En tercer mundo - límite de elasticidad aparente en la estimación de los caldos de fermentación goma xantana y soluciones con un viscosímetro de bajo coste

Química Admin Diciembre 7, 2016 0 43
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El Engineemng Química Journal, 45 (1991) B49-B56 B49

rendimiento estimado aparente de goma xantana en los caldos de fermentación y soluciones con un viscosímetro a bajo costo

M. Hannote, Lores F F, res Tor L. y E. Gal indo *

Depto. de Bioingenie ~ ffa, Centro de Ingeniería Investigaci6n Sobre enero ~ tica y Biotecnología, Universidad

Nacional de Autdnoma Mdxico, Apdo. Enviar. 510-3, Cuernavaca, 52271 Mov. (México) (Recibido el 1 de enero de 1990)

abstracto

El límite aparente de elasticidad, una propiedad importante reológico para determinar el grado de mezcla en una fermentación de xantano, así como la capacidad de las soluciones de suspensión de caucho, se determinó para las soluciones de xantano (10-50 g I-1) y caldos de fermentación que contiene 12- 1-1 30 g de xantana, a partir de los métodos de ajuste del modelo y la relajación de la tensión. El uso de un viscosímetro a bajo costo, una técnica de relajación rápida resultó ser fiable y preferible a la instalación de los modelos teóricos. El límite de elasticidad aumenta con la concentración de xantano, pero se observó un comportamiento diferente para las diferentes fuentes de concentraciones de goma xantana y sal. Varios límite de elasticidad aparente se realizaron mediciones de caldos y de soluciones comerciales de la concentración de xantano fermentación idénticos. valores de intensidad de elasticidad aparente se han utilizado con éxito para predecir el tamaño de la región bien mezclado en el Carbopol y soluciones de xantano en un tanque agitado. 1. Introducción

La goma de xantano es un polisacárido producido por extraceUular Bacter IUM Xanthomonas cha i s r. Su comerc ia l de importancia se debe a su notable propert las propiedades reológicas, el Excmo. una alta viscosidad en un amplio rango de temperaturas, pH y concentrat sal de ion [1]. Reogramas de goma de xantano (es decir, la tensión de cizallamiento frente a soluciones de tasa de cizallamiento) muestran un comportamiento viscoso de pseudo, y sugieren que la existencia de una tensión de fluencia [2-4].

límite de elasticidad se define como la tensión de corte que debe ser IED appl antes Mater ial comienza a fluir. El concepto de límite elástico ha sido motivo de controversia; Algunos autores especulan que la tensión de fluencia es una idealización [5] y otros argumentan que el límite elástico es un ingeniero de la realidad ing [6]. Sin embargo, el límite de elasticidad es una propiedad reológica que juega un papel importante en los fenómenos de mezcla en el xantana [7] fermentación, aunque, según su definición, * Autor a quien debe dirigirse la correspondencia. la existencia de un rendimiento real en soluciones xantana es ioned misión [8].

Generalmente, se utilizan dos métodos para la evaluación de la resistencia a la fluencia: directa e indirecta.

Los métodos directos incluyen aumentar gradualmente el voltaje hasta que el flujo se puede detectar [9-11], o measur ing la tensión residual observada tras v iscometer ha sido desactivado ( "laxat iones estrés rey") [12]. Los métodos indirectos incluyen montaje datos imenta exper L, obtenido en un reómetro, con un modelo de forma teórica. Aunque las técnicas imental exper para la medición directa de la tensión de fluencia de suspensiones muy concentradas de residuos de bauxita (lodo rojo) están disponibles [13], hay un extenso trabajo ha sido carr IED en caldos y soluciones xantana.

Algunos autores [14-17] informó de los valores de "rendirse st O prima" para caldos y soluciones [2] xantana, pero los valores prácticos de los rendimientos obtenidos por la mente de montaje todas tienen modelo reológico. Como se reconoce por Nguyen y Boger [13] Estos valores son mera ly un parámetro de modelo y, como tal, no puede considerarse como una estructura ial verdadero mater.

Elsevier Sequoia] impreso en los Países Bajos / 350

Los métodos directos mediante el cual se puede obtener valores más fiables se han utilizado sólo en un grado limitado. Elson et al. [18] propuso que la medida residual, cuando el viscosímetro se apaga, es una buena indicación del límite elástico. Galindo et al. [7] Los valores límite de rendimiento estimado mediante el uso de un voltímetro digital conectado al plotter de un Contraves Reómetro: Cuando se utiliza un generador automático de corte comido perfil (Rheoscan 30, Contraves) la tensión de fluencia se tomó como el punto en el que el diagrama de flujo alcanzado el eje (es decir, a velocidad de cizallamiento cero) con una velocidad de corte de la disminución de perfil. Aunque estos valores no pueden absolutamente ser considerados como el verdadero punto de fluencia, es evidente que las soluciones de goma de xantano poseen una o "trabajo" tensión de fluencia "aparente", que es de importancia práctica en la mezcla de soluciones de xantano o los caldos de fermentación.

El objetivo de este trabajo fue desarrollar una técnica sencilla, utilizando un viscosímetro a bajo costo, para estimar el límite elástico aparente de las soluciones de xantano y Xanthom (MO ~ caldos de fermentación. La técnica se basa en la relajación usando un viscosímetro Brookfield .

Se determinó el límite aparente de elasticidad para una amplia gama de concentraciones de goma xantana comerciales (10-50 g 1- a), así como para los caldos de fermentación de xantano (12 a 30 g l-a). El límite de elasticidad aparente se ha usado con éxito para predecir regiones bien mixtos de xantano y soluciones Carbopol en un tanque agitado. 2. Materiales y métodos

Rhodigel goma de xantano comercial (Rh6ne-Poulenc, Francia), Keltrol (Kelco,

U.S.A.), y Jungbunzlauer (Austria), se utilizaron de sodio de carboximetilcelulosa (CMC, alta viscosidad) (Sigma Chemical Co., U.S.A.) y Carbopol 940 (Goodrich, EE.UU.). El Carbopol, xantano y soluciones de CMC se prepararon como sigue. La goma se disolvió utilizando un agitador de velocidad variable (Caframo S.A., tipo

R2R1-04, México) que comprende una turbina de disco Rushton y una hélice con tres cuchillas, tiene un diámetro de 0,05 m. Polvo se añadió lentamente a agua desionizada (o solución salina, cuando esté indicado) y mezcla a fondo hasta que la solución se vuelve homogénea. Todas las soluciones se almacenaron a 4 ° C durante al menos 24 horas antes de ser utilizados.

El pH de las soluciones se ajustó Carbopol en la bañera donde se realizaron los estudios de mezcla usando un medidor de pH portátil (125, Corning, U.S.A.). El cloruro de sodio (J.T.

Baker, México) se utiliza para modificar la fuerza iónica de las soluciones. El pH de las soluciones de Carbopol se ajustó con una solución 1 M de NaOH a 4,4 a 3,0 g de solución de 1-1 y 4,6 para el 1,7 g de solución de 1 -a.

Se obtuvieron datos reológicos en un viscosímetro Brookfield LVT (husillo 4) para todas las soluciones. El viscosímetro Brookfield fue diseñado para fluidos newtonianos y el problema con los fluidos no newtonianos es que, debido a la geometría del sistema de medición, no es posible definir un valor de la velocidad de corte individual.

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