N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的合成及黏度行为

采用溴代十六烷与N,N,N',N'-四甲基乙二胺为原料合成了双子表面活性剂———N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐(C16-2-C16.2Br-),通过单因素法考察了原料配比、反应温度和反应时间对目标产物收率的影响,确立最佳合成工艺为:溴代十六烷与N,N,N',N'-四甲基乙二胺摩尔比值为2.1,反应温度为80℃,反应时间为22 h,收率达87.6%。通过红外光谱和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征。降低油/水界面张力的测试结果表明,C16-2-C16.2Br-具有很高的界面活性,在质量浓度为0.3 g/L时,仅需23 min即可将界面张力降低至2.6×10-3mN/m。对不同条件下产物水溶液黏度进行了测试,考察了溶液质量浓度、温度和剪切速率对C16-2-C16.2Br-水溶液黏度的影响。发现C16-2-C16.2Br-具有良好的溶液增黏性,随温度和剪切速率的升高,产物水溶液黏度呈现急剧下降后平稳的趋势,表现出优异的耐温耐剪切性能;通过Ostwald-de Wale幂律方程,得出流动指数n<0.6,表明产物属于典型的假塑性流体。

天然胶原的稳态流变性能和数学模拟

用旋转流变仪研究胶原溶液的稳态流变性能,讨论了浓度和温度的变化对胶原溶液流动曲线的影响。实验数据显示胶原溶液的剪切粘度随着剪切速率的增大而降低,表明胶原溶液具有明显的假塑性。同一剪切速率下,温度升高,胶原溶液的剪切粘度降低;浓度增大,剪切粘度增大。用幂律方程、Carreau方程和Cross方程对胶原溶液的流动曲线进行数学拟合,结果表明幂律方程,Carreau方程和Cross方程都能准确地描述胶原的流动曲线,其中幂律方程的粘度指数K和非牛顿指数n的变化能准确反映胶原假塑性的变化;Carreau方程和Cross方程的参数比幂律方程多,其拟合得到的曲线和实验数据吻合得更好。但在本实验条件下,Carreau方程和Cross方程预测的零剪切粘度η0和无穷剪切粘度η∞不准确。

玉米直链淀粉糊流变特性研究

以玉米直链淀粉为研究对象，以AR500流变仪为研究设备，考察玉米直链淀粉糊的流变学特性以及质量分数、温度和加热时间对其流体性能的影响。结果表明，玉米直链淀粉糊基本属于剪切稀化型非牛顿流体，其流体行为受质量分数、温度和加热时间的影响。质量分数增加可导致淀粉糊黏度增加，温度升高和加热时间延长均可导致淀粉糊黏度下降。在低剪切速率时（0．01～0．06s-1），淀粉糊为胀流性流体，随着剪切速率的增加（0．07～100s-1），淀粉糊剪切稀化现象显著。

3D Thermo-Fluid Dynamic Simulations of High-Speed-Extruded Starch Based Products

This paper aims to investigate a method to perform non-isothermal flow simulations in a complex geometry for generalised Newtonian fluids. For this purpose, 3D numerical simulations of starch based products are performed. The geometry of a co-rotating twin-screw extruder is considered. Process conditions concern high rotational speed (up to 1800 rpm), different flow rates (30, 40 and 60 kg/h) and water contents (22% and 36%), for a total of 54 simulations. To cope with the geometry complexity a Mesh Superposition Technique (MST) was adopted. The pseudoplastic behaviour of the fluid is taken into account by considering viscosity as function of shear rate (Ostwaldde Waele relationship) and temperature (Arrhenius law). Simulated temperature variations are compared with measurements at same process conditions for validation. Qualitative behaviour of temperature T and shear stress ?along the screw are analysed and comparisons of different process conditions are presented. By these simulations a database is formed to develop a process control strategy for novel extruder operating points in food technology.

多生境膜生物反应器中活性污泥的流变特性

以多生境膜生物反应器运行过程中活性污泥的流变性能为研究对象,考察污泥浓度(MLSS)和剪切速率(γ)对活性污泥流变特性的影响,以期揭示其中活性污泥的流变学特性,从而为优化其运行提供理论及实验基础。反应器系统在不排泥的情况下运行,持续运行105 d,反应器内生物质浓度从刚开始驯化的3 200 mg·L^(-1)累积到最终的12 500 mg·L^(-1)。在运行过程中,在常温下同步测定了污泥的动力黏度、极限黏度和上清液黏度。结果表明:随着剪切速率的增大,污泥黏度均减小,表现出剪切稀化的特性,非牛顿流体的特征十分明显;活性污泥极限黏度随MLSS、EPS增加而增大,在低质量浓度(<8 000 mg·L^(-1))下的活性污泥流变特性与Bingham模型十分吻合,而在高质量浓度(>8 000 mg·L^(-1))下的则近似于Ostwald de Vaele模型。