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黃原膠粘度測定

發(fā)布時間: 2021-11-24  點擊次數(shù): 1580次

一、黃原膠簡介

微生物多糖是微生物(真菌、細菌、藍藻等)在生長過程中分泌的保護微生物免受外界傷害的多糖類物質(zhì)。微生物多糖以胞壁多糖、胞內(nèi)多糖、胞外多糖三種形式存在。黃原膠(Xanthan gum)是指:黃單胞菌(Xanthomonas campestris)以葡萄糖、玉米淀粉、蔗糖等碳水化合物為碳源,以豆粉為氮源,經(jīng)生物發(fā)酵和精煉提取生產(chǎn)得到的一種用途廣泛,水溶性的高粘度胞外多糖。黃原膠分子的*結(jié)構(gòu),使其擁有優(yōu)異的流變特性,具有良好的增粘性、耐酸堿、假塑性和耐高溫性,能耐高濃度的鹽,具有乳化和懸浮的性能,作為穩(wěn)定劑、增稠劑、乳化劑、懸浮劑、潤滑劑、成膜劑和粘合劑等,廣泛在食品、醫(yī)藥、石油、紡織、鑄造、化工等20多個行業(yè)應(yīng)用,是目前擁有最大生產(chǎn)規(guī)模和極廣泛用途的生物多糖。

二、粘度測定及流變學(xué)研究的意義

黃原膠通常作為輔料添加至其他產(chǎn)品中,其主要作用是調(diào)節(jié)產(chǎn)品粘度,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性及使用性能。粘度是衡量黃原膠產(chǎn)品理化性質(zhì)和使用性能的重要指標,在不同應(yīng)用行業(yè)和領(lǐng)域,對黃原膠產(chǎn)品的粘度要求有所不同。黃原膠產(chǎn)品的最終粘度與制備過程中黃原膠產(chǎn)率和純度密切相關(guān):研究表明,在菌種選育階段,通過誘變選育可獲得相對于原生菌種更高的黃原膠產(chǎn)率;發(fā)酵階段,通過優(yōu)化發(fā)酵工藝,改進培養(yǎng)基中碳源、氮源的種類及濃度,無機鹽的組分及含量等條件,可顯著提高發(fā)酵液的粘度和黃原膠產(chǎn)量;發(fā)酵液純化階段,鹽-醇沉淀法較醇沉淀法可顯著提高黃原膠的沉淀分離效率,獲得更高的產(chǎn)品純度。黃原膠產(chǎn)品的使用過程中,黃原膠的濃度、溶液pH值、礦化度以及溫度等條件會對黃原膠溶液的表觀粘度和流變學(xué)特性產(chǎn)生不同的影響。因此,針對不同行業(yè)的應(yīng)用需求,可以通過生產(chǎn)工藝的優(yōu)化,使用條件的控制等,以獲得適宜的粘度及流變學(xué)特性。

三、黃原膠粘度測定

使用DV2T標準粘度計配套SSA小量樣品適配器(如圖1所示)測量一種黃原膠在不同濃度及不同剪切條件下的粘度變化情況。TC-650 AP水浴循環(huán)系統(tǒng)用于控制樣品溫度(測試溫度為25℃),Rheocalc T軟件連接主機,進行程序編輯及數(shù)據(jù)采集,繪制粘度變化曲線。分別吸取一定量的濃度為0.4%、0.6%0.8%1.0%的黃原膠溶液于SSA的樣品杯中,將轉(zhuǎn)子緩慢浸沒至樣品中,然后連接粘度計主機和TC-650 AP水浴循環(huán)系統(tǒng)。在Rheocalc T 軟件上編輯測試程序,設(shè)置轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速梯度為10-60RPM,待樣品溫度穩(wěn)定后開始測量。根據(jù)圖2的測試結(jié)果可知,在相同的剪切速率下,黃原膠溶液的粘度隨著溶液濃度的增加而顯著上升。在濃度一定時,溶液的粘度隨著剪切速率的上升而下降,呈現(xiàn)假塑性流體特性;隨著溶液濃度的增加,剪切速率對溶液粘度的影響越大,剪切變稀的現(xiàn)象也越明顯。黃原膠是生物高聚物,其多糖分子間通過氫鍵、靜電引力等作用形成有序體系,彼此之間相互糾結(jié),因而對流動產(chǎn)生很大的粘性阻力,隨著剪切力的增大,會使流動的纏結(jié)點解散,聚合結(jié)構(gòu)狀態(tài)解聚變?yōu)闊o規(guī)則線團狀態(tài)使粘度快速下降,表現(xiàn)出剪切變稀的假塑性現(xiàn)象。

SSA測試所需樣品體積僅為2-16mL(具體的樣品量與所使用的轉(zhuǎn)子型號相關(guān)),可有效節(jié)約測試成本,提升測試效率;SSA使用同軸圓柱型轉(zhuǎn)子及配套的樣品杯,可以計算剪切率和剪切應(yīng)力,得到絕對粘度;TC系列循環(huán)水浴系統(tǒng)的控溫精度最高可達0.01℃,為粘度測試提供準確及穩(wěn)定的溫度條件。

四、應(yīng)用概述

作為世zhi名的粘度計/流變儀生產(chǎn)商之一,我司一直致力于為廣大用戶提供質(zhì)量穩(wěn)定可靠,測量精確度高,測量重復(fù)性好的產(chǎn)品。我司粘度計的測量精度可以達到全量程測量范圍的±1%,重復(fù)性可以達到±0.2%。針對不同行業(yè)的粘度測試需求,提供個性化的解決方案,wan美適應(yīng)各種行業(yè)用戶的分析需求。黃原膠溶液是典型的非牛頓流體,具有剪切變稀的流變學(xué)特性。黃原膠所處的外部環(huán)境(pH、溶解試劑、礦化度等)對其流變學(xué)性質(zhì)有重要影響。對于黃原膠溶液的流變學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用的研究,可以使用更為先進的流變儀。RST 流變儀可以進行全面的流變學(xué)測試,在質(zhì)量控制和研發(fā)領(lǐng)域均可進行wan美的流變分析。RST系列流變儀具有控制剪切率和剪切應(yīng)力兩種模式,尤其適合于測量非牛頓流體在穩(wěn)態(tài)流動下的粘度、流變曲線等特性。另外,它還可以測量非穩(wěn)態(tài)剪切流動和蠕變狀態(tài)下的粘彈性、屈服應(yīng)力以及觸變性等流變特性。


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