За последнее столетие наша цепочка поставок продуктов питания превратилась в глобальную отрасль, которая постоянно совершенствует производство, свойства продуктов питания и методы их обработки с помощью технологий.

Есть много аспектов пищевой промышленности и напитков, которые требуют понимания взаимодействия интерфейсов таблиц. В исследованиях и разработках пищевых продуктов необходимо знать основные биологические молекулярные взаимодействия. Интерфейсная реология также играет огромную роль в стабильности пищевых продуктов.

Помимо самих продуктов питания, необходимо учитывать внешний вид упаковки продуктов питания, а также строгие требования к очистке на предприятиях пищевой промышленности.

[Чистота поверхности - Чистота]

Вам нужно показать или оценить чистоту поверхности?

Поверхность окружает нас повсюду. Мы в них живем и используем их. Во многих случаях чистота поверхности является интересной и важной, а в некоторых случаях даже критической. Смысл « чистоты», конечно, является вопросом определения, охватывающим все измерения чистоты от макроскопического до нанометрового и в этом диапазоне.

Когда мы думаем о чистоте, первая категория поверхностей в нашем сознании - это поверхности домов и предметов, которые мы используем в нашей повседневной жизни - кухня, ванная комната, одежда и, возможно, наш транспорт, например, наши автомобили. Но мы также ожидаем, что общественные места должны быть гигиеничными - рестораны, общественный транспорт и больницы. Последняя область является одной из ключевых для нано - чистоты. Например, очищение больничных хирургических инструментов и других поверхностей является ключом к успешной хирургии и предотвращению распространения болезни. В удаленных от нас местах, таких как производство и переработка пищевых продуктов, лекарств или других чувствительных веществ, переход от производства одного компонента к другому может потребовать поверхностной гигиены между ними. Или в электронике и оптике, а также в производстве схем или покрытий, мельчайшие молекулы пыли могут быть катастрофическими. Другие структуры, такие как нефтепроводы и теплообменники на электростанциях, подвергаются воздействию загрязнения с течением времени, а нежелательное накопление веществ, таких как образование осадков, нагар, образование биопленок и нагар, может препятствовать функционированию.

Представление и оценка чистоты поверхности в реальном времени

QSense QCM - D может измерять и количественно измерять осадки, отложения накипи и образование биопленок в наномасштабе, а также удалять одни и те же осадки в реальном времени и количественно. Важно оптимизировать условия, чтобы уменьшить или предотвратить нежелательное скопление веществ, и вы можете продемонстрировать чистоту до, после и во время изменения окружающей среды. В таких областях очистки, как оценка чистоты кухни, описание образования биопленки и измерение адсорбции битума в грязи из нефтепроводов, можно помочь разработать методы или добавки для их устранения.

Быстрая оценка чистоты поверхности с помощью измерения угла контакта

Эффективность состава очищающего и моющего средства может быть оценена путем измерения угла контакта.

Свобода поверхности для очистки и обработки может быть напрямую связана с чистотой и составом поверхности. Угол контакта является чувствительным из всех методов анализа поверхности, поскольку даже нанометровые размеры поверхности влияют на поведение увлажнения. Как простой и быстрый метод измерения, угол контакта обычно используется для отслеживания процесса очистки и эффективности очищающего раствора. Поэтому измерение угла контакта является очень подходящим методом контроля качества в областях, где контроль чистоты имеет решающее значение. Автоматизированное измерение угла контакта с помощью Theta обеспечивает независимый и быстрый метод оценки чистоты.

Чистота кремниевых пластин и плат является важным фактором для обеспечения оптимизации функций конечного продукта. Чистота стеклянной поверхности например струйная печать бутылки или применение клея для маркировки непосредственно влияет на качество последующих этапов обработки. Измерение загрязнения стекла помогает сократить отходы и обеспечить эффективное производство.

ASTM C813 - 90 - измерение гидрофобного загрязнения стекла с использованием угла контакта

[Обработка поверхностей и покрытие - бумага и упаковка]

В упаковочной промышленности адгезия и смачиваемость играют ключевую роль во многих процессах. Упаковочный материал обычно состоит из различных слоев материала для удовлетворения всех требований к защите и улучшению продукта в упаковке.

Оптимизация адгезии краски на бумаге

Из - за относительно низкой стоимости и возобновляемости, бумага часто используется в качестве упаковочного материала. Бумага, как правило, имеет недостаточную изоляцию, поэтому различные полимерные покрытия используются для производства ламинированных материалов. Для обеспечения хороших механических свойств ламината необходимо оптимизировать адгезию между полимером и бумагой. Влажность и шероховатость поверхности играют ключевую роль в адгезии и могут быть изучены путем сочетания измерений угла контакта и шероховатости поверхности.

Перед окончательным использованием бумажных изделий древесные волокна обычно подвергаются механической или химической модификации. Совершенствование новых видов волокон, таких как использование нанотехнологий для функционализации волокон, также является горячей темой исследований. Производительность одного волокна может быть изучена с помощью тензометра или оптического тензометра в сочетании с кожным распределителем.

Влияние шероховатости на смачиваемость бумаги

Из - за его волокнистой структуры поверхность бумаги и картона почти всегда грубая. Поскольку это усиливает смачивающий эффект химических веществ на поверхности, эта шероховатость влияет на смачиваемость. Кроме того, различные типы плазменной и пламенной обработки, используемые для улучшения качества печати, влияют на химию поверхности и шероховатость поверхности, поэтому важно оценить влияние шероховатости на угол контакта.

Следующий пример показывает влияние шероховатости на угол контакта. Измерение шероховатости и угла контакта воды в трех разных местах проб. В частности, гидрофильная бумага, измеренный угол контакта показывает большие изменения в показаниях угла контакта. После устранения влияния шероховатости путем вычисления угла контакта с поправкой на шероховатость, угол контакта становится ближе друг к другу. Разница в углах контакта при коррекции шероховатости обусловлена химическими свойствами поверхности. Сочетание измерения угла контакта и шероховатости поверхности позволяет оценить, как шероховатость влияет на угол контакта.

[Загрузить шероховатость и смачиваемость поверхности]

Оценка качества типографских работ с использованием смачивающих исследований

Другим аспектом упаковки является ее визуальный внешний вид. Цель печати на упаковке - продажа внутренней продукции. Качество печати зависит от смачиваемости чернил, абсорбции и распространения на пористую бумагу. Печать на полимерных красках с низкой поверхностной энергией может быть сложной. Оптический тензорометр может использоваться для измерения угла контакта для оценки воздействия внутреннего и поверхностного клея на абсорбционные свойства бумаги. При необходимости высокоскоростные камеры могут изучать очень быстрое поглощение.

Технология струйной печати все чаще используется для домашней и офисной печати, а также в промышленной печати, упаковочной промышленности и функциональных приложениях печати. Оптический тензорометр в сочетании с кожным лифтовым распределителем может быть использован для демонстрации пригодности струи к печати, особенно ее взаимодействия с бумагой.

Для изучения абсорбционных свойств покрытий и красок используется метод увлажнения порошка механическим натяжением.

Для оценки эффективности обработки плазмы на экструзионной бумаге используются измерения угла контакта.

При печати пластмассовых поверхностей, которые не являются абсорбирующими и имеют низкую поверхностную энергию, адгезия между чернилами и материалом является сложной. Свободная энергия поверхности материала должна быть выше, чем свободная энергия поверхности чернил. Для обеспечения хорошего качества печати перед печатью следует использовать такие методы обработки поверхности, как плазменная и пламенная обработка, чтобы увеличить свободную энергию поверхности покрытия.

Прикладной дайджест: оценка обработки поверхностей в упаковочной промышленности

Измерение натяжения при распечатке струй

струйная печать - это многоцелевая технология, которая широко используется в малой домашней и офисной печати, высокоскоростной промышленной печати и более инновационных функциональных приложениях печати. Поскольку взаимодействие между чернилами и основой имеет решающее значение для определения качества струйной печати, метод измерения натяжения широко используется в этой области.

Сравнивая поверхностное натяжение чернил с поверхностью основного материала, можно оценить адгезию между чернилами и основным материалом. Для изучения поглощения и расширения капель используются измерения угла контакта. Оптический тензорометр Theta с опцией распределителя обновления кожи генерирует капли того же размера, что и реальные струйные процессы, используя пьезоэлектрический привод.

Прикладной дайджест: измерение натяжения в струйной печати

Статьи в блоге

[Влияние шероховатости поверхности на смачиваемость бумаги и картона]

[6 причин измерения смачиваемости в контроле качества бумаги и картона]

[Анализ смачивания струйной печати]

[Интерфейсная биология - биомолекулярное взаимодействие]

Анализ биомолекулярных взаимодействий

Анализ биомолекулярных взаимодействий находится в центре внимания многих дисциплин, от биохимии и биотехнологии до медицинских наук. Будучи центром фундаментальных и прикладных исследований и разработок, исследования биомолекулярных взаимодействий направлены на то, чтобы перейти от простого приобретения знаний и понимания биологических систем и функций к использованию полученных знаний для разработки лекарств, бионических датчиков и технологий, которые улучшают качество нашей жизни.

Базовое понимание биологических молекулярных взаимодействий

Например, в фундаментальных и прикладных исследованиях целью является базовое понимание механизмов взаимодействия липидов и белков - рецепторов, в которых эти системы изучаются и характеризуются процессами взаимодействия биологических молекул.

QSense QCM-DЭто метод обнаружения и мониторинга биологических молекулярных взаимодействий в реальном времени, таких как динамика соединений и взаимодействий и структурные изменения в молекулярном слое. Этот метод был использован для улучшения понимания механизмов взаимодействия целей и изменений в структуре рецепторов. Он также используется для изучения поведения молекул и причин заболеваний, таких как нарушение сворачивания белков, скопление полипептидов, растущих и тонких волокон, амилоидных структур и т. Д.

Поскольку большинство биохимических реакций в природе происходит на клеточных мембранах, состоящих из двухслойных мембран фосфата или внутри клеток, мембраны влияют на свертывание белков и создают конкретную микросреду, в которой происходит реакция. Для понимания и моделирования реальных биологических систем эти взаимодействия должны изучаться в среде, имитирующей природные условия. Мембранный фосфолипидный монодециллин Лангмюэля оказался превосходной модельной системой для биологических мембран. В исследованиях лекарств проникновение лекарств в клетки через клеточную стенку и реакция препарата на клеточную мембрану являются важными факторами в передаче лекарств. Они могут быть оценены путем изучения взаимодействия препарата с плавающей биомембранной моделью. В пищевой промышленности удаление аллергенных белков очень важно, и более глубокое понимание может быть достигнуто путем изучения молекулярного уровня.

Прикладной дайджест: взаимодействие биологических молекул в клеточных мембранных моделях.

Анализ биомолекулярных взаимодействий в прикладных исследованиях и разработках

Эта новая информация может быть использована после того, как будут созданы знания в области взаимодействия биологических молекул. В прикладных науках, таких как фармакологические исследования, нанотоксикология или конструкция биодатчиков, взаимодействие биомолекул имеет решающее значение, и эти знания могут быть использованы для определения целей новых соединений и обнаружения потенциальных новых лекарств - кандидатов.

В этом контексте QSense QCM - D используется для анализа взаимодействия белков и белков с ДНК, а также для обнаружения взаимодействия антител - антигенов. QCM - D очень чувствителен к изменениям конфигурации трехуровневой структуры после связывания мелких молекул с белками и может использоваться для проектирования, проверки и оптимизации фармацевтических соединений. Например, изучается влияние амилоидных ингибиторов роста, изучается конфигурационное воздействие рецепторов нуклеиновых кислот и фильтруется взаимодействие соединений с клетками и белковыми лекарственными мишенями.

Знание биомолекулярных взаимодействий также может быть использовано для проектирования биодатчиков и систем обнаружения, где биоповедение имитируется и используется, например, для обнаружения и диагностики заболеваний.

Токсичность наночастиц

Наночастицы (NP) теперь используются во многих различных отраслях промышленности, включая косметику, краски и покрытия. Поэтому были проведены углубленные исследования токсичности наночастиц. Благодаря своему огромному соотношению площади поверхности, вдыхаемые наночастицы могут вызывать воспаление легких и нежелательные иммунные реакции в дыхательной системе.

Плёночный анализатор LangmuirЭто хороший инструмент для изучения воздействия наночастиц на липидные мембраны. Изучалось влияние наночастиц 1 Вт% гидроксифосфата на кривую изотермического сжатия природного поверхностно - активного агента легких (Infasurf). После контакта с наночастицами кривая изотермического сжатия слева имеет выраженную временную зависимость, что указывает на ингибирующее действие поверхностно - активных веществ.

ACS Nano 2011, 5 (8), 6410 - 6416. 2011 Американское химическое общество авторские права. (С разрешения)

Для получения дополнительной технической информации QCM - D нажмитеСтраницы продукции ПодробнееДля получения дополнительной информации о технологии LB - пленки нажмитеСтраницы продукции ПодробнееЧтобы узнать или проконсультироваться с нашим техническим инженером

[Поверхностно - активные вещества и стабильность эмульсии / жидкости]

Эмульсия представляет собой смесь двух или более жидкостей, которые обычно несовместимы друг с другом. С термодинамической точки зрения эмульсия является нестабильной системой, поскольку жидкостно - жидкостная система имеет естественную тенденцию к разделению и снижению энергии ее интерфейса.

Стабильность эмульсии можно определить как способность системы противостоять изменениям ее физико - химических свойств со временем. Стабильность эмульсии очень важна во многих промышленных применениях, включая краски, продукты питания, сельскохозяйственные рецептуры, индивидуальный уход и нефть. Несколько механизмов, таких как эмульсия, флокуляция и агрегация, могут привести к потере молока.

Хотя стабильность эмульсии необходима в большинстве промышленных продуктов и процессов, есть также процессы, которые не требуют стабильности эмульсии. Например, рекуперация сырой нефти требует отделения сырой нефти от воды до ее транспортировки, или очистка сточных вод не требует эмульсии.

Тест интерфейсной реологии предсказывает стабильность эмульсии

Интерфейсная реология - это особая ветвь реологии, которая включает в себя изучение специальных двумерных систем, сформированных на интерфейсе. Подобно тому, как реология изучает поток жидкости, интерфейсная реология изучает характеристики потока на границе раздела жидкости.

Интерфейсная реология в продуктах питания и напитках

Белки могут использоваться в качестве поверхностно - активных веществ в продуктах питания, но также могут быть добавлены другие стабилизаторы для повышения стабильности. Фосфолипиды являются одним из немногих природных поверхностно - активных веществ. Природные поверхностно - активные вещества вызывают растущий интерес по мере того, как экологические и медицинские проблемы привлекают внимание.

Скачать Applied Digest: адсорбция белков на границе между газом и масляной водой и гелирование интерфейса

Прикладной дайджест скачать: интерфейсная реология мономолекулярного слоя на газожидкостном интерфейсе

Смотреть вебинар: интерфейсная реология: от основ к приложениям

Поверхностные характеристики неионных эмульгаторов промышленного класса

ПАВ широко используется в промышленных применениях, таких как краски, продукты питания, сельскохозяйственные рецептуры, индивидуальный уход и нефть, где важна стабильность эмульсии и пены. Алкоэтиленглициды заменяют более токсичные алкилфенолэтоксиды, которые традиционно используются в качестве эмульгаторов во многих областях применения. Тем не менее, гликол прямой цепи не продемонстрировал таких же хороших свойств эмульгатора, как алкилфенол - этиленоксид, главным образом потому, что последний имеет более крупный хвост. Это связано с тем, что полярные головки и углеводородные хвосты имеют разные размеры, что препятствует образованию плотно накапливающихся пленок на интерфейсе.

Были изучены адсорбционные и поверхностно - реологические свойства двух неионных поверхностно - активных веществ промышленного класса, основанных на различных количествах EO - групп. Речь идет о C10EO6 и C10EO14.

Изотермические линии поверхностного давления обоих ПАВ соответствуют модели переориентации. Однако данные поверхностного реологии интерпретируются по - разному. Это показывает, что C10EO6 может быть объяснен в рамках модели процесса диффузионной релаксации, в то время как C10EO14 отклоняется от процесса диффузионной релаксации, и его реакция поверхностного потока близка к реакции поверхностно - активных неионных полимеров. На рисунках 1 (C10EO6) и 2 (C10EO14) показаны модули накопления энергии (E ') и модули потерь (E'), полученные в результате колебаний двух поверхностно - активных агентов на двух частотах (0,02 Гц и 0,5 Гц). Результаты показали, что только экспериментальные данные по поверхностно - активному агенту C10EO6 хорошо согласуются с предложенной моделью.

Рисунок 1. Функция зависимости ПАВ C10EO6 от концентрации ПАВ в организме на двух частотах (0,02 Гц - треугольник) и (0,5 Гц - ромб) для хранения модуля (E ', полый символ) и модуля потерь (E', сплошной символ). Реальные и пунктирные линии являются оптимальными кривыми соответствия экспериментальным данным модели диффузии.

Рисунок 2. Функция соотношения между модулем хранения (E ', полый символ) и модулем потерь (E', сплошной символ) поверхностно - активного агента C10EO14 на двух частотах (0,02 Гц - треугольник) и (0,5 Гц - ромб) и концентрацией тела поверхностно - активного агента. Реальные и пунктирные линии являются оптимальными кривыми соответствия экспериментальным данным модели диффузии.

Характеристики поверхностного потока обоих поверхностно - активных веществ указывают на то, что они образуют вязко - эластичный слой на границе между воздухом и водой, но адсорбционные мембраны проявляют разное поведение из - за различного количества кислородно - этиленовых групп. Для более мелких поверхностно - активных веществ данные о адсорбции и потоке соответствуют модели диффузии, в то время как более крупные поверхностно - активные вещества C10EO14 демонстрируют поверхностное поведение, более близкое к поведению поверхностно - активных полимеров. Более того, сравнение упругости расширения и вязкости двух поверхностно - активных веществ показывает, что эластичность может быть увеличена за счет увеличения количества групп EO. эластичность адсорбционной мембраны ПАВ напрямую связана со стабильностью пены и эмульсии. Таким образом, поверхностно - активные вещества C10EO14 могут образовывать более стабильный антиагломерационный слой, чем более короткие ПАВ C10EO6. Тем не менее, C10EO6 обладает большей способностью к образованию, чем C10EO14, из - за более высокой диффузии первого ПАВ. Таким образом, эти результаты могут найти интересное применение для рационального развития стабильных пеноматериалов и эмульсий с использованием неионных поверхностно - активных веществ, содержащих группы кислорода.

文献依据: P. Ramírez, L.M. Pérez-Mosqueda, L.A. Trujillo-Cayado, M. Ruiz, J. Munoz, R.Miller, Равновесие и поверхностная реология двух поверхностно-активных веществ полиоксиэтилена (CiEOj), отличающихся по количеству оксиэтиленовых групп, Colloids Surf., A 375(2011) 130–135.

Асфальтоустойчивая масляно - водная эмульсия

Когда масло перерабатывается, образуется сложная масляно - водная эмульсия. Асфальт, адсорбируемый на границе между маслом и водой, как правило, повышает стабильность этих эмульсий. Стабильная масляно - водяная эмульсия обычно не требуется, так как это увеличивает расходы на перекачку и транспортировку и разъедает трубопроводы, насосы и дистилляционные колонны.

Поверхностную активность битума можно оценить с помощью оптического натяжения с помощью простого измерения поверхностного натяжения. Комбинируя высоковольтные полости в систему, можно проводить измерения при высоком давлении и высокой температуре.

Другим широко используемым методом является изучение изменчивости интерфейса между нефтью и водой. эластичность интерфейса связана со стабильностью эмульсии нефти и воды. Поверхностная изменчивость адсорбционного слоя асфальта может быть изучена методом колебательных капель. Другим методом является использование интерфейсного сдвигового потока (ISR) на основе поплавкового преобразователя для представления реляционной функции плотности накопления битума.

Угловой микроскоп Брюстера позволяет визуализировать морфологические исследования битума на воздушно - водной границе.

Скачать Applied Digest: Гелидированная адсорбция белков на границе между воздухом и водой и нефтью и водой

Скачать: Изображение тонкопленочной структуры: угловой микроскоп Брюстера

Смотреть вебинар: интерфейсная реология: от основ к приложениям