Độ nhớt là một thuộc tính quan trọng của thực phẩm lỏng, là ma sát bên trong của chất lỏng hoặc khả năng chống lại dòng chảy của nó. Ma sát bên trong của chất lỏng có thể xác định bằng quan sát chất lỏng được khuấy mạnh để tạo ra xoáy. Khi quá trình khuấy dừng lại, tốc độ của xoáy giảm dần và chuyển động quay của chất lỏng cũng dừng lại. Điều này do lực ma sát bên trong chất lỏng. Việc xác định độ nhớt trong thực phẩm giúp kiểm soát quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm, cũng ảnh hưởng đến quá trình trải nghiệm sản phẩm của người tiêu dùng.
Độ nhớt là gì?
Khi một lực hoặc ứng suất tác dụng lên chất lỏng, chất lỏng sẽ chảy, dẫn đến ma sát trong cản trở dòng chảy. Do đó, độ nhớt được định nghĩa là ma sát bên trong của chất lỏng, hay nói cách khác là khả năng chống lại dòng chảy của nó.
Ứng suất cắt là lực trên một diện tích cần thiết để di chuyển một lớp chất lỏng nhiều lớp, trong khi tốc độ cắt là mối quan hệ giữa tốc độ giữa hai lớp chất lỏng nhiều lớp. Điều này chỉ đúng đối với chất lỏng Newton, trong đó ở một nhiệt độ nhất định, độ nhớt sẽ không đổi theo hàm số thay đổi tốc độ cắt (ví dụ, nước). Tuy nhiên, phần lớn chất lỏng không hoạt động theo cách này, được gọi là chất lỏng phi Newton, và cần phải xem xét các yếu tố khác nhau để đo độ nhớt của chúng.
Trong thực tế, chất lỏng có độ nhớt cao hơn sẽ chảy chậm hơn và có vẻ dày hơn chất lỏng có độ nhớt thấp hơn. Tính chất này phụ thuộc nhiều vào các đặc tính bên trong của vật liệu như thành phần phân tử, nồng độ chất tan, tổ chức cấu trúc và mật độ. Hơn nữa, độ nhớt không nên được coi là một giá trị tuyệt đối mà là hàm số của các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, lực cắt và áp suất, tất cả đều ảnh hưởng đến độ nhớt, và do đó ảnh hưởng đến các đặc tính công nghệ và cảm quan của sản phẩm thực phẩm.
Nguyên Tắc Xác Định Độ Nhớt Trong Thực Phẩm Và Đồ Uống
Nhớt kế mao quản và cốc đo độ nhớt
Nguyên lý làm việc của các thiết bị này dựa trên việc xác định thời gian cần thiết để một thể tích chất lỏng tiêu chuẩn đi qua mao quản. Thiết kế đơn giản và vận hành dễ dàng khiến chúng trở thành lựa chọn thay thế tốt cho các phép đo thông thường và kiểm soát chất lượng. Tuy nhiên, chúng bị giới hạn ở các chất lỏng có độ nhớt thấp không có các hạt rắn lơ lửng, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong đồ uống và các thành phần lỏng.
Một trong những cấu hình phổ biến nhất là mao quản hình chữ “U” của nhớt kế Ostwald. Các thiết bị này thường được vận hành trong bể ổn nhiệt và sau khi bầu phía trên được đổ đầy chất lỏng, thời gian cần thiết để chất lỏng đi qua các vạch được ghi lại và nhân với hằng số dụng cụ để tìm ra độ nhớt động học của chất lỏng. Thời gian để chất lỏng đi qua ống mao dẫn tỷ lệ thuận với độ nhớt động lực và tỷ lệ nghịch với mật độ của chất lỏng.
Một cấu hình đơn giản khác của nhớt kế mao quản là nhớt kế dạng cốc dòng chảy hoặc loại lỗ. Cốc đo độ nhớt bao gồm một bể chứa và lỗ hoặc mao dẫn, hoạt động bằng cách xác định thời gian cần thiết để chất lỏng đi qua lỗ. Những dụng cụ này rẻ, dễ vận hành và linh hoạt, tuy nhiên chúng không chính xác vì chúng không đảm bảo áp suất liên tục lên lỗ.
Có thể sử dụng phiên bản điều áp của nhớt kế mao quản và cốc đo độ nhớt để duy trì áp suất không đổi trong quá trình đo và hoạt động dưới áp suất cao, cho phép sử dụng chúng cho chất lỏng có độ nhớt cao. Trong những trường hợp như vậy, chất lỏng được di chuyển bằng áp suất khí hoặc bằng pít-tông có thể được kích hoạt bởi trọng lượng hoặc động cơ dẫn động.
Trong cùng loại nhớt kế mao quản, nhớt kế dạng ống sử dụng một ống nằm ngang được nạp bằng bình điều áp để xác định độ nhớt. Trong các thiết bị này, áp suất được xác định tại các vị trí khác nhau dọc theo ống và độ giảm áp suất ở tốc độ dòng chảy cụ thể được sử dụng để tính toán lực cản dòng chảy và do đó tính toán độ nhớt. Máy đo độ nhớt dạng ống đặc biệt phù hợp để xác định trực tuyến và thường được sử dụng trong các cơ sở công nghiệp.
Nhớt Kế Quay
Nhớt kế quay hoạt động dựa trên nguyên lý của một bộ phận chuyển động quay, được dẫn động bởi một động cơ, tiếp xúc với chất lỏng thử nghiệm. Sau đó, mô-men xoắn trên trục quay được sử dụng để xác định lực cản dòng chảy của chất lỏng và tính toán độ nhớt động. Bởi vì những dụng cụ này được vận hành bằng động cơ nên chúng có thể hoạt động ở các tốc độ cắt khác nhau.
Tính năng này cho phép chúng hoạt động bên dưới và bên trên phạm vi của thiết bị dựa trên trọng lực, do đó cho phép đo phạm vi mẫu rộng hơn nhiều. Hơn nữa, chúng cho phép thực hiện các phép đo độ nhớt cho một mẫu ở các tốc độ cắt khác nhau, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo ra các đường cong độ nhớt g, là đường cong cơ bản cho chất lỏng phi Newton.
Biến thể phổ biến nhất của loại thiết bị này được gọi là nhớt kế hoạt động theo nguyên lý của Searle. Động cơ dẫn động một trục quay bên trong cốc cố định chứa chất lỏng thử. Tốc độ quay của trục chính gây ra lực cản và do đó tạo ra một mô-men xoắn nhất định cho động cơ. Do đó, mô-men xoắn cần thiết để thắng lực nhớt của chất lỏng được thử nghiệm là thước đo độ nhớt của nó. Hệ thống này có thể được sử dụng cho cả thực phẩm Newton và thực phẩm phi Newton, là loại nhớt kế phổ biến nhất được sử dụng trong kiểm soát chất lượng.
Thiết bị hoạt động ở các tốc độ quay khác nhau và có thể được sử dụng với các trục quay khác nhau có hình dạng khác nhau. Các loại này từ dạng đĩa, hình trụ, hình nón hình trụ có đường kính khác nhau và hình dạng đặc biệt bao gồm một số loại cánh khuấy và cánh gạt, cho phép người dùng chọn các điều kiện khác nhau cho các loại mẫu khác nhau, chẳng hạn như độ nhớt thấp, độ nhớt cao, chất lỏng dạng hạt và dạng gel.
Một dạng hình học cụ thể khác của nhớt kế quay là hệ thống khe hở kép, được thiết kế đặc biệt để đo chất lỏng có độ nhớt thấp. Chiếc cốc là một hình trụ đồng tâm kép, chẳng hạn như một chiếc vòng thon dài, và trục xoay có hình dạng như một chiếc cốc nghịch đảo quay trong khe hình vòng của cốc. Cấu hình này tối đa hóa diện tích bề mặt tiếp xúc với chất lỏng, do đó, nó có thể phát hiện các giá trị mô-men xoắn thấp thường được tạo ra bởi các mẫu có độ nhớt thấp.
Một nguyên tắc tương tự có thể được sử dụng trong hình học tấm song song và hình nón. Trong các dạng này, một tấm hoặc một hình nón quay trên một mẫu được đặt trên một tấm cố định. Các hệ thống này hoạt động với khoảng cách hẹp giữa hình học chuyển động và tấm cố định, do đó chỉ cần một lượng nhỏ mẫu.
Tuy nhiên, khe hở nhỏ giới hạn kỹ thuật này ở các mẫu không hạt và do mở ở một bên, mẫu có thể thoát ra dưới tốc độ quay cao hơn do tác động của dòng chảy rối và lực ly tâm. Mặt khác, khe hở hình nêm do hình nón gây ra dẫn đến tốc độ cắt không đổi được áp dụng trên toàn bộ khe hở, mang lại lợi thế cho việc đo các giá trị độ nhớt tuyệt đối.
Một Số Máy Đo Độ Nhớt Trong Thực Phẩm
Máy đo độ nhớt LAMY RHEOLOGY PORTABLE RM100
| Model | PORTABLE RM100 |
| Loại thiết bị | Máy đo độ nhớt không lò xo quay với màn hình cảm ứng 7” |
| Tốc độ quay | Không giới hạn số tốc độ từ 0,3 đến 1500 vòng/phút |
| Mô-men xoắn | Từ 0,05 đến 30 mNm |
| Đầu dò nhiệt độ | Được trang bị cảm biến PT100 cho biết nhiệt độ từ -50°C đến +300°C |
| Độ chính xác | +/- 1 % của toàn thang đo |
| Độ lặp lại | +/- 0,2 % |
| Hiển thị | Độ nhớt (cP/Poises hoặc mPa.s/Pa.s)
Tốc độ – Tốc độ cắt – Mô men xoắn (% – mNm) – Ứng suất cắt – Thời gian – Nhiệt độ |
| Tiêu chuẩn | ASTM: D115 ; Đ789 ; D1076 ; D1084 ; Đ1337 ; Đ1338 ; D1417 ; Đ1439 ; D1824 ; D2196 ; D2243 ; D2364; D2556 ; D3288 ; D3468; D3716 ; D3730; D3794; D4016 ; D4143 ; D4878 ; D4889 ; D5324 ; D5400; D6279 ; D6577 ; D7394 ; D8020; E2975 ; F1607 ; BS 5350 ; DIN 2555; 3219 ; 52007-1 ; 53019-1; 54453 ; EN 302-7 ; 2555 ; 3219 ; 10301 ; 12092 ; 12802 ; 15425 ; 15564 ; ISO 1652; 2555 ; 2884-2 ; 3219 ; 10364-12 |
| Ngôn ngữ | Tiếng Pháp/Tiếng Anh/Tiếng Nga/Tiếng Tây Ban Nha/Tiếng Thổ Nhĩ Kỳ/Tiếng Đức/Tiếng Ý |
| Nguồn điện | 90-240 VAC 50/60 Hz, 4 – 20 mA |
| Kết nối | Cổng RS232 và USB (PC), Cổng máy chủ USB – PCL/5 tương thích (máy in) |
| Kích thước và trọng lượng | Thiết bị chính: Ø 90 mm
Hộp: D60 x H260 x W120 Trọng lượng: 2 kg |
Máy đo độ nhớt LAMY RHEOLOGY B-ONE PLUS
| Model | B-ONE PLUS |
| Loại thiết bị | Máy đo độ nhớt không lò xo quay với màn hình cảm ứng 7” |
| Tốc độ quay | Không giới hạn số tốc độ từ 0,3 đến 250 vòng/phút |
| Mô-men xoắn | Phiên bản tiêu chuẩn: 0,05 đến 13 mNm
Phiên bản LR: 0,005 đến 0,8 mNm |
| Độ chính xác | +/- 1 % của toàn thang đo |
| Độ lặp lại | +/- 0,2 % |
| Hiển thị | Độ nhớt (cP/Poises hoặc mPa.s/Pa.s)
Tốc độ – Tốc độ cắt – Mô men xoắn (% – mNm) – Ứng suất cắt – Thời gian – Nhiệt độ (tùy chọn) |
| Tiêu chuẩn | ASTM : D115 ; D789 ; D1076 ; D1084 ; D1337 ; D1338 ; D1417; D1439 ; D1824 ; D2196 ; D2243 ; D2364 ; D2556 ; D3288 ; D3468 ; D3716 ; D3730 ; D3794 ; D4016 ; D4143 ; D4878 ; D4889 ; D5324 ; D5400 ; D6279 ; D6577 ; D7394 ; D8020 ; E2975 ; F1607 ; BS 5350 ; DIN 2555 ; 3219 ; 52007-1 ; 53019-1; 54453 ; EN 302-7 ; 2555 ; 3219 ; 10301 ; 12092 ; 12802 ; 15425 ; 15564 ; ISO 1652 ; 2555 ; 2884-2 ; 3219 ; 10364-12 |
| Ngôn ngữ | Tiếng Pháp / Tiếng Anh / Tiếng Nga / Tiếng Tây Ban Nha / Tiếng Thổ Nhĩ Kỳ / Tiếng Đức / Tiếng Ý |
| Nguồn điện | 90-240 VAC 50/60 Hz |
| Kết nối | Cổng USB |
| Kích thước và trọng lượng | Thiết bị chính: D180 x H230 x W130 mm
Chân đế nhôm: L280 x W200 x H30 mm Thanh thép không gỉ: Chiều dài 500 mm Trọng lượng: 6.7 kg |
Máy đo độ nhớt LAMY RHEOLOGY FIRST PRODIG
| Model | FIRST PRODIG |
| Loại thiết bị | Máy đo độ nhớt không lò xo quay với màn hình cảm ứng 7” |
| Tốc độ quay | Không giới hạn số tốc độ từ 0,3 đến 250 vòng/phút |
| Mô-men xoắn | Phiên bản tiêu chuẩn: 0,05 đến 13 mNm
Phiên bản LR: 0,005 đến 0,8 mNm |
| Đầu dò nhiệt độ | Được trang bị cảm biến PT100 cho biết nhiệt độ từ -50°C đến +300°C |
| Độ chính xác | +/- 1 % của toàn thang đo |
| Độ lặp lại | +/- 0,2 % |
| Hiển thị | Độ nhớt (cP/Poises hoặc mPa.s/Pa.s)
Tốc độ – Tốc độ cắt – Mô men xoắn (% – mNm) – Ứng suất cắt – Thời gian – Nhiệt độ |
| Tiêu chuẩn | ASTM : D115 ; D789 ; D1076 ; D1084 ; D1337 ; D1338 ; D1417; D1439 ; D1824 ; D2196 ; D2243 ; D2364 ; D2556 ; D3288 ; D3468 ; D3716 ; D3730 ; D3794 ; D4016 ; D4143 ; D4878 ; D4889 ; D5324 ; D5400 ; D6279 ; D6577 ; D7394 ; D8020 ; E2975 ; F1607 ; BS 5350 ; DIN 2555 ; 3219 ; 52007-1 ; 53019-1; 54453 ; EN 302-7 ; 2555 ; 3219 ; 10301 ; 12092 ; 12802 ; 15425 ; 15564 ; ISO 1652 ; 2555 ; 2884-2 ; 3219 ; 10364-12 |
| Ngôn ngữ | Tiếng Pháp / Tiếng Anh / Tiếng Thổ Nhĩ Kỳ / Tiếng Đức / Tiếng Ý |
| Nguồn điện | 90-240 VAC 50/60 H, 4 – 20 mA |
| Kết nối | Cổng RS232, USB và Ethernet (PC); Cổng máy chủ USB – PCL/5 tương thích (máy in) |
| Kích thước và trọng lượng | Thiết bị chính: D160 x H270 x W200 mm
Chân đế nhôm: L280 x W200 x H30 mm Thanh thép không gỉ: Chiều dài 500 mm Trọng lượng: 6.7 kg |
Máy đo độ nhớt LAMY RHEOLOGY GT-300 PLUS
| Model | GT-300 PLUS |
| Loại thiết bị | Máy đo độ nhớt không lò xo quay với màn hình cảm ứng 7” |
| Tốc độ quay | Không giới hạn số tốc độ từ 0,3 đến 1500 vòng/phút |
| Mô-men xoắn | 0,05 đến 30 mNm |
| Đầu dò nhiệt độ | Được trang bị cảm biến PT100 cho biết nhiệt độ từ -50°C đến +300°C |
| Độ chính xác | +/- 1 % của toàn thang đo |
| Độ lặp lại | +/- 0,2 % |
| Hiển thị | Độ nhớt (cP/Poises hoặc mPa.s/Pa.s)
Tốc độ – Tốc độ cắt – Mô men xoắn (% – mNm) – Ứng suất cắt – Thời gian – Nhiệt độ |
| Ngôn ngữ | Tiếng Pháp / Tiếng Anh / Tiếng Nga / Tiếng Tây Ban Nha / Tiếng Thổ Nhĩ Kỳ / Tiếng Đức / Tiếng Ý |
| Nguồn điện | 90-240 VAC 50/60 H, 4 – 20 mA |
| Kết nối | Cổng RS232, USB và Ethernet (PC); Cổng máy chủ USB – PCL/5 tương thích (máy in) |
| Kích thước và trọng lượng | GT300 không có bộ phận kiểm soát nhiệt độ: D320 x H650 x W200 mm. Trọng lượng: 14 kg
GT300 với bộ phận kiểm soát nhiệt độ: D610 x H700 x W340 mm. Trọng lượng: 22 kg |
Ảnh Hưởng Của Độ Nhớt Trong Ngành Thực Phẩm Và Đồ Uống
Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến chất lượng và độ ổn định của thực phẩm và độ nhớt chắc chắn là một trong những khía cạnh được chú ý nhiều hơn trong quá trình sản xuất. Về sản xuất thực phẩm, độ nhớt là thông số quan trọng trong việc tối ưu hóa điều kiện dòng chảy, xác định kích thước máy bơm, đường ống, mức tiêu thụ năng lượng, giảm chất thải và kiểm soát chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Độ nhớt cũng rất phù hợp trong các giai đoạn xây dựng sản phẩm thực phẩm. Hãy lấy ví dụ về các sản phẩm bánh mì, trong đó một số pha (tức là bột mì, nước, chất béo, không khí) được trộn lẫn để tạo ra hệ phân tán ổn định. Để duy trì sự phân tán đó, tránh tách pha và giữ lại không khí trong quá trình trộn và nướng, hệ thống phải duy trì đủ độ nhớt. Nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho việc tạo bọt, nhũ tương và huyền phù keo như trong nước sốt, súp, sữa trứng, v.v.
Việc xác định độ nhớt có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng nguyên liệu, như xi-rô, dầu và trứng lỏng hoặc các nguyên liệu khác. Ngoài việc xác nhận tính phù hợp của chúng để sử dụng trong các quy trình, các nhà phân tích có thể dự đoán sai lệch và thực hiện hiệu chỉnh các công thức. Về việc kiểm soát sản phẩm cuối cùng, xác định độ nhớt là phương pháp tiêu chuẩn để xác nhận chất lượng và độ ổn định của sản phẩm cũng như đảm bảo chúng đáp ứng các thông số kỹ thuật.
Nhưng tầm quan trọng của việc xác định độ nhớt trong ngành công nghiệp thực phẩm vượt xa các mô hình sản xuất cổ điển và nó cũng rất quan trọng trong việc hỗ trợ cuộc cách mạng thực phẩm đang diễn ra. Được thúc đẩy bởi những thay đổi về môi trường, đạo đức và xã hội, các mô hình sản xuất và tiêu dùng đang được xác định lại. Các loại thực phẩm mới, chẳng hạn như các sản phẩm tương tự thịt, nhằm mục đích giảm hoặc chuyển mức tiêu thụ protein từ nguồn gốc động vật sang nguồn thực vật.
Sự phát triển của các sản phẩm thay thế thịt và các sản phẩm tương tự thịt phụ thuộc vào các kỹ thuật tiên tiến như in 3D hoặc ép đùn độ ẩm cao, sử dụng các thành phần dựa trên protein cũng như gôm và các polyme khác. Mục tiêu của các quy trình này là tạo ra kết cấu và độ đặc phù hợp để mô phỏng cấu trúc thịt. Độ nhớt được coi là yếu tố chính, xác định thiết kế của thiết bị, quy trình và là yếu tố quyết định các đặc tính cuối cùng của thực phẩm được phát triển.
Việc thiết kế các loại thực phẩm mới cũng đi theo xu hướng mang lại những lợi ích bổ sung về an toàn và sức khỏe. Các sản phẩm thực phẩm được phát triển dành cho các bệnh lý cụ thể hiện đã trở thành hiện thực và trong số các trường hợp phổ biến nhất là các công thức nhắm mục tiêu kiểm soát quá trình thoái hóa trong thức ăn trẻ em hoặc bệnh nhân mắc chứng khó nuốt. Đã có báo cáo cho rằng thiết kế hợp lý dựa trên việc kiểm soát độ nhớt ở tốc độ cắt cụ thể đã làm giảm nguy cơ ngạt thở.
Một lĩnh vực hành động khác là mối quan hệ giữa tốc độ làm rỗng dạ dày và cảm giác no, tiêu hóa và chỉ số đường huyết. Trên thực tế, người ta đã chứng minh rằng độ nhớt của thực phẩm đóng vai trò quyết định trong việc làm rỗng dạ dày, và do đó việc thiết kế các loại thực phẩm có độ nhớt được điều chỉnh có thể mang lại ý nghĩa quan trọng đối với sức khỏe cộng đồng, có khả năng giúp kiểm soát bệnh tiểu đường và béo phì.
Do đó, có thể kết luận rằng việc xác định độ nhớt trong thực phẩm, đồ uống và các thành phần của chúng là rất quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng và quy trình, đồng thời cũng ảnh hưởng đến việc tiêu dùng, trải nghiệm cảm quan, an toàn và sức khỏe của người tiêu dùng. Các kỹ thuật được sử dụng để đo độ nhớt thường đơn giản và nhanh chóng. Việc lựa chọn thiết bị kiểm tra sẽ được xác định bởi loại sản phẩm thực phẩm và ứng dụng, đồng thời bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ đồng nhất của mẫu, sự thay đổi pha và loại dòng chảy.
Công ty CP Thiết Bị Khoa học H2TECH – Là đơn vị cung cấp các thiết bị khoa học kỹ thuật hàng đầu tại Việt Nam. H2TECH là đối tác của nhiều trường học các viện nghiên cứu và các trung tâm thí nghiệm. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như Lamy Rheology, Toki Sangyo, PCE Instruments …. Nếu bạn đang có nhu cầu về các dòng Máy đo độ nhớt hoặc thiết bị phòng thí nghiệm khác hãy liên hệ với H2TECH để được hỗ trợ cung cấp các thiết bị với mức giá hợp lý nhất.
CÔNG TY CP THIẾT BỊ KHOA HỌC H2TECH
Chuyên cung cấp các thiết bị phòng thí nghiệm – Thiết kế phòng lab
Chúng tôi hợp tác lâu dài dựa trên uy tín, chất lượng và hỗ trợ cho khách hàng một cách tốt nhất
Hotline: 0934.07.54.59
028.2228.3019
Email: thietbi@h2tech.com.vn
Website: https://h2tech.com.vn
https://thietbihoasinh.vn
https://thietbikhoahoch2tech.com