將亞硫酸銨法焦糖色的亚硫研究流變曲線擬合兩種模型,相關特性參數如表1所示。酸铵Bingham模型擬合方程的法焦R2值在0.968~0.978之間,PowerLaw模型擬合方程的糖色R2值均在0.986以上,由此可知在兩種模型中,变性PowerLaw模型能更好地表示亞硫酸銨法焦糖色剪切應力與剪切速率之間的亚硫研究變化關係。
同時,酸铵由PowerLaw模型擬合得到的法焦流變指數n看出,亞硫酸銨法焦糖色在不同溫度下均有流變指數n<1,糖色再次證明了亞硫酸銨法焦糖色為假塑性流體。变性
3、亚硫研究溫度對亞硫酸銨法焦糖色黏度的酸铵影響
亞硫酸銨法焦糖色黏度與溫度的關係如圖4所示。隨著溫度升高,法焦不同固形物含量的糖色亞硫酸銨法焦糖色的黏度均呈下降趨勢。
根據研究結果顯示,变性阿倫尼烏斯方程能較好地反映溫度對黏度的影響。方程為:η=Aexp(Ea/RT)(3)
式(3)中,η-r黏度(mPa·S),A-頻率因子(常數);Ea-流動活化能(kJ/mo1);R-氣體常數(8.314J/mol·K-1);T-絕對溫度(K)[T=t(℃)+273]。
將式(3)兩邊取自然對數,得:
lnη/=lnA+Ea/RT(4)
式(4)可看作1nη與1/T的線性方程,方程的斜率為Ea/R,方程的截距為lnA。以1/T為橫坐標,以lnη/為縱坐標作圖,得到亞硫酸銨法焦糖色黏度與溫度的關係如圖5所示,可知lnη與1/T基本呈線性關係。
按照不同濃度得到方程如下:固形物含量為30%時:lnη/=4.113+557.7T,R2=0.9971;
固形物含量為40%時:1nη=3.711+665.0T,R2=0.9956;
固形物含量為50%時:1nη=3.533+707.7T,R2=0.9964;
固形物含量為60%時:1nη=3.381+736.5T,R2=0.9953;
固形物含量為70%時:1nη=3.180+781.4T,R2=0.9968。從以上各方程看出,不同固形物含量的亞硫酸銨法焦糖色的擬合方程相關係數均有R2>0.995,說明方程的擬合度較好,阿倫尼烏斯方程能較好地反映溫度對亞硫酸銨法焦糖色黏度的影響。
利用式(4)對圖4中的曲線進行回歸分析,得到不同固形物含量亞硫酸銨法焦糖色的阿倫尼烏斯方程中的頻率因子A和流動活化能Ea如表2所示。由表2看出,隨著固形物含量增加,亞硫酸銨法焦糖色的流動活化能Ea增大,頻率因子A減小,可知流動活化能和頻率因子之間存在一定的補償關係,因此,可通過適度升高溫度來增加亞硫酸銨法焦糖色的流動性。流動活化能增大,表明流體的流動阻力增大,流動性能減弱;頻率因子減小,表明活化分子之間的有效碰撞減少。
4、固形物含量對亞硫酸銨法焦糖色黏度的影響
亞硫酸銨法焦糖色黏度與固形物含量的關係如圖6所示,隨著固形物含量增加,亞硫酸銨法焦糖色的黏度逐漸增大。根據國內外文獻報道,流體固形物含量對其黏度的影響,主要有以下兩種模型:
式(5)和式(6)中,η-黏度(mPa·S);
C-固形物含量(%);a、b、a’、b’均為常數。將亞硫酸銨法焦糖色的固形物含量分別擬合上述兩種模型並進行回歸分析,結果如表3所示。
由表3看出,冪函數模型η=aC的相關係數R2在0.959~0.989之間,指數函數模型η/=a’exp(b’C)的相關係數R2>0.994,因此指數函數模型能更好地表現亞硫酸銨法焦糖色固形物含量與黏度的關係。
三、結論
通過對亞硫酸銨法焦糖色進行流變學研究,得知以下幾點:
(1)亞硫酸銨法焦糖色屬於非牛頓流體中的時間獨立性假塑性流體。
(2)PowerLaw模型τ=kγn能較好地表示亞硫酸銨法焦糖色剪切應力與剪切速率之間的變化關係,亞硫酸銨法焦糖色在不同溫度下均有流變指數n<1。
(3)隨著溫度升高,不同固形物含量亞硫酸銨法焦糖色的黏度均呈下降趨勢。溫度對亞硫酸銨法焦糖色黏度的影響符合阿倫尼烏斯方程η=Aexp(Ea/RT),流動活化能Ea和頻率因子A之間存在一定的補償關係。通過調節亞硫酸銨法焦糖色的溫度,可以對其流動性進行調整。
(4)隨著固形物含量增加,亞硫酸銨法焦糖色的黏度在不同溫度下均呈上升趨勢。數學模型η=a’exp(b’C)能較好地反映固形物含量對亞硫酸銨法焦糖色黏度的影響。
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