Hochviskos

Die Viskosität beschreibt das Fließverhalten von Fluiden, insbesondere von inkompressiblen Medien wie Flüssigkeiten. Sie ist ein Maß für den inneren Widerstand, den ein Fluid einer Verformung durch Scherung entgegensetzt. Wissenschaftlich lässt sich die Viskosität als das Verhältnis von Schubspannung zu Schergeschwindigkeit definieren. Die Maßeinheit der dynamischen Viskosität im Internationalen Einheitensystem ist Pascal-Sekunde (Pa·s). In der Praxis werden jedoch häufig die Einheiten Millipascal-Sekunde (mPa·s) oder das veraltete Poise (P) verwendet. Umrechnungen zwischen diesen Einheiten sind möglich, wobei 1 P = 100 mPa·s entspricht. Zur Messung der Viskosität stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, beispielsweise Kapillarviskosimeter, Rotationsviskosimeter oder Oszillationsmethoden. Die Wahl des Verfahrens hängt vom Fließverhalten und Viskositätsbereich des zu untersuchenden Mediums ab.

Bei thermischen Prozessen wie dem Eindampfen von Flüssigkeiten kommt es in der Regel zu einer Erhöhung der Viskosität. Gleichzeitig kann sich der Stoffzustand verändern, etwa wenn gelöste Salze auskristallisieren und die Flüssigkeit zur Suspension wird. Solche Mehrphasensysteme mit nicht klar definiertem Fließverhalten treten in vielen Bereichen der chemischen und biotechnologischen Industrie auf. Beispiele hierfür sind die enzymatische Verarbeitung von Stärke, die Fermentation zur Penicillinproduktion oder die Rückgewinnung gelöster Feststoffe aus industriellen Prozesswässern. Weitere Beispiele sind die Formulierung von Kosmetika, die Verarbeitung von Lebensmittelpasten oder die Herstellung von Farben und Lacken.

Das Fließverhalten von Flüssigkeiten ist nicht immer konstant. Viele technische Fluide verhalten sich nicht-newtonisch, das heißt, ihre Viskosität verändert sich in Abhängigkeit von der Scherrate. Strukturviskose Flüssigkeiten (pseudoplastisch) zeigen eine abnehmende Viskosität bei zunehmender Scherung, während dilatante Flüssigkeiten bei Scherung dicker werden. Solche Effekte treten beim Rühren, Pumpen oder Abfüllen auf und beeinflussen Prozesseigenschaften wie das Tropfverhalten, die Schaumbildung oder die Bildung von Lufteinschlüssen.

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