BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH LƯU BIẾN
CỦA DUNG DỊCH SƯƠNG SÂM

Họ và tên sinh viên: Vũ Ngọc Hà Vi
Ngành: Công Nghệ Hóa Học
Niên khóa: 2006-2010

Tháng 10/2010


KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH LƯU BIẾN CỦA DUNG DỊCH SƯƠNG SÂM

Tác giả

VŨ NGỌC HÀ VI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
Cấp bằng kĩ sư
Ngành Công nghệ hóa học

Giáo viên hướng dẫn:
KS. Nguyễn Bảo Việt

Tháng 10 năm 2010
i

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đối với quí thầy cô trong bộ môn công
nghệ hóa học và các khoa, bộ môn khác đã truyền đạt cho em những kiến thức quí
báu trong suốt những năm học qua và đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt quá trình
làm luận văn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Bảo Việt đã tận tình hướng dẫn và
giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các bạn học đã giúp đỡ, chia sẽ những khó khăn và
đóng góp ý kiến để luận văn này được hoàn thành.
Con xin cảm ơn cha mẹ đã dạy dỗ con khôn lớn nên người, luôn hi sinh để con
có được như ngày hôm nay.

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Khảo sát đặc tính lưu biến của dung dịch sương sâm” được
tiến hành tại phòng thí nghiệm I4 thuộc Bộ môn Công nghệ Hóa học trường Đại học
Nông Lâm TP.HCM, thời gian từ tháng 3/2010 đến tháng 6/2010.
Đề tài tập trung nghiên cứu về tính chất lưu biến của dung dịch sương sâm, một
sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật và được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam
và nhiều nước Đông Nam Á. Các thí nghiệm được tiến hành nhằm xây dựng đường
đặc tính lưu biến của dung dịch sương sâm, đánh giá tác động của nhiệt độ và cấu trúc
sương sâm lên độ nhớt của sản phẩm.
Kết quả thu được cho thấy dung dịch sương sâm là một lưu chất phức tạp, có độ
nhớt thay đổi theo nhiệt độ, tuân theo mô hình Bingham và Herschel-Bulkley trong
một khoảng nhiệt độ nhất định. Tính chất này do chuỗi polysaccharide trong lá sương
sâm gây ra. Một phương trình xác định độ nhớt của dung dịch sương sâm trong
khoảng nhiệt độ 40-60 độ C cũng đã được xây dựng với độ chính xác có thể chấp nhận

trong sản xuất.

iii


SUMMARY
The main objective of this work was to study rheological properties of Yanang
(Tiliacora triandra) gum, a kind of functional foods derived from plants which are
widely used in many countries in South East Asia and East Asia. Experiments were
conducted to build rheology curves of Yanang fluid and evaluate the impact of
temperature and chemical structure on the viscosity of the product. Obtained results
showed that Yanang solution is a complex fluid and viscosity changes with
temperature base on different rheology models: Bingham model is suitable with low
temperature (lower 40°C) while Herschley – Bulkley model is quite accuracy with
high temperature (40-60°C).

Besides, polysaccharide chains of xylose and their

branched in Yanang leaves were identified as main cause of the rheological properties
of this fluid.

iv


MỤC LỤC
Lời cảm ơn .....................................................................................ii
Tóm tắt ......................................................................................... iii
Summary....................................................................................... iv
Mục lục .......................................................................................... v
Danh sách các hình .................................................................... viii

Danh sách các bảng ...................................................................... ix
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU .............................................................. 1
1.1. 

Đặt vấn đề ................................................................................................................................ 1 

1.2. 

Mục đích đề tài ....................................................................................................................... 1 

1.3. 

Yêu cầu của đề tài .................................................................................................................. 1 

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN ....................................................... 2
2.1 

Giới thiệu lá sương sâm: ...................................................................................................... 2 

2.2. 

Thành phần hóa học của lá sương sâm ............................................................................. 3 

2.2.1. 

Độ ẩm: ............................................................................................................................... 3 

2.2.2. 

Hàm lượng tro: ................................................................................................................ 3 


2.2.3. 

Protein: .............................................................................................................................. 3 

2.2.4. 

Lipid ................................................................................................................................... 4 

2.2.5. 

Xylose ................................................................................................................................ 4 

2.2.6. 

Uronic acid ....................................................................................................................... 5 

2.2.7. 

Monosaccharide .............................................................................................................. 6 

2.3. 

Một số khái niệm lưu biến thông dụng trong thực phẩm và hóa học ....................... 7 
v


2.3.1. 

Tính nhớt ........................................................................................................................... 7 


2.3.2. 

Lưu chất chịu ảnh hưởng bởi thời gian ..................................................................... 7 

2.3.3. 

Lưu chất không phụ thuộc thời gian .......................................................................... 8 

2.3.4. 

Lưu chất Newton ............................................................................................................ 9 

2.3.5. 

Lưu chất phi Newton ................................................................................................... 10 

2.3.5.1.

Mô hình Herschel-Bulkley ....................................................................... 10

2.3.5.2.

Mô hình hàm số mũ ................................................................................... 11

2.4. 

Ứng dụng của lưu biến trong công nghiệp hóa học và thực phẩm ......................... 11 

2.4.1. 


Tính toán kĩ thuật cho quá trình sản xuất ............................................................... 11 

2.4.2. 

Quản lý chất lượng sản phẩm .................................................................................... 11 

CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ............................................................................................ 12
3.1. Thời gian và địa điểm ............................................................................................................... 12 
3.1.1. Thời gian: ................................................................................................................................... 12 
3.1.2. Địa điểm: .................................................................................................................................... 12 
3.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 12 
3.2.1. Vật liệu ....................................................................................................................................... 12 
3.2.2. Thiết bị thí nghiệm .................................................................................................................. 13 
3.3. Phương pháp thí nghiệm ........................................................................................................... 14 
3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian khuấy trộn ........................ 14 
3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch sương sâm ...... 15 
3.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát độ cứng gel của dung dịch sương sâm theo pH và khi có
mặt Ca2+ 

 ........................................................................................................................................... 16 

3.3.4. Thí nghiệm 5: Khảo sát độ nhớt của dịch sương sâm khi bổ sung enzyme ............. 18 
3.3.5 Xử lý số liệu ............................................................................................................................... 19 

vi


CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................ 20

4.1. Ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn lên tính chất lưu biến của dung dịch sương
sâm. 

 ................................................................................................................................................... 20 

4.2. Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch sương sâm ....................................................... 21 
4.2.1. Xác định dạng đường đặc tính lưu biến của dung dịch sương sâm ............................ 21 
4.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các thông số lưu biến Herschel-Bulkley ..................... 23 
4.3. Xác định thành phần gây ra độ nhớt của dung dịch sương sâm ..................................... 24 
4.4. Đánh giá khả năng điều chỉnh độ nhớt của dịch sương sâm ............................................ 27 

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................... 29
5.1. Kết luận .......................................................................................................................................... 29 
5.2. Kiến nghị ....................................................................................................................................... 29 

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 30
PHỤ LỤC ................................................................................... 32

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Lá sương sâm ....................................................................................................................... 2 
Hình 2.2: Cấu tạo lipid ......................................................................................................................... 4 
Hình 2.3: Cấu tạo xylose ..................................................................................................................... 4 
Hình 2.4: Các dạng uronic acid và đường có cấu tạo tương đồng ........................................... 5 
Hình 2.5 : Cấu tạo phân tử Alginate ................................................................................................. 6 
Hình 2.6 : Cấu tạo phân tử các đường trong thành phần lá sương sâm .................................. 6 
Hình 2.7: Đặc tính dòng chảy của lưu chất phụ thuộc thời gian (tốc độ cắt không đổi) .... 8 
Hình 2.8 : Mối quan hệ giữa độ nhớt và tốc độ cắt của lưu chất độc lập với thời gian ...... 8 

Hình 2.9 : Mối quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ cắt của lưu chất độc lập với thời gian9 
Hình 3.1: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ..................................................................................... 14 
Hình 3.2: Qui trình khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn ......................................... 15 
Hình 3.3: Qui trình khảo sát độ nhớt dung dịch sương sâm theo nhiệt độ ........................... 16 
Hình 3.4: Qui trình khảo sát ảnh hưởng của pH lên độ cứng gel ........................................... 17 
Hình 3.5: Qui trình khảo sát ảnh hưởng ion Ca2+ lên độ cứng gel ......................................... 17 
Hình 4.1: Đồ thị thể hiện đặc trưng lưu biến của dung dịch sương sâm .............................. 20 
Hình 4.2 : Quan hệ giữa độ nhớt dung dịch sương sâm với tốc độ cắt ................................. 21 
Hình 4.3 : Đường đặc tính lưu biến của dung dịch sương sâmở các nhiệt độ khác nhau 22 
Hình 4.4: Độ cứng gel sương sâm khi thay đổi pH .................................................................... 26 
Hình 4.5: Độ cứng gel sương sâm khi bổ sung Ca2+ .................................................................. 27 
Hình 4.6: Dịch sương sâm sau khi xử lý với enzyme pectinase ............................................. 27 

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4.1: Kết quả thông số lưu biến của dịch sương sâm ở các nhiệt độ khác nhau...... 23
Bảng 4.2: Kết quả độ nhớt dịch sương sâm sau xử lý ..................................................... 28

ix


Chương 1
PHẦN MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề
Sương sâm là một sản phẩm thực phẩm quen thuộc được sản xuất dựa trên
phương pháp chiết xuất từ thực vật. Ngoài tác dụng thực phẩm, sương sâm còn là

một loại thực phẩm chức năng rất tốt cho sức khỏe như là trị kiết lị, và là thực
phẩm ăn kiêng. Với nhiều tác dụng như vậy, nhu cầu sử dụng sương sâm ngày
càng tăng; do đó việc sản xuất sương sâm phải đi kèm với đảm bảo ổn định chất
lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm.
Sương sâm hiện nay vẫn chưa được sản xuất với qui mô công nghiệp vì tính
chất vật lý và hóa học của sương sâm vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ; do đó
việc thiếu các thông số kĩ thuật cần thiết gây cản trở khá lớn đến qui trình sản xuất.
Để đóng góp thêm tư liệu về nghiên cứu các tính chất vật lí cũng như hóa học
của sương sâm, được sự phân công của bộ môn Công Nghệ Hóa Học cùng với sự
hướng dẫn của thầy Nguyễn Bảo Việt, chúng tôi thực hiện đề tài “ Khảo sát đặc
tính lưu biến của dung dịch sương sâm”

1.2.

Mục đích đề tài

-

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của dung dịch sương sâm.

-

Thay đổi tính chất lưu biến của dịch sương sâm theo mục đích sử dụng.

1.3.
-

Yêu cầu của đề tài
Xác định được ảnh hưởng của thành phần cấu tạo và nhiệt độ môi trường lên độ
nhớt của dung dịch sương sâm.


-

Xây dựng phương trình mô tả tính chất lưu biến của dịch sương sâm.

-

Thay đổi độ nhớt của dung dịch sương sâm

1


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1

Giới thiệu lá sương sâm:
Lá sương sâm, tên khoa học tiliacora triandra (colebr.) Diels., thuộc họ tiết dê

(menispermaceae). Loài dây leo, thân có lông mịn hay không lông. Lá hình xoan, dài 6
- 11 cm, rộng 2 - 4 cm, gân ở gốc 3 – 5 cm, gân phụ 2 - 3 cặp, cuống dài 5 – 20 mm.
Cụm hoa ở nách lá hay ở thân già, có lông mịn; hoa đực màu vàng, cánh hoa 5 – 6
mm, nhị 3 mm; hoa cái có 6 cánh hoa, 8 - 9 lá noãn. Quả hạch đỏ, dài 7 – 10 mm, rộng
6 -7 mm. Mùa hoa quả tháng 12 - 6. Sương sâm mọc phổ biến ở nhiều nước trong khu
vực Đông Nam Á và được sử dụng rộng rãi để làm thuốc hoặc thực phẩm.

Hình 2.1: Lá sương sâm

2



2.2.

Thành phần hóa học của lá sương sâm

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của lá sương sâm (tính theo phần trăm)
Thành phần
Độ ẩm
Hàm lượng tro
Protein
Lipid
Tổng lượng đường
(tương đương xylose)
Uronic acid
(tương đương galacturonic acid)
Monosaccharide
o Rhamnose
o Arabinose
o Galactose
o Glucose
o Xylose

Tỉ lệ
7.63±1.32
8.46±0.99
6.59±0.07
1.26±0.97
59.47±3.45
10.12±1.15
0.50±0.08

7.70±0.18
8.36±0.64
11.04±0.54
72.90±0.71

( Theo Jittra Singthong, Suwayd Ningsanond và Steve W. Cui, 2007)
2.2.1. Độ ẩm:
Ở đây độ ẩm thể hiện lượng nước liên kết nằm chủ yếu trên phiến lá. Lá là nơi
chứa phần lớn lượng nước của toàn bộ cây. Nhìn chung, độ ẩm của lá thường ở khoảng
5-10%.
2.2.2. Hàm lượng tro:
Thực vật thuộc giới hữu cơ, đa phần được hình thành từ các chuỗi. Trong lá sương
sâm, các chuỗi cacbon khác nhau hình thành nên các cấu trúc khác nhau như cuống lá,
gân lá, phiến lá. Do vậy, khi nung lá trong lò nung ở nhiệt độ trên 500oc, các thành
phần hữu cơ đều bị phân hủy đến cấu trúc cơ bản là than cacbon.
2.2.3. Protein:
Protein là hợp chất cao phân tử giữ nhiều vai trò nòng cốt trong cơ thể. Protein có
dạng mạch thẳng hình thành từ hàng trăm hoặc hàng ngàn đơn vị nhỏ gọi là amino
acid liên kết với nhau. Có 20 loại amino acid khác nhau có thể được kết hợp để hình
thành một protein. Trình tự amino acid xác định cấu trúc không gian 3 chiều của
3


protein và chức năng chuyên biệt của chúng. Các chức năng của protein như là kháng
thể, enzyme, thông tin, thành phần cấu trúc, vận chuyển hay dự trữ.
Protein thường liên kết với tinh bột ở dạng gluten, được nối với nhau bởi liên kết
disunfua.
2.2.4. Lipid
Lipid là ester của glycerol và các gốc acid béo


Hình 2.2: Cấu tạo lipid
(nguồn www.eng-uni.com)
Trong lá sương sâm, lipid chiếm tỉ lệ khá nhỏ nên không là nhân tố tác động vào
tính chất vật lý cũng như hóa học của lá.
2.2.5. Xylose
Xylose thuộc nhóm oligosaccharide. Cấu tạo là một loại đường gồm 5 phân tử
carbon và một nhóm chức aldehyde.

Hình 2.3: Cấu tạo xylose

4


Xylose là thành phần chính xây dựng nên cấu trúc hemicellulose, chất chiếm
30% trong thành phần cây, và thành phần sinh sinh khối. Trong lá sương sâm, xylose
chiếm tỉ lệ khá lớn là 62.92% và chủ yếu nằm trong các chuỗi xylan có liên kết β (1-3)
và β (1-4). Xylan là chuỗi polysaccharide phổ biến trong các màng tế bào thực vật và
có nhiều trong tảo.
2.2.6. Uronic acid
Uronic acid là một đường đơn có tính chất của một axit; do trong công thức có
1 gốc carbonyl gắn bên ngoài vòng 6 cạnh.
Uronic acid có nhiều loại: guluronic acid, mannuronic acid, galacturonic acid,
glucuronic acid được đặt tên theo các đường có cấu tạo phân tử tương đồng.

Hình 2.4: Các dạng uronic acid và đường có cấu tạo tương đồng
Uronic acid trong sương sâm có mặt trong các mạch nhánh của chuỗi
polysaccharide và chủ yếu là galacturonic acid.
Theo Arne Haug và Bjorn Larsen (1962) uronic acid là thành phần cấu tạo của
alginate (hay còn gọi là alginic acid), với một tỉ lệ đáng kể là 39.5-40.5%.
Alginate là một polysaccharide tự nhiên được chiết xuất từ tảo nâu có công thức

cấu tạo như sau:

5


Hình 2.5 : Cấu tạo phân tử Alginate
Trên thực tế, natri alginate là phụ gia được trộn vào để tạo dạng gel cho bột
sương sâm bán trên thị trường.
2.2.7. Monosaccharide
Monosaccharide là chất có chứa nhiều nhóm rượu và một nhóm khử oxy (nhóm
khử là nhóm carbonyl là aldehyde hay ketone).
Trong thành phần lá sương sâm, các dạng đường đơn xuất hiện là Rhamnose,
Arabinose, Galactose, Glucose, Xylose. Trong đó, xylose là thành phần chính cấu tạo
nên chuỗi polysaccharide trong sượng sâm, arabinose và glucose tồn tại trong các
mạch nhánh của chuỗi polysaccharide này. Glucose chủ yếu tồn tại dưới dạng glucan.

Hình 2.6 : Cấu tạo phân tử các đường trong thành phần lá sương sâm

6


2.3.

Một số khái niệm lưu biến thông dụng trong thực phẩm và hóa học

2.3.1. Tính nhớt
Theo định luật về ma sát nhớt Newton:
Lưu chất không có khả năng chịu lực cắt và một khi có lực này tác dụng, nó sẽ
biến dạng tức là chảy. Khi chảy các phần tử trong lưu chất sẽ chuyển động tương
đối với nhau và nảy sinh ra lực ma sát chuyển cơ năng thành nhiệt năng. Lực ma

sát này gọi là nội ma sát, xuất hiện trong nội bộ chất lỏng chuyển động.
Tính nhớt là tính chất của lưu chất chống lại sự dịch chuyển tương đối giữa
các lớp phân tử kế cận nhau trong lưu chất.
™

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt:

- Nhiệt độ:
Do khoảng cách các phân tử rất gần nhau nên sinh ra lực tương tác lớn, và khi
nhiệt độ tăng làm giảm lực tương tác này, do đó làm giảm độ nhớt.
- Áp suất:
Các phân tử khí nằm rất xa nhau, các phân tử tương tác với nhau bằng sự va
chạm trong dao động phân tử. Do đó, khi nhiệt độ tăng làm tăng sự dao động, do
đó độ nhớt tăng lên.
2.3.2. Lưu chất chịu ảnh hưởng bởi thời gian
Lưu chất chịu ảnh hưởng bởi thời gian là lưu chất có độ nhớt là một hàm phụ
thuộc vào thời gian. Ứng suất thay đổi trạng thái liên tục do sự thay đổi trong cấu
trúc lưu biến theo thời gian. Có hai loại lưu chất chịu ảnh hưởng bởi thời gian:
chất xúc biến và chất lưu tăng nhớt.
Đặc trưng của chất xúc biến (thixotropic) là ứng suất cắt giảm (cũng như độ
nhớt biểu kiến) theo thời gian ở cùng một tốc độ cắt.
Đặc trưng của chất lưu tăng nhớt (rheopectic) là ứng suất cắt tăng (cũng như
độ nhớt biểu kiến) theo thời gian ở cùng một tốc độ cắt.

7


Hình 2.7: Đặc tính dòng chảy của lưu chất phụ thuộc thời gian (tốc độ cắt không đổi)
2.3.3. Lưu chất không phụ thuộc thời gian
Lưu chất Newton và phi Newton là dạng lưu chất độc lập với thời gian chịu

lực tác dụng. Tùy theo mối quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ cắt mà các lưu
chất này được chia làm thành các mô hình cụ thể khác nhau. Mối quan hệ trên
được minh họa qua hình 2.8 và 2.9.

Hình 2.8 : Mối quan hệ giữa độ nhớt và tốc độ cắt của lưu chất độc lập với thời gian

8


Hình 2.9 : Quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ cắt của lưu chất độc lập với thời gian
Trong đó
- Lưu chất Newton: thể hiện theo đường Bingham và đường Newtonian, có độ
nhớt thay đổi tuyến tính hoặc không thay đổi theo tốc độ cắt.
- Lưu chất phi Newton: thể hiện theo đường Herschel-Bulkley, đường chất lỏng
giả dẻo (shear-thinning), đường chất lỏng trương nở ( shear-thickening) có độ nhớt
thay đổi theo tốc độ cắt.
2.3.4. Lưu chất Newton
Lưu chất Newton là loại lưu chất có độ nhớt là hằng số, không phụ thuộc vào
loại chuyển động. Hai dạng phổ biến của lưu chất này là chất lỏng Newton và chất
lỏng dẻo Bingham được mô tả qua phương trình (2.1).
σ = μ(du/dy) + σo

(2.1)

Trong đó:
σ là ứng suất cắt (Pa)
μ là độ nhớt chất lỏng thay đổi tuyến tính (Pa·s)
du/dy chỉ tốc độ biến dạng cắt (s−1)
σ o là ứng suất đàn hồi (ứng suất trượt tới hạn) (Pa)
Đối với chất lỏng Newton σo = 0


9


Độ nhớt của lưu chất Newton không thay đổi theo tốc độ cắt, hay nói cách
khác ứng suất cắt thay đổi tuyến tính với tốc độ cắt.
Các ví dụ điển hình của chất lỏng Newton: nước, gasoline, dầu nhớt dành cho
động cơ , nước trái cây, sữa, mật ong, dầu ăn.
Các ví dụ điển hình của chất lỏng dẻo Bingham: kem đánh răng, sốt cà chua
còn xác.
2.3.5. Lưu chất phi Newton
Lưu chất phi Newton là loại lưu chất có độ nhớt thay đổi theo loại chuyển
động, tùy giá trị của k,n trong công thức tính mà ta có các mô hình lưu chất phi
Newton khác nhau.
™ Các ví dụ điển hình của chất lỏng phi Newton:
-

Lưu chất Hershel-Bulkley:

Chất dẻo nhiệt, đất sét chảy, nhựa đường, bùn đặc, dịch cá xay, bột nở…
Lưu chất giả dẻo ( shear-thinning)
Hỗn hợp nhão nước trộn với giấy, mỡ, dầu nhờn, sơn, xà phòng, nước sốt táo,
dịch chuối xay, nước cam cô đặc.
-

Lưu chất trương nở (shear-thickening)

Cát bãi biển, tinh bột hòa tan trong nước, vài loại mật ong, dung dịch tinh bột
bắp xay thô 40%
2.3.5.1.


Mô hình Herschel-Bulkley
Mô tả đặc tính lưu biến của lưu chất phi Newton qua mối quan hệ giữa ứng

suất cắt và tốc độ cắt.
σ = σo + kγn
Với

(2.2)

σ:

ứng suất cắt (Pa)

γ:

tốc độ cắt (1/s)

k:

hệ số ổn định(chỉ số độ đặc)(Pa.sn)

n:

đặc tính dòng chảy

σ o:

ứng suất đàn hồi (Pa)


10


2.3.5.2.
Với

Mô hình hàm số mũ
σ = kγn

(2.3)

k:

hệ số ổn định (chỉ số độ đặc) (Pa.sn)

n:

đặc tính dòng chảy

Chất lỏng theo mô hình hàm số mũ bao gồm vật liệu giả dẻo (shear-thinning) và
vật liệu trương nở (shear-thickening)
-

Vật liệu giả dẻo: ứng suất cắt giảm khi tốc độ cắt tăng

-

Vật liệu trương nở: ứng suất cắt tăng khi tốc độ cắt giảm

2.4.


Ứng dụng của lưu biến trong công nghiệp hóa học và thực phẩm

2.4.1. Tính toán kĩ thuật cho quá trình sản xuất
-

Thiết kế và phân tích các thiết bị sản xuất, đặc biệt là các thiết bị chiết rót, xử lý
nguyên liệu lỏng, các thiết bị khuấy trộn và trao đổi nhiệt.

-

Thiết kế đường ống và lựa chọn hệ thống bơm

-

Giải quyết vấn đề bao phủ bề mặt, dính lại thiết bị của các nguyên liệu lỏng

2.4.2. Quản lý chất lượng sản phẩm
-

Dùng để dự đoán khả năng chảy ẩm, độ lún, biểu hiện bề mặt… tạo điều kiện
để sản xuất, bảo quản, tiêu dùng…

-

Đo độ nhớt cách thông thường nhất để phát hiện những thay đổi về màu sắc, độ
ổn định, cấu trúc, hàm lượng chất rắn,khối lượng phân tử.

-


Thông số độ nhớt cung cấp những giá trị tham khảo chung cho cấu trúc các vật
liệu, đảm bảo sự nhất quán trong các mẻ sản xuất.

11


Chương 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Thời gian và địa điểm
3.1.1. Thời gian:
Thời gian thực hiện đề tài từ ngày 15-3 đến ngày 30-8 năm 2010.
3.1.2. Địa điểm:
Phòng thí nghiệm Hóa cơ bản thuộc Bộ môn Công nghệ Hóa học Trường Đại
học Nông Lâm TP.HCM.

3.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
3.2.1. Vật liệu
- Lá sương sâm
- Enzyme pectinase
- CH3COOH (99.9%)
- CaO (99.9%)
- NaOH (99.9%)
12


3.2.2. Thiết bị thí nghiệm

(a)

(b)


(c)

(d)

(e)

(f)

13


(g)
(h)

(i)

(j)

Hình 3.1: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
a: Tủ sấy Mermet
f: Máy đo độ nhớt Brookfield
b: Lò nung Carbolite
g: Cân 2 số Scout Pro
c: Máy cất nước
h: Cân phân tích Pioneer
d: Bể điều nhiệt Mermet i: Dụng cụ thủy tinh
e: Máy khuấy cơ đũa
j: Máy đo cấu trúc
3.3. Phương pháp thí nghiệm

3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của yếu tố thời gian khuấy trộn
• Mục đích:
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy lên độ nhớt của dung dịch sương sâm

14


Hình 3.2: Qui trình khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy trộn
• Thuyết minh qui trình
- Lá sương sâm mua ở chợ về chọn lá tươi, làm sạch
- Vò lá với tỉ lệ lá: nước là 1:10, lọc xác lá còn sót lại sau khi vò để mẫu thật
đồng nhất
- Để mẫu ổn định bằng cách bảo quản mẫu trong tủ lạnh 5oC để qua đêm
- Khuấy mẫu bằng máy khuấy cơ với tốc độ 400 vòng /phút trong thời gian 45
phút để được dung dịch mẫu ổn định.
- Đo độ nhớt của dung dịch bằng máy Brookfield, với spindle số 2. Điều chỉnh
vận tốc quay của spindle từ chậm đến nhanh nhất (0.3 đến 100 vòng/phút)
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy lên độ nhớt của dung dịch sương sâm ở
nhiệt độ phòng (30oC).
- Ghi nhận 5 giá trị độ nhớt ở mỗi tốc độ khuấy khác nhau, thời gian ghi nhận
cách 1 phút. Chỉ tiến hành từ khi giá trị bắt đầu ổn định
- Lặp lại thí nghiệm 3 lần
- Ghi nhận kết quả
3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch sương
sâm
• Mục đích:
Khảo sát đặc tính lưu biến của dung dịch sương sâm ở các nhiệt độ khác nhau
15