- •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
Заключение
В данном учебном пособии достаточно полно изложен материал, касающийся основных теоретических положений инженерной реологии пищевых продуктов. Рассмотрены решения некоторых задач: задачи течения неньютоновских жидкостей – с применением математического аппарата вариационного исчисления; вероятностной задачи формосохранения пищевых изделий – с использованием математической теории распознавания образов; задачи исследования пусковых режимов реометров и некоторых других.
Даны подробные выводы по приводимым расчетным зависимостям, что облегчает понимание физической сущности рассматриваемых вопросов.
Значительный объем экспериментальных данных приводится в таблицах. Они отражают результаты исследований жиросодержащих продуктов в широком интервале изменений градиента скорости и касательного напряжения при различных фазовых состояниях продукта (в застывшем состоянии, в стадии плавления и расплавленном виде); дают представление о существенном изменении реологических характеристик исследуемых жиросодержащих продуктов, что имеет важное значение как при расчете оборудования, так и при выборе рациональных режимов его работы.
Приведенные в пособии примеры компьютерных контрольных программ позволят легко составлять новые контрольные работы с использованием персональных компьютеров. Кроме того, появляется возможность составления обучающих программ.
По мнению авторов, ряд рассмотренных задач открывают перспективы дальнейшего развития инженерной реологии пищевых производств.
Изложенный в учебном пособии теоретический и экспериментальных материал, наряду с использованием в учебном процессе, может быть полезным и инженерно-техническим работникам различных отраслей пищевой промышленности.
Список рекомендуемой литературы
Азаров Б. М., Арет В. А. Инженерная реология пищевых производств. – М.: МТИПП, 1978. – 112 с.
Баркан С. М., Кулешова М. Ф. Плавленые сыры. – М.: Пищ. пром-сть, 1967. – 282 с.
Белкин И. М., Виноградов Г. В., Леонов А. И. Ротационные приборы. – М.: Машиностроение, 1968. – 272 с.
Белобородов В. В., Забровский Г. П., Вороненко Б. А. Процессы массо- и теплопереноса масложирового производства. – СПб.: ВНИИЖ, 2000. – 430 с.
Виноградов Г. В., Малкин А. Я. Реология полимеров. – М.: Химия, 1977. – 438 с.
Глазачев В. В. Технология кисломолочных продуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1968. – 143 с.
Горбатов А. В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1979. – 384 с.
Горбатов А. В. Реология в мясной промышленности. – М.: ЦНИИТЭИ Минмясомолпрома СССР, 1968. – 67 с.
Гуляев-Зайцев С. С. Физико-химические основы производства масла из высокожирных сливок. – М.: Пищ. пром-сть, 1974. – С. 136.
Долинский Е. Ф. Обработка результатов измерений по способу наименьших квадратов. – М.: Изд-во стандартов, 1971. – С. 183.
Забодалова Л. А., Маслов А. М. Изучение структурных особенностей молока и молочных продуктов с помощью реологических методов. – Л.: ЛТИХП, 1987. – 30 с.
Забровский Г. П., Ключкин В. В. Каталитическая модификация природных масел и жиров и получение из них пищевых продуктов. – СПб.: ВНИИЖ, 1999. – 336 с.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Реологические характеристики мягких маргаринов «Утро» и «Росинка»: Сб. науч. тр. ВНИИЖ. – СПб: ВНИИЖ, 1999. – С. 31–34.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Исследование касательных напряжений и эффективной вязкости кулинарного жира «Фритюрный»: Сб. науч. тр. ВНИИЖ. – СПб.: ВНИИЖ, 1999. – С. 35–37.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Исследование реологических характеристик мягких маргаринов «Лакомка» и «Домашний» // Известия СПбГУНиПТ. 2001. № 1(2). С. 70–72.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Исследование реологических характеристик мягких маргаринов «Росинка» при различных фазовых состояниях // Известия СПбГУНиПТ. 2001. № 1(3). С. 57–59.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Определение вязкостных характеристик и касательных напряжений маргарина для жарения «Волшебница»: Сб. науч. тр. ВНИИЖа. – СПб.: ВНИИЖ, 2000. – С. 42–46.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Исследование вязкостных характеристик и касательных напряжений маргарина «Утро» // Известия СПбГУНиПТ. 2001. № 2(3). С. 54–56.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Влияние температуры продукта и градиента скорости на реологические характеристики маргарина «Сливочный новый» // Вестник ВНИИЖ. 2001. С. 9–11.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Определение вязкостных характеристик майонеза «Провансаль» для салатов с содержанием жира 36 % // Вестник ВНИИЖ. 2001. С. 5–7.
Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Зависимость вязкостных характеристик и касательных напряжений маргарина «Домашний» от температуры продукта и градиента скорости // Вестник ВНИИЖ. 2001. С. 7–9.
Измайлова З. Н., Ребиндер П. А. Структурообразование в белковых системах. – М.: Наука, 1974. – 268 с.
Исследование структурно-механических свойств плавленых сыров / А. В. Горбатов, В. Д. Косой, Г. Н. Круев, О. П. Боровикова. – М.: Молочная пром-сть, 1976. – С. 9–13.
Кладий А. Г. Автоматизация производства мороженого. – М.: Агропромиздат, 1991. – 239 с.
Кладий А. Г., Выгодин В. А. Производство мороженого и вафельных изделий. – М.: Галактика, ИГМ, 1992. – 317 с.
Конаныхин А. В., Маслов А. М. Влияние температуры и градиента скорости на вязкость сливочного масла // Известия вузов. Пищевая технология. 1973. № 3. С. 89–92.
Консистентные смазки / В. С. Великовский, Д. Н. Поддубный, В. В. Вайншток, В. Д. Готовский. – М.: Химия, 1966. – 256 с.
Косой В. Д. Совершенствование процесса производства вареных колбас. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. – 272 с.
Круглицкий И. Н. Основы физико-химической механики. – Киев, Выща шк., 1976. – Ч. 1. – 208 с.
Круглицкий И.Н. Основы физико-химической механики. – Киев, Выща шк., 1977. – Ч. 2. – 176 с.
Кулешова М. Ф., Тиняков В. Г. Плавленые сыры. – М.: Пищ. пром-сть, 1977. – С. 176.
Левтов В. А., Регирер С. А., Шадрина Н. Х. Реология крови. – М.: Медицина, 1982. – 272 с.
Мак-Келви Д. М. Переработка полимеров. – М.: Химия, 1965. – 442 с.
Маслов А. М. Инженерная реология. – Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1977. – С. 88.
Маслов А. М. Аппараты для термообработки высоковязких жидкостей. – Л.: Машиностроение, 1980. – 208 с.
Маслов А. М., Березко В. Л. Структурно-механические свойства молочных продуктов. – Л.: ЛТИ, 1979. – 61 с.
Мачихин С. А. Структура и консистенция пищевых продуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1972. – 239 с.
Мачихин Ю. А., Мачихин С. А. Инженерная реология пищевых материалов. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. – 216 с.
Мачихин Ю. А., Зурабишвили Г. Г., Панфилов С. Н. Сов-ременное оборудование в обработке пищевых материалов давлением. – М.: ВЗПИ, АО Росвузнаука, 1991. – 308 с.
Мачихин Ю. А., Берман Г. К., Клаповский Ю. В. Формование пищевых масс. – М.: Колос, 1992. – 272 с.
Михайлов Н. В., Ребиндер П. А. О структурно-механиче-ских свойствах дисперсных и высокомолекулярных систем // Коллоидный журнал. 1955. Т. 17. Вып. 3. С. 107–119.
Молчанов И. В. Технологическое оборудование жироперерабатывающих производств. – М.: Пищ. пром-сть, 1965. – 510 с.
Николаев Б. А. Измерение структурно-механических свойств пищевых продуктов. – М.: Экономика, 1964. – С. 233.
Николаев Б. А., Лютик Л. А. Пластично-вязкие и упругоэластичные свойства твердых жиров // Маслобойно-жировая промышленность. 1961. № 7. С. 23–27.
Николаев Б. А. Теоретическое определение градиента скорости на основании полуэмпирической теории турбулентного переноса: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб.: СПбГуниПТ, 1992. – С. 8–12.
Николаев Б. Л. Обработка опытных данных по реологическим характеристикам пищевых продуктов: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб.: СПбГУНиПТ, 1998. – С. 43–46.
Николаев Б. Л. Исследование реологических характеристик сметаны жирностью 20 %: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2000. – С. 134–136.
Николаев Б. Л. Исслдование эффективной вязкости кисломолочных напитков – кефиров «Фруктовый» и «Детский» // Известия СПб ГУНиПТ. 2002. № 1(4). С. 54–58.
Николаев Б. Л. Единая температурная зависимость вязкости кисломолочных напитков и сметаны: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб. СПбТЭИ, 2003. – С. 87–90.
Николаев Б. Л. Вязкостно-скоростные характеристики кисломолочных напитков «Бифидок» и «Ряженка»: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб. СПбТЭИ, 2002. – С. 29–31.
Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Построение единой температурной зависимости вязкости смесей мороженого // Известия СПбГУНиПТ, 2002. № 1(4). – С. 33–35.
Николаев Л. К. Реологические характеристики жиросодержащих пищевых продуктов. – Л.: ЛТИХП, 1979. – С. 85.
Николаев Л. К., Николаев Б. Л. Единая температурно-инва-риантная зависимость вязкости свиного жира и мясного студня: Сб. докладов НТК «Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств. – М.: МГУПБ, 2002. – С. 154–157.
Оленев Ю. А. Мороженое. – М.: Колос, 1992. – 256 с.
Оленев Ю. А. Технология и оборудование для производства мороженого. – М.: Дели, 1999. – 270 с.
Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справ. / Под ред. Ю. А. Мачихина. – М.: Агропромиздат, 1990. – 271 с.
Рейнер М. Деформация и течение. – М.: Изд-во нефтяной и горнотопливной промышленности, 1963. – С. 381.
Реология полимеров. Об универсальности температурно-инвариантной характеристики вязкости полимеров в конденсированном состоянии / Г. В. Виноградов, А. Я. Малкин, Н. В. Прозоровская, В. А. Каргин // Доклады АН СССР. 1964. Т. 154. № 4. С. 890–893.
Рогов И. А., Горбатов А. В. Новые физические методы обработки мясопродуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1966. – С. 302.
Рогов И. А., Горбатов А. В. Физические методы обработки пищевых продуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1974. – С. 583.
Смольский Б. М., Шульман З. П., Гориславец Р. П. Реодинамика и теплообмен нелинейно-вязкопластичных материалов. – Минск: Наука и техника, 1970. – 446 с.
Соколов А. А. Физико-химические и биохимические основы технологии мясопродуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1965. – С. 490.
Справочник по производству мороженого / Г. М. Азов, А. Г. Бур-макин, Я. Б. Гиенн, Г. М. Дезент. – М.: Пищ. пром-сть, 1970. – 431 с.
Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. – Л.: Химия, 1975. – 384 с.
Товбин И. И., Файнберг Е. Е. Технологическое проектирование жироперерабатывающих предприятий. – М.: Пищ. пром-сть, 1983. – 317 с.
Торнер Р. В. Основные процессы переработки полимеров. – М.: Пищ. пром-сть, 1976. – 240 с.
Урьев Н. В., Талейсник М. А. Физико-химическая механика и интенсификация образования пищевых масс. – М.: Пищ. пром-сть, 1976. – 240 с.
Williams M. L., Landel R. F., Ferry J. D. The temperature dependence of rela[ation mechanims in amorphous polymers and other glass-forming liquids // Amer. Chem. Soc. 1955. Vol. 77. Р. 3701–3707.
Чубик И. Л., Маслов А. М. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. – М.: Пищ. пром-сть, 1970. – 184 с.