Modelling of emulsion properties based on the the rheological properties

• Autorzy: Drabik J. , Trzos M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie właściwości emulsji z wykorzystaniem wyników badań reologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the research results of paraffin emulsion properties. The emulsions were developed for use in food packaging. The issue of modelling the rheological properties of these emulsions was presented. In the scope of the article, the analysis of the results of the impact of the production method on the variability of the rheological characteristics of emulsion is presented. In the research results, it has been shown that the use of the twofold homogenization process significantly improves the important properties due to the planned application of applying emulsion on packing paper. Modelling of this type of emulsion was carried out to describe the curves of their flow. In the modelling process, commonly used rheological equations were selected and adjusted to the results of emulsion properties tests. The following models were analysed: Bingham, Casson, and Herschel-Bulkley. The models parameters were established based the experimental data, and then the parameters of different models, for each emulsion, were compared. As a result of the rheological properties tests, it was shown that of the emulsions produced are the yielding and viscous fluids that are diluted by shear and can be described with a high accuracy by the Herschel-Bulkley model.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań reologicznych emulsji parafinowych. Analizowane emulsje zostały opracowane w celu zastosowania ich na opakowania przeznaczone do żywności. Przedstawiono problem modelowania właściwości reologicznych tych emulsji. Analizie poddano wpływ sposobu wytwarzania emulsji na zmienność ich charakterystyk reologicznych. Wykazano, że zastosowanie procesu dwukrotnej homogenizacji znacząco poprawia właściwości istotne ze względu na planowane zastosowanie do nanoszenia na opakowania papierowe. Przeprowadzono modelowanie tego rodzaju emulsji w celu opisu krzywych ich płynięcia. W procesie modelowania dopasowano wybrane stosowane powszechnie równania reologiczne do wyników badań emulsji. Uwzględniono modele: Binghama, Cassona oraz Herschela-Bulkleya. Wyznaczono i porównano parametry reologiczne modeli. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że właściwości reologiczne wytworzonych emulsji wykazują cechy płynów plastyczno-lepkich rozrzedzanych ścinaniem oraz z wysoką dokładnością opisywane są przez model Herschela-Bulkleya.

Słowa kluczowe

EN

rheological properties; paraffin emulsion; flow curves; modelling

PL

właściwości reologiczne; emulsja parafinowa; krzywe płynięcia; modelowanie

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 6
• Strony: 13--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Drabik J.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. Pulaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

autor

Trzos M.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, ul. Pulaskiego 6/10, 26-600 Radom, Poland

Bibliografia

• 1. Trzos M.: Variability of results in issues of repeatability and reproducibility of tribological characteristics determination. Tribologia 6, 2011, 227–239 (in Polish).
• 2. Iłowska J. et.al.: Paraffin based emulsions as impregnates for food packaging, 2nd Innovations in Food Packaging, Monachium, 03–06.10.2017.
• 3. Zhang K., Ni O.: Rheological properties and stability of highly concentrated water-in-oil emulsions with different emulsifiers, J. Dispers. Sci. Technol. (2014).
• 4. García-Zapateiro L. A. et al: Formulation of lubricating greases from renewable base stocks and thickener agents: A rheological approach. Industrial Crops and Products 54 (2014) 115–121.
• 5. Dimitri C. et al.: Influence of particle-size distribution and temperature on the rheological properties of highly concentrated Inconel feedstock alloy 718. Powder Technology 322 (2017) 273–289.
• 6. Pajouhandeh A. et al.: Experimental measurement and modeling of nanoparticle-stabilized emulsion rheological behavior. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 520 (2017) 597–611.
• 7. Tripathi S. et al.: Rheological behavior of high internal phase water-in-oil emulsions: Effects of droplet size, phase mass fractions, salt concentration and aging. Chemical Engineering Science 174 (2017) 290–301.
• 8. Chan R. W., Rodriguez M. L.: A simple-shear rheometer for linear viscoelastic characterization of vocal fold tissues at phonatory frequencies J. Acoust. Soc. Am., 124 (2008), pp. 1207–1219.
• 9. Lenk R., Krivoshchepov A. P.: Effect of surface-active substances on the rheological properties of silicon carbide suspensions in paraffin. J. Am. Ceram. Soc. 83 (2000) 273–276.
• 10. Drabik J. et al.: Paraffin waxes for paper and cardboard food packaging . Impregnaty parafinowe do papierowych i tekturowych opakowań do żywności. Przemysł Chemiczny 96/12(2017) (in Polish).
• 11. Zhu H. et al. Non-Newtonian fluids with a yield stress/ J. Non-Newtonian Fluid Mech. 129 (2005) 177–181.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).