Au cours du siècle dernier, notre chaîne d'approvisionnement alimentaire est devenue une industrie mondiale qui utilise la technologie pour améliorer continuellement la production, la nature des aliments et les méthodes de transformation des aliments.

Il existe de nombreux aspects de l'industrie des aliments et des boissons qui nécessitent une compréhension des interactions entre les interfaces de table. La connaissance des interactions biomoléculaires fondamentales est un must dans la R & D alimentaire. La Rhéologie interfaciale joue également un rôle énorme dans la stabilité des aliments.

En plus de l'aliment lui - même, l'apparence de l'emballage alimentaire doit être prise en compte, tout en tenant compte des exigences strictes de nettoyage des installations de transformation des aliments.

[propreté de surface - propreté]

Avez - vous besoin de caractériser ou d'évaluer la propreté des surfaces?

La surface nous entoure, partout. Nous y sommes, nous y vivons et nous les utilisons. Dans de nombreux cas, la propreté de la surface est intéressante et importante, voire critique dans certains cas. La signification de « nettoyage» est bien sûr une question de définition, couvrant le nettoyage à toutes les échelles, de la macroscopie jusqu'à l'échelle nanométrique et dans cet intervalle.

Quand on pense à la propreté, le premier type de surface qui nous vient à l’esprit est la surface des maisons et des objets que nous utilisons dans notre vie quotidienne – la cuisine, la salle de bain, les vêtements et peut - être nos moyens de transport, comme nos voitures. Mais nous nous attendons également à ce que les lieux publics soient hygiéniques - restaurants, transports en commun et hôpitaux. Ce dernier est l'un des domaines où la propreté à l'échelle nanométrique est essentielle. Par exemple, le nettoyage des outils chirurgicaux et d'autres surfaces dans les hôpitaux est la clé d'une chirurgie réussie et de la prévention de la propagation de la maladie. Plus loin de nous, par exemple dans les industries de production et de transformation d'aliments, de médicaments ou d'autres substances sensibles, le passage de la fabrication d'un composant à l'autre peut nécessiter un traitement d'hygiène de surface entre les deux. Ou dans l'industrie électronique et optique et dans la fabrication de circuits ou de revêtements, la moindre molécule de poussière peut être catastrophique. D'autres structures telles que les oléoducs et les échangeurs de chaleur dans les centrales électriques peuvent être exposées à la pollution au fil du temps, ce qui peut entraîner une accumulation de substances indésirables telles que la formation de sédiments, l'encrassement, la formation de biofilms et l'encrassement.

Caractérisation et évaluation de la propreté des surfaces en temps réel

Qsense QCM - D peut mesurer et quantifier les précipités, l'accumulation de tartre et la formation de biofilm à l'échelle nanométrique, ainsi que l'élimination quantitative et en temps réel des mêmes dépôts. Il est important d'optimiser les conditions pour réduire ou empêcher l'accumulation de substances indésirables et vous pouvez caractériser la propreté avant, après et pendant le changement d'environnement. Dans des domaines tels que le nettoyage, tels que l'évaluation de la propreté de la cuisine, la description de la formation de biofilms et la mesure de l'adsorption des asphaltènes dans la saleté des pipelines de pétrole brut, on peut aider à développer des méthodes ou des additifs pour les éliminer.

Évaluation rapide de la propreté des surfaces par mesure de l'angle de contact

L'efficacité des formulations de nettoyage et de détergent peut être évaluée par la mesure de l'angle de contact.

L'énergie libre de surface pour le nettoyage et le traitement des surfaces est directement liée à la propreté et à la composition de la surface. L'angle de contact est sensible parmi toutes les techniques d'analyse de surface, car même la taille nanométrique d'une surface affecte le comportement de mouillage. En tant que technique de mesure simple et rapide, l'angle de contact est souvent utilisé pour suivre le processus de nettoyage et l'efficacité de la solution de nettoyage. Par conséquent, la mesure de l'angle de contact est une méthode de contrôle de la qualité très appropriée dans les domaines où le contrôle de la propreté est essentiel. La mesure de l'angle de contact via Theta automatisé offre un moyen indépendant et rapide d'évaluer la propreté.

La propreté des plaquettes de silicium et des cartes est un facteur important pour assurer la fonctionnalité optimisée du produit final. La propreté de la surface du verre, par example l'impression jet d'encre d'une bouteille ou l'application d'étiquettes à l'aide d'un adhésif, etc., influe directement sur la qualité des étapes ultérieures de traitement. Mesurer la pollution du verre peut aider à réduire les déchets et à assurer une production efficace.

ASTM c813 - 90 – mesure de la contamination hydrophobe du verre avec angle de contact

[traitement de surface et revêtement - papier et emballage]

Dans l'industrie de l'emballage, l'adhérence et la mouillabilité jouent un rôle clé dans de nombreux processus. Les matériaux d'emballage comprennent généralement une variété de couches de matériaux différents pour répondre à toutes les exigences de protection et d'amélioration des produits à l'intérieur de l'emballage.

Optimiser l'adhérence de la peinture sur le papier

En raison de son coût relativement faible et de sa nature renouvelable, le papier est souvent utilisé comme matériau d'emballage. La barrière du papier est souvent insuffisante, de sorte que différents revêtements polymères sont utilisés pour produire des stratifiés. Pour assurer de bonnes propriétés mécaniques au stratifié, l'adhérence entre le polymère et le papier doit être optimisée. La mouillabilité et la rugosité de surface jouent un rôle clé dans l'adhérence et peuvent être étudiées en combinant des mesures d'angle de contact et de rugosité de surface.

Les fibres de bois sont généralement modifiées mécaniquement ou chimiquement avant l'utilisation finale des produits en papier. L'amélioration de nouvelles fibres, comme la fonctionnalisation des fibres à l'aide de la nanotechnologie, est également un sujet brûlant de recherche. On peut utiliser un tensiomètre ou un tensiomètre optique en combinaison avec un distributeur de picolitre pour étudier les propriétés d'une seule fibre.

Effet de la rugosité sur la mouillabilité du papier

En raison de sa structure fibreuse, les surfaces de papier et de carton sont presque toutes rugueuses. Parce qu'il amplifie l'effet mouillant des produits chimiques de surface, cette rugosité affecte la mouillabilité. En outre, les différents types de plasma et de traitement à la flamme utilisés pour améliorer la qualité d'impression affectent la chimie de surface et la rugosité de surface, il est donc important d'évaluer l'impact de la rugosité sur l'angle de contact.

L'exemple suivant montre l'effet de la rugosité sur l'angle de contact. La rugosité et l'angle de contact de l'eau ont été mesurés à trois endroits différents de l'échantillon. En particulier pour les papiers à base hydrophile, l'angle de contact mesuré montre une grande variation dans la lecture de l'angle de contact. Après élimination de l'influence de la rugosité par le calcul de l'angle de contact corrigé de la rugosité, les angles de contact sont plus proches les uns des autres. La différence d'angle de contact corrigé de la rugosité est due à la chimie de surface de la surface. La combinaison des mesures d'angle de contact et de rugosité de surface permet d'évaluer comment la rugosité affecte l'angle de contact.

[Rugosité de surface et mouillabilité télécharger]

Évaluation de la qualité d'impression avec des études de mouillabilité

Un autre aspect de l'emballage est son apparence visuelle. Le but de l'impression sur l'emballage est de vendre le produit à l'intérieur. La qualité d'impression est influencée par la mouillabilité de l'encre, son absorption et son étalement sur du papier poreux. L'impression sur des peintures polymères à faible énergie de surface peut être difficile. L'angle de contact peut être mesuré à l'aide d'un tensiomètre optique pour évaluer l'impact de l'encollage interne et de surface sur les propriétés d'absorption du papier. Si nécessaire, les caméras haute vitesse peuvent étudier des phénomènes d'absorption très rapides.

La technologie d'impression jet d'encre est de plus en plus utilisée pour l'impression à domicile et au Bureau et est également devenue courante dans l'impression industrielle, l'industrie de l'emballage et les applications d'impression fonctionnelle. Un tensiomètre optique associé à un distributeur de picolitre peut être utilisé pour démontrer l'imprimabilité du jet d'encre, en particulier son interaction avec le papier.

Les propriétés d'absorption des revêtements et des pigments d'encre sont étudiées à l'aide de la méthode de mouillabilité des poudres par tensiomètre mécanique.

L'efficacité du traitement plasma sur papier enduit extrudé a été évaluée à l'aide de mesures d'angle de contact.

Lors de l'impression de surfaces plastiques non absorbantes et à faible énergie de surface, l'adhérence entre l'encre et le substrat est difficile. L'énergie libre de surface du substrat doit être supérieure à celle de l'encre. Pour assurer une bonne qualité d'impression, des méthodes de traitement de surface telles que le plasma et le traitement à la flamme, par exemple, doivent être utilisées avant l'impression pour augmenter l'énergie libre de surface du substrat revêtu.

Résumé de l'application: Évaluation du traitement de surface dans l'industrie de l'emballage

Mesure de tension dans les applications d'impression jet d'encre

L'impression jet d'encre est une technologie polyvalente largement utilisée dans l'impression à domicile et au Bureau, l'impression industrielle à grande vitesse et d'autres applications d'impression fonctionnelles innovantes. L'interaction entre l'encre et le substrat étant essentielle pour définir la qualité de l'impression jet d'encre, la tensiométrie est largement utilisée dans ce domaine.

L'adhérence entre l'encre et le substrat peut être estimée en comparant la tension superficielle de l'encre et l'énergie superficielle du substrat. La mesure de l'angle de contact est utilisée pour étudier l'absorption et l'étalement des gouttelettes. L'option de distributeur de mise à niveau de peau du tensiomètre optique Theta génère des gouttelettes de la même taille que lors d'un véritable processus de jet d'encre en utilisant la technologie d'entraînement piézoélectrique.

Résumé de l'application: mesure de tension en impression jet d'encre

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[Analyse de mouillage pour impression jet d'encre]

[biologie interfaciale - interactions biomoléculaires]

Analyse des interactions biomoléculaires

L'analyse des interactions biomoléculaires est au centre de nombreuses disciplines, de la biochimie et de la biotechnologie aux sciences pharmaceutiques. Centre de recherche et de développement en sciences fondamentales et appliquées, l'objectif de la recherche sur les interactions biomoléculaires va de l'acquisition pure de connaissances et de la compréhension des systèmes et des fonctions biologiques à l'utilisation des connaissances acquises pour la conception de médicaments, de capteurs bioniques et de technologies qui améliorent notre qualité de vie.

Compréhension de base des interactions biomoléculaires

Par exemple, une compréhension de base des protéines lipidiques et des mécanismes d'interaction protéine - Ligand est un objectif dans la recherche fondamentale et appliquée, où ces systèmes sont étudiés et caractérisés pour donner lieu à des processus d'interaction biomoléculaire.

QSense QCM-DEst une méthode de détection et de surveillance en temps réel des interactions biomoléculaires telles que la dynamique de liaison et d'interaction et les changements structurels dans les couches moléculaires. Cette méthode a été utilisée pour améliorer la compréhension des mécanismes d'interaction cibles et des changements structurels des Ligands. Il est également utilisé pour explorer le comportement des molécules et les causes de maladies telles que les troubles du repliement des protéines, l'agrégation de Polypeptides en fibres fines et en croissance, les structures Amyloïdes, etc.

Étant donné que la plupart des réactions biochimiques dans la nature se produisent sur des membranes cellulaires composées d'une double membrane de Phospholipides ou à l'intérieur d'une cellule, la membrane affecte le repliement des protéines et crée un microenvironnement spécifique dans lequel la réaction se produit. Pour comprendre et simuler des systèmes biologiques réels, ces interactions doivent être étudiées dans un environnement qui simule les conditions naturelles. La membrane monomoléculaire de Langmuir des Phospholipides membranaires s'est avérée être un excellent système modèle pour les biofilms. Dans les découvertes d'exploration de médicament, la pénétration de médicament dans les cellules par la paroi cellulaire et la réaction de médicament à la membrane cellulaire sont des facteurs importants dans la livraison de médicament. Ceux - ci peuvent être évalués en étudiant l'interaction du médicament avec un modèle de biofilm flottant. Dans l'industrie alimentaire, l'élimination des protéines allergènes est très importante et une compréhension plus approfondie peut être obtenue grâce à la recherche au niveau moléculaire.

Résumé de l'application: interactions des biomolécules dans un modèle de membrane cellulaire.

Analyse des interactions biomoléculaires en recherche appliquée et développement

Une fois les connaissances dans le domaine du comportement des interactions biomoléculaires établies, il est possible d'utiliser ces nouvelles informations. En sciences appliquées, par exemple dans l'exploration de médicaments, la nanotoxicologie ou la conception de biocapteurs, les interactions des biomolécules sont essentielles, et ces connaissances peuvent être utilisées pour cibler de nouveaux composés et détecter de nouveaux candidats potentiels.

Dans ce contexte, qsense QCM - D est utilisé pour analyser les protéines et les interactions protéine - ADN ainsi que pour détecter les interactions anticorps - antigène. Le QCM - D est très sensible aux changements conformationnels de la Structure tertiaire après que les petites molécules se lient aux protéines et peut être utilisé pour concevoir, valider et optimiser des composés pharmaceutiques. Par exemple, l'étude des effets des inhibiteurs de la croissance amyloïde, l'étude des effets conformationnels des récepteurs d'acides nucléiques et le criblage des interactions des composés avec les cellules et des cibles protéopharmaceutiques.

La connaissance des interactions biomoléculaires peut également être utilisée pour concevoir des biocapteurs et des systèmes de détection où le comportement biologique est imité et utilisé, par exemple pour détecter et diagnostiquer des maladies.

Toxicité des nanoparticules

Les nanoparticules (NP) sont maintenant utilisées dans de nombreuses industries différentes, y compris les cosmétiques, les peintures et les revêtements. La toxicité des nanoparticules a donc été étudiée en profondeur. En raison de leur grande surface spécifique, les nanoparticules inhalées peuvent induire une inflammation pulmonaire et des réactions immunitaires indésirables dans le système respiratoire.

Analyseur de membrane LangmuirFournit un bon outil pour étudier les effets des nanoparticules sur les membranes lipidiques. On a étudié l'effet de nanoparticules d'Hydroxyapatite à 1% en poids sur la courbe de compression isotherme d'un surfactant pulmonaire naturel (infasurf). Après contact avec les nanoparticules, la courbe de compression isotherme à gauche présente un transfert dépendant du temps significatif, ce qui indique un effet inhibiteur du tensioactif.

ACS Nano 2011, 5 (8), 6410 - 6416. 2011 American Chemical Society tous droits réservés. (avec permission)

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[tensioactifs et stabilité émulsion / liquide]

Une émulsion est un mélange de deux ou plusieurs liquides, souvent incompatibles entre eux. D'un point de vue thermodynamique, l'émulsion est un système instable, car le système liquide - liquide a tendance naturelle à se séparer et à réduire son énergie interfaciale.

La stabilité d'une émulsion peut être définie comme la capacité d'un système à résister aux variations de ses propriétés physico - chimiques au cours du temps. La stabilité des émulsions est importante dans de nombreuses applications industrielles, y compris les peintures, les aliments, les formulations agricoles, les soins personnels et le pétrole. Plusieurs mécanismes, tels que l'émulsification, la floculation et l'agrégation, peuvent conduire au lait brisé.

Bien que la stabilité de l'émulsion soit nécessaire dans la plupart des produits et processus industriels, il existe également des processus de traitement qui ne nécessitent pas la stabilité de l'émulsion. Par exemple, la récupération du pétrole brut nécessite la séparation du pétrole brut de l'eau avant le transport, ou le traitement des eaux usées ne nécessite pas non plus d'émulsion huile - eau.

Le test rhéologique Interfacial prédit la stabilité de l'émulsion

La Rhéologie interfaciale est une branche particulière de la Rhéologie qui implique l'étude de systèmes bidimensionnels particuliers formés sur des interfaces. Tout comme la Rhéologie est l'étude de l'écoulement des fluides, la Rhéologie interfaciale est l'étude des caractéristiques de l'écoulement Interfacial des fluides.

Rhéologie interfaciale dans les aliments et les boissons

Les protéines peuvent agir comme tensioactifs dans les aliments, mais d'autres Stabilisants peuvent également être ajoutés pour améliorer la stabilité. La lécithine est l'un des rares tensioactifs naturels. Les Surfactants naturels suscitent de plus en plus d'intérêt à mesure que les préoccupations en matière d'environnement et de santé se font jour.

Application Digest télécharger adsorption et gélification interfaciale des protéines sur les interfaces gaz - liquide et huile - eau

Application Digest Download: Rhéologie interfaciale des couches monomoléculaires sur l'interface gaz - liquide

Regarder le webinaire: Rhéologie interfaciale: de la base à l'application

Caractérisation de surface des émulsifiants non ioniques de qualité industrielle

Les tensioactifs en polyoxyéthylène sont largement utilisés dans des applications industrielles telles que les peintures, les aliments, les formulations agricoles, les soins personnels et le pétrole, où la stabilité des émulsions et des mousses est importante. Les éthoxylates d'alcools remplacent les éthoxylates d'alkylphénols plus toxiques qui sont traditionnellement utilisés comme émulsifiants dans de nombreuses applications. Cependant, les éthoxylats d'alcools linéaires ne présentent pas les mêmes propriétés émulsifiantes que les éthoxylats d'alkylphénols, principalement en raison de la queue plus volumineuse de ces derniers. Ceci est dû à la différence de taille de la tête polaire et de la queue d'hydrocarbure, ce qui empêche la formation de films minces qui s'accumulent étroitement sur l'interface.

On a étudié les propriétés adsorbantes et rhéologiques de surface de deux tensioactifs non ioniques de qualité industrielle d'alcools de C10 - Guerbet basés sur un nombre différent de groupes EO. Ils sont c10eo6 et c10eo14.

Les isothermes de pression de surface des deux tensioactifs sont conformes au modèle de réorientation. Cependant, il existe différentes interprétations des données rhéologiques de surface. Il montre que le c10eo6 peut être interprété dans le cadre d'un modèle de processus de relaxation par diffusion, tandis que le c10eo14 s'écarte du processus de relaxation par diffusion et a une réaction rhéologique de surface proche de celle d'un tensioactif polymère non ionique. Les figures 1 (c10eo6) et 2 (c10eo14) montrent les modules de stockage d'énergie (E ') et de perte (E ") résultant de perturbations oscillatoires à deux fréquences (0,02 Hz et 0,5 Hz) pour les deux tensioactifs. Les traits pleins et pointillés sont des données expérimentales appropriées obtenues à partir du modèle de diffusion. Les résultats montrent que seules les données expérimentales sur le tensioactif c10eo6 sont en bon accord avec le modèle proposé.

Figure 1. Fonction du module de stockage (E ', symbole creux) et du module de perte (E ", symbole solide) du tensioactif c10eo6 en fonction de la concentration en masse du tensioactif à deux fréquences (0,02 Hz - triangle) et (0,5 Hz - losange). Les lignes pleines et pointillées sont les courbes les mieux ajustées pour les données expérimentales du modèle de diffusion.

Figure 2. Fonction du module de stockage (E ', symbole creux) et du module de perte (E ", symbole solide) du tensioactif c10eo14 en fonction de la concentration en masse du tensioactif à deux fréquences (0,02 Hz - triangle) et (0,5 Hz - losange). Les lignes pleines et pointillées sont les courbes les mieux ajustées pour les données expérimentales du modèle de diffusion.

Les propriétés rhéologiques superficielles des deux tensioactifs indiquent qu'ils forment une couche viscoélastique à l'interface air / eau, mais les films adsorbants présentent des comportements différents en raison du nombre différent de groupes oxyéthylène. Pour les tensioactifs plus petits, les données d'adsorption et de Rhéologie sont conformes au modèle de diffusion, tandis que les tensioactifs c10eo14 plus grands présentent un comportement de surface plus proche de celui des tensioactifs polymères. De plus, la comparaison de l'élasticité expansive et de la viscosité des deux tensioactifs montre que l'élasticité peut être augmentée en augmentant le nombre de groupes EO. L'élasticité du film de tensioactif adsorbé est directement liée à la stabilité de la mousse et de l'émulsion. Ainsi, le tensioactif c10eo14 peut former une couche anti - Coalescence plus stable que le tensioactif c10eo6 plus court. Néanmoins, l'utilisation de c10eo6 a une plus grande capacité de formation de mousse que de c10eo14 en raison de la plus grande diffusivité du premier tensioactif. Ces résultats peuvent donc trouver des applications intéressantes pour le développement rationnel de mousses et émulsions stables en utilisant des tensioactifs non ioniques contenant des groupes oxyéthylène.

文献依据: P. Ramírez, L.M. Pérez-Mosqueda, L.A. Trujillo-Cayado, M. Ruiz, J. Munoz, R.Miller, Equilibrium and surface rheology of two polyoxyethylene surfactants (CiEOj) differing in the number of oxyethylene groups, Colloids Surf., A 375(2011) 130–135.

Huile stabilisée aux asphaltènes - émulsion aqueuse

Lorsque l'huile est récupérée, des émulsions huile - eau complexes sont formées. Les asphaltènes adsorbés à l'interface huile - eau ont tendance à augmenter la stabilité de ces émulsions. Les émulsions huile - eau stables ne sont généralement pas nécessaires, car cela augmente les coûts de pompage et de transport et peut corroder les tuyaux, les pompes et les colonnes de distillation.

L'activité de surface des asphaltènes peut être évaluée avec un tensiomètre optique par une simple mesure de tension interfaciale. En combinant des cavités haute pression dans le système, il est possible de réaliser des mesures à haute pression et à haute température.

Une autre méthode largement utilisée consiste à étudier la Rhéologie interfaciale de l'interface huile - eau. L'élasticité de l'interface est liée à la stabilité de l'émulsion huile - eau. La Rhéologie interfaciale de la couche d'asphaltènes adsorbés peut être étudiée par la méthode de la goutte oscillante. Une autre approche consiste à utiliser une fonction relationnelle de caractérisation de la densité d'accumulation d'asphaltènes basée sur la Rhéologie en cisaillement Interfacial (ISR) d'un rhéomètre à aiguille flottante.

Le microscope angulaire Brewster permet une étude morphologique de la visualisation des asphaltènes à l'interface air - eau.

Application Digest Download: Adsorption gélifiée interfaciale de protéines aux interfaces air - eau et huile - eau

Télécharger le résumé de l'application suivante: imagerie de la structure du film mince: Brewster Corner Microscope

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