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)
