د کونجاک ګلوکومنان او هایدروکسایپروپیل میتیل سیلولوز مرکب سیسټم د ریولوژیکي چلند په اړه مطالعه

د konjac glucomannan (KGM) او hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) مرکب سیسټم د څیړنې څیز په توګه اخیستل شوی و، او د ثابت حالت، فریکونسۍ او تودوخې سویپ ازموینې په مرکب سیسټم کې د گردشي ریومیټر لخوا ترسره شوي. د KGM/HPMC مرکب سیسټم د ویسکوسیت او ریولوژیکي ملکیتونو په اړه د محلول ډله ایزې برخې او مرکب تناسب اغیزه تحلیل شوه. پایلې ښیي چې د KGM/HPMC مرکب سیسټم یو غیر نیوتونین مایع دی، او د سیسټم د ډله ایزې برخې او KGM منځپانګې زیاتوالی د مرکب محلول مایعیت کموي او ویسکوسیت زیاتوي. په سول حالت کې، KGM او HPMC مالیکولر زنځیرونه د هایدروفوبیک تعاملاتو له لارې ډیر کمپیکٹ جوړښت جوړوي. د سیسټم ډله ایزې برخې او د KGM مینځپانګې زیاتوالی د جوړښت ثبات ساتلو لپاره ګټور دی. د ټیټ ډله ایزې برخې سیسټم کې، د KGM مینځپانګې زیاتوالی د ترموټروپک جیلونو جوړولو لپاره ګټور دی؛ پداسې حال کې چې د لوړې ډله ایزې برخې سیسټم کې، د HPMC مینځپانګې زیاتوالی د ترموټروپک جیلونو رامینځته کولو لپاره مناسب دی.

کلیدي کلمې:konjac glucomannan؛ هایډروکسایپروپیل میتیل سیلولوز؛ مرکب rheological چلند

طبیعي پولیساکریډونه د خوراکي توکو په صنعت کې په پراخه کچه کارول کیږي د دوی د ضخامت ، جذبولو او جیلینګ ملکیتونو له امله. Konjac glucomannan (KGM) یو طبیعي نبات پولیساکرایډ دی، چې جوړ شوی دیβد ګلوکوز اوβ-D-mannose د 1.6: 1 په تناسب کې، دواړه د یو بل سره تړلي ديβ-1,4 ګلایکوسیډیک بانډونه، په C کې - په 6 موقعیت کې لږ مقدار اسیتیل شتون لري (د هرو 17 پاتې شونو لپاره نږدې 1 اسیتیل). په هرصورت، د KGM آبی محلول لوړ ویسکوسیټی او ضعیف مایعیت په تولید کې د هغې کارول محدودوي. Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) د میتیل سیلولوز یو پروپیلین ګلایکول ایتر دی، کوم چې د غیر ionic سیلولوز ایتر پورې اړه لري. HPMC فلم جوړونکی، په اوبو کې محلول کیدونکی او د تجدید وړ دی. HPMC په ټیټ تودوخې کې ټیټ ویسکوسیټي او جیل ځواک لري ، او د پروسس کولو نسبتا ضعیف فعالیت لري ، مګر کولی شي په لوړه تودوخه کې نسبتا viscous جامد جیل رامینځته کړي ، نو د تولید ډیری پروسې باید په لوړه تودوخه کې ترسره شي ، چې په پایله کې د لوړ تولید انرژي مصرف کیږي. د تولید لګښتونه لوړ دي. ادبيات ښیي چې د KGM مالیکولر سلسله کې غیر بدلیدونکي ماننوز واحد کولی شي د هایدروفوبیک تعامل له لارې د HPMC مالیکولر سلسله کې د هایدروفوبیک ګروپ سره د ضعیف کراس تړل شوي هایدروفوبیک اتحادیې سیمه رامینځته کړي. دا جوړښت کولی شي د HPMC د تودوخې جیلیشن ځنډ او په جزوي توګه مخنیوی وکړي او د HPMC جیل تودوخه ټیټه کړي. برسېره پردې، په نسبتا ټيټه تودوخې کې د HPMC ټیټ ویسکوسیټي ملکیتونو ته په پام سره، دا وړاندوینه کیږي چې د KGM سره د هغې ترکیب کولی شي د KGM لوړ ویسکوسیټي ملکیتونو ته وده ورکړي او د پروسس فعالیت ښه کړي. له همدې امله، دا مقاله به د KGM/HPMC مرکب سیسټم رامینځته کړي ترڅو د KGM/HPMC سیسټم ریولوژیکي ملکیتونو باندې د حل د ډله ایزې برخې او مرکب تناسب اغیز وپلټي، او د KGM/HPMC مرکب سیسټم پلي کولو لپاره نظري حواله چمتو کړي. د خوړو صنعت.

1. مواد او طریقې

1.1 مواد او ریجنټونه

هایډروکسایپروپیل میتیل سیلولوز، کیما کیمیاوي شرکت، لمیټډ، ډله ایزه برخه 2٪، ویسکوسیت 6 mPa·s; د میتوکسي ډله ایزه برخه 28٪ ~ 30٪؛ د هایدروکسایپروپیل ډله ایز کسر 7.0٪ ~ 12٪

Konjac glucomannan، Wuhan Johnson Konjac Food Co., Ltd.، 1 wt٪ د اوبو محلول واسکاسیټي≥28 000 mPa·s.

1.2 وسایل او وسایل

MCR92 گردشي ریمومټر، انتون پار شرکت، لمیټډ، اتریش؛ UPT-II-10T ultrapure د اوبو ماشین، Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd.; AB-50 بریښنایی تحلیلي توازن، د سویس میټ شرکت؛ LHS-150HC دوامداره تودوخې د اوبو حمام، Wuxi Huaze Technology Co., Ltd.؛ JJ-1 بریښنا سټیریر، د جینتان طبي وسایلو فابریکه، د جیانګسو ولایت.

1.3 د مرکب محلول چمتو کول

د HPMC او KGM پوډر د یو ټاکلي مرکب تناسب سره وزن کړئ (د ډله ایز تناسب: 0:10، 3:7، 5:5، 7:3، 10:0)، ورو ورو یې په 60 کې په ډیونیز شوي اوبو کې اضافه کړئ.°C د اوبو حمام، او د 1.5 ~ 2 h لپاره وخورئ ترڅو په مساوي توګه توزیع شي، او په ترتیب سره د 0.50٪، 0.75٪، 1.00٪، 1.25٪، او 1.50٪ ټول جامد ډله ایزو برخو سره 5 ډوله تدریجي محلولونه چمتو کړئ.

1.4 د مرکب محلول د ریولوژیکي ملکیتونو ازموینه

د سټیډی سټیټ شییر ازموینه: د KGM/HPMC مرکب محلول ریولوژیکي وکر د CP50 مخروط او پلیټ په کارولو سره اندازه شوی ، د پورتنۍ او ښکته پلیټونو ترمینځ واټن په 0.1 ملي متر کې ټاکل شوی ، د اندازه کولو تودوخه 25 وه°C، او د شین نرخ حد له 0.1 څخه تر 100 s-1 پورې و.

د سټرین سکین کول (د خطي ویسکویلاسټیک سیمې تعیین): د PP50 پلیټ څخه د خطي ویسکویلاسټیک سیمې اندازه کول او د KGM/HPMC مرکب محلول د ماډلس بدلون قانون اندازه کول، فاصله 1.000 mm ته، ټاکل شوې فریکونسۍ 1Hz ته، او د اندازه کولو تودوخه 25 ته°C. د فشار حد 0.1% ~ 100% دی.

د فریکونسی سویپ: د PP50 پلیټ څخه کار واخلئ ترڅو د KGM/HPMC مرکب محلول د ماډلس بدلون او فریکونسۍ انحصار اندازه کړئ. واټن 1.000 mm ته ټاکل شوی، فشار 1٪ دی، د اندازه کولو تودوخه 25 ده°C، او د فریکونسۍ حد 0.1-100 Hz دی.

د تودوخې سکین کول: ماډلس او د KGM/HPMC مرکب محلول د تودوخې انحصار د PP50 پلیټ په کارولو سره اندازه شوی و، فاصله یې 1.000 mm ته ټاکل شوې وه، ثابت فریکونسۍ 1 Hz وه، خرابوالی 1٪ و، او د تودوخې درجه له 25 څخه وه. تر 90 پورې°C.

2. پایلې او تحلیل

2.1 د KGM/HPMC مرکب سیسټم د جریان وکر تحلیل

د KGM/HPMC محلولونو د ویسکوسیټي په مقابل کې د شییر نرخ منحني په مختلف ډله ایزو برخو کې د مختلف مرکب تناسب سره. هغه مایعات چې ویسکوسیټي یې د شین نرخ خطي فعالیت وي د نیوټنین مایع په نوم یادیږي، که نه نو دوی ته غیر نیوتونین مایع ویل کیږي. دا د منحني څخه لیدل کیدی شي چې د KGM محلول او د KGM/HPMC مرکب محلول واسکاسی د شین نرخ په زیاتوالي سره کمیږي؛ څومره چې د KGM منځپانګه لوړه وي، په هماغه اندازه د سیسټم ډله ایزه برخه لوړه وي، او د محلول د ټوټې ټوټې کولو پدیده ډیره څرګنده وي. دا ښیي چې KGM او KGM/HPMC مرکب سیسټم غیر نیوتونین مایعونه دي، او د KGM/HPMC مرکب سیسټم د مایع ډول په عمده توګه د KGM لخوا ټاکل کیږي.

د جریان شاخص او د KGM/HPMC محلولونو د مختلف ډله ایزو برخو او مختلف مرکب نسبتونو سره ، دا لیدل کیدی شي چې د KGM, HPMC او KGM/HPMC مرکب سیسټمونو n ارزښتونه ټول له 1 څخه کم دي ، دا په ګوته کوي چې حلونه دي. ټول pseudoplastic مایعات. د KGM/HPMC مرکب سیسټم لپاره، د سیسټم د ډله ایزې برخې زیاتوالی به په محلول کې د HPMC او KGM مالیکولر زنځیرونو ترمنځ د ښکیلتیا او نورو تعاملاتو لامل شي، چې دا به د مالیکولر زنځیرونو حرکت کم کړي، په دې توګه د n ارزښت کموي. سیسټم په ورته وخت کې، د KGM منځپانګې د زیاتوالي سره، د KGM/HPMC سیسټم کې د KGM مالیکولر زنځیرونو ترمنځ تعامل وده کوي، په دې توګه د هغې حرکت کموي او په پایله کې د n ارزښت کموي. برعکس، د KGM/HPMC مرکب محلول د K ارزښت په دوامداره توګه د محلول ډله ایزې برخې او د KGM مینځپانګې زیاتوالي سره وده کوي، کوم چې په عمده توګه د سیسټم د ډله ایزې برخې او د KGM منځپانګې د زیاتوالي له امله دی، چې دواړه د محتوياتو زیاتوالی دی. په سیسټم کې د هایدروفیلیک ګروپونه. د مالیکولر سلسلې دننه او د زنځیرونو ترمینځ د مالیکول تعامل وده کوي ، په دې توګه د مالیکول هایدروډینامیک وړانګې ډیروي ، دا د بهرني شین ځواک د عمل لاندې د متمرکز کیدو احتمال کموي او د ویسکوسیت زیاتوالی.

د KGM/HPMC مرکب سیسټم د صفر شییر ویسکوسیت تیوریکي ارزښت د پورتنۍ لوګاریتمیک مجموعې اصولو سره سم محاسبه کیدی شي، او د دې تجربوي ارزښت د ویسکوسیت-شیر نرخ وکر د کارین فټینګ اضافه کولو لخوا ترلاسه کیدی شي. د KGM/HPMC مرکب سیسټم د صفر شییر ویسکوسیت وړاندوینه شوي ارزښت د مختلف ډله ایزو برخو او مختلف مرکب نسبتونو سره د تجربوي ارزښت سره پرتله کول، دا لیدل کیدی شي چې د KGM/HPMC مرکب د صفر شین ویسکوسیت ریښتینی ارزښت حل د نظري ارزښت څخه کوچنی دی. دا په ګوته کوي چې د KGM او HPMC په پیچلي سیسټم کې د ګنډ جوړښت سره نوې جرګه جوړه شوې. موجوده مطالعاتو ښودلې چې د KGM مالیکولر سلسله کې غیر بدل شوي ماننوز واحدونه کولی شي د HPMC مالیکولر سلسله کې د هایدروفوبیک ګروپونو سره اړیکه ونیسي ترڅو د ضعیف کراس تړل شوي هایدروفوبیک اتحادیې سیمه رامینځته کړي. داسې انګیرل کیږي چې د نوي اسمبلۍ جوړښت د نسبتا کثافاتو جوړښت سره په عمده توګه د هایدروفوبیک تعاملاتو له لارې رامینځته شوی. کله چې د KGM نسبت ټیټ وي (HPMC > 50%)، د KGM/HPMC سیسټم د صفر-شییر ویسکوسیت حقیقي ارزښت د نظري ارزښت څخه ټیټ دی، کوم چې دا په ګوته کوي چې د KGM په ټیټه محتوا کې، ډیر مالیکولونه په کثافاتو کې برخه اخلي. جوړښت د جوړیدو په صورت کې، د سیسټم صفر شییر ویسکوسیت نور هم کم شوی.

2.2 د KGM/HPMC مرکب سیسټم د سټرین سویپ منحنی تحلیل

د KGM/HPMC محلولونو د موډولس او شین فشار د اړیکو منحنی خطوط څخه د مختلف ډله ایزو برخو او مختلف مرکب نسبتونو سره، دا لیدل کیدی شي کله چې د شین فشار له 10٪ څخه کم وي، G.′او جی»د مرکب سیسټم اساسا د شین فشار سره وده نه کوي. په هرصورت، دا ښیي چې د دې شین فشار رینج کې، مرکب سیسټم کولی شي د مالیکولر سلسلې جوړښت د بدلون له لارې بهرنۍ محرکاتو ته ځواب ووايي، او د مرکب سیسټم جوړښت ته زیان نه رسیږي. کله چې د شین فشار د 10٪ څخه زیات وي، د خارجي د شین ځواک د عمل لاندې، په پیچلي سیسټم کې د مالیکولي زنځیرونو د مینځلو سرعت د ښکیلتیا سرعت څخه ډیر وي.′او جی»کمیدل پیل کوي، او سیسټم غیر خطي ویسکویلاسټیک سیمې ته ننوځي. له همدې امله، په وروستي متحرک فریکونسۍ ازموینه کې، د شین فشار پیرامیټر د ازموینې لپاره د 1٪ په توګه وټاکل شو.

2.3 د KGM/HPMC مرکب سیسټم فریکونسی سویپ وکر تحلیل

د KGM/HPMC حلونو لپاره د فریکونسۍ سره د ذخیره کولو موډولس او د ضایع کولو موډولونو تغیر منحنی د مختلف ډله ایزو برخو لاندې د مختلف مرکب تناسب سره. د ذخیره کولو ماډل G' هغه انرژي استازیتوب کوي چې په ازموینه کې د لنډمهاله ذخیره کولو وروسته بیرته ترلاسه کیدی شي، او د ضایع موډولس G" معنی د لومړني جریان لپاره اړین انرژي ده، کوم چې د نه بدلیدونکي ضایع دی او په پای کې په تودوخې بدلیږي. دا لیدل کیدی شي، لکه څنګه چې د وسیلې فریکونسۍ زیاتیږي، د ضایع موډول G»تل د ذخیره کولو ماډل G څخه لوی دی′د مایع چلند ښودل. د ټیسټ فریکونسۍ رینج کې، د ذخیره کولو موډولس G' او د ضایع کولو موډول G" د oscillation فریکونسۍ په زیاتوالي سره زیاتیږي. دا په عمده توګه د دې حقیقت له امله دی چې د oscillation فریکونسۍ په زیاتوالي سره، په سیسټم کې د مالیکولر سلسلې برخې په لنډ وخت کې د خرابیدو لپاره د بیرته راستنیدو لپاره هیڅ وخت نه لري، په دې توګه هغه پدیده ښیي چې ډیر انرژي ذخیره کیدی شي) لوی جی′یا له لاسه ورکولو ته اړتیا لري (G»).

د oscillation فریکونسۍ د زیاتوالي سره، د سیسټم ذخیره کولو ماډل ناڅاپه راټیټیږي، او د سیسټم د ډله ایزې برخې او KGM منځپانګې په زیاتوالي سره، د ناڅاپي راټیټ فریکونسۍ نقطه په تدریجي ډول لوړیږي. ناڅاپه راټیټ ممکن د کمپیکٹ جوړښت د ویجاړولو له امله وي چې د KGM او HPMC تر منځ د هایدروفوبیک اتحادیې لخوا په سیسټم کې د خارجي کتار په واسطه رامینځته شوی. سربیره پردې، د سیسټم د ډله ایزې برخې او KGM منځپانګې زیاتوالی د کثافاتو جوړښت ثبات ساتلو لپاره ګټور دی، او د خارجي فریکونسۍ ارزښت زیاتوي چې جوړښت ویجاړوي.

2.4 د KGM/HPMC جامع سیسټم د تودوخې سکین کولو منحني تحلیل

د ذخیره کولو ماډلونو او د KGM/HPMC محلولونو د ضایع کولو ماډلونو څخه د مختلف ډله ایزو برخو او مختلف مرکب نسبتونو سره، دا لیدل کیدی شي کله چې د سیسټم ډله ایزه برخه 0.50٪ وي، د G.′او جی»د HPMC محلول په سختۍ سره د تودوخې سره بدلیږي. ، او جی»> جي′د سیسټم viscosity حاکمیت لري؛ کله چې ډله ایزه برخه زیاته شي، G′د HPMC محلول لومړی بدله پاتې کیږي او بیا په چټکۍ سره وده کوي، او G′او جی»په شاوخوا 70 کې تقاطع کوي°C (د تقاطع نقطه تودوخه د جیل نقطه ده)، او سیسټم پدې وخت کې جیل جوړوي، پدې توګه دا په ګوته کوي چې HPMC د حرارتي پلوه جیل دی. د KGM حل لپاره، کله چې د سیسټم ډله ایزه برخه 0.50٪ او 0.75٪ وي، G′او د سیسټم G "د کمیدو رجحان ښیې؛ کله چې ډله ایزې برخې زیاتې شي، د KGM محلول G' او G" لومړی کمیږي او بیا د پام وړ زیاتیږي، کوم چې دا په ګوته کوي چې د KGM محلول د جیل په څیر ځانګړتیاوې په لوړه ډله ایزو برخو او لوړې تودوخې کې ښکاره کوي.

د تودوخې د زیاتوالي سره، د G′او جی»د KGM/HPMC پیچلي سیسټم لومړی کم شوی او بیا د پام وړ لوړ شوی، او G′او جی»د تقاطع نقطې څرګندې شوې، او سیسټم یو جیل جوړ کړ. کله چې د HPMC مالیکولونه په ټیټه تودوخه کې وي، د هایدروجن تړل د مالیکول چین او د اوبو مالیکولونو کې د هایدروفیلیک ګروپونو ترمنځ واقع کیږي، او کله چې د تودوخې درجه لوړه شي، تطبیق شوی تودوخه د HPMC او د اوبو مالیکولونو ترمنځ جوړ شوي هایدروجن بانډونه له منځه یوسي، چې په پایله کې د HPMC میکرو مالیکولونو رامینځته کیږي. زنځیرونه په سطحه د هایدروفوبیک ګروپونه ښکاره کیږي، د هایدروفوبیک اتحادیه واقع کیږي، او ترموټروپک جیل جوړیږي. د ټیټ ډله ایزې برخې سیسټم لپاره، د KGM ډیر مواد کولی شي جیل جوړ کړي؛ د لوړ ډله ایزې برخې سیسټم لپاره، د HPMC ډیر مواد کولی شي جیل جوړ کړي. د ټیټ ډله ایز فرکشن سیسټم (0.50٪) کې، د KGM مالیکولونو شتون د HPMC مالیکولونو ترمنځ د هایدروجن بانډونو رامینځته کولو احتمال کموي، په دې توګه د HPMC مالیکولونو کې د هایدروفوبیک ګروپونو د افشا کیدو احتمال ډیروي، کوم چې د ترموټروپیک جیل جوړیدو لپاره مناسب دی. د لوړ ماس فریکشن سیسټم کې، که چیرې د KGM محتوا خورا لوړه وي، د سیسټم ویسکوسیت لوړ دی، کوم چې د HPMC او KGM مالیکولونو ترمنځ د هایدروفوبیک اتحادیې لپاره مناسب نه دی، کوم چې د ترموجینک جیل جوړولو لپاره مناسب نه دی.

3. پایله

په دې مقاله کې، د KGM او HPMC د مرکب سیسټم ریولوژیکي چلند مطالعه شوی. پایلې ښیي چې د KGM/HPMC مرکب سیسټم یو غیر نیوتونین مایع دی، او د KGM/HPMC مرکب سیسټم د مایع ډول په عمده توګه د KGM لخوا ټاکل کیږي. د سیسټم د ډله ایزې برخې زیاتوالی او د KGM مینځپانګې دواړه د مرکب محلول مایعیت کموي او د هغې ویسکوسیت زیاتوي. په سولی حالت کې، د KGM او HPMC مالیکولي زنځیرونه د هایدروفوبیک تعاملاتو له لارې یو ژور جوړښت جوړوي. په سیسټم کې جوړښت د بهرني شین کولو له امله ویجاړ شوی، چې په پایله کې د سیسټم ذخیره کولو ماډل کې ناڅاپي کمښت رامنځته کیږي. د سیسټم د ډله ایزې برخې او KGM مینځپانګې زیاتوالی د کثافاتو جوړښت ثبات ساتلو لپاره ګټور دی او د بهرني فریکونسۍ ارزښت ډیروي چې جوړښت ویجاړوي. د ټیټ ډله ایزې برخې سیسټم لپاره، د KGM ډیر مواد د جیل جوړولو لپاره مناسب دي؛ د لوړې ډله ایزې برخې سیسټم لپاره، د HPMC ډیر مواد د جیل جوړولو لپاره مناسب دي.