Kinexus, ¡más que solo un reómetro!

A menudo existe la necesidad de medir, o al menos estimar, valores de viscosidad verdaderos utilizando sistemas de medición no estándar en un reómetro rotacional. Esto puede ser para replicar un proceso de mezcla o fabricación a escala de laboratorio, para mantener una muestra dispersa y uniforme durante una medición o para medir alguna propiedad reológica que sería difícil o imposible con una configuración estándar como ‘cono y placa’ o ‘cilindros concéntricos’.

Aunque los sistemas de medición no estándar pueden ser utilizados en nuestros reómetros rotacionales Kinexus (como sistemas personalizados acoplados a través de nuestro adaptador de geometría universal), determinar el verdadero esfuerzo cortante y la tasa de cizallamiento para tales configuraciones está lejos de ser trivial. A diferencia de ‘cono y placa’ o ‘cilindros concéntricos de brecha estrecha’, donde la tasa de cizallamiento y el esfuerzo cortante generalmente están bien definidos y pueden calcularse a partir de datos brutos de torque y desplazamiento, para geometrías no estándar como mezcladores e incluso geometrías regulares sumergidas en un mar de fluido, este no es el caso y solo se pueden presentar datos brutos.

En Malvern hemos desarrollado un método empírico simple para convertir el torque en esfuerzo cortante y la velocidad angular en tasa de cizallamiento para sistemas de medición no estándar, permitiendo a los usuarios estimar valores de viscosidad verdaderos como función de la tasa de cizallamiento para nuestra gama de herramientas de dispersión o sistemas de medición personalizados. Recientemente hemos publicado un artículo detallando este trabajo titulado “Método simple para determinar las constantes de esfuerzo y deformación para sistemas de medición no estándar en un reómetro rotacional”, que está disponible en la edición impresa de agosto de Applied Rheology y a través del sitio web de Applied Rheology (Acceso Abierto).

Sin entrar en detalles del enfoque aquí (esto se discute en el artículo), los dos gráficos anteriores demuestran su validez. Estos muestran curvas de flujo comparables obtenidas con configuraciones de cono-placa y mezclador-taza (mostradas abajo), para un gel de ducha (izquierda) y una loción corporal (derecha). Aunque podría no ser posible lograr el mismo grado de precisión de medición usando una configuración de mezclador en comparación con una configuración de medición estándar, especialmente para materiales no newtonianos, se pueden obtener datos comparables si se considera necesario o beneficioso el uso de configuraciones no estándar para una aplicación o tipo de muestra particular.

¡Uno de esos tipos de muestras es un batido! En un blog reciente (¡Guerras de batidos!) comparamos los perfiles de viscosidad de batidos recién hechos utilizando dos populares marcas de batidos: Nutri Ninja Pro y Nutribullet. Como se muestra a continuación (izquierda), estas suspensiones de pulpa se separan rápidamente cuando se dejan reposar, de ahí la necesidad de mantenerlas dispersas durante la medición. El uso de la configuración de mezclador mencionada logró esto muy bien, manteniendo la muestra suspendida mientras proporcionaba datos reológicos de buena calidad en el proceso (abajo a la derecha). El mismo enfoque podría usarse para evaluar una gama de diferentes suspensiones que tienden a sedimentarse, a la formación de crema y a la sinéresis, o alternativamente para monitorear la evolución de la viscosidad durante un proceso de mezcla, ampliando así las capacidades del reómetro más allá de las pruebas estándar.

Aunque el reómetro Kinexus es un instrumento analítico de precisión diseñado principalmente para determinar las propiedades viscosas o viscoelásticas de muestras que van desde líquidos de baja viscosidad hasta sólidos rígidos bajo condiciones controladas, también es un instrumento altamente versátil. Además de sus capacidades rotacionales, tiene capacidades axiales avanzadas que pueden ser utilizadas para pruebas de adherencia, mediciones de flujo de compresión y pruebas de estiramiento de filamentos. La aplicación simultánea de formación axial y cortante también se ha utilizado para replicar la masticación de alimentos, como se describe en un artículo reciente en el Journal of Food Science and Technology titulado Chewing the Fat.

Estas capacidades avanzadas son posibles gracias a nuestro software rSpace, que permite que las acciones de medición reológica fundamentales (o bloques de construcción de pruebas) se vinculen entre sí o con otras acciones de software/instrumento, como retroalimentación y elecciones del usuario, calcular valores, bucles y desencadenantes, para construir pruebas ‘inteligentes’. Básicamente, lo piensas – ¡Kinexus puede hacerlo!

Visita nuestro sitio web para nuestras notas de aplicación recientes sobre pruebas de adherencia con el Kinexus y no te pierdas nuestro seminario web en Septiembre, 24 sobre «Cómo realizar mediciones de flujo de compresión«.

También estate atento al lanzamiento del software rSpace (1.70) este mes, que contiene, entre otras cosas, una biblioteca actualizada de secuencias integradas inteligentes (rSolution) para abordar una gama de problemas de aplicación – complementario a nuestro material de aplicación en la web.

O para ver nuestro portafolio actual de reómetros, por favor visita nuestra página web de reómetros aquí – https://www.malvernpanalytical.com/en/products/category/rheometers