Máy đo độ nhớt - Nguyên lý - Phân loại - Ứng dụng
Độ nhớt là một thông số chính khi thực hiện bất kỳ phép đo lưu lượng chất lỏng, chẳng hạn như chất lỏng, bán rắn, khí và thậm chí cả các chất rắn. Brookfield thực hiện đo độ nhớt chất lỏng và chất rắn bán. Đo độ nhớt được thực hiện kết hợp với chất lượng sản phẩm và hiệu quả
Máy đo độ nhớt là gì?
- Máy đo độ nhớt là một thiết bị được sử dụng để đo độ nhớt của dung dịch chất lỏng. Độ nhớt là đại lượng thể hiện lực ma sát bên trong các phần tử của vật chất. Nhờ vào đại lượng độ nhớt chúng ta có thể xác định nhiều thành phần khác của vật chất. Máy đo độ nhớt sẽ hỗ trợ việc xác định độ nhớt nhanh chóng và chính xác hơn trong thử nghiệm.
Tại sao cần đo độ nhớt - ứng dụng của máy đo độ nhớt
- Máy đo độ nhớt được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu và sản xuất công nghiệp. Thông số về độ nhớt sẽ giúp bạn đưa ra nhiều nhận định như :
+ Độ tinh khiết của chất lỏng có hoặc không có Newton. Vì dung dịch không Newton và dung dịch Newton sẽ có đại lượng này khác nhau.
+ Nồng độ dung dịch: dựa vào thông số độ nhớt để biết được nồng độ chất hòa tan và nồng độ chất khuếch tán trong dung dịch.
+ Tính toán trong quá trình truyền nhiệt, truyền khối và vận chuyển
+ Xác định các loại dầu nhớt phù hợp với từng thiết bị cụ thể.
+ Chất lượng của thành phẩm : thành phẩm trải qua quá trình chế biến, nung nóng hay bảo quản sẽ có độ nhớt khác với bán thành phẩm. Dựa vào sự chênh lệch về độ nhớt chúng ta dễ dàng kiểm soát chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
Kiểm tra độ nhớt quay
- Đặc tính chính của nhớt kế quay là thiết bị quay, được gọi là trục xoay, được đặt chìm trong chất lỏng thử nghiệm. Sau đó, mô-men xoắn trên trục quay được sử dụng để đo sức cản của chất lỏng đối với dòng chảy.
- Vì phép đo này không liên quan đến lực hấp dẫn mà là một hàm của ứng suất cắt bên trong của chất lỏng, nên nhớt kế quay sẽ tính toán độ nhớt tuyệt đối của chất lỏng. Một biến thể phổ biến của loại nhớt kế này được gọi là nhớt kế Brookfield.
- Một biến thể nâng cao của nhớt kế quay là nhớt kế Stabinger. Nó sử dụng một trục quay nổi độc lập đã được sửa đổi được điều khiển bằng lực điện từ để tạo ra chuyển động quay trong chất lỏng. Điều này là thuận lợi vì nó loại bỏ nhiệm vụ khó khăn của việc bao thanh toán trong ma sát ổ trục của một động cơ gắn liền với trục chính
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đo độ nhớt
Trong quá trình đo độ nhớt, người đo cần lưu ý đến các yếu tố có thể ảnh hưởng làm thay đổi kết quả đo. Một số yếu tố dưới đây được khảo sát tác động trực tiếp đến độ nhớt của mẫu:
- Nhiệt độ : chỉ cần có một sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ nhưng kết quả độ nhớt đã có sự biến đổi đáng kể. Chính vì thế, để đảm bảo kết quả đo chính xác cần kiểm soát nhiệt độ như nhau tại thời điểm đo.
- Tỷ lệ trượt : tác động của tốc độ trượt cũng làm thay đổi không ít đến độ nhớt mẫu
- Đường kính đo độ nhớt : Máy đo độ nhớt mao quản không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ để có độ chính xác mà còn phụ thuộc vào đường kính bên trong chính xác trong ống. Vì lý do này, các ống thủy tinh này được tạo thành bằng thủy tinh borosilicat được ủ hoàn toàn, có độ giãn nở thấp và thường đi kèm với hằng số nhớt kế của ống làm hệ số hiệu chỉnh. Hiệu chuẩn lại hằng số của nhớt kế hàng năm và phù hợp với nhiệt độ mà nó sẽ được sử dụng là thông lệ phổ biến để đảm bảo càng ít sai số càng tốt. Phương pháp hiệu chuẩn được quy định trong ASTM D446.
- Kích thước máy đo độ nhớt : Máy đo độ nhớt có kích thước khác nhau do có nhiều loại độ nhớt có thể được kiểm tra. Khuyến cáo rằng một máy đo độ nhớt nên mất ít nhất 200 giây (đối với phép đo thủ công bằng đồng hồ bấm giờ) để chất lỏng thử nghiệm đi từ điểm đã đánh dấu này sang điểm khác để tránh sai sót của con người.
- Rửa sạch giữa các phép đo : Một yếu tố thử nghiệm quan trọng khác của nhớt kế là chất lượng của nước rửa trong ống giữa các lần đo. Thông thường, các công đoạn làm sạch, tráng và làm khô được thực hiện bằng cách sử dụng các dung môi không có cặn khác nhau. Trong các phòng thí nghiệm, nơi mẫu được chạy liên tục trên máy đo độ nhớt khối lượng lớn, hệ thống làm sạch tích hợp đảm bảo hiệu quả làm sạch. Tuy nhiên, vẫn cần phải kiểm tra bằng mắt để xác định xem có cần thiết phải thực hiện chu kỳ rửa thứ hai hay không, đặc biệt là đối với các loại dầu đã qua sử dụng.
- Các yếu tố quan trọng khác có thể ảnh hưởng đến phép đo độ nhớt bao gồm phương pháp và độ chính xác của thiết bị định thời, xử lý mẫu thích hợp, kiểm soát chất lượng chuyên sâu và liên tục.
- Việc đo độ nhớt đã phát triển qua nhiều năm với nhiều phong cách và phương pháp khác nhau. Theo sự tín nhiệm của ASTM và Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO), các phương pháp, quy trình, hiệu chuẩn, làm sạch và các yếu tố khác của nhớt kế đã được phát triển để đảm bảo độ chính xác và nhất quán giữa các loại nhớt kế khác nhau.
Ứng dụng của máy đo độ nhớt
Máy đo độ nhớt giúp các nhà khoa học:
– Đánh giá các đặc tính công nghệ của hỗn dịch gôm / tinh bột ở các kích thước hạt khác nhau, độ pH, nồng độ của các hợp chất ion như muối và đường.
– Kiểm tra sự phát triển của gluten do sự kết tụ của protein trong máy đánh bột-nước (tăng độ nhớt trong thời gian cắt).
– Nghiên cứu hành vi cắt mỏng của nước trái cây cô đặc, sản phẩm rau và kem.
– Đo độ nhớt của chất đánh bóng để đánh giá độ ổn định của các pha phân tán trong hệ thống với các chế độ trộn khác nhau, nhiệt độ trộn, nồng độ hydrocolloid, thời gian tầng và nhiệt độ nướng.
– Dự đoán tính chất bơm, truyền nhiệt và xâm nhập nhiệt để chế biến thực phẩm dạng lỏng.
– Máy đo độ nhớt rất có giá trị trong sản xuất các sản phẩm bánh tráng men hóa học như bánh ngọt. Trong trường hợp đánh trứng, khi độ nhớt quá thấp, các chất rắn phân tán (nặng hơn) như tinh bột, protein và tạp chất trái cây có xu hướng chìm xuống đáy chảo, tạo thành một lớp cao su dai do tinh bột bị hồ hóa và protein biến tính
Phân loại máy đo độ nhớt
- Máy đo độ nhớt cầm tay:
- Máy đo độ nhớt nhỏ onsite
- Máy đo độ nhớt chuyên dụng
- Máy đo độ nhớt inline/ online
