t Nutrition & Health、Grindsted pectin LC810)、檸檬酸一水和物(和光株式會社、試藥特級)、檸檬酸三鈣(片山化學(xué)工 業(yè)株式會社、試藥一級)、氯化鈣(二水和物)(和光株式會社、試藥特級)、蔗糖(砂糖)(三井 制糖株式會社)、山梨酸鉀(臺糖株式會社、食品添加物)按照以下表(3)的配合作成的溶液, [表6] 表(3 ) LM果膠2 %溶液的配合組成 表 3a 緩沖液(Buffer solution)
總量(Final weight) 900g pH = 3. I 具體地說,首先在171. 192ml蒸餾水中攪拌溶解檸檬酸一水和物28. OOOg和檸檬酸三 鈣0. 808g,配合成總量為200ml并填充到密封容器中,作成緩沖液。此外,在193. 4ml蒸餾 水中攪拌溶解氯化鈣(二水和物)6. 600g,配合成總量為200ml并填充到密封容器中,作成 氯化鈣液。而且,使用在458ml蒸餾水中加入前述緩沖液30ml、前述氯化鈣液10ml,加熱沸 騰,一邊逐漸晃動地加入混合了 390g蔗糖(砂糖)和ISgLM果膠的物質(zhì)一邊攪拌溶解,沸騰 后加入山梨酸鉀0. 90g并攪拌溶解。而且,使用配合成總量為900g并填充到密閉容器后冷 卻,在25°C的恒溫室中保管16~24小時的溶液。使用哈伯德型比重瓶求出的LM果膠2% 溶液的25°C下的比重為1212. 3kg/m3。
[0084] 這種成為非牛頓流體的試料20的基準(zhǔn)的表觀粘度μ a。是預(yù)先使用錐板型粘度計(jì) (Rheologica Instrument AB 社制 Viscoanalyser RA- 100)的直徑為 40mm、維角為 4 度的圓錐型柱塞測定的。具體地說,如圖4所示,試料20夾在圓錐型柱塞和平板之間,計(jì)測 隨著圓錐型柱塞旋轉(zhuǎn)承受的轉(zhuǎn)矩M,在錐角為Θ、角速度為Ω、柱塞半徑為R時,基于轉(zhuǎn)矩M 和下式(8)計(jì)算出滑移速度dy/dt和表觀粘度μ3。,
[式 32]
[0085] 由錐板型粘度計(jì)得到的刺槐豆膠1. 5%溶液的25°C下的滑移速度d γ /dt與表觀 粘度的關(guān)系示于圖5,LM果膠2%溶液的25°C下的滑移速度(Ιγ/dt與表觀粘度μ a。的 關(guān)系示于圖6。而且,基于圖5,作為刺槐豆膠1. 5%溶液的滑移速度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn) 線)求出下式(9),
[式 33]
基于圖6,作為LM果膠2%溶液的滑移速度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn)線)求出下式(10), [式 34]
[0086] 該刺槐豆膠1. 5%溶液和該LM果膠2%溶液屬于非牛頓流體中指數(shù)則流體的類 另IJ。指數(shù)則流體是要開始流動所必須的滑移應(yīng)力的最小值(屈服值)為零的非牛頓流體。
[0087] 接著,說明本實(shí)施方式的測定例。
[0088] (1)首先,試料20裝入圓筒狀容器11中,柱塞12向試料2中浸漬到距液面的初期 深度L。= 41. 6mm并靜止。以后,通過圓筒狀容器11的循環(huán)水的溫度被調(diào)整,測定中的試 料20的實(shí)際溫度被控制成25±0. 3°C。
[0089] (2)然后,在驅(qū)動部13中柱塞12的第1相對移動距離Δ L1被設(shè)定在2mm的狀態(tài) 下,柱塞12以第1相對移動速度Vpl= 2. 45mm/s向試料20中進(jìn)一步浸漬。
[0090] (3)在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動作后,測定柱塞12從試 料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試料20承受的力的第1 峰值Fn。在此,在柱塞12高速運(yùn)動的情況下,由于停止距離因慣性而延長,所以基于力一 時間曲線所示的與第1峰值Fn相對應(yīng)的時間和第1相對移動速度V pl計(jì)算出實(shí)際的第1相 對移動距離ALp
[0091] 在本實(shí)施方式的測定例中,之后通過依次重復(fù)(兩次)使柱塞12返回到前述初期深 度L。= 41. 6mm并靜止的工序,(2)工序,以及(3)工序,合計(jì)測定了三次與柱塞12的第1 相對移動速度vpl相對應(yīng)的第1峰值F T1。
[0092] (4)然后,柱塞12返回到前述初期深度L。= 41. 6mm并靜止。
[0093] (5)然后,在驅(qū)動部13中柱塞12的第2相對移動距離Δ L2被設(shè)定成2mm的狀態(tài) 下,柱塞12以第2相對移動速度Vp2= 4. 90mm/s向試料20中進(jìn)一步浸漬。
[0094] (6)在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動作后,測定柱塞12從試 料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試料20承受的力的第2 峰值Ft2。在此,也基于力一時間曲線所示的與第2峰值Ft2相對應(yīng)的時間和第2相對移動 速度vp2計(jì)算出實(shí)際的第2相對移動距離Δ L 2。
[0095] 在本實(shí)施方式的測定例中,通過之后依次重復(fù)(兩次)(4 )工序至(6 )工序,合計(jì)測 定了三次與柱塞12的第2相對移動速度vp2相對應(yīng)的第2峰值F T2。
[0096] 在本實(shí)施方式的測定例中,進(jìn)而以60秒~120秒的測定間隔重復(fù)了(4)工序,柱 塞12的相對移動速度變更成第3相對移動速度Vp3= 7. 35mm/s、第4相對移動速度V ρ4 = 9. 80mm/s、第5相對移動速度Vp5= 12. 25mm/s、第6相對移動速度Vp6= 14. 70mm/s、第7相 對移動速度Vp7= 17. 15mm/s、以及第8相對移動速度Vps= 19.60mm/s中的任一種的(5)工 序,以及(6)工序。
[0097] SP、在柱塞12返回到前述初期深度L。= 41. 6mm并靜止,在驅(qū)動部13中柱塞12的 第3相對移動距離Δ L3被設(shè)定成2mm的狀態(tài)下,柱塞12以第3相對移動速度V p3= 7. 35mm/ s向試料20中進(jìn)一步浸漬,在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動作后,測 定柱塞12從試料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試料20承 受的力的第3峰值Ft3。在此,也基于力一時間曲線所示的與第3峰值Ft3相對應(yīng)的時間和 第3相對移動速度vp3計(jì)算出實(shí)際的第3相對移動距離△ L 3。通過重復(fù)以上的工序,合計(jì)測 定了三次與柱塞12的第3相對移動速度vp3相對應(yīng)的第3峰值F T3。
[0098] 然后,在柱塞12返回到前述初期深度L。= 41. 6mm并靜止,在驅(qū)動部13中柱塞 12的第4相對移動距離Δ L4被設(shè)定成2mm的狀態(tài)下,柱塞12以第4相對移動速度V p4 = 9. 80mm/s向試料20中進(jìn)一步浸漬,在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動 作后,測定柱塞12從試料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試 料20承受的力的第4峰值Ft4。在此,也基于力一時間曲線所示的與第4峰值Ft4相對應(yīng)的 時間和第4相對移動速度vp4計(jì)算出實(shí)際的第4相對移動距離AL4。通過重復(fù)以上的工序, 合計(jì)測定了三次與柱塞12的第4相對移動速度vp4相對應(yīng)的第4峰值F T4。
[0099] 然后,在柱塞12返回到前述初期深度L。= 41. 6mm并靜止,在驅(qū)動部13中柱塞 12的第5相對移動距離Δ L5被設(shè)定成2mm的狀態(tài)下,柱塞12以第5相對移動速度V p5 = 12. 25mm/s向試料20中進(jìn)一步浸漬,在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動 作后,測定柱塞12從試料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試 料20承受的力的第5峰值Ft5。在此,也基于力一時間曲線所示的與第5峰值Ft5相對應(yīng)的 時間和第5相對移動速度vp5計(jì)算出實(shí)際的第5相對移動距離AL5。通過重復(fù)以上的工序, 合計(jì)測定了三次與柱塞12的第5相對移動速度vp5相對應(yīng)的第5峰值F T5。
[0100] 然后,在柱塞12返回到前述初期深度L。= 41. 6mm并靜止,在驅(qū)動部13中柱塞 12的第6相對移動距離Δ L6被設(shè)定成2mm的狀態(tài)下,柱塞12以第6相對移動速度V p6 = 14. 70mm/s向試料20中進(jìn)一步浸漬,在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動 作后,測定柱塞12從試料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試 料20承受的力的第6峰值Ft6。在此,也基于力一時間曲線所示的與第6峰值Ft6相對應(yīng)的 時間和第6相對移動速度Vp6計(jì)算出實(shí)際的第6相對移動距離AL6。通過重復(fù)以上的工序, 合計(jì)測定了三次與柱塞12的第6相對移動速度Vp6相對應(yīng)的第6峰值F T6。
[0101] 然后,在柱塞12返回到前述初期深度L。= 41. 6mm并靜止,在驅(qū)動部13中柱塞 12的第7相對移動距離Δ L7被設(shè)定成2mm的狀態(tài)下,柱塞12以第7相對移動速度V p7 = 17. 15mm/s向試料20中進(jìn)一步浸漬,在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動 作后,測定柱塞12從試料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試 料20承受的力的第7峰值Ft7。在此,也基于力一時間曲線所示的與第7峰值Ft7相對應(yīng)的 時間和第7相對移動速度vp7計(jì)算出實(shí)際的第7相對移動距離AL7。通過重復(fù)以上的工序, 合計(jì)測定了三次與柱塞12的第7相對移動速度vp7相對應(yīng)的第7峰值F T7。
[0102] 然后,在柱塞12返回到前述初期深度L。= 41. 6mm并靜止,在驅(qū)動部13中柱塞 12的第8相對移動距離Δ L8被設(shè)定成2mm的狀態(tài)下,柱塞12以第8相對移動速度V pS = 19. 60mm/s向試料20中進(jìn)一步浸漬,在前述進(jìn)一步的浸漬動作中以及前述進(jìn)一步的浸漬動 作后,測定柱塞12從試料20承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,求出柱塞12從試 料20承受的力的第8峰值Fts。在此,也基于力一時間曲線所示的與第8峰值Fts相對應(yīng)的 時間和第8相對移動速度Vps計(jì)算出實(shí)際的第8相對移動距離AL8。通過重復(fù)以上的工序, 合計(jì)測定了三次與柱塞12的第8相對移動速度Vps相對應(yīng)的第8峰值F TS。
[0103] 如上所述,與全部8種的相對移動速度vpl~V pS相對應(yīng)的力的峰值F T1~F TS各求 出三次。作為一例,將每一使用刺槐豆膠1. 5%溶液作為試料20,使用κ 〇. 8丙烯制柱塞作 為柱塞12時求出的力的峰值相對移動速度Vpl~Vps的平均值匯總表示在下表(4)中,
[表7] 表(4)本實(shí)施方式的測定例中的刺槐豆膠1. 5%溶液的實(shí)驗(yàn)值(三次測定值的平均值)
(7)然后,基于第1~第8相對移動速度Vpl~V pS中的第1~第8相對移動距離Δ L i~ AL8和第1~第8峰值Fti~Fts與前述的式(1),求出了試料20的流動性指數(shù)η。具體地 說,按照每一由2種的相對移動速度構(gòu)成的組(vpi、vpj ),參照前述的式(1),計(jì)算出數(shù)式「νρ」八|51」所示的值和數(shù)式「(匕_」/0^十1^_」))/(匕_1/0^。十1^_ 1))」所示的值,如圖7 所示,在對數(shù)軸上將前者作為縱軸的值、將后者作為橫軸的值標(biāo)示,根據(jù)其近似直線的傾角 求出流動性指數(shù)η的倒數(shù)s (= 1/n)。在此,基于圖7求出了 s = 1.3527 (η = 0.7393)。
[0104] (8)然后,基于在流動性指數(shù)η和參數(shù)κ與無次元坐標(biāo)λ之間成立的規(guī)定的關(guān) 系,求出與流動性指數(shù)η相對應(yīng)的無次元坐標(biāo)λ。具體地說,作為在流動性指數(shù)η和參數(shù)κ 與無次元坐標(biāo)λ之間成立的規(guī)定的關(guān)系使用前述的表(1),通過基于直線近似的外插法求 出了無次元坐標(biāo)λ。具體地說,在(7)工序中已求出了流動性指數(shù)η = 0. 7398的情況下, 使用κ 0.5丙烯制柱塞時,根據(jù)表(1),基于與κ =〇.5、η = 0.7相對應(yīng)的0.7807,和與κ =0. 5、η = 0. 8相對應(yīng)的0. 7846,無次元坐標(biāo)λ如下式(11)那樣求出,
[式 35]
[0105] (9)然后,基于第1相對移動速度vpl至第8相對移動速度v pS中的第1相對移動 距離Δ L1至第8相對移動距離Δ L s和第1峰值F T1至第8峰值F TS和前述無次元坐標(biāo)λ與 前述式(2),分別計(jì)算出試料20的滑移速度d γ /dt和表觀粘度μ a。即、在8種的相對移動 速度Vpl~V P8的各自中,該相對移動速度中的相對移動距離和力的峰值和前述無次元坐標(biāo) λ代入式(2)中,分別計(jì)算出試料20的滑移速度d γ /dt和表觀粘度μ a。
[0106] 使用刺槐豆膠I. 5%溶液作為試料20,使用K ο. 9丙烯制柱塞、K ο. 8丙烯制柱塞、 κ 0. 7丙烯制柱塞、κ 〇. 5丙烯制柱塞作為柱塞12時的測定結(jié)果分別示于圖8、圖9、圖10、 圖11中。在圖8至圖11中,圓圈(〇)表示本實(shí)施方式的測定例的實(shí)際的測定值,實(shí)線表示 前述的式(9)所示的錐板型粘度計(jì)的滑移速度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn)線)。
[0107] 此外,使用LM果膠2%溶液作為試料20,使用κ 〇. 9丙烯制柱塞、κ 〇. 8丙烯制柱 塞、κ 0. 7丙烯制柱塞、κ 〇. 5丙烯制柱塞作為柱塞12時的測定結(jié)果分別示于圖12、圖13、 圖14、圖15中。在圖12至圖15中,圓圈(〇)表示本實(shí)施方式的測定例的實(shí)際的測定值, 實(shí)線表示前述的式(10)所示的錐板型粘度計(jì)的滑移速度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn)線)。
[0108] 為了評價(jià)本實(shí)施方式的測定例,在使與各滑移速度d γ /dt相對應(yīng)的測定值μ 3為 X1、使滑移速度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn)線)上的值μ3(:為X的情況下,計(jì)算出下式(12)所示 的均方根誤差(Root Mean Square Error)(以下稱為RMSE),
[式 36]
每一柱塞比(參數(shù)κ)的非牛頓流體的各試料20中的RMSE匯總在下表(5)中表示, [表8] 表(5)在本實(shí)施方式的測定例中,每一柱塞比的各試料中的RMSE
然后,說明日本國專利第3446117號公報(bào)所記載的方法的比較測定例。
[0109] (a)首先,試料20裝入圓筒狀容器11中,柱塞12向試料10中浸漬到距液面的初 期深度U= 41. 6mm并靜止。
[0110] (b)然后,在柱塞12的相對移動距離Δ L被設(shè)定成0· 3mm~0· 5mm的值的狀態(tài)下, 柱塞12以相對移動速度Vp進(jìn)一步浸漬,在該進(jìn)一步的浸漬動作中,測定柱塞12從試料20 承受的力,基于測定結(jié)果作成力一時間曲線,基于作成的力一時間曲線,求出前述進(jìn)一步的 浸漬開始瞬間的柱塞12從試料20承受的力的初期值Fv。。然后,基于該力的初期值Fv。和 前述的式(26)測定試料20的表觀粘度μ a。
[0111] (C)而且,柱塞12返回到初期深度L。= 41. 6謹(jǐn)并靜止。
[0112] (d)通過重復(fù)(b)工序以及(c)工序,合計(jì)測定了三次與柱塞12的該相對移動速 度Vp相對應(yīng)的試料20的表觀粘度μ a。
[0113] (e)通過依次重復(fù)柱塞12的相對移動速度被變更的(b)工序至(d)工序,與合計(jì) 為8種的相對移動速度相對應(yīng)的試料20的表觀粘度μ 3各測定了三次。
[0114] 使用刺槐豆膠1. 5%溶液作為試料20,使用κ 〇. 9丙烯制柱塞、κ 〇. 8丙烯制柱 塞、κ 0. 7丙烯制柱塞、κ 〇. 5丙烯制柱塞作為柱塞12時的測定結(jié)果分別示于圖16、圖17、 圖18、圖19中。在圖16至圖19中,圓圈(〇)表示比較測定例的實(shí)際的測定值,實(shí)線表示 式(9)所示的錐板型粘度計(jì)的滑移速度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn)線)。
[0115] 此外,使用LM果膠2%溶液作為試料20,使用κ 〇. 9丙烯制柱塞、κ 〇. 8丙烯制柱 塞、κ 0. 7丙烯制柱塞、κ 〇. 5丙烯制柱塞作為柱塞12時的測定結(jié)果分別示于圖20、圖21、 圖22、圖23中。在圖20至圖23中,圓圈(〇)表示比較測定例的實(shí)際的測定值,實(shí)線表示 式(10)所示的錐板型粘度計(jì)的滑移速度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn)線)。
[0116] 為了評價(jià)比較測定例,基于與各滑移速度(Ιγ/dt相對應(yīng)的測定值以3和滑移速 度一表觀粘度曲線(基準(zhǔn)線)上的值yaD計(jì)算出RMSE。每一柱塞比(參數(shù)K )的非牛頓流體 的各試料20中的RMSE匯總在下表(6)中表示,
[表9] 表(6)在比較測定例中,每一柱塞比的各試料中的RMSE
根據(jù)以上的本申請發(fā)明者的實(shí)際的驗(yàn)證,在比較測定例中,RMSE大、即不能夠正確地測 定表觀粘度μ a。通過選擇恰當(dāng)?shù)闹圈?(例如κ =0.5),RMSE降低,但與本實(shí)施方式