Độ nhớt là gì? Công thức tính độ nhớt trong chiết rót đóng gói

Độ nhớt là thước đo sức cản của chất lỏng hoặc độ khó trong đó các phân tử truyền qua nhau. Một ví dụ đơn giản là phát biểu: Mật ong có độ nhớt (độ đặc) cao hơn nước. Chất lỏng có độ nhớt cao hơn có thể khó xử lý hơn trong môi trường sản xuất. Nếu chất lỏng di chuyển trong đường ống, nó sẽ chảy chậm hơn và khi được đóng gói xuống, nó sẽ lấp đầy các thùng chứa trong thời gian lớn hơn.

Do đó, hiểu về độ nhớt của dung dịch đóng một vai trò quan trọng trong quá trình lựa chọn máy chiết rót và đóng gói, giúp lựa chọn đúng dòng máy chiết rót đóng gói phù hợp theo sản phẩm cụ thể.

Hệ số độ nhớt là gì? Công thức tính độ nhớt

Độ nhớt (tên tiếng anh là viscosity) được hiểu là ma sát giữa các phân tử chất lỏng. Giống như ma sát giữa các chất rắn , độ nhớt cao hơn có nghĩa là cần nhiều năng lượng hơn để tạo ra dòng chất lỏng. Đơn vị biểu thị bằng đơn vị newton- giây trên mét vuông (N·s/m ² ). Tuy nhiên, bạn sẽ thường thấy được biểu thị bằng pascal-giây (Pa·s), kilôgam trên mét trên giây (kg·m ⁻¹ ·s ⁻¹ ), độ cân bằng (P or g·cm⁻¹·s⁻¹ = 0.1 Pa·s) or centipoise (cP).

Công thức tính độ nhớt là

η=η0​(1+η′c)

Trong đó: 

• $\eta$là độ nhớt của dung dịch,
• 0η0​là độ nhớt của dung môi nguyên chất,
• ‘η‘là độ tăng độ nhớt trên một đơn vị nồng độ,
• $c$là nồng độ của chất tan.

Lưu ý:

• Mối quan hệ này giả định rằng nồng độ của chất tan tương đối thấp và độ nhớt tăng không đổi trong phạm vi nồng độ đó.
• Đối với các hệ thống phức tạp hơn hoặc nghiệm không lý tưởng, bạn có thể cần sử dụng các mô hình phức tạp hơn, chẳng hạn như phương trình Arrhenius hoặc phương trình Vogel–Fulcher–Tammann, tùy thuộc vào các tính chất cụ thể của nghiệm.
• Điều quan trọng cần lưu ý là độ nhớt của dung dịch cũng có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và một số dung dịch có thể biểu hiện hành vi phi tuyến tính. Do đó, dữ liệu thực nghiệm hoặc thông tin cụ thể về tính chất của dung dịch có thể cần thiết để đưa ra dự đoán chính xác.

Đo độ nhớt bằng dụng cụ gì?

Dụng cụ đo độ nhớt là nhớt kế và lưu biến kế. Về mặt kỹ thuật, máy đo lưu biến là một loại nhớt kế đặc biệt. Các thiết bị này đo dòng chảy của chất lỏng qua một vật thể đứng yên hoặc đo chuyển động của vật thể đó qua chất lỏng. Giá trị được tính là lực cản giữa chất lỏng và bề mặt tiếp xúc của vật thể. Các thiết bị này hoạt động khi có dòng chảy tầng và số Reynold nhỏ.

Bảng độ nhớt của các dung dịch phổ biến

Độ nhớt ảnh hưởng đến chiết rót đóng gói như thế nào?

Chất lỏng có độ nhớt cao hơn có thể khó xử lý hơn trong môi trường chiết rót đóng gói sản xuất. Nếu chất lỏng di chuyển trong đường ống, dung dịch có độ nhớt cao sẽ chảy chậm hơn và thời gian chiết rót sẽ lâu hơn. Nếu lựa chọn không đúng phương pháp chiết rót thì sẽ không thể chiết rót đóng gói, cũng như không đảm bảo được tốc độ sản xuất của doanh nghiệp.

Đọc bài viết về cách tính năng lực sản xuất để hiểu hơn về cách tối ưu sản xuất trong doanh nghiệp.

Ví dụ 1. Đóng gói chất lỏng có độ nhớt cao.

Mật ong là một ví dụ về chất lỏng có độ nhớt cao và nếu nhà sản xuất đang muốn đổ mật ong từ (Thùng chứa) vào Lọ hoặc Chai sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian chiết rót đóng gói.

Tính lưu động của chất lỏng bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt. Khi nhiệt độ của chất lỏng tăng độ nhớt giảm. Mối quan hệ này là đặc biệt chứ không phải tuyến tính, trong đó chất lỏng có độ nhớt cao nhất lại nhạy cảm nhất với sự thay đổi nhiệt độ. Lúc này máy chiết rót sẽ cần bộ phận gia nhiệt giúp duy trì độ nhớt nguyên liệu.

Vấn đề sản xuất: Mật ong có độ nhớt cao, tốc độ dòng chảy và sự kết tinh ảnh hưởng đến năng lực sản xuất.

Vấn đề sản xuất: Ảnh hưởng tới Kết cấu và hình thức: Độ nhớt có thể ảnh hưởng đến kết cấu và hình thức bên ngoài của sản phẩm cuối cùng. Ví dụ, trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm, độ nhớt  góp phần tạo nên hình dáng sản phẩm (cảm quan) và chất lượng tổng thể của sản phẩm.

Vấn đề sản xuất: Đối với một số quy trình đóng gói nhất định, độ nhớt của dung dịch có thể ảnh hưởng đến quá trình niêm phong. Kiểm soát chúng đảm bảo rằng vật liệu đóng gói tuân thủ chính xác, tạo thành lớp bịt kín đáng tin cậy và an toàn.

Ví dụ 2. Trộn chất lỏng có độ nhớt khác nhau.

Việc kết hợp các chất lỏng có độ nhớt khác nhau sẽ khó hơn việc kết hợp các chất lỏng có độ nhớt tương tự. Một nhà sản xuất muốn trộn hai chất lỏng với nhau thường sẽ cố gắng để đưa cả hai chất lỏng về độ nhớt tương tự nhau trước khi trộn. Chúng ta bắt đầu với chất lỏng có độ nhớt thấp và dần dần đưa chất lỏng có độ nhớt cao hơn. Trình tự này mang lại một số lợi ích, bao gồm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và cải thiện hiệu suất trộn.

Vấn đề sản xuất: Việc trộn các chất lỏng có độ nhớt khác nhau có thể tốn thời gian và phức tạp.

Ví dụ 3: Độ nhớt gây ra sự giă tăng thời gian trong chiết rót và làm hạ năng lực sản xuất của máy chiết rót đóng gói.

Vấn đề sản xuất: Chất lỏng có độ nhớt cao có thể làm tắc nghẽn đường ống, máy bơm và máy móc.

Vấn đề sản xuất: Việc vệ sinh chất lỏng có độ nhớt cao trong ống hoặc xilanh sẽ tốn thời gian và thường dẫn đến lãng phí.

Hướng dẫn lựa chọn máy chiết rót đóng gói theo độ nhớt của nguyên liệu

Thông thường, các nhà sản xuất quy mô vừa và nhỏ không có khái niệm về tính toán năng lực sản xuất dựa theo độ nhớt của sản phẩm. Đối với các sản phẩm đặc thù, việc tính toán độ nhớt giúp giảm lãng phí khi mua nhầm thiết bị đóng gói, tính toán năng suất phù hợp cho sản xuất.

Đối với sản phẩm có độ nhớt thấp – tính lưu động cao

Chúng ta có thể chiết rót bằng phương pháp, chiết rót bơm từ tính – chiết rót bơm nhu động. Đối với các sản phẩm có độ nhớt thấp, chúng tôi sẽ dễ dàng đưa ra lựa chọn máy móc thiết bị hơn. Lúc này, chỉ cần quan tâm kiểu dáng bao bì, dung tích để tính toán đưa ra lựa chọn phù hợp.

Máy chiết rót dung dịch độ nhớt thấp thường gặp gồm:

Máy chiết rót mỹ phẩm mini bơm nhu động để bàn tự động

Dây chuyền Máy chiết rót Siết nắp tinh dầu MINI 6 vòi BƠM TỪ tự động QM-FBT-6

Đối với sản phẩm có độ nhớt cao – tính lưu động thấp

Chúng ta sẽ không thể sử dụng phương pháp chiết rót dạng bơm từ tính hoặc bơm nhu động, lúc này ưu tiên lựa chọn sẽ là các dòng máy chiết rót dạng piston.

Máy chiết rót dung dịch độ nhớt cao thường gặp gồm:

Máy chiết rót dịch sệt 2 vòi bán tự động QM-G2WGD100

Máy đóng gói mật ong tự động – Dung dịch nhớt

Bài viết liên quan

Năng lực sản xuất là gì? Vai trò – Cách tính và Cách Gia tăng năng lực sản xuất

Nhiều nhà sản xuất doanh nghiệp chưa nhận thức được cách tính năng lực sản xuất của mình. Năng lực Read more

CIP là gì? Bơm CIP là gì? Hệ thống CIP trong thực phẩm đồ uống

Vệ sinh các thiết bị hiện có trong nhà máy công nghiệp có thể được thực hiện bằng các phương Read more

So sánh điểm khác nhau CIP Clean in place và COP Clean out place

Hệ thống sạch tại chỗ (CIP) / Sạch sẽ (COP) rất quan trọng trong cách các nhà sản xuất vệ Read more

Tại sao công ty sản xuất sản phẩm tốt nhưng không cạnh tranh được trên thị trường

Tại sao công ty sản xuất sản phẩm tốt nhưng không cạnh tranh được trên thị trường? Những lý do Read more