الخصائص الريولوجية لنشا الذرة

استعمال

يثخن الصلصات والمرق ويستخدم في الطهي.

معدات اختبار

الأداة: اختبار تدفق المسحوق (PFT)

الخزان: 230 سم مكعب ، قطرها 6 بوصات (الحجم القياسي)

نوع الغطاء: غطاء طبالي ، 33 سم ، قطر 6 بوصات

غطاء حائط ، 2B ، قطر 6 بوصات

نوع الاختبار: اختبار وظيفة التدفق ، اختبار احتكاك الجدار

درجة الحرارة: درجة حرارة الغرفة (70-72 درجة فهرنهايت)

الرطوبة: 47.5%

طريقة

جهاز اختبار تدفق مسحوق Brookfield مجهز ببرنامج Powder Flow Pro للتحكم الآلي في الأدوات والحصول على البيانات. تم التقاط نشا الذرة في الحوض الصغير ، ثم تم استخدام أداة الكشط لتوزيع المسحوق بالتساوي في الحوض الصغير. بعد تسجيل وزن العينة وإدخالها في البرنامج ، تم إجراء اختبار وظيفة التدفق القياسي ثم اختبار احتكاك الجدار. كان الوقت المطلوب لكل اختبار 25 دقيقة و 13 دقيقة على التوالي.

المعلمات المقاسة

السيولة: شديدة التماسك مع السوائل

احتكاك الجدار: 35 درجة إلى 29 درجة

الكثافة الظاهرية: 625 كجم / م 3 (كثافة تعبئة) حتى 800 كجم / م 3

لتحليل

شكل القادوس: مخروطي

أبعاد القوس الحرجة: 63.1 مم (2.5 بوصة)

النتائج

يوضح الشكل 1 سيولة نشا الذرة عند مستويات مختلفة من إجهاد التوحيد. تظهر هذه النتائج أن نشا الذرة ، عند مستويات إجهاد التوحيد أعلى من 6 كيلو باسكال ، هو مادة تتدفق بسهولة أكبر. من ناحية أخرى ، عند ضغوط التوحيد المنخفضة جدًا التي تقل عن 1.4 كيلو باسكال ، يقع النشا في النطاق المتماسك للغاية ويتدفق بصعوبة أكبر.

ملاحظة: يُشار إلى بيانات وظيفة التدفق بالخط الأحمر. عند تفسير الرسم البياني لوظيفة التدفق ، تتم قراءة البيانات من اليمين إلى اليسار. تشير نقطة البيانات الموجودة في أقصى اليمين إلى معدل تدفق المسحوق عندما يكون القادوس ممتلئًا ؛ تشير نقطة البيانات الموجودة في أقصى اليسار إلى تدفق المسحوق عندما يكون القادوس فارغًا تقريبًا. الخطوط الأرجوانية هي مؤشرات تدفق قياسية تميز أنواعًا مختلفة من سلوك التدفق عبر مستويات التوحيد ، بدءًا من "السائل الحر" (الجزء السفلي) إلى "غير السائل" (الجزء العلوي العلوي).

الشكل 1: رسم بياني لوظيفة نسبة الضغط لنشا الذرة

يوضح الشكل 2 زاوية الاحتكاك للجدران عند مستويات مختلفة من الضغط الطبيعي. تمثل زاوية احتكاك الجدار الاحتكاك بين المسحوق المنزلق وجدار القادوس أو المزلق في بداية التدفق. في هذا الاختبار ، تم استخدام غطاء من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يوضح كيف سيبدو الاحتكاك إذا كان نشا الذرة في قادوس من الفولاذ المقاوم للصدأ. عند ضغط طبيعي منخفض يبلغ حوالي 0.5 كيلو باسكال ، تكون زاوية احتكاك الجدار الفعالة حوالي 35 درجة وتنخفض إلى حوالي 29 درجة عند مستويات أعلى من الضغط الطبيعي (4.75 كيلو باسكال).

ملاحظة: اختبار احتكاك الجدار واختبار وظيفة التدفق هما اختباران مستقلان. يقيس اختبار وظيفة التدفق تدفق المسحوق عبر الفتحة بينما يقيس اختبار احتكاك الجدار تدفق المسحوق مقابل مادة بناء معينة.

الشكل 2: الرسم البياني الاحتكاك لجدار نشا الذرة

يوضح الشكل 3 الكثافة الظاهرية للمادة عند مستويات مختلفة من إجهاد التوحيد. يخبرنا هذا الرسم البياني أن كثافة تعبئة نشا الذرة تبلغ حوالي 625 كجم / م 3 وتبلغ حوالي 800 كجم / م 3 عند حوالي 11 كيلو باسكال من إجهاد التوحيد. بشكل عام ، فإن المسحوق الذي يتدفق بسهولة أكبر سيظهر تغييرات صغيرة جدًا (أقل من 30%) في الكثافة الظاهرية ، في حين أن المسحوق المتماسك أو الذي يتدفق بشكل سيئ سيظهر بشكل عام زيادة كبيرة (أكبر من 30%) من الكثافة الظاهرية. في هذه الحالة ، التغيير في الكثافة الظاهرية هو 28 %. هذه المادة على وشك أن تكون مادة أكثر تماسكًا ويصعب تدفقها. يتم دعم ذلك من خلال اختبار وظيفة التدفق الذي يوضح أن المواد تتدفق بسهولة في البداية عند عمليات الدمج الأعلى.

الشكل 3: الرسم البياني لكثافة نشا الذرة

استنتاج

نشا الذرة عبارة عن مسحوق شديد التماسك عند مستويات إجهاد توطيد منخفضة (أقل من 1 كيلو باسكال) ، ومتماسك عند مستويات إجهاد التوحيد من 1 كيلو باسكال إلى 6 كيلو باسكال ، ويتدفق بسهولة عند مستويات ضغط عالية من التوحيد. هذا يعني أن نشا الذرة قد يكون لديه مشاكل في التدفق عندما يفرغ القادوس. يوفر البعد الحرج للقبو 2.5 بوصة (63.1 مم) تقديرًا متحفظًا لمنع القفز ، بشرط أن يتجاوز الحد الأدنى لبعد مخرج النطاط هذه القيمة.