometers and Rheometers đã được thiết kế để thực hiện kiểm tra thể tích mẫu nhỏ. Việc đo độ nhớt của thể tích mẫu nhỏ có thể mang lại các lợi ích, chẳng hạn như tiện lợi, chính xác, giảm chi phí, an toàn và quy trình thử nghiệm đơn giản hóa. Một số vật liệu có thể rất tốn kém. Thử nghiệm với cỡ mẫu nhỏ có thể đơn giản hóa công thức và thử nghiệm. Khả năng xác định sự thay đổi độ nhớt từ lô này sang lô khác giúp xác định sự không nhất quán của lô và các vấn đề về chất lượng.
Một điểm quan trọng khác được quan tâm hàng đầu là sự an toàn khi thử nghiệm, đặc biệt là khi các vật liệu nguy hiểm và nguy hiểm đang được thử nghiệm. Khi các mẫu từ ngành công nghiệp dược phẩm và hóa chất sinh học được đánh giá, chúng có thể thể hiện tính axit hoặc tính dễ bay hơi. Giảm lượng mẫu được sử dụng là một cách để giảm thiểu rủi ro.
Với sự trợ giúp của Máy đo độ nhớt và Máy đo lưu biến AMETEK Brookfield, có thể thu được kết quả kiểm tra chính xác và đáng tin cậy bằng cách sử dụng các cỡ mẫu nhỏ và mang đến sự tiện lợi, linh hoạt và an toàn tuyệt vời cho người dùng cuối.
