粘度是食品飲料行業(yè)的一個(gè)重要問題，因?yàn)樗绊懏a(chǎn)品的加工和包裝并可能影響客戶對(duì)產(chǎn)品的接受度。粘度是流動(dòng)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(yīng)的粘度可能過高。這不僅會(huì)增加泵送的難度，而且倒酒時(shí)可能會(huì)影響顧客對(duì)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(huì)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(diǎn)是樣本量小，而不是在燒杯中測(cè)試幾百毫升。這有幫助重要的是，當(dāng)測(cè)試昂貴的材料，或當(dāng)熱平衡時(shí)間必須保持相對(duì)較短規(guī)定溫度。儀器量程靈敏度高，具有測(cè)量低粘度的能力液體。與螺紋連接相比，聯(lián)軸器的一個(gè)特點(diǎn)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(dòng)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(jìn)行試驗(yàn)。單速最初進(jìn)行的測(cè)試是為了找到一個(gè)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(gè)在該范圍內(nèi)，儀器精度為±1%FSR。觸摸屏界面可以方便地運(yùn)行參數(shù)，如輸入主軸編號(hào)、速度和測(cè)試步驟時(shí)間。創(chuàng)造了一個(gè)速度斜坡-先增加后降低速度。選擇冪律[數(shù)學(xué)]模型作為分析對(duì)象。在測(cè)試最后通過曲線擬合得到模型的最佳擬合曲線。三速進(jìn)行坡道運(yùn)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(fù)制到“閃存驅(qū)動(dòng)器”或“U盤”，然后傳輸?shù)轿业膫€(gè)人電腦。軟件被用來導(dǎo)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(gè)決定的測(cè)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(jì)算剪切速率。牛頓液體的粘度與剪切無關(guān)費(fèi)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(yàn)條件下，這種液體有點(diǎn)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(yùn)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(xué)模型

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數(shù)學(xué)模型適用于粘度數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈冇兄诰€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?cè)试S操作員插值，計(jì)算剪切速率下的粘度或剪切應(yīng)力除了簡(jiǎn)單測(cè)試中使用的那些。剪切應(yīng)力是流動(dòng)過程中通過流體層施加的應(yīng)力。牛頓液體流動(dòng)可用以下簡(jiǎn)單方程式描述：

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式中τ-希臘字母“tau”-是剪切應(yīng)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(duì)數(shù)圖。冪律方程為：

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其中τ是剪切應(yīng)力，k是稠度指數(shù)，n是流動(dòng)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(dāng)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(jì)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?yàn)樗鼈兇_實(shí)如此通常用于指定和設(shè)計(jì)加工設(shè)備，如流動(dòng)系統(tǒng)、混合器和分配系統(tǒng)。

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總之粘度測(cè)量對(duì)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(cè)試。這使得數(shù)學(xué)模型能夠適應(yīng)多速度數(shù)據(jù)，更全面地描述物流行為，并允許計(jì)算過程設(shè)計(jì)。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。