Propriétés rhéologiques de fécule de maïs

UTILISATION 

Épaissit les sauces et les jus de viande et est utilisé pour la cuisson.  

ÉQUIPEMENT DE TEST 

Instrument : testeur de débit de poudre (PFT) 

Cuve : 230 cc, 6 pouces de diamètre (volume standard) 

Type de couvercle : Couvercle à palette, 33 cc, 6 pouces de diamètre 

Couvercle mural, finition 2B, 6 pouces de diamètre 

Type de test : Débit Test de fonctionnement, test de friction murale 

Température : Température ambiante (70-72°F) 

Humidité : 47,5%

MÉTHODE 

Un testeur de débit de poudre Brookfield équipé du logiciel Powder Flow Pro pour le contrôle automatisé des instruments et l'acquisition de données. L'amidon de maïs a été ramassé dans l'auge, et l'outil de raclage a ensuite été utilisé pour répartir uniformément la poudre dans l'auge. Après avoir enregistré le poids de l'échantillon et l'avoir entré dans le logiciel, un test de fonction d'écoulement standard, puis un test de friction de paroi ont été exécutés. Le temps requis pour chaque test était de 25 minutes et 13 minutes respectivement. 

PARAMÈTRES MESURÉS 

Fluidité : Très cohésive à fluide 

Frottement de paroi : 35° à 29° 

Densité  apparente : 625 kg/m 3 (densité de remplissage) à 800 kg/m 3

ANALYSE 

Forme de la trémie : Conique 

Dimension critique d'arche : 63,1 mm (2,5 in. )

RÉSULTATS

La figure 1 montre la fluidité de l'amidon de maïs à différents niveaux de contrainte de consolidation. Ces résultats montrent que l'amidon de maïs, à des niveaux de contrainte de consolidation supérieurs à 6 kPa, est un matériau qui s'écoule plus facilement. En revanche, à des contraintes de consolidation très faibles inférieures à 1,4 kPa, l'amidon tombe dans le domaine très cohésif et s'écoule plus difficilement. 

Remarque : les données de la fonction de débit sont indiquées par la ligne rouge. Lors de l'interprétation d'un graphique de fonction de flux, les données sont lues de droite à gauche. Le point de données le plus à droite indique le débit de poudre lorsque la trémie est pleine ; le point de données le plus à gauche indique le débit de poudre lorsque la trémie est presque vide. Les lignes violettes sont des indices de flux standard qui distinguent les différents types de comportement de flux à travers des niveaux de consolidation, allant de « fluide libre » (segment inférieur) à « non fluide » (segment supérieur le plus élevé). 

Figure 1 : Graphique de la fonction du taux de compression de l'amidon de maïs

La figure 2 représente l'angle de frottement des parois à différents niveaux de contrainte normale. L'angle de frottement de paroi représente le frottement entre la poudre glissante et la paroi de la trémie ou de la goulotte au début de l'écoulement. Dans ce test, un couvercle en acier inoxydable a été utilisé, illustrant à quoi ressemblerait le frottement si l'amidon de maïs était dans une trémie en acier inoxydable. À une faible contrainte normale d'environ 0,5 kPa, l'angle effectif de frottement de la paroi est d'environ 35º et descend à environ 29º à des niveaux plus élevés de contrainte normale (4,75 kPa). 

Remarque : le test de friction de paroi et le test de fonction d'écoulement sont des tests indépendants. Le test de la fonction d'écoulement mesure l'écoulement de la poudre à travers l'orifice tandis que le test de friction de paroi mesure l'écoulement de la poudre par rapport à un matériau de construction spécifique.

Figure 2 : Graphique de frottement de paroi d'amidon de maïs

La figure 3 montre la densité apparente du matériau à différents niveaux de contrainte de consolidation. Ce graphique nous indique que l'amidon de maïs a une densité de remplissage d'environ 625 kg/m³ et s'élève à environ 800 kg/m³ à environ 11 kPa de contrainte de consolidation. En général, une poudre qui s'écoule plus facilement montrera de très petits changements (moins de 30%) de la densité apparente, tandis qu'une poudre cohésive ou qui s'écoule mal montrera généralement une augmentation importante (supérieure à 30%) de la densité apparente. Dans ce cas, le changement de densité apparente est de 28 %. Ce matériau est sur le point d'être un matériau plus cohésif et difficile à écouler. Ceci est soutenu par le test de la fonction d'écoulement qui montre que le matériau s'écoule facilement initialement à des consolidations plus élevées.

Figure 3 : Graphique de la densité en vrac de l'amidon de maïs 

CONCLUSION 

L'amidon de maïs est une poudre très cohésive à de faibles niveaux de contrainte de consolidation (inférieurs à 1 kPa), cohésive à des niveaux de contrainte de consolidation de 1 kPa à 6 kPa, et s'écoule facilement à des niveaux de contrainte de consolidation élevés. Cela signifie que l'amidon de maïs peut avoir des problèmes de fluidité lorsque la trémie se vide. La dimension critique de la voûte, de 2,5 pouces (63,1 mm) fournit une estimation prudente pour empêcher la formation de voûte, à condition que la dimension de sortie minimale de la trémie dépasse cette valeur.