In qualità di fornitore di viscosimetri, comprendo l'importanza di misurazioni accurate della viscosità in vari settori, da quello alimentare e delle bevande a quello farmaceutico e petrolchimico. Le misurazioni del viscosimetro multipunto sono una tecnica cruciale che può fornire informazioni approfondite sulle proprietà di flusso dei fluidi. In questo post del blog ti guiderò attraverso il processo di esecuzione di una misurazione del viscosimetro multipunto.
Comprensione della viscosità e della misurazione multipunto
La viscosità è una misura della resistenza di un fluido al flusso. Svolge un ruolo fondamentale nel determinare la qualità, la stabilità e la lavorabilità di molti prodotti. Una misurazione della viscosità a punto singolo fornisce solo informazioni sul comportamento del fluido a una velocità di taglio specifica. Tuttavia, nelle applicazioni del mondo reale, i fluidi spesso presentano una gamma di velocità di taglio. Le misurazioni del viscosimetro multipunto implicano l'acquisizione di letture della viscosità a velocità di taglio multiple, che possono aiutare a comprendere il comportamento non newtoniano del fluido. I fluidi non newtoniani, come vernici, polimeri e fluidi biologici, hanno viscosità che cambiano con la velocità di taglio applicata.
Scegliere il viscosimetro giusto
Il primo passo nell'esecuzione di una misurazione del viscosimetro multipunto è selezionare il viscosimetro appropriato. Sono disponibili diversi tipi di viscosimetri, inclusi viscosimetri rotazionali, viscosimetri capillari e viscosimetri a sfera cadente. Per le misurazioni multipunto, i viscosimetri rotazionali sono spesso la scelta preferita perché possono facilmente variare la velocità di taglio.
UNViscosimetro rotazionalefunziona ruotando un mandrino (o un peso) nel campione di fluido. La coppia richiesta per ruotare il mandrino ad una determinata velocità è proporzionale alla viscosità del fluido. Modificando la velocità di rotazione del mandrino, è possibile applicare diverse velocità di taglio al fluido, consentendo misurazioni multipunto.
Preparazione del campione
La corretta preparazione del campione è essenziale per misurazioni accurate del viscosimetro multipunto. Innanzitutto, assicurati che il campione sia omogeneo. Se il campione contiene particelle o è una sospensione, potrebbe essere necessario miscelarlo accuratamente per ottenere una distribuzione uniforme. Per alcuni campioni potrebbe essere necessario filtrare eventuali particelle di grandi dimensioni che potrebbero interferire con la misurazione.
Anche la temperatura del campione ha un impatto significativo sulla viscosità. La maggior parte dei viscosimetri sono dotati di sistemi di controllo della temperatura. Impostare la temperatura del viscosimetro al valore desiderato e consentire al campione di raggiungere l'equilibrio termico. Di solito, questa operazione richiede del tempo, soprattutto per volumi di campioni più grandi.
Impostazione del viscosimetro
Una volta preparato il campione, è il momento di impostare il viscosimetro. Inizia selezionando il mandrino appropriato per la misurazione. La scelta del mandrino dipende dall'intervallo di viscosità previsto del campione. Per i fluidi a bassa viscosità è possibile utilizzare un mandrino di piccolo diametro, mentre i fluidi ad alta viscosità richiedono un mandrino di diametro maggiore.
Installare il mandrino selezionato sul viscosimetro secondo le istruzioni del produttore. Assicurarsi che sia correttamente posizionato e serrato. Quindi, riempire il contenitore del campione con il campione preparato. Il livello del campione dovrebbe essere sufficiente a coprire il mandrino alla profondità appropriata.
Esecuzione della misurazione multipunto
Dopo aver impostato il viscosimetro e caricato il campione, è possibile iniziare la misurazione multipunto. La maggior parte dei moderni viscosimetri rotazionali hanno una modalità programmabile che consente di impostare una serie di velocità di rotazione (velocità di taglio). Iniziare con la velocità di taglio più bassa e registrare la lettura della viscosità una volta che la misurazione si è stabilizzata. L'operazione potrebbe richiedere da alcuni secondi ad alcuni minuti, a seconda del viscosimetro e del campione.
Dopo aver ottenuto la lettura della viscosità alla prima velocità di taglio, aumentare la velocità di taglio al valore preimpostato successivo e ripetere il processo. Continuare in questo modo finché non saranno state effettuate le letture della viscosità a tutte le velocità di taglio desiderate. È importante attendere che la misurazione si stabilizzi a ciascuna velocità di taglio per garantire risultati accurati.
Analisi dei risultati
Una volta completata la misurazione multipunto, avrai una serie di valori di viscosità corrispondenti a diverse velocità di taglio. Questi dati possono essere utilizzati per creare una curva viscosità-velocità di taglio. Per i fluidi newtoniani, la viscosità rimane costante indipendentemente dalla velocità di taglio e la curva sarà una linea orizzontale. Per i fluidi non newtoniani, la curva mostrerà come cambia la viscosità con la velocità di taglio.
Esistono diversi tipi di comportamento non newtoniano. I fluidi pseudoplastici, come il ketchup, hanno viscosità che diminuiscono con l'aumentare della velocità di taglio. I fluidi dilatanti, d'altra parte, hanno viscosità che aumentano con l'aumentare della velocità di taglio. Analizzando la forma della curva viscosità-velocità di taglio, è possibile determinare il tipo di comportamento non newtoniano del fluido e ottenere informazioni preziose sulle sue proprietà di flusso.
Risoluzione dei problemi
Durante la misurazione del viscosimetro multipunto potrebbero verificarsi alcuni problemi. Un problema comune sono le bolle d'aria nel campione. Le bolle d'aria possono causare letture imprecise della viscosità perché riducono il volume effettivo del fluido e possono anche influenzare il modello di flusso attorno al mandrino. Per evitare bolle d'aria, assicurarsi di riempire attentamente il contenitore del campione e picchiettarlo delicatamente per rilasciare l'aria intrappolata.
Un altro problema è lo slittamento del mandrino. Ciò può verificarsi se il mandrino non è installato correttamente o se il fluido ha una viscosità molto bassa. Se si sospetta uno slittamento del mandrino, controllare l'installazione del mandrino e provare a utilizzare un mandrino diverso o ad aumentare la viscosità del campione, se possibile.
Importanza della misurazione multipunto in diversi settori
Nell'industria alimentare, le misurazioni con viscosimetro multipunto vengono utilizzate per controllare la struttura e la consistenza di prodotti come salse, condimenti e latticini. Comprendendo come la viscosità di questi prodotti cambia con la velocità di taglio, i produttori possono garantire che i prodotti abbiano la sensazione in bocca e le proprietà di versamento desiderate.
Nell'industria farmaceutica, le misurazioni della viscosità sono cruciali per la formulazione dei farmaci. Molti prodotti farmaceutici, come creme, gel e sospensioni, sono fluidi non newtoniani. Le misurazioni multipunto possono aiutare a ottimizzare la formulazione per garantire la corretta somministrazione e stabilità del farmaco.
Nell'industria petrolchimica, le misurazioni con viscosimetro multipunto vengono utilizzate per caratterizzare le proprietà di flusso del petrolio greggio e dei prodotti raffinati. Queste informazioni sono essenziali per il trasporto in pipeline, i processi di raffinazione e il controllo di qualità.
Conclusione
L'esecuzione di una misurazione con viscosimetro multipunto è una tecnica preziosa che può fornire informazioni dettagliate sulle proprietà di flusso dei fluidi. Seguendo i passaggi descritti in questo post del blog, puoi garantire misurazioni multipunto accurate e affidabili. In qualità di fornitore di viscosimetri, ci impegniamo a fornire viscosimetri di alta qualità e supporto tecnico per aiutarvi con le vostre esigenze di misurazione della viscosità.
Se sei interessato all'acquisto di un viscosimetro per misurazioni multipunto o hai domande sui nostri prodotti, non esitare a contattarci per una discussione dettagliata ed esplorare le migliori soluzioni per le tue esigenze specifiche. Non vediamo l'ora di collaborare con voi per ottenere misurazioni della viscosità accurate ed efficienti.
Riferimenti
- ASTM D2196 - 18, Metodi di prova standard per le proprietà reologiche dei materiali non newtoniani mediante viscosimetro rotazionale.
- Barnes, HA, Hutton, JF e Walters, K. (1989). Un'introduzione alla reologia. Elsevier Science.
- Bird, RB, Armstrong, RC e Hassager, O. (1987). Dinamica dei liquidi polimerici: Volume 1, Meccanica dei fluidi. John Wiley & Figli.