餐厨垃圾粘度测定及影响因素分析

2.2.1 粘度计的选型对测量结果的影响
（1）粘度计类型
1）旋转粘度计：布氏粘度计及国内标准中的NDJ系列.还有一种连续追踪淀粉糊化过程中粘度变化最常用的布拉班德粘度计据说也是同样原理；
2）毛细管型：乌氏、品氏、芬氏、逆流等多种形式；
3）杯型：恩氏粘度计、美国的福特杯、日本察恩杯和我国的涂-4杯；
4）落球型；
5）其它：例如一种可以测量在加热炉中熔化的玻璃或陶瓷液滴的粘度，可以进行粘度、表面张力和接触角测量，温度范围从室温到1000 ℃或2100 ℃。
（2）能用于非牛顿液体的粘度计
1）毛细管型粘度计：毛细管粘度计制造简单，价格较低，温度控制简单，实验操作方便，测量精度高，能够进行粘度的绝对测量，因此毛细管法是一种有吸引力的测量方法。但毛细管容易被小颗粒物堵塞，因此对样品纯度要求较高；另外由于样品容易与毛细管发生发应，因而不适合高温下使用。尤其当粘度较低的情况下，流体下落速度较快，处理过程就更为复杂。还有一个瓶颈因素就是测量之前还要事先准确测定液体的密度，粘度是基于动力粘度求取，所以密度测量的准确性也会影响到粘度测量精度。餐厨垃圾原料颗粒较大并且含有较多的杂质，那么实际工程当中，无论从经济型还是实际操作性上来说，都不可能将其粉碎到很细，因而不适合采用毛细管型粘度计。
2）落球型粘度计：落体粘度计适用于较高粘度的测定，取样测量，精度较高；对于不透明液体的场合，必须有检测球落下的特殊装置；为求粘度还要测定试料的密度，因而此方法也不适用于餐厨垃圾浆液。
3）旋转粘度计： 旋转粘度计广泛应用于测定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体的动力粘度。该仪器结构简单、价格便宜、方便实用，因而广受欢迎。它适用于所有的流体，使用简便，测量准确。因而本次测试我们选择用了旋转粘度计测定餐厨垃圾浆液。
2.2.2 物料特性对粘度测量结果的影响
液体有牛顿液体和非牛顿液体之分。牛顿液体的粘度只和温度有关，随温度升高而降低。非牛顿液体的粘度除了与温度有关外，还与剪切速率、时间有关，并有剪切变稀或剪切变稠的变化。纯液体和低分子物质的溶液属于牛顿液体；实际上自然界 90％ 的流体为非牛顿流体，如高分子溶液、胶体溶液、乳剂、混悬剂、软膏以及固-液的不均匀体系的流动都是非牛顿液体。由于非牛顿液体的表观粘度随切变速度和时间变化而变化，故在不同的转子、转速和时间下测定，其结果也不一致。对于非牛顿型流动的粘度通常称为表观粘度，与牛顿型流体的粘度加以区别。表观粘度是这个粘度值仅与一个剪切速率相关，一种流体在不同的剪切速率下，可以表现出不同的表观粘度值[5]。所以一般非牛顿液体的测定应规定转子、转速和时间。使用不同类型的“绝对”粘度计和流变仪测定的非牛顿流体的流变数据必须直接对比，相对比较是不充分的，如果使用不同的仪器测定，数据又需要进行直接对比时，就需要指定剪切速度，再把这些表现粘度数据转变成真实粘度数据[6]。
2.2.3 样品处理对测量结果的影响
对于餐厨垃圾来讲，必须将取回来的样品进行制浆处理才能进行粘度测定，但样品的处理方式及处理程度会严重影响测试结果。我们对取回的样品分别用两个不同的家用搅拌机进行处理：飞利浦（Philips）HR2094 搅拌机处理中速20秒，九阳（Joyoung）JYL-C051 搅拌机处理20秒，再用同一粘度计进行粘度测定。测试结果如下：
表2-2 不同处理仪器处理后的餐厨垃圾绝对粘度值 mPa.s（20s左右的读数）

图2-3 不同处理仪器处理后的餐厨垃圾浆液
可以看出，不同的处理方式会也会严重影响旋转粘度计的测量结果，因而如若对不同数据进行对比，还需了解其前处理方法和处理程度。
2.2.4 旋转粘度计测量过程中的影响因素分析
（1）转子的选择对粘度测量结果的影响
旋转粘度计的使用要领之一是，选择合适的转子及转速，一般来说，示值读数控制在20～90格之间为好，如果读数偏小如5格附近，引起的相对误差在10％以上，如果选择合适的转子、转速使读数在50格，其相对误差可降低到1％。如果示值在90格以上，使游丝产生的扭矩过大，很有可能损坏仪器[7]。
但我们在测试过程中发现，对于TS较高，悬浮物颗粒较大的浆液，选择不同的转子，测出的结果数值相差很大。如此次测试过程中TS为20%的餐厨垃圾浆液，选择3号转子，调到相应的转速，表盘读数均为满量程，显然不合适，但如果使用4号转子，读数又在10格以下，也不合适。那么对于含有较大颗粒物的粘稠液体，旋转粘度计是否适用，如果适用又该如何准确读数，国内这方面的研究报道还很少见。