Kinexus, mais do que apenas um reômetro!

Muitas vezes há a necessidade de medir, ou pelo menos estimar, valores reais de viscosidade utilizando sistemas de medição não padronizados em um reômetro rotativo. Isso pode ser para reproduzir um processo de mistura ou fabricação em escala de laboratório, manter uma amostra dispersa e uniforme durante uma medição ou medir alguma propriedade reológica que seria difícil ou impossível com uma configuração padrão, como ‘cone e prato’ ou ‘cilindros concêntricos’.

Embora sistemas de medição não padronizados possam ser usados em nossos reômetros rotativos Kinexus (como sistemas personalizados conectados via nosso adaptador universal de geometria), determinar a tensão e a taxa de cisalhamento verdadeiras para tais configurações está longe de ser trivial. Diferente de ‘cone e prato’ ou ‘cilindros concêntricos de vão estreito’, onde a taxa e a tensão de cisalhamento geralmente estão bem definidas e podem ser calculadas a partir de dados brutos de torque e deslocamento, para geometrias não padrão, como misturadores e até mesmo geometrias regulares submersas em um mar de fluido, isso não acontece e apenas dados brutos podem geralmente ser apresentados.

Na Malvern, desenvolvemos um método empírico simples para converter torque em tensão de cisalhamento e velocidade angular em taxa de cisalhamento para sistemas de medição não padronizados, permitindo aos usuários estimar valores reais de viscosidade como uma função da taxa de cisalhamento para nossa gama de ferramentas de dispersão ou sistemas de medição personalizados. Recentemente, publicamos um artigo detalhando este trabalho intitulado “Método simples para determinar constantes de tensão e deformação para sistemas de medição não padronizados em um reômetro rotativo”, que está disponível na edição impressa de agosto da Applied Rheology e no Website de Applied Rheology (Acesso Aberto).

Sem entrar em detalhes sobre a abordagem aqui (isso é discutido no artigo), os dois gráficos acima demonstram sua validade. Estes mostram curvas de fluxo comparáveis obtidas com configurações de cone e prato e copo misturador (mostradas abaixo), para um gel de banho (à esquerda) e loção corporal (à direita). Embora possa não ser possível alcançar o mesmo grau de precisão de medição usando uma configuração de misturador em comparação com uma configuração de medição padrão, especialmente para materiais não newtonianos, dados comparáveis podem ser obtidos se o uso de configurações não padrão for considerado necessário ou benéfico para uma aplicação ou tipo de amostra específico.

Um desses tipos de amostra é um smoothie! Em um blog recente (Guerras de Smoothies!) comparamos os perfis de viscosidade de smoothies frescos produzidos usando dois fabricantes de smoothies populares – o Nutri Ninja Pro e o Nutribullet. Como mostrado abaixo (à esquerda), essas suspensões de polpa se separam rapidamente quando deixadas em repouso, daí a necessidade de mantê-las dispersas durante a medição. O uso da configuração de misturador acima alcançou isso muito bem, mantendo a amostra suspensa enquanto fornecia dados reológicos de boa qualidade no processo (abaixo à direita). A mesma abordagem poderia ser usada para avaliar uma gama de diferentes suspensões que são propensas a sedimentação, formação de nata e sinérese, ou alternativamente para monitorar a evolução da viscosidade durante um processo de mistura, ampliando assim as capacidades do reômetro além dos testes padrões.

Embora o reômetro Kinexus seja um instrumento analítico de precisão projetado para determinar principalmente as propriedades viscosas ou viscoelásticas de amostras que vão de líquidos de baixa viscosidade a sólidos rígidos em condições controladas, ele também é um instrumento altamente versátil. Além de suas capacidades rotacionais, ele possui capacidades axiais avançadas que podem ser utilizadas para testes de adesão, medições de fluxo de compressão e testes de alongamento de filamentos. A aplicação simultânea de formação axial e de cisalhamento também foi utilizada para replicar a mastigação de alimentos, como descrito em um artigo recente no Journal of Food Science and Technology intitulado Chewing the Fat.

Tais capacidades avançadas são possibilitadas por nosso software rSpace, que permite que ações fundamentais de medição reológica (ou blocos de construção de testes) sejam ligadas umas às outras ou a outras ações de software/instrumentos, como feedback e escolhas do usuário, cálculo de valores, ciclos e gatilhos, para construir testes ‘inteligentes’. Basicamente, você pensa – Kinexus pode executar!

Confira nosso site para nossas notas de aplicação recentes sobre testes de adesão com o Kinexus e não perca nosso webinar em 24 de setembro sobre “Como fazer medições de fluxo de compressão“.

Acompanhe também o lançamento este mês do software rSpace (1.70), que contém, entre outras coisas, uma biblioteca atualizada de sequências integradas inteligentes (rSolution) para abordar uma variedade de problemas de aplicação – complementar ao nosso material de aplicação no site.

Ou para ver nosso portfólio atual de reômetros, visite nossa página de reômetros aqui – https://www.malvernpanalytical.com/en/products/category/rheometers