- •Инженерная реология
- •Предисловие
- •I. Содержание дисциплины
- •Тема 1. Введение
- •Тема 2. Научные основы инженерной реологии
- •Тема 3. Основные структурно-механические свойства пищевых продуктов
- •Тема 4. Методы и приборы для измерения структурно-механических свойств пищевых продуктов
- •Тема 5. Реодинамические расчеты трубопроводов и транспортных устройств для вязко-пластичных сред
- •Тема 6. Контроль процессов и качества продуктов по структурно-ме-ханическим характеристикам
- •Лабораторные работы
- •Тема 1. Введение
- •1.1. Предмет и задачи дисциплины
- •1.2. Роль инженерной реологии в обеспечении контроля, регулирования и управления качеством сырья и готовой продукции
- •1.3. Инженерная реология как наука о деформации
- •1.4. Составные части инженерной реологии
- •1.5. Пищевые материалы как предмет изучения
- •Тема 2. Научные основы инженерной реологии
- •2.1. Общие положения. Понятия и определения.
- •2.2 Основные термины и определения реологии: аксиомы реологии, деформация, упругость, вязкость, пластичность, адгезия и др.
- •2.3. Реологические модели простых «идеальных» тел.
- •2.4. Реологические модели сложных реальных тел.
- •2.5. Основные нелинейные эмпирические уравнения напряжений и деформаций для реальных пищевых масс (продуктов)
- •2.6. Применение реологических моделей для описания свойств реальных пищевых масс (продуктов)
- •Тема 3. Основные структурно-механические свойства пищевых продуктов
- •3.1. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов как объективный показатель воздействия
- •3.2. Сдвиговые свойства пищевых материалов
- •3.3. Компрессионные свойства пищевых материалов
- •3.4. Поверхностные свойства пищевых материалов
- •3.5. Влияние технологических факторов на структурно-механи-ческие свойства пищевых материалов: температуры, влагосодержания, давления, степени измельчения, продолжительности измельчения
- •Тема 4. Методы и приборы для измерения структурно-механичеких свойств пищевых продуктов
- •4.1. Методология. Классификация методов и приборов для
- •4.2. Приборы для измерения сдвиговых свойств продуктов
- •4.3. Приборы для измерения компрессионных свойств продуктов
- •4.4. Приборы для измерения поверхностных свойств продуктов
- •Тема 5. Реодинамические расчеты трубопроводов и транспортных средств для вязко-пластичных сред
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Перспективы развития трубопроводного транспорта для перемещения сырья и полуфабрикатов
- •5.3. Основы теории реодинамических расчетов трубопроводов.
- •5.4. Расчеты трубопроводов и насадок для жидких, твердых и вязко-пластичных пищевых масс
- •Тема 6. Контроль процессов и качества
- •Продуктов
- •По структурно-механическим
- •Характеристикам
- •6.1. Актуальность проведения контроля за технологическими
- •6.2. Автоматизированный контроль качества продуктов
- •6.3 Связь между структурно-механическими свойствами продукта и сенсорной оценкой качества
- •6.4. Оптимизация технологических процессов на основе
- •Лабораторный практикум
- •1. Определение предельного напряжения сдвига пластично-вязких продуктов на коническом пластометре кп-3
- •Оборудование, приборы, инструменты, материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2. Определение сдвиговых свойств мясного фарша
- •Оборудование, приборы, инструменты, материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •3. Определение усилия среза для целых тканей мяса
- •Оборудование, приборы, инструменты, материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •4. Определение вязкости жидкообразных продуктов
- •Оборудование, приборы, инструменты, материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий для контрольной работы
- •Условные обозначения
- •Cписок рекомендуемой литературы
- •Содержание
- •Инженерная реология
- •650056, Г. Кемерово, б-р Строителей, 47
- •650010, Г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52
Лабораторные работы
1. Определение предельного напряжения сдвига пластично-вязких продуктов на коническом пластометре КП-3.
2. Определение сдвиговых свойств мясного фарша на ротационном вискозиметре РВ-8.
3. Определение усилия среза для целых тканей мяса.
4. Определение вязкости жидкообразных продуктов.
Тема 1. Введение
1.1. Предмет и задачи дисциплины.
1.2. Роль инженерной реологии в обеспечении контроля, регулирования и управления качеством сырья и готовой продукции.
1.3. Инженерная реология как наука о деформации и течении материалов.
1.4. Составные части инженерной реологии.
1.5. Пищевые материалы как предмет изучения инженерной реологии.
1.1. Предмет и задачи дисциплины
Предметом изучения дисциплины «Инженерная реология» являются пищевые материалы животного и растительного происхождения (мясо, рыба, молоко, зерно, овощи, фрукты и др.), а также пищевые композиции, состоящие из двух и более компонентов с добавлением различных добавок или без них (мясные и ливерные фарши, паштеты, полуфабрикаты, тесто, кондитерские массы и др.).
Основными задачами изучения дисциплины «Инженерная реология» являются:
изучение теоретических основ прикладной инженерной реологии как составной части науки физико-химической механики пищевых производств;
изучение основ структурообразования пищевых масс (продуктов) и поведения пищевых материалов в процессах технологической обработки;
изучение основных структурно-механических характеристик пищевых продуктов и их влияние на качество готовой продукции;
изучение механических моделей и их практическое применение для моделирования при разработке новых реальных пищевых продуктов;
изучение методов и приборов для определения структурно-механических характеристик пищевых продуктов;
знакомство с реологическими расчетами отдельных элементов технологического оборудования;
изучение основных направлений в области оптимизации, контроля и управления технологическими процессами с целью получения продукции высокого качества.
1.2. Роль инженерной реологии в обеспечении контроля, регулирования и управления качеством сырья и готовой продукции
Производство продуктов питания на современном уровне, включающих в себя проведение большое количество различных технологических процессов, невозможно без применения инструментальных (объективных) методов измерения и приборной техники для проведения контроля, регулирования и управления качеством сырья и готовой продукции. В этом важная и ответственная роль отводится инженерной реологии, как науке, занимающейся вопросами структурообразования пищевых материалов, изучением структурно-механических свойств, разработкой методов и приборов для их определения.
Вопросами структурообразования пищевых материалов, изучением структурно-механических (реологических) свойств, разработкой методов и приборов их определения занимается инженерная реология. Разработанные и предлагаемые к внедрению в промышленность приборы позволяют их устанавливать на местах или непосредственно в технологическое оборудование, включая их в технологический процесс обработки сырья. Оперативный сбор информации о качестве сырья на стадиях его поступления, технологической обработки и выпуска готовой продукции на основе реологических характеристик с применением приборов - все это обеспечивает возможность проведения контроля, регулирования и управления качеством сырья и готовой продукции.
Наиболее полное представление о качестве продукта дают свойства, определяемые его структурой. При этом важно, чтобы небольшие изменения структуры продукта вызывали существенное колебание тех характеристик, которые определяются с помощью приборов. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют структурно-механические (реологические) свойства продукта.
В качестве контролирующих параметров могут выступать структурно-механические (реологические) свойства сырья - сдвиговые (напряжение сдвига, вязкость, пенетрацию и др.), компрессионные (адгезия, липкость, пластичность и др.) и поверхностные (сила трения, коэффициент внешнего трения и др.).
Применяя приборы, можно измерять отдельные показатели (характеристики) структурно-механических (реологических) свойств сырья перед проведением, во время проведения и после проведения технологической операции или технологического процесса. Далее, сравнивания полученные данные с оптимальными (эталонными) значениями показателей, проводят их анализ, определяя отклонение, то есть контролировать. В случаях значительного отклонения показателей от заданных осуществлять оперативное вмешательство в изменение технологических параметров отработки.
При применении приборов, позволяющих проводить измерение контро-лируемых показателей непосредственно в технологическом процессе, можно контролировать изменение этих показателей, и изменения их достигать требуемых значений, т. е. регулировать их непосредственно во время выполнения технологического процесса.
Качество готовой продукции зависит не только от качества применяемого сырья, но также и от качества выполнения всех технологических процессов на стадиях ее производства. Это возможно при установке приборов, способных контролировать изменения показателей сырья в потоке, непосредственно на всех технологических операциях производства продукта.
Сбор информации о показателях сырья со всех операций технологического процесса производства и дальнейшее их сравнение с заданными (эталонными) показателями готовой продукции позволяют в целом контролировать, регулировать и управлять этими показателями. В результате всех проводимых мероприятий становится возможным получать продукцию, отвечающую всем показателям стандарта, т. е. выпускать качественную стандартную продукцию.
В настоящее время на основании результатов, достигнутых в науке, технике и инженерной реологии, становится возможным создание автоматизированных комплексов, систем по производству пищевых продуктов со стандартными показателями качества.
Роль инженерной реологии заключается в том, что, применяя в качестве
контролирующих показателей структурно-механические свойства продуктов, и инструментальные (объективные) методы и приборы оперативного контроля, становится возможным обеспечить контроль, регулирование и управление качеством сырья и готовой продукции.