粘度是食品飲料行業(yè)的一個重要問題，因為它影響產(chǎn)品的加工和包裝并可能影響客戶對產(chǎn)品的接受度。粘度是流動的阻力。糖漿是常用的給各種混合飲料調(diào)味，不論有無酒精。糖漿煮沸除去水分，從而形成更濃的糖漿。高果糖玉米糖漿與著色劑，防腐劑和香料添加劑。如果糖漿濃度過高，則其相應的粘度可能過高。這不僅會增加泵送的難度，而且倒酒時可能會影響顧客對最終產(chǎn)品的感知。太粘的東西看起來“太厚了”，而在澆注或分配過程中，粘度過低可能會給人差的印象。
將約7 mL的一部分轉(zhuǎn)移到具有整體溫度的同心/同軸圓筒附件中探查。連接到探針和流變儀的電纜允許通過儀器。這種配件的優(yōu)點是樣本量小，而不是在燒杯中測試幾百毫升。這有幫助重要的是，當測試昂貴的材料，或當熱平衡時間必須保持相對較短規(guī)定溫度。儀器量程靈敏度高，具有測量低粘度的能力液體。與螺紋連接相比，聯(lián)軸器的一個特點是可以更容易地連接和拆卸主軸需要擰上或擰下主軸的聯(lián)軸器。只需提起套筒以釋放心軸，然后向下滑動至將心軸固定到位。如下圖1所示：
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圖1：帶易鎖緊聯(lián)軸器的同心/同軸氣缸附件
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a.主軸浸沒在樣品室中，保持在冷卻/加熱夾套中
b.主軸懸掛在聯(lián)軸器上
c.提起聯(lián)軸環(huán)，以便插入或拆卸主軸
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在樣品平衡數(shù)分鐘后，在約21-22°C的室溫下進行試驗。單速最初進行的測試是為了找到一個在刻度扭矩上產(chǎn)生的速度范圍。速度的選擇根據(jù)博勒飛推薦的程序，扭矩%讀數(shù)為滿量程的10-100%或“FSR”。這個在該范圍內(nèi)，儀器精度為±1%FSR。觸摸屏界面可以方便地運行參數(shù)，如輸入主軸編號、速度和測試步驟時間。創(chuàng)造了一個速度斜坡-先增加后降低速度。選擇冪律[數(shù)學]模型作為分析對象。在測試最后通過曲線擬合得到模型的最佳擬合曲線。三速進行坡道運行。儀表顯示屏上的模型擬合示例如下所示：
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圖2：顯示在流變儀上的適合格林納丁數(shù)據(jù)的冪律模型。
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圖3：室溫下手榴彈的扭矩，%與速度rpm
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數(shù)據(jù)和程序文件保存在流變儀中，然后復制到“閃存驅(qū)動器”或“U盤”，然后傳輸?shù)轿业膫€人電腦。軟件被用來導入文件，操作和圖形化的數(shù)據(jù)。扭矩與速度數(shù)據(jù)為如上圖3所示。液體呈輕微剪切變薄或假塑性。也就是說，它的表觀粘度隨著增大而降低剪切速率[或速度]。如下圖4所示：
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圖4：室溫下格林納丁的表觀粘度cP與剪切速率s-1的關(guān)系
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剪切率是衡量樣品剪切或“工作”的速度或速度的一種度量。這是由兩個決定的測試的幾何和速度。SSA具有同心或同軸圓柱幾何結(jié)構(gòu)；很容易計算剪切速率。牛頓液體的粘度與剪切無關(guān)費率。另一方面，非牛頓材料具有明顯的粘度，這取決于剪切速率。數(shù)據(jù)上面表明在試驗條件下，這種液體有點非牛頓。流變儀內(nèi)置的冪律模型與數(shù)據(jù)吻合良好。結(jié)果也用軟件繪制出來。運行3中的數(shù)據(jù)如下所示，如圖5所示：
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圖5：在室溫下，與格林納丁數(shù)據(jù)相匹配的冪律數(shù)學模型
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數(shù)學模型適用于粘度數(shù)據(jù)，因為它們有助于線性化數(shù)據(jù)，也就是說用直線表示數(shù)據(jù)形狀，而不是彎曲的。它們允許操作員插值，計算剪切速率下的粘度或剪切應力除了簡單測試中使用的那些。剪切應力是流動過程中通過流體層施加的應力。牛頓液體流動可用以下簡單方程式描述：
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式中τ-希臘字母“tau”-是剪切應力，η-“eta”-是粘度，–“gamma-dot”-是剪切速率。粘度與剪切速率的數(shù)據(jù)在圖4中是曲線，但在圖5中用一條直線擬合得很好。后者是原木-對數(shù)圖。冪律方程為：
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其中τ是剪切應力，k是稠度指數(shù)，n是流動指數(shù)。k表示在極低剪切速率下的粘度，而n表示非牛頓行為的程度。牛頓液體有n=1log-log圖相當于作圖：log（τ）=n×log（y）+log（k）
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在我們的例子中，一致性指數(shù)18cp，流量指數(shù)0.939，擬合置信度99.4%。糖漿0.939略小于1，反映了樣品的輕微剪切變薄行為。計算出的擬合置信度，99.4%接近100%，與數(shù)據(jù)吻合較好。這樣的數(shù)據(jù)和模型擬合非常重要，因為它們確實如此通常用于指定和設(shè)計加工設(shè)備，如流動系統(tǒng)、混合器和分配系統(tǒng)。
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總之粘度測量對于檢查產(chǎn)品質(zhì)量和性能是有用的。使用定義明確的，同心或同軸圓柱幾何形狀，允許在粘度測試。這使得數(shù)學模型能夠適應多速度數(shù)據(jù)，更全面地描述物流行為，并允許計算過程設(shè)計。石榴糖漿是混合飲料中常用的調(diào)味糖漿，表現(xiàn)出非牛頓的剪切減薄行為。
