- •Реологические основы расчета оборудования производства жиросодержащих пищевых продуктов
- •Список основных условных обозначений
- •Предисловие
- •Введение в инженерную реологию пищевой промышленности Основные общие понятия инженерной реологии пищевой промышленности и место реологии среди родственных дисциплин
- •Краткий исторический обзор развития реологии
- •Глава 1. Общая реология
- •1.1. Формализации Лагранжа и Эйлера
- •1.2. Законы сохранения вещества, количества движения и энергии
- •1.3. Дифференциальные уравнения неразрывности, движения и энергии
- •1.4. Тензор напряжений
- •1.5. Тензор скоростей деформаций
- •1.6. Вязкость, упругость, различные реологические эффекты
- •1.7. Реологические уравнения и уравнения состояния
- •Реологические уравнения
- •1.8. Вязкоупругость
- •1.9. Общая классификация реологических моделей пищевых сред
- •1.10. Микрореология
- •Глава 2. Реометрия
- •2.1. Классификация приборов и методов реометрии
- •2.2. Приборная инвариантность, имитационность и обработка данных в реометрии
- •2.3. Теория капиллярных вискозиметров
- •Реологические свойства казеина
- •2.4. Теория ротационных вискозиметров
- •2.5. Теория конических пластометров
- •2.6. Элементы теории различных реометров
- •2.7. Некоторые результаты реометрии пищевых сред
- •Значения коэффициента динамической вязкости меланжа,
- •Значения коэффициента динамической вязкости животных жиров,
- •Реологические свойства фаршей
- •Эталонные характеристики мясного фарша
- •2.8. Связь между структурно-механическими характеристиками и сенсорной оценкой качества продуктов
- •Глава 3. Реодинамика
- •3.1. Резание пласта вязкопластичного продукта
- •3.2. Течение пищевых сред по наклонной плоскости
- •Уравнения расхода жидкости
- •3.3. Течение пищевых сред в трубах прямоугольного сечения
- •3.4. Течение в различных рабочих каналах пищевых машин и аппаратов
- •3.5. Упрощенная линейная теория червячных нагнетателей
- •3.6. Уточненная гидродинамическая теория червячных нагнетателей
- •Значения поправочных коэффициентов kv и kр расходно-напорной характеристики червячного нагнетателя
- •Расчет поправочных коэффициентов для гидродинамической теории червячных нагнетателей в программе MathCad
- •3.7. Расчет червячных экструдеров по методу совмещенных расходно-напорных характеристик
- •3.8. Вероятность формосохранения пищевых изделий
- •3.9. Сопротивление движению лопасти смесительного аппарата
- •Глава 4. Экспериментальные исследования реологических характеристик жиросодержащих пищевых продуктов
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Методика проведения исследований
- •4.3. Обобщение результатов реологических исследований
- •4.4. Смеси мороженого
- •4.5. Маргарины
- •4.5.1. Маргарины с содержанием жира 82 %
- •4.5.2. Маргарины с содержанием жира от 40 до 75 %
- •4.6. Кулинарные жиры
- •4.7. Пищевой топленый свиной жир
- •4.8. Мясной студень
- •4.9. Плавленые сыры
- •4.10. Кисломолочные продукты
- •4.10.1. Сметана с содержанием жира 20 %
- •4.10.2. Кисломолочный напиток «Бифидок»
- •4.10.3. Кисломолочный напиток «Ряженка»
- •4.10.4. Кисломолочный напиток кефир «Фруктовый»
- •4.10.5. Кисломолочный напиток кефир «Детский»
- •4.11. Сливочный сыр сладкий
- •4.12. Творог
- •Список литературы
- •Приложение к гл. 4
- •Результаты экспериментальных исследований влияния температуры продукта и градиента скорости на реологические характеристики маргарина брускового «Росинка»
- •Глава 5. Учебно-методический материал
- •5.1. Вопросы и задания для самоконтроля и дистанционного обучения по инженерной реологии
- •5.2. Информационные технологии обучения – примеры программ для персональных компьютеров
- •Желаем удачи!
- •Желаем удачи!
- •Желаем удачи!
- •5.3. Вариант рабочей программы дисциплины «Инженерная реология»
- •Раздел 3
- •Тема 3. Основные структурно-механические свойства пищевых продуктов.
- •Раздел 4
- •Тема 4. Методы и приборы для измерения структурно-механи-ческих свойств пищевых масс.
- •Раздел 5
- •Тема 5. Предельное напряжение сдвига пищевых материалов.
- •Раздел 6
- •Тема 6. Реометрия на ротационных вискозиметрах.
- •Раздел 7
- •Тема 7. Капиллярная вискозиметрия.
- •Раздел 8
- •Тема 8. Реодинамическая теория экструдеров.
- •Раздел 9
- •Тема 9. Реодинамические расчеты трубопроводов, контроль процессов и качества продуктов по структурно-механическим характеристикам.
- •Часть 2. Лабораторный практикум
- •Часть 3. Список литературы
- •5.4. Некоторые единицы измерений
- •Заключение
- •Список рекомендуемой литературы
- •Предметный Указатель
- •Глава 1. Общая реология 20
- •Глава 2. Реометрия 71
- •Глава 3. Реодинамика 153
- •Глава 4. Экспериментальные исследования реологических характеристик жиросодержащих пищевых продуктов 191
- •Глава 5. Учебно-методический материал 301
- •Реологические основы расчета оборудования производства жиросодержащих пищевых продуктов
2.7. Некоторые результаты реометрии пищевых сред
Рассмотрим некоторые реологические свойства пищевых продуктов, исходя из известных справочников Мачихина и Горбатова, в которых можно найти более полные данные для реодинамических расчетов машин и аппаратов, контроля и регулирования технологических процессов, феноменологических, микрореологических и метареологических исследований свойств пищевых продуктов, сырья и полуфабрикатов.
Коэффициент динамической вязкости мясного бульона описывается зависимостями
, (2.187)
где – коэффициент динамической вязкости, Пас; с – концентрация сухих веществ от 0 до 0,2 кг сухих веществ на 1 кг бульона; t – температура, К.
Формула (2.187) при концентрации с = 0,010,05 дает зани-женные результаты. Для этих концентраций имеются следующие данные: с = 0,2; t = 40 С; 103 = 11,99 Пас; с = 0,01; t = 90 С; 103 = 0,35 Пас.
Коэффициент динамической вязкости клеевого раствора при 17,5 % сухих веществ и температуре 30С
= 0,010,05 Пас.
Коэффициент динамической вязкости раствора желатина при 17,5 % сухих веществ и температуре 40С
= 0,0450,3 Пас.
Кровь является традиционным объектом интереса специалистов в области гидродинамики. Не случайно одни из фундаментальных формул гидравлики носит имя французского врача Пуазейля. Исключительно важны реологические свойства крови в медицине, в этой области проведены обширные исследования. Авторы первой отечественной монографии на эту тему, которая вышла в 1982 г., указали на более чем 600 литературных источников. Есть предложения описывать феноменологические реологические свойства крови при помощи уравнения Кэссона, микрореологические свойства – с помощью уравнений суспензий Эйнштейна. Наблюдались особые эффекты течения в капиллярах с пограничным слоем, с пристенным проскальзыванием (эффект Фареуса – Линдквиста), кривые течения с гистерезисом (эффект тиксотропии), вязкоупругие свойства. Параллельно исследовались структурный, химические, оптические, термодинамические, электромагнитные, акустические свойства крови и клинические явления.
Вязкость крови животных при скорости сдвига 380 с–1, концентрации сухих веществ 0,261 и температуре 10 С составляет 92 10–3 Пас; при концентрации сухих веществ 0,152, температу- ре 40 С – 4 10–3 Пас. При концентрации 0,261 и температуре 20 С кровь подчиняется степенному закону и коэффициент эффективной вязкости является функцией скорости сдвига: При более низкой концентрации – 0,152 и температуре 20 С кровь подчиняется закону ньютоновской жидкости и коэффициент вязкости не является функцией скорости сдвига: = 7 10–3 Пас. Коэффициент динамической вязкости крови убойных животных зависит от температуры и вида скота. При температуре выше 20 С в крови появляется динамическое предельное напряжение сдвига из-за денатурационных процессов (табл. 2.3, 2.4).
Таблица 2.3
Значения коэффициента динамической вязкости 103, Пас
Вид скота |
Температура, С |
|||||
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
|
Свиньи |
44,8 |
38,6 |
34,1 |
30,7 |
28,1 |
25,9 |
Крупный рогатый скот |
31,3 |
26,4 |
23 |
20,4 |
18,4 |
16,8 |
Мелкий рогатый скот |
24 |
20 |
17,2 |
15,1 |
13,5 |
12,2 |
Таблица 2.4
Значения предельного напряжения сдвига 0, Па
Вид скота |
Температура, С |
|||||||
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
|||
Свиньи |
0 |
0,23 |
0,59 |
0,84 |
1,04 |
1,21 |
||
Крупный рогатый скот |
0 |
0,22 |
0,56 |
0,71 |
0,92 |
1,06 |
||
Мелкий рогатый скот |
0 |
0,21 |
0,48 |
0,65 |
0,86 |
0,98 |
При температуре 20 С для расчета коэффициента вязкости можно использовать эмпирические формулы вида
, (2.188)
где – коэффициент динамической вязкости, Пас; с – концентрация сухих веществ от 0 до 0,2 кг сухих веществ на 1 кг крови (для сви- ной крови с = 0,209; для крови крупного рогатого скота с = 0,178); t – температура, С.
Ориентировочно диапазон изменения величин коэффициента динамической вязкости крови убойных животных приведен в табл. 2.5.
Таблица 2.5
Значения коэффициента динамической вязкости 103, Пас
Вид скота |
Значения коэффициента крови убойных животных |
Свиньи |
38 – 52 |
Крупный рогатый скот |
30 – 42 |
Мелкий рогатый скот |
23 – 36 |
Вязкость меланжа из куриных яиц приведена в табл. 2.6.
Таблица 2.6