Kosmetika, doplňky stravy, balení potravinářských výrobků.
Metoda stanovení objemové hmotnosti
společnost “KorolevFarm” není pouze smluvní výrobce kosmetiky, ale vyrábí také biologicky aktivní potravinářská aditiva (BAA) ve formě tablet a kapslí. V tomto ohledu se zdá být nutné mluvit o některých podobných termínech a technologických vlastnostech těchto produktů.
Technologické vlastnosti práškového (tablety a zapouzdřený) léčivé látky a biologicky aktivní potravinářské přídatné látky závisí na jejich fyzikálně-chemických vlastnostech. Při výrobě doplňků stravy ve formě tablet a ve formě tvrdých želatinových kapslí je nutné brát v úvahu různé technologické vlastnosti, protože účinné složky a mnohé extrakty léčivých rostlin jsou ve formě prášků nebo práškových směsí.
Sypná hustota
Základní charakteristikou všech sypkých materiálů je hustota. Existují pojmy skutečné a objemové hmotnosti, které se měří v g/cm3 nebo kg/m3.
Skutečná hustota je poměr hmotnosti tělesa k objemu stejného tělesa ve stlačeném stavu, ve kterém se neberou v úvahu mezery a póry mezi částicemi. Skutečná hustota je konstantní fyzikální veličina, kterou nelze změnit.
Sypké materiály se v přírodním stavu (nezhutněné) vyznačují objemovou hmotností. Objemovou hmotností různých sypkých materiálů se rozumí množství prášku (sypkého produktu), které je ve volně naplněném stavu v určité jednotce objemu.
Objemová hmotnost daného prášku nebo libovolné sypké směsi (D sat. pl.) je určena poměrem hmotnosti volně nasypaného prášku (Bulk mass) k objemu tohoto prášku (Vcvessel) podle vzorce:
D sat. pl = Hmotnost sypkého materiálu / Vcvessel
Objemová hmotnost zohledňuje nejen objem částic materiálu, ale také prostor mezi nimi, takže objemová hmotnost je mnohem menší, než je pravda. Například skutečná hustota kamenné soli je 2,3 t/m3 a sypké soli je 1,02 t/m3.
Při znalosti objemové hmotnosti použitých sypkých materiálů je možné vypočítat jejich objem a podle toho i výšku plnění při navrhování nádob nebo dávkovačů, stejně jako kapslí a tablet. Je jasné, že pokud částečně známe některé parametry, a to výšku zásypu, tak i koeficient zásypu, tak můžeme spočítat výšku očekávaného objemu, tedy výšku formátových dílů, což je velmi důležité při řešení technologických problémů. Samozřejmě, pokud je známa sypná hustota prášku, pak mohou technologové snadno vypočítat hmotnost pro jednu dávku, porci nebo balení a tím určit hodnotu dávkování pro lis na kapsle nebo tablety, stejně jako pro jakékoli jiné balicí zařízení.
Hodnota sypné hmotnosti se stanoví v souladu s normou (GOST 19440-94 „Kovové prášky. Stanovení sypné hmotnosti. Část 1. Metoda s použitím nálevky. Část 2. Metoda Scottova volumetrického metru“) pomocí objemového měřiče, jehož pracovní princip je na základě přesného stanovení hmotnosti prášku plnícího odměrnou nádobu. Objemový měřič se skládá z nálevky se sítem a těla s několika skloněnými sklenicemi, kterými prášek sypaný padá do kelímku s odměřeným objemem a hmotností.
 |
| Rýže. 1 Zařízení pro stanovení maximální objemové hmotnosti prášků |
| 1-odměrný válec; 2-stupnice; 3-přepínač; 4-nastavovací šroub; 5-pojistná matice |
Objemová nebo objemová hustota závisí na velikosti, tvaru, obsahu vlhkosti a hustotě částic granulí nebo prášku. Na základě hodnoty tohoto indikátoru lze predikovat a vypočítat objem maticových kanálů. Postup měření objemové hmotnosti práškové směsi nebo monoprášku se provádí pomocí speciálního zařízení (obr. 1).
Vyrobí se odvážená dávka 5,0 g prášku. Přesnost vzorku je do 0,001 g. Dále se vzorek nalije do odměrného válce. Nastavte amplitudu vibrací na zařízení (35-40 mm) pomocí seřizovacího šroubu. Nastavte značku na stupnici a zajistěte polohu pomocí pojistné matice. Dále se pomocí transformátoru nastaví frekvence kmitání. Frekvence se nastavuje v rozsahu od 100 do 120 kol/min, dle počítadla. Po zapnutí zařízení páčkovým spínačem obsluha sleduje značku, na které je nastavena hladina prášku ve válci. Zpravidla se po 10 minutách provozu zařízení hladina prášku nebo směsi ustálí a zařízení se musí vypnout.
Objemová hmotnost se vypočítá podle vzorce:
kde: ρн – objemová hmotnost, kg/m3;
m – hmotnost sypkého materiálu, kg;
V je objem prášku ve válci po zhutnění, m3.
V závislosti na sypné hustotě jsou prášky klasifikovány takto:
ρн > 2000 kg/m 3 – velmi těžké;
2000 > ρн > 1100 kg/m 3 – těžký;
1100 > ρн > 600 kg/m 3 – průměr;
Jedním ze zařízení používaných k měření objemové hmotnosti (ale i dalších charakteristik práškové směsi nebo monoprášku) je zařízení VT-1000.
 |
| Obr.2 Bettersize BT-1000. Zařízení pro stanovení sypné hmotnosti a dalších vlastností prášků |
Analyzátor VT-1000 (obr. 2) se používá ke stanovení tokových vlastností různých sypkých materiálů. Prášek nebo práškové směsi jsou podle definice dvoufázové systémy. Povrchové vlastnosti částic práškové směsi nebo monoprášku, stejně jako jejich hustota, všechny tyto parametry určují její chování v toku a jejich tekutost. Správné stanovení parametrů tekutosti je velmi důležité pro výpočty procesů zpracování prášku, jeho balení, přepravy a skladování.
Pomocí VT-1000 (obr. 3) je možné určit nejen objemovou hmotnost, ale také rozptyl, úhel dopadu, sypný úhel, úhel na ploché desce a setřenou hustotu. Z těchto charakteristik lze snadno vypočítat rozdílový úhel, stlačitelnost, objem prázdného prostoru, stlačitelnost, rovnoměrnost. Na základě charakteristik zaznamenaných na zařízení lze vypočítat Carrův index, který umožňuje určit hodnoty průtoku a provzdušnění
 |
| Obr.3 Stanovení sypné (objemové) hmotnosti |
(chování prášku v aerodynamické trysce).
Prášek se nasype do odměrného válce. Poměr objemu, který zabírá, k hmotnosti prášku je sypná nebo sypná hustota. Obr.3
Sypná hmotnost se stanovuje pro sypké stavební materiály: cement, písek, drť, štěrk atd. Sypnou hmotnost těchto materiálů lze stanovit v sypkém, zhutněném a přirozeném stavu.
Objemová hmotnostSypké materiály jsou hmotnost jednotky objemu materiálu volně loženého, tzn. s póry a dutinami lze tento parametr určit v souladu s metodami uvedenými v GOST 8735-88 a GOST 8269.0-97.
Objemová hmotnost se stanovuje pomocí přístroje (obr. 4.1), který se skládá ze standardní nálevky ve tvaru komolého kužele a odměrného válce o objemu 1 l nebo 10 l. Pro testování se pod trychtýřovou trubici instaluje předem zvážený odměrný válec. Vzdálenost mezi horní hranou válce a ventilem by měla být 50 mm. Suchý materiál se nasype do nálevky, poté se ventil otevře, válec se naplní přebytkem, ventil se uzavře a přebytečný materiál se pomocí kovového pravítka odřízne od středu v obou směrech v rovině s okraji válce. V tomto případě není povoleno hutnění materiálu. Poté se válec s materiálem zváží s přesností na 1 g. Objemová hmotnost materiálu ve stavu volné náplně se vypočítá pomocí vzorce:
kde m1 – hmotnost válce s materiálem, kg;
m2– hmotnost válce, kg;
V– objem válce, l.
Test se opakuje nejméně třikrát a konečný výsledek se vypočítá jako aritmetický průměr tří měření.
Při přepravě a skladování se sypké materiály zhutňují a jejich objemová hmotnost může být o 15-30 % vyšší než ve sypkém stavu. Objemovou hmotnost ve zhutněném stavu lze určit pomocí výše uvedené metody, nicméně po naplnění válce materiálem by měl být zhutněn vibrací po dobu 30-60 sekund na vibrační plošině lehkým 30x poklepáním válce o stůl. Během procesu zhutňování se materiál přidává, přičemž se ve válci udržuje určitý přebytek. Dále se přebytek odřízne, určí se hmotnost materiálu ve válci a vypočte se objemová hmotnost ve zhutněném stavu.
Na základě získaných výsledků je možné stanovit zhutnitelnost materiálu, která je obvykle charakterizována koeficientem zhutnění
kde: ρStudna.– objemová hmotnost materiálu ve zhutněném stavu, kg/l;
ρn.r.– objemová hmotnost materiálu v sypkém stavu, kg/l;
Rýže. 4.1. Schéma zařízení pro stanovení objemové hmotnosti materiálu ve volně sypaném stavu:
1 – standardní trychtýř; 2 – ventil; 3 – odměrný válec
5. Stanovení nasákavosti materiálu
Při určování nasákavosti materiálů z hornin je třeba se řídit GOST 30629-99. Nasákavost se stanovuje na pěti krychlových vzorcích o hraně 40–50 mm nebo válcích o průměru a výšce 40–50 mm. Každý vzorek se očistí kartáčem od uvolněných částic a prachu a vysuší do konstantní hmotnosti. Vzorky se zváží a změří po úplném ochlazení na vzduchu. Test se pak provede v následujícím pořadí. Vzorky hornin se umístí do nádoby s vodou o pokojové teplotě 15 – 20 0 C v jedné řadě tak, aby hladina vody v nádobě byla o 20 mm výše než horní okraj vzorků. Vzorky se uchovávají 48 hodin, poté se vyjmou z nádoby, vlhkost se z povrchu odstraní vlhkým měkkým hadříkem a každý vzorek se zváží. Hmotnost vody vytékající z pórů vzorku na váhu je zahrnuta do hmotnosti vzorku nasyceného vodou.
Absorpce vodyHmotnost nebo objem materiálu se rovná poměru hmotnosti vody absorbované vzorkem materiálu po nasycení k hmotnosti nebo objemu vzorku.
Hmotnostní absorpce vody se vypočítá podle vzorce:
= . 100, [%], (5.1)
kde m1– hmotnost vzorku v suchém stavu, kg;
m2– hmotnost vzorku ve stavu nasyceném vodou, kg.
Absorpce vody podle objemu se vypočítá podle vzorce:
= . 100, [%], (5.2)
kde m1– hmotnost vzorku v suchém stavu, kg;
m2– hmotnost vzorku ve stavu nasyceném vodou, kg;
V– objem vzorku, cm3.
Za konečný výsledek se považuje aritmetický průměr pěti stanovení absorpce vody.
