Caracterização reológica de suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose

Abstract

O comportamento reológico de suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foi avaliado usando um reômetro acoplado a um agitador, mais conhecido como reômetro de turbina. Foram analisadas suspensões formadas por soluções aquosas saturadas de sacarose a diferentes temperaturas (e, portanto, com diferentes concentrações de sacarose), às quais foram adicionadas diferentes frações de cristais de sacarose de tamanho conhecido. As frações de cristais de sacarose usadas na composição das suspensões foram separadas, através de peneiramento, a partir de três diferentes tipos de açúcares comerciais: açúcar granulado, refinado e de confeiteiro. As soluções aquosas saturadas de sacarose, consideradas como meio dispersante das suspensões, foram caracterizadas reologicamente utilizando-se um reômetro rotacional de cilindros concêntricos. Todas as soluções analisadas apresentaram comportamento Newtoniano nas faixas de concentração e temperatura avaliadas. Já as suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foram avaliadas reologicamente com o auxílio do reômetro de turbina, o qual foi montado na base do reômetro rotacional de cilindros concêntricos e cujo agitador foi acoplado ao eixo originalmente destinado ao cilindro interno. O agitador usado no equipamento foi do tipo âncora e teve suas constantes determinadas através de metodologia específica. As suspensões analisadas também apresentaram comportamento reológico do tipo Newtoniano. Os resultados obtidos foram utilizados para a obtenção de modelos relacionando a viscosidade das suspensões à fração das partículas cristalinas presentes no sistema, bem como às características reológicas do meio líquido.

Rheological properties of suspensions of sucrose crystals in saturated sucrose aqueous solutions were investigated using a rheometer coupled to an agitator, also known as mixer-type rheometer. Suspensions formed by saturated solutions were analyzed at different temperatures (and, therefore, at different sucrose concentrations), and with different added fractions of sucrose crystals of known size. Three different types of commercial sugars (granulated, refined, and confectioner) were sieved in order to obtain fractions of sucrose crystals of different sizes. Saturated sucrose aqueous solutions, considered as a suspension dispersant mean, were rheologically characterized using a concentric cylinders rheometer. In the studied ranges of concentration and temperature, all analyzed solutions showed Newtonian behavior. The crystals suspensions in saturated sucrose aqueous solutions were rheologically evaluated by using the mixer-type rheometer, which was coupled to the concentric cylinders rheometer. The impeller was an anchor type agitator and had their constants determined by means of a specific methodology. The analyzed suspensions also showed Newtonian behavior. The experimental results were used to obtain mathematical models relating the suspensions viscosity to the dispersant liquid phase viscosity and to the volumetric fraction of crystals.