Структурно-механические (реологические) свойства продукции

Структурно-механические (реологические) свойства (СМС) харак­теризуют поведение продукта в условиях напряженного состояния и позволяют связать между собой напряжения, деформации или ско­рости деформации в процессе приложения усилий.

Наука, занимающаяся изучением деформации и течением различ­ных тел, называется реологией, предметом которой является исследо­вание различных видов деформации в зависимости от сопровождаю­щих их напряжений.

К основным реологическим (структурно-механическим) свойствам материалов (пищевых продуктов) относятся: упругость, пластичность, вязкость и прочность.

Под упругостью понимается способность тела после деформиро­вания полностью восстанавливать свою первоначальную форму или объем, то есть работа деформирования равна работе восстановления. Упругость тела характеризуется модулем упругости.

Пластичность — способность тела под действием внешних сил не­обратимо деформироваться без нарушения сплошности. Пластиче­ское течение начинается при величине напряжения, равной пределу текучести. Для характеристики сдвиговых деформаций используется понятие «предельное напряжение сдвига». Оно характеризует проч­ность системы.

Вязкость — способность тела оказывать сопротивление относитель­ному смещению его слоев. Основным свойством жидкостей является вязкость.

Прочностью называют сопротивление тела действию внешних сил, которые приводят тела к течению или разрушению.

У твердых пищевых продуктов, которые обладают как упругими, так и пластичными и вязкими свойствами, прочность зависит от скорости деформации.

Кроме основных СМС на качество пищевых продуктов, а следова­тельно, и на качество продукции общественного питания оказывают влияние и ряд вспомогательных физико-механических свойств, таких как твердость, мягкость, хрупкость, когезия, адгезия, липкость.

Твердость — это комплексное свойство твердых пищевых продуктов оказывать сопротивление проникновению другого тела вследствие не­обратимых (упругой и вязкой) деформаций.

Мягкость — свойство, противоположное твердости.

Хрупкость — свойство твердых тел достигать разрушения без пла­стичной деформации.

Когезия — сопротивление тела разрушению, связанному с преодо­лением сил взаимодействия между атомами и молекулами на поверх­ности раздела. Под когезией понимается сцепление частиц внутри рассматриваемого тела (продукта). Между работой когезии и работой хрупкого разрушения существует прямая зависимость.

Адгезия — свойство, которое основывается на взаимодействии двух различных тел на границе раздела фаз и вызывает сцепление тел. Ад­гезия (прилипание) — это слипание поверхностей двух разнородных материалов.

Липкость — свойство пограничного слоя вязких или пластичных ма­териалов оказывать сопротивление разделению находящихся в контакте поверхностей. Оно основывается на адгезии материалов на поверхно­стях раздела и когезии самого испытуемого материала. Если силы ко­гезии больше, чем силы адгезии, разделение происходит в результате преодоления сил адгезии и наоборот. Если обе силы приблизительно равны, разделение происходит благодаря частичному преодолению сил когезии и адгезии.

Сдвиговые свойства характеризуют поведение объема продукта при воздействии на него сдвиговых, касательных напряжений. Сдвиговые свойства представляют собой основную группу свойств, которые ши­роко используются как для расчета различных процессов движения в рабочих органах машин, так и для оценки качества пищевых продук­тов. В связи с этим наибольшее распространение получили способы классификации пищевых и других

реологических тел по сдвиговым характеристикам (модулю упругости, вязкости и др.).

Компрессионные свойства характеризуют поведение объема про­дукта при воздействии на него нормальных напряжений в замкнутой форме, между двумя пластинами или при каком-либо другом способе растяжения — сжатия образца продукта. Эти свойства используются для расчета рабочих органов машин и аппаратов и для оценки качества продукта. К ним относятся модули упругости, пластичность и др.

Поверхностные свойства характеризуют поведение поверхности про­дукта на границе раздела с другим твердым материалом при воздействии нормальных (адгезия и мягкость) и касательных (внешнее трение) на­пряжений. Они характеризуют усилие взаимодействия между поверх­ностями конструкционного материала и продуктом при нормальном отрыве или сдвиге.