Zastosowanie badañ

chemicznych jest wyznaczenie

szybko-œci starzenia w podwy¿szonych tem-peraturach oraz okreœlenie zale¿noœci tej szybkoœci od temperatury. Uzyska-ne daUzyska-ne ekstrapoluje siê nastêpnie do temperatury, w której dany wyrób jest przechowywany czy te¿ u¿ytkowany.

Podstawowym warunkiem koniecz-nym do spe³nienia jest, by w tempera-turach podwy¿szonych oraz w tempe-raturach ni¿szych takie same procesy chemiczne determinowa³y szybkoœæ starzenia. Zale¿noœæ szybkoœci proce-sów (k) od temperatury opisuje zwy-kle równanie Arrheniusa [2]:

ln k = a + b/T (2) gdzie:

T – temperatura bezwzglêdna, a, b – sta³e.

O trwa³oœci produktów chemii gospodarczej i kosmetyków, bêd¹-cych emulsjami, mo¿na wnioskowaæ na podstawie pomiarów ich

lepko-œci. Wielkoœæ ta zale¿y od struktury wewnêtrznej emulsji, decyduj¹cej makroskopowo o w³aœciwoœciach u¿ytkowych. Lepkoœæ jest uwarun-kowana ruchami cieplnymi i

oddzia-³ywaniami miêdzycz¹steczkowymi.

Wi¹¿e siê z transportem pêdu w po-przek przep³ywu na skutek termicz-nego ruchu cz¹stek. Parametrem charakteryzuj¹cym iloœciowo lep-koœæ p³ynów jest leplep-koœæ dynamicz-na (h) rówdynamicz-na stosunkowi dynamicz-naprê¿enia

œcinaj¹cego (t) do prêdkoœci œcina-nia (D): h = t/D. W³aœciwoœci reolo-giczne emulsji przedstawia siê zwy-kle w postaci krzywych p³yniêcia lub krzywych lepkoœci. Krzywe p³yniê-cia opisuj¹ zale¿noœæ naprê¿enia œci-naj¹cego od prêdkoœci œcinania zaœ

krzywe lepkoœci – zale¿noœæ

lepko-œci od prêdkolepko-œci lepko-œcinania [3, 4].

Na w³aœciwoœci reologiczne emulsji wp³ywa wielkoœæ cz¹stek rozproszonych i stopieñ ich flokulacji lub koagulacji. Emulsje o du¿ym stopniu dyspersji wykazuj¹ wiêksz¹ lepkoœæ ni¿ emulsje o ma³ej dyspersji. Z przebiegu krzywej p³yniêcia mo¿na wnioskowaæ o rozk³adzie wielkoœci cz¹stek. £amany przebieg krzywej œwiadczy o nierównej wielkoœci cz¹stek, czyli o nietrwa³oœci uk³adu emulsyjnego. Obecnoœæ w emulsji pêcherzyków powietrza podwy¿sza jej lepkoœæ.

O lepkoœci emulsji decyduje w du¿ej mierze lepkoœæ fazy zewnêtrznej. Jej wzrost wp³ywa dodatnio na stabilnoœæ emulsji. W emulsjach, w których faza wewnêtrzna stanowi ponad 75%

objêtoœci wystêpuje zazwyczaj tiksotropia, czyli zmniejszanie lepkoœci ze wzrostem prêdkoœci

œcinania [5].

Podczas przechowywania emulsji obserwuje siê zjawisko wzrostu lepkoœci. Stwierdzono, ¿e w wielu przypadkach po wymieszaniu emulsji lepkoœæ powraca do swej poprzedniej wartoœci.

Zjawisko to uzale¿nione jest od natury surfaktanta u¿ytego w charakterze emulgatora [6].

Badanie zmian lepkoœci znalaz³o praktyczne zastosowanie w przyspieszonym teœcie starze-nia szamponów do w³osów. Metoda polega na przechowywaniu badanego wyrobu w temperatu-rze 45°C ptemperatu-rzez 6 tygodni (42 doby) i wyznaczaniu w tym czasie lepkoœci. Sporz¹dzony wykres zale¿noœci zmian lepkoœci od czasu przechowywania pozwala zorientowaæ siê, jakie zmiany lep-koœci wyst¹pi¹ na przestrzeni roku sk³adowania wyrobu w temperaturze otoczenia [7].

2. Przedmiot i metodyka badañ

Badano lepkoœæ szerokiej grupy produktów chemii gospodarczej i kosmetyków (¿el pod prysznic, p³yn do k¹pieli, szampon do w³osów, mleczko do cia³a, odplamiacz w p³ynie, p³yn zmiêkczaj¹cy do p³ukania tkanin, p³yn do mycia naczyñ, mleczko do czyszczenia o zapachu cytrynowym, oliwa i olej rafinowany) zestawionych w tabeli 1.

Wstêpny pomiar lepkoœci wykonano na bezpoœrednio wytworzonych produktach. Nastêpnie próbki ka¿dego z badanych wyrobów umieszczono w odpowiedniej liczbie szczelnie zamyka-nych pojemników polipropylenowych o pojemnoœci 100 cm³, po oko³o 50 g w ka¿dym pojemni-ku. Próbki przechowywano w ch³odziarce, szafie klimatyzacyjnej i cieplarce odpowiednio w temperaturach 5±1°C, 20±5°C, 45±5°C. Próbki przechowywane w temperaturze 5°C i 20°C badano po uplywie 1 roku, natomiast próbki przechowywane w temperaturze 45°C badano co tydzien (7 dób) przez 18 tygodni (126 dób). Ka¿dy pomiar wykonywano korzystaj¹c z

zawarto-œci innego pojemnika, który stale by³ przechowywany we w³azawarto-œciwej dla niego temperaturze i nigdy nie by³ otwierany.

Tabela 1. Zestawienie badanych produktów Table 1. List of investigated products

Lp.

¯el pod prysznic „Fa”

P³yn do k¹pieli Ró¿any „Eva”

Szampon do w³osów Rumiankowy „Eva”

Mleczko do cia³a „Dulgon”

Odplamiacz w p³ynie bez chloru „Vanish”

P³yn zmiêkczaj¹cy do p³ukania tkanin „Coccolino”

P³yn do mycia naczyñ „Pur”

Mleczko do czyszczenia o zapachu cytrynowym „Dit”

Olio di Sansa di Oliva Olej rafinowany Bartek Pollena Eva Polska S.A.

Pollena Eva Polka S.A.

TMS International Sp. z o.o.

Reckitt Benckiser (Poland) S.A Unilever Polska S.A Henkel Polska Ahold Polska Sp.z o.o.

Italy F.lli ruata Sp.A

Zak³ad Przemys³u T³uszczowego

Wszystkie pomiary lepkoœci wykonywano po doprowadzeniu próbki w termostacie do tem-peratury 25°C.

Zastosowano lepkoœciomierz rotacyjny typu Rheotest RN 3.1 produkcji firmy RHEOTEST Medingen GmbH. Przyrz¹d pracuje przy momencie obrotowym w zakresie 0,1÷160 mNm i prêd-koœci obrotowej 0,1÷1000 rpm. Zastosowany uk³ad pomiarowy S1 pozwala na pomiar lepprêd-koœci przy prêdkoœciach œcinania 0,13÷1300 S-1, w zakresie od 1÷107 mPas.

W celu przeprowadzenia oznaczenia do nieruchomego, zewnêtrznego cylindra pomiarowe-go wprowadzano 35 cm³ badanego preparatu oraz wewnêtrzny rotor pomiarowy. Ca³oœæ umiesz-czano w termostacie. Po ustaleniu temperatury równej 25,0±0,1°C uruchamiano cylinder we-wnêtrzny, który obraca³ siê z kontrolowan¹ prêdkoœci¹. Wszystkie pomiary lepkoœci wykonywa-no przy sta³ych prêdkoœciach œcinania równych 77,7 s^–1 przez 120 s oraz prêdkoœciach rosn¹cych liniowo od 0 do 1280 s^–1 w ci¹gu 240 s i nastêpnie malej¹cych liniowo do zatrzymania w ci¹gu kolejnych 240 s. Chwilowe wartoœci lepkoœci (η) odpowiadaj¹ce œciœle okreœlonej prêdkoœci

œcinania (D) i naprê¿eniu œcinaj¹cemu D wyliczano z równania Newtona (η = τ/D).

Przyrz¹d po³¹czony jest z komputerem co pozwala na bezpoœredni¹, graficzn¹ obserwacjê wszyst-kich parametrów pomiaru w trakcie jego przebiegu. Ponadto obs³uguj¹cy go program pozwala na dopasowanie uzyskanych danych doœwiadczalnych do jednego z licznych modeli reologicznych opi-suj¹cych zale¿noœæ miêdzy naprê¿eniem œcinaj¹cym τ (TAU) i prêdkoœci¹ œcinania (D) [8].

3. Wyniki badañ

3.1. Krzywe p³yniêcia i lepkoœci

Krzywe p³yniêcia i lepkoœci badanych produktów wyznaczone przy rosn¹cych i malej¹cych prêdkoœciach œcinania w temperaturze 25°C przedstawiono na rys. 1–10 (wzrost i malenie prêd-koœci œcinania podczas pomiaru zaznaczono na wykresie strza³kami).

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]

 

"

$

&



 

"

$







!

"

#

  " $ &   

Rys. 1. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla ¿elu pod prysznic „Fa”

Fig. 1. Flow curve and viscosity curve of the shower gel “Fa”

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]







!

"

#

 

"

$

&

  " $ &   

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]

 

"

$

&









!

"

#

$

  " $ &   

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]



"

&

 

$









!

"

#

$

%

&

  " $ &   

Rys. 4. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla p³ynu do mycia naczyñ „Pur”

Fig. 4. Flow curve and viscosity curve of the dishwashing fluid “Pur”

Rys. 3. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla rumiankowego szamponu „Eva”

Fig. 3. Flow curve and viscosity curve of the shampoo “Eva”

Rys. 2. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla p³ynu do k¹pieli „Eva”

Fig. 2. Flow curve and viscosity curve of the bathing fluid “Eva”

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]



"

&



$





"

&

 

$



  " $ &   

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]



"

&



$

 "







!

"

#

$

%

&

'

  " $ &   

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]



#



#

 #

!

!#

"







!

"

#

$

%

&

'

  " $ &   

Rys. 7. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla mleczka do czyszczenia „Dit”

Fig. 7. Flow curve and viscosity curve of the cleaning milk “Dit”

Rys. 6. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla p³ynu do p³ukania tkanin „Coccolino”

Fig. 6. Flow curve and viscosity curve of the fabric softner “Coccolino”

Rys. 5. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla odplamiacza „Vanish”

Fig. 5. Flow curve and viscosity curve of the stain remover “Vanish”

-6) 6)7 Zale¿noœæ naprê¿enia œcinaj¹cego i lepkoœci od prêdkoœci œcinania

dla mleczka do cia³a "Dulgon"

Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]

 

"

$

&



"

&

 

$



"

&

! 

  " $ &   

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]

 

"

$

&









!

"

#

$

%

&

'

  " $ &   

-6) 6)7 Prêdkoœæ œcinania, D [1/s]

Lepkoœæ, ETA [mPas] Naprê¿enie œcinaj¹ce, TAU [mPa]







!

"

#

$

%

&

#

!

"#

$

%#

'

  " $ &   

Rys. 10. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla oleju rafinowanego „Bartek”

Fig. 10. Flow curve and viscosity curve of the refined oil “Bartek”

Rys. 9. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla oliwy „Olio di Sansa di Oliva”

Fig. 9. Flow curve and viscosity curve of the olive oil “Olio di Sansa di Oliva”

Rys. 8. Krzywa p³yniêcia i krzywa lepkoœci dla mleczka do cia³a „Dulgon”

Fig. 8. Flow curve and viscosity curve of the body milk “Dulgon”

3.4. Zale¿noœæ lepkoœci od czasu przechowywania

W tabeli 2 podano wartoœci lepkoœci badanych próbek w funkcji czasu przechowywania w temperaturze 45°C. Pomiary wykonano w temperaturze 25°C przy stalej prêdkoœci œcinania 77,7 s^-1. Uzyskane wyniki dla poszczególnych produktów pokazano na rys. 11 i opisano metod¹ najmniejszych kwadratów, równaniami prostej:

η = a + b · t (3)

gdzie:

η (ETA) – lepkoœæ, a i b – sta³e,

t – czas przechowywania.

Tabela 2. Zale¿noœæ lepkoœci w temperaturze 25°C badanych produktów od czasu przechowywania w temperaturze 45°C Table 2. The dependence of viscosity of investigated products in 25°C from time of storage in 45°C temperature

Czas, t [doby]

Rys. 11. Zale¿noœæ lepkoœci od czasu przechowywania w temperaturze 45°C badanych produktów Fig. 11. The dependence of viscosity on time of storage investigated products in 45°C temperature

Lp.

Wyniki pomiarów lepkoœci wykonanych po roku przechowywania (365 dób) w temperaturze 5°C i 20°C porównano z wartosciami pocz¹tkowymi w tabelach 3 i 4.

3.3. Szybkoœæ zmian lepkoœci podczas przechowywania

Œredni¹ szybkoœæ zmian lepkoœci (V) próbek przechowywanych w temperaturze 5 i 20°C obliczono ze wzoru:

Natomiast w przypadku próbek przechowywanych w temperaturze 45°C œrednia szybkoœæ zmian lepkoœci jest równa wspó³czynnikowi kierunkowemu b równania 3.

Policzone w powy¿szy sposób œrednie szybkoœci zmian lepkoœci podczas przechowywania podano w tabeli 5 i pokazano na rys 12.

Tabela 3. Zale¿noœæ lepkoœci badanych produktów od czasu przechowywania w temperaturze 5°C

Table 3. The dependence of viscosity of investigated products in 25°C from time of storage in 5°C temperature

Tabela 4. Zale¿noœæ lepkoœci badanych produktów od czasu przechowywania w temperaturze 20°C

Table 4. The dependence of viscosity of investigated products in 25°C from time of storage in 20°C temperature Lp. Tabela 5. Œrednia szybkoœæ zmian lepkoœci badanych produktów przechowywanych w temperaturze 5, 20 i 45°C Table 5. The average rate of viscosity changes of investigated products storage in 5, 20, 45°C temperature

3.4. Zale¿noœci szybkoœci zmian lepkoœci od temperatury

Zale¿noœæ szybkoœci procesu zmian lepkoœci od temperatury opisano równaniem Arrheniusa (2) i pokazano na rys. 13.

5°C 20°C 45°C Produkt

Szbkoœæ zmian lepkoœci, V [mPas/doba]

0 2 4 6 8 10 12

Fa Pl Sz Bm Va Co Pu Ml Ol Ba

Rys. 12. Œrednia szybkoœæ zmian lepkoœci badanych produktów przechowywanych w temperaturze 5, 20 i 45°C Fig. 12. The average rate of viscosity changes of investigated products storage in 5, 20, 45°C temperature

1/T [1/K]

ln V

-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

0.0031 0.0032 0.0033 0.0034 0.0035 0.0036

FABM

PUPL SZ

COOL, VA MLBA

Rys. 13. Zale¿noœæ ln œredniej szybkoœci zmian lepkoœci (ln V) od odwrotnoœci temperatury bezwzglêdnej (1/T) badanych produktów

Fig. 13. The dependence of natural logarithm of the average rate of viscosity changes from inverse of absolute tempera-ture (1/T) of investigated products

Wspó³czynniki kierunkowe równania Arrheniusa (sta³a b równania 2) zestawiono w tabeli 6 oraz pokazano na rys. 14. W tabeli 6 podano tak¿e liczbê dni, po których w temperaturze 5 i 45°C zajd¹ takie same zmiany lepkoœci jak podczas przechowywania przez rok (365 dób) w tempera-turze pokojowej 20°C.

3.5. Zale¿noœæ szybkoœci zmian lepkoœci od lepkoœci pocz¹tkowej

Na rys. 15–17 pokazano zale¿noœæ œredniej szybkoœci zmian lepkoœci (V) od lepkoœci po-cz¹tkowej (η – ETA) w temperaturach, w których badano przechowywanie produktów, a tak¿e zamieszczono równanie regresji liniowej, wspó³czynnik korelacji oraz 95% przedzia³ ufnoœci dla tej zale¿noœci.

Tabela 6. Wspó³czynniki kierunkowe równania Arrheniusa (sta³a b równania 11) oraz liczba dni w temperaturze 5 i 45°C równowa¿na 365 dniom przechowywania w temperaturze 20°C

Table 6. Slope of Arrhenius equation (constant b in equation 11) and number of days in 5°C and 45°C temperature equivalent of 365 days storage in 20°C temperature

Lp.

¯el pod prysznic „Fa”

P³yn do k¹pieli ró¿any „Eva”

Szampon do w³osów „Eva”

Mleczko do cia³a „Dulgon”

Odplamiacz „Vanish”

P³yn zmiêkczaj¹cy „Coccolino”

P³yn do mycia naczyñ „Pur”

Mleczko do czyszczenia „Dit”

Olio di Sansa di Oliva Olej rafinowany Bartek 365 dniom w temp. 20°C

Produkt

Wartoœæ sta³ej >

0

Rys. 14. Wspó³czynniki kierunkowe równania Arrheniusa (sta³a b równania 2) badanych produktów Fig. 14. Slope of Arrhenius equation (constant b in equation 2) of investigated products

Regresja 95% p.ufnoœci V = -0.339 + 0.00688 * ETA

Wsp. korelacji = 0.91742

Lepkoœæ pocz¹tkowa, ETA [mPas]

V [mPas/doba]

Wsp. korelacji = 0.9225

Lepkoœæ pocz¹tkowa, ETA [mPas]

V [mPas/doba]

Wsp. korelacji = 0.8827

Lepkoœæ pocz¹tkowa, ETA [mPas]

V [mPas/doba]

Rys. 15. Zale¿noœæ œredniej szybkoœci zmian lepkoœci (V) od lepkoœci pocz¹tkowej (ETA) badanych produktów przechowywanych w temperaturze 5°C

Fig. 15. The dependence of the average rate of viscosity changes (V) on initial viscosity (ETA) of investigated products stored in 5°C temperature

Rys. 16. Zale¿noœæ œredniej szybkoœci zmian lepkoœci (V) od lepkoœci pocz¹tkowej (ETA) badanych produktów przechowywanych w temperaturze 20°C

Fig. 16. The dependence of the average rate of viscosity changes (V) on initial viscosity (ETA) of investigated products stored in 20°C temperature

Rys. 17. Zale¿noœæ œredniej szybkoœci zmian lepkoœci (V) od lepkoœci pocz¹tkowej (ETA) badanych produktów przechowywanych w temperaturze 45°C

Fig. 17. The dependence of the average rate of viscosity changes (V) on initial viscosity (ETA) of investigated products stored in 45°C temperature

4. Analiza wyników i wnioski

Badane produkty w zale¿noœci od lepkoœci wyznaczonej przy sta³ej prêdkoœci œcinania 77,7 s^–1 w temperaturze 25°C mo¿na podzieliæ na trzy grupy:

l produkty o ma³ej lepkoœci – poni¿ej 100 mPas (p³yn do p³ukania tkanin „Coccolino”, odplamiacz „Vanish”, olej rafinowany „Bartek”, mleczko do czyszczenia „Dit”, oliwa

„Olio di Sansa di Oliva”);

l produkty o œredniej lepkoœci – od 100 do 500 mPas (szampon do w³osów „Eva”, p³yn do k¹pieli „Eva”);

l produkty o du¿ej lepkoœci – powy¿ej 500 mPas (p³yn do mycia naczyñ „PUR”, mleczko do cia³a „Dulgon”, ¿el pod prysznic „Fa”).

Wœród badanych produktów chemii gospodarczej mo¿na wyró¿niæ piêæ podstawowych ty-pów przebiegu krzywych lepkoœci, a mianowicie:

l Krzywe tiskotropowe bez pêtli histerezy (p³yn do k¹pieli „Eva”, szampon do w³osów

„Eva”, p³yn do mycia naczyñ „Pur”);

l Krzywe tiksotropowe z mniejsz¹ lub wiêksz¹ histerez¹ krzywej p³yniêcia (odplamiacz

„Vanish”, mleczko do czyszczenia „Dit”, mleczko do cia³a „Dulgon”);

l Krzywe tiksotropowe z mniejsz¹ lub wiêksz¹ histerez¹, dla których lepkoœæ maleje ze wzrostem prêdkoœci œcinania do sta³ej wartoœci, nie ulegaj¹cej zmianie przy ponownym zmniejszaniu prêdkoœci œcinania (p³yn do p³ukania tkanin „Coccolino”);

l Krzywe o ma³ym efekcie tiksotropowym, dla których przy zmniejszaniu prêdkoœci œci-nania do niewielkich wartoœci pojawia siê odwrócone zmniejszanie lepkoœci (oliwa „Olio di Sansa di Oliva”, olej rafinowany „Bartek”);

l Krzywe o anomalnym przebiegu zwi¹zanym ze spienianiem uk³adu podczas pomiaru (¿el pod prysznic „Fa”).

Jak widaæ na rys. 11, zale¿noœæ lepkoœci od czasu przechowywania w temperaturze 45°C mo¿na opisaæ równaniem liniowym (3), bêd¹cym szczególnym rozwi¹zaniem równania (1) dla n = 0 i dlatego zwanym równaniem zerowego rzêdu. Wspó³czynniki korelacji liniowej dla tego równania wahaj¹ siê od 0,9737 (dla ¿elu pod prysznic „FA”) do 0,9987 (dla odplamiacza „Va-nish”). Stwierdzenie powy¿szego faktu umo¿liwia ograniczenie liczby pomiarów koniecznych do wyznaczenia liniowych równañ empirycznych pozwalaj¹cych na przewidywanie zmian lep-koœci podczas przechowywania badanych produktów, w okreœlonych przedzia³ach czasowych.

Podczas przechowywania lepkoœæ wszystkich badanych produktów, niezale¿nie od tempera-tury, wzrasta³a. Przemiany fizykochemiczne zachodz¹ce w gotowych produktach chemicznych, je¿eli nie zosta³y przewidziane i specjalnie zaplanowane, s¹ rezultatem niepo¿¹danych procesów starzenia. Równie¿ obserwowany wzrost lepkoœci spowodowany jest starzeniem badanych pro-duktów i jako taki musi byæ uznany za proces niekorzystny.

Lepkoœæ najszybciej narasta³a (rys. 11) w ró¿nych produktach przeznaczonych do mycia (¿el pod prysznic „Fa”, szampon do w³osów „Eva”, p³yn do k¹pieli „Eva”, p³yn do mycia naczyñ

„PUR”) oraz do pielêgnacji (mleczko do cia³a „Dulgon”). W pozosta³ych produktach szybkoœæ wzrostu lepkoœci by³a o rz¹d wielkoœci mniejsza (odplamiacz „Vanish”, p³yn do p³ukania tkanin

„Coccolino”, mleczko do czyszczenia „Dit”, oliwa „Olio di Sansa di Oliva”, olej rafinowany

„Bartek”).

Zmiany lepkoœci, które zasz³y w badanych produktach przechowywanych przez 1 rok w temperaturze 5 i 20°C, czyli przez czas nie przekraczaj¹cy okresu trwa³oœci ¿adnego z produk-tów, okaza³y siê stosunkowo bardzo du¿e (tabela 3 i 4). Oznacza, to ¿e lepkoœæ jest czu³ym parame-trem fizykochemicznym zmian zachodz¹cych w przechowywanych produktach chemii gospodar-czej. Wynika z tego ponadto, ¿e pomiar lepkoœci wykonany dopiero po 1 roku jest niewystarczaj¹cy i konieczne jest przeprowadzenie badañ lepkoœci produktów przechowywanych w stanie sch³odzo-nym (5°C) oraz w temperaturze pokojowej (20°C) co najmniej co kwarta³ (90 dób).

Jak widaæ na rys. 13, zale¿noœæ szybkoœci procesu zmian lepkoœci od temperatury mo¿na opisaæ równaniem Arrheniusa (2). Wspó³czynniki korelacji liniowej dla tego równania wahaj¹ siê od –0,9265 (dla p³ynu do mycia naczyñ „Pur”) do –0,9990 (dla szamponu do w³osów „Eva”).

Najwiêkszy wp³yw temperatury na szybkoœæ zmian lepkoœci (najwiêkszy wspó³czynnik kie-runkowy w równaniu Arrheniusa) stwierdzono (tabela 6) dla mleczka do czyszczenia „Dit”, szam-ponu do w³osów „Eva”, p³ynu do mycia naczyñ „Pur”, odplamiacza „Vanish”). Na przyk³ad przechowywanie mleczka „Dit” w stanie sch³odzonym w temperaturze 5°C pozwala na blisko dwukrotne wyd³u¿enie czasu, po którym zajd¹ takie same zmiany lepkoœci jak w temperaturze pokojowej (20°C). Tabela 6 pozwala na przewidywanie wyd³u¿enia i skrócenia okresu trwa³oœci w wyniku przechowywania badanych produktów w temperaturze odpowiednio obni¿onej lub podwy¿szonej.

Stwierdzono wystêpowanie korelacji miêdzy szybkoœci¹ wzrostu lepkoœci oraz lepkoœci¹ pocz¹tkow¹ (rys. 15–17), we wszystkich temperaturach przechowywania (wspó³czynniki kore-lacji 0,9174, 0,9225, 0,8827 odpowiednio w temperaturze 5°C, 20°C i 45°C).

Natomiast nie stwierdzono korelacji miêdzy zale¿noœci¹ temperaturow¹ szybkoœci zmian lepkoœci (wspó³czynnik kierunkowy równania Arrheniusa) i lepkoœci¹ pocz¹tkow¹ (wspó³czyn-nik korelacji nie przekracza³ wartoœci oko³o 0,075).

W zwi¹zku z powy¿szym wydaje siê celowe podjêcie dalszych badañ kinetyki zmian

lepko-œci produktów chemii gospodarczej podczas przechowywania w rozmaitych warunkach, w od-powiednich przedzia³ach czasowych. Nastêpnie okreœlenie wspó³zale¿noœci miêdzy tymi zmia-nami oraz wartoœciami istotnych organoleptycznych oraz u¿ytkowych kryteriów jakoœci i na tej podstawie zaproponowanie reologicznej metodyki wyznaczania okresu trwa³oœci.

Literatura

[1] Labuza T.P.: Open Shelf Life Dating of Foods. Food and Nutrition Press, Inc., Westport 1982.

[2] Molski A.: Wprowadzenie do kinetyki chemicznej. Wyd.Nauk.-Tech., Warszawa 2001.

[3] Ferguson J., Kemb³owski Z.: Reologia stosowana p³ynów. MARCUS, £ódŸ 1995.

[4] Drabent R.: Podstawy reologii, ART, Olsztyn 1996.

[5] Gilewicz J.: Emulsje, PWN, Warszawa 1957.

[6] Zieliñski R.: Surfaktanty, towaroznawcze i ekologiczne aspekty ich stosowania. Wyd. Aka-demii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznañ 2000

[7] BN-80/6140-08.19 Szampony do w³osów. Metody badañ. Badanie lepkoœci przyspieszo-nym testem starzenia.

[8] Kaniewski J., Giemza M., Nawara L., Mêczarska A.: Wiskozymetryczne badanie szampo-nów. Zeszyty Naukowe Akademii Ekonomicznej w Krakowie, 2003, nr 630, 15–25.

Recenzent: prof. zw. dr hab. Ryszard Zieliñski

ZASTOSOWANIE BADAÑ REOLOGICZNYCH DO OCENY TRWA£OŒCI PRODUKTÓW CHEMII GOSPODARCZEJ

Streszczenie

Przeprowadzono badania lepkoœci szerokiej grupy produktów chemii gospodarczej, bêd¹cych emulsjami lub znajduj¹cych zastosowanie w uk³adach emulsyjnych (¿el pod prysznic, p³yn do k¹pieli, szampon do w³osów, mleczko do cia³a, odplamiacz w p³ynie, p³yn zmiêkczaj¹cy do p³ukania tkanin, p³yn do mycia naczyñ, mleczko do czyszczenia, oliwa i olej rafinowany). Pomiary wykonywano w temperaturze 25°C na próbkach prze-chowywanych w temperaturach 5°C i 20°C przez 1 rok oraz w temperaturze 45°C przez 18 tygodni. Na podstawie uzyskanych wyników okreslono zale¿noœæ zmian lepkoœci

pro-duktów chemii gospodarczej, od czasu i temperatury przechowywania oraz lepkoœci po-cz¹tkowej. Uzyskane wyniki zastosowano do oceny trwa³oœci produktów w ró¿nych tem-peraturach przechowywania.

Jacek KANIEWSKI

Department of Industrial Commodities, Faculty of Commodity Science, Cracow University of Economics

Andrzej S. GAJEWSKI

Department of Metrology and Instrumental Analysis, Faculty of Commodity Science,

Cracow University of Economics

RHEOLOGICAL TESTS IN ESTIMATING HOUSEHOLD CHEMICAL PRODUCTS STABILITY

Summary

Viscosity of wide range of household chemical products has been investigated. These products were emulsions or were used in emulsive systems (shower gel, bathing fluid, shampoo, body milk, stain remover, fabric softener, dishwashing fluid, cleaning milk, olive oil and refined oil). Measurements were made in temperature 25°C of samples kept in temperatures 5°C and 20°C for one year and in 45°C for 18 weeks. Changes of the investigated household chemical products viscosity have been related to the storage pe-riod and temperature and to the initial value of the dynamic viscosity. The results were used to estimate stability of products preserved in various temperatures.

dr Jacek KANIEWSKI

Katedra Towaroznawstwa Przemys³owego Wydzia³ Towaroznawstwa

Akademia Ekonomiczna w Krakowie ul. Sienkiewicza 4

30-033 Kraków

e-mail: etkaniew@cyfronet.krakow.pl dr hab. Andrzej S.GAJEWSKI, prof. AE Katedra Metrologii i Analizy Instrumentalnej Wydzia³ Towaroznawstwa

Akademia Ekonomiczna w Krakowie ul. Rakowicka 27

31-510 Kraków

e-mail: gajewski@ae.krakow.pl

Magdalena BE£CIKOWSKI, Jacek ARCT, Katarzyna PYTKOWSKA

Wy¿sza Szko³a Zawodowa Kosmetyki i Pielêgnacji Zdrowia w Warszawie

Relacje sk³ad–cena

W dokumencie " 69)4)9+-24*-;)+1 (Stron 38-52)