Właściwości reologiczne zatężonych kukurydzianych wywarów gorzelnianych

• Autorzy: Broniarz-Press L. , Rozanski J. , Rozanska S.

Warianty tytułu

EN

Rheological properties of condensed corn distillers solubles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono właściwości reologiczne zatężonej frakcji rozpuszczalnych składników kukurydzianego wywaru gorzelnianego (CDS) powstałego przy produkcji etanolu. Analizowane próbki zawierały od 10 do 40 % suchej masy składników CDS. Pomiary zostały przeprowadzone w przepływie ustalonym i oscylacyjnym. Wykazano, że zawiesiny CDS są płynami o złożonych właściwościach reologicznych. Mają one cechy płynów tiksotropowych, a w zakresie stężeń od 25 do 40 % występuje granica płynięcia. Do opisu krzywych płynięcia przy wzrastającej i malejącej szybkości ścinania zastosowano model Herschela-Bulkleya. Wartość granicy płynięcia świeżych zawiesin mieściła się w zakresie od 3,2 Pa dla CDS o stężeniu 25 % do 46,7 Pa dla CDS o stężeniu 40 %. Zniszczenie w przepływie ścinającym mikrostruktury CDS prowadziło do około czterokrotnego obniżenia granicy płynięcia. Na podstawie badań oscylacyjnych stwierdzono, że w płynie w stanie spoczynku powstaje mikrostruktura żelu. Mikrostruktura ta ulega zniszczeniu w ścinającym przepływie rotacyjnym, który jednocześnie przeciwdziała jej pełnej odbudowie. Odbudowę mikrostruktury zaobserwowano natomiast w przepływie oscylacyjnym. Czas odbudowy mikrostruktury silnie zależał od stężenia CDS. W przypadku stężeń 25 i 30 % pełna odbudowa mikrostruktury nastąpiła po 8060 s i 10350 s. W przypadku CDS o stężeniu 35 i 40 % w czasie trwania eksperymentu (10800 s) mikrostruktura płynu uległa odbudowie w 54 i 45 %.

EN

In the paper, the rheological properties were presented of condensed fraction of corn distillers solubles (CCDS) originating from the production of ethanol. In the samples analyzed, the content of dry matter ranged from 10 to 40 % of CCDS. The measurements were performed using a rotational and oscillatory shear flow. It was proved that the CCDS suspensions were fluids showing complex rheological properties. Their characteristics were that of thixotropic fluids, and, within the concentration range from 25 to 40 %, the yield stress was present. To describe the flow curves at an increasing and decreasing shear rate, a Herschel-Bulkley model was applied. The yield stress values of fresh suspensions varied in the range from 3.2 Pa for CCDS of a 25% concentration rate to 46.7 Pa for CCDS of a 40 % concentration rate. The destruction of CCDS microstructure in the shear flow caused the yield stress values to decrease fourfold. Based on the oscillation tests, it was confirmed that a gel microstructure was formed in the fluid at rest. That microstructure was destroyed in a rotational shear flow, which, at the same time, prevented its complete reconstruction. On the other hand, the reconstruction of that microstructure was observed in the oscillatory flow. The microstructure reconstruction time was strongly dependent on the CCDS concentration rate. For the concentrations rates of 25 % and 30 %, the complete reconstruction of the microstructure occurred after 8060 and 10350 s. In the case of the CCDS concentration rates of 35 and 40 %, 54 and 45 % of the fluid microstructure was reconstructed during the ongoing experiment (10 800 s).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2014
• Tom: 21
• Numer: 5
• Opis fizyczny: s.195-205,rys.,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Broniarz-Press L.

• Zakład Inżynierii i Aparatury Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska, ul.Berdychowo 4, 60-965 Poznań

autor

Rozanski J.

• Zakład Inżynierii i Aparatury Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska, ul.Berdychowo 4, 60-965 Poznań

autor

Rozanska S.

• Zakład Inżynierii i Aparatury Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska, ul.Berdychowo 4, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Adamczyk G., Sikora M., Krystyjan M.: Metody pomiaru właściwości tiksotropowych produktów żywnościowych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 3 (82), 19-34.
• [2] Belyea R.L., Rausch K.D., Tumbleson M.E.: Composition of corn and distillers dried grains with solubles from dry grind ethanol processing. Bioresour. Technol., 2004, 94, 293-298.
• [3] Brossard Perez L.E., Bezzon G., Olivares Gómez E., Cortez L.A.B.: Use of a rotational bench viscometer to study the influence of temperature and agitation speed on vinasse viscosity. Braz. J.Chem. Eng., 2000, 17 (2), 133-141.
• [4] Brzóska F., Węglarzy K.: Odnawialne źródła energii pochodzenia rolniczego. Wiadomości Zootechniczne, 2006, 3 (44), 3-14.
• [5] Clark A.H., Ross-Murphy S.B.: Structural and mechanical properties of biopolymer gels. Adv.Polym. Sci., 1987, 83, 57-192.
• [6] Dziubiński M., Kiljański T., Sęk J.: Podstawy reologii i reometrii płynów. Wyd. Politechniki Łódzkiej, Łódź 2009, ss. 195-207.
• [7] Eun J.-S., ZoBell D.R., Wiedmeier R.D.: Influence of replacing barley grain with corn-based dried distillers grains with solubles on production and carcass characteristics of growing and finishing beefsteers. Anim. Feed Sci. Technol., 2009, 152, 72-80.
• [8] Foegeding E.A.: Food biophysics of protein gels: A challenge of nano and macroscopic proportions. Food Biophys., 2006, 1, 41-50.
• [9] Houchin T.L., Hanley T.R.: Measurement of rheology of distiller’s grain slurries using a helical impeller viscometer. Appl. Biochem. Biotechnol., 2004, (113-116), 723-732.
• [10] Liu K.: Chemical composition of distillers grains, a review. J. Agric. Food Chem., 2011, 59, 1508- 1526.
• [11] Mobuchon Ch., Carreau P.J., Heuzey M.-Cl.: Effect of flow history on the structure of a non-polar polymer/clay nanocomposite model system. Rheol. Acta, 2007, 46, 1045-1056.
• [12] Nishinari K., Zhang H., Ikeda S.: Hydrocolloid gels of polysaccharides and proteins. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 2000, 5, 195-201.
• [13] Saluja A., Kalonia D.S.: Nature and consequences of protein-protein interactions in high protein concentration solutions. Int. J. Pharm., 2008, 358, 1-15.
• [14] Stokes J.R., Telford J.H.: Measuring the yield behaviour of structured fluids. J. Non-Newton. Fluid. Mech., 2004, 124, 137-146.
• [15] Thampi J., Pandit A.B.: Rheological properties of concentrated distillery spent wash and some metal corrosion studies. Indian J. Chem. Technol., 1999, 4 (6), 185-193.
• [16] Walker G.M.: Yeast - physiology and biotechnology. Ed. Wiley, 1998, pp 11-14.

Uwagi

Rekord w opracowaniu

Identyfikatory

DOI

10.15193/ZNTJ/2014/96/195-205