Rotationsviskosimeter

Messprinzip von Rotationsviskosimetern

Bei einem Rotationsviskosimeter bewegt sich ein Messkörper mit definierter Drehzahl in der Probe oder gegen eine stationäre Fläche. Aus dem dafür erforderlichen Drehmoment wird die Viskosität berechnet beziehungsweise abgeleitet. Das Verfahren eignet sich für Medien, deren Fliessverhalten nicht allein mit einer einfachen Auslaufzeit beschrieben werden kann. Temperatur, Scherrate, Messdauer und die gewählte Messgeometrie beeinflussen das Ergebnis direkt und müssen deshalb kontrolliert werden.

Einsatz in der Lebensmittelanalytik

In der Lebensmittelbranche werden Rotationsviskosimeter für Produkte wie Saucen, Dressings, Milchprodukte, Fruchtzubereitungen, Suppen, Teige, Cremes oder pflanzliche Alternativen verwendet. Gemessen wird etwa, ob eine Charge die vorgegebenen Verarbeitungs- und Produkteigenschaften erfüllt. Die Daten helfen auch bei der Beurteilung von Pumpbarkeit, Dosierverhalten, Mundgefühl und Stabilität während Lagerung oder Verarbeitung. Besonders bei scherempfindlichen oder strukturierten Produkten liefert das Verfahren verwertbare Laborwerte.

Messgeometrien und Probenanforderungen

Je nach Probe kommen unterschiedliche Messsysteme zum Einsatz, etwa Spindeln in Bechern, koaxiale Zylindersysteme oder Geometrien für kleine Probenvolumen. Die Auswahl richtet sich nach Viskositätsbereich, Partikelanteil, Homogenität und gewünschter Scherbeanspruchung. Für reproduzierbare Ergebnisse müssen Probenvorbereitung, Temperierung und Füllmenge zur Geometrie passen. Bei inhomogenen oder stark partikelhaltigen Lebensmitteln ist zu prüfen, ob die gewählte Anordnung die Probe ohne Verfälschung erfassen kann.

Abgrenzung zu Rheometern und anderen Viskositätsmessern

Rotationsviskosimeter gehören innerhalb der Viskositätsmessung und Rheologiemessung zu den Laborgeräten für definierte rotatorische Messungen. Im Unterschied zu Prozessviskosimetern werden sie typischerweise nicht direkt in laufenden Produktionsanlagen eingesetzt, sondern für Labor- und Qualitätsprüfungen. Gegenüber allgemeinen Viskositätsmessern ist die Aussagekraft bei nichtnewtonschen Lebensmitteln oft höher, weil definierte Scherbedingungen vorgegeben werden. Von Rheometern grenzen sie sich dadurch ab, dass sie in der Regel stärker auf die Bestimmung der Viskosität ausgerichtet sind, während Rheometer das Materialverhalten über ein breiteres Spektrum rheologischer Parameter und Messmodi untersuchen.