- •Федеральное агентство по образованию
- •Учебное пособие
- •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 сдвигового течения
- •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
- •Коэффициенты конического пластометра
- •2.6. Элементы теории различных реометров
- •2.7. Некоторые результаты реометрии пищевых сред
- •Значения коэффициента динамической вязкости 103, Пас
- •Значения предельного напряжения сдвига 0, Па
- •Значения коэффициента динамической вязкости крови убойных животных 103, Пас
- •Значения коэффициента динамической вязкости меланжа 103, Пас
- •Значения коэффициента динамической вязкости животных жиров, 103, Пас
- •Реологические свойства фаршей
- •Эталонные характеристики фарша мясного
- •Компрессионные характеристики фарша сосисок русских
- •Релаксационные характеристики фарша сосисок русских
- •Метареологические свойства мяса
- •Значения величин, необходимых для расчета плотности по формуле (2.192)
- •Зависимость вязкости от температуры
- •Зависимость безразмерной вязкости от приведенного градиента скорости сдвига
- •Значения коэффициентов n и k
- •Значения эффективной вязкости в
- •Значения эффективной вязкости эф 103, Па с в зависимости от температуры и градиента скорости
- •Влияние температуры сахарного раствора на коэффициент динамической вязкости
- •2.8. Связь между структурно-механическими характеристиками и сенсорной оценкой качества продуктов
- •Вязкостные свойства пищевых продуктов
- •Данные для ориентировочной органолептической оценки вязкости пищевых масс
- •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
- •Формулы для сложных каналов
- •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
- •4.13. Майонезы
- •4.13.1. Майонез провансаль «Утро»
- •4.13.2. Майонез летний «Нежко»
- •4.13.3. Майонез «Провансаль для салатов»
- •4.13.4. Майонез «Провансаль новый»
- •4.13.5. Майонез «Провансаль»
- •4.14. Масло «Веста»
- •4.15. Кетчуп «Шашлычный острый»
- •Список литературы к глАве 4
- •Приложение к главе 4
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого пломбира крем-брюле
- •Средние значения безразмерной эффективной вязкости и безразмерного касательного напряжения смеси мороженого пломбира крем-брюле в интервале температур 5,0–40,0 °с
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого сливочного
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого сливочного крем-брюле
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого молочно-шоколадного
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого молочного
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого пломбира сливочного
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого пломбира кофейного
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого пломбира земляничного
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого пломбира шоколадного
- •Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого пломбира сливочного
- •Значения масштабного касательного напряжения смеси мороженого
- •Результаты исследования реологических характеристик маргарина бутербродного «Славянский»
- •Средние значения безразмерной эффективной вязкости и безразмерного касательного напряжения маргарина бутербродного «Славянский» в интервале температур 5,1–35,1 с
- •Результаты исследования реологических характеристик маргарина бутербродного «Особый»
- •Результаты исследования реологических характеристик маргарина столового «Эра»
- •Результаты исследования реологических характеристик маргарина «Сливочный»
- •Результаты исследования реологических характеристик маргарина столового «Молочный»
- •Результаты исследования реологических характеристик маргарина мягкого «Утро»
- •Результаты исследования реологических характеристик маргарина мягкого «Росинка»
- •Реологические характеристики мягкого маргарина «Домашний»
- •Результаты исследования реологических характеристик мягкого маргарина «Лакомка»
- •Результаты экспериментальных исследований влияния температуры продукта и градиента скорости на реологические характеристики маргарина брускового «Росинка»
- •Результаты исследований эффективной вязкости и касательного напряжения маргарина брускового «Утро»
- •Результаты исследований влияния температуры продукта и градиента скорости на реологические характеристики маргарина брускового «Сливочный новый»
- •Значения эффективной вязкости и касательного напряжения маргарина брускового «Домашний» в зависимости от температуры продукта и градиента скорости
- •Результаты исследований вязкостных характеристик и касательного напряжения маргарина для жарения «Волшебница»
- •Результаты исследования реологических характеристик кулинарного жира «Новинка»
- •Средние значения безразмерной эффективной вязкости кулинарного жира «Новинка» в интервале температур 10,0–30,0 с
- •Результаты исследования реологических характеристик кулинарного жира «Белорусский»
- •Результаты исследования реологических характеристик кулинарного жира «Прима»
- •Результаты исследования реологических характеристик растительного сала
- •Результаты исследований касательного напряжения и эффективной вязкости кулинарного жира «Фритюрный»
- •Результаты исследования реологических характеристик пищевого топленого свиного жира
- •Средние значения безразмерной эффективной вязкости пищевого топленого свиного жира в интервале температур 12,0–44,0 с
- •Результаты исследования реологических характеристик мясного студня 1-го сорта
- •Средние значения безразмерной эффективной вязкости мясного студня 1-го сорта в интервале температур 10,0–25,0 с
- •Результаты исследования реологических характеристик плавленого сыра «Городской»
- •Средние значения безразмерной эффективной вязкости и безразмерного касательного напряжения плавленого сыра «Городской» в интервале температур 20,0–60,0 с
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Фруктовый»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Новый»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Шоколадный»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Латвийский»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Костромской»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Кисломолочный»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Российский»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Советский»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Рокфор»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Лето»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Дружба»
- •Сыра плавленого «Дружба» в интервале температур 25,1– 80,0 °с
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Сыр с луком»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Невский»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Янтарь»
- •Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Угличский»
- •Результаты исследования вязкостных характеристик и касательных напряжений сметаны
- •Результаты исследования реологических характеристик творога
- •Результаты исследования реологических характеристик низкокалорийного майонеза провансаль «Утро»
- •Результаты исследования реологических характеристик майонеза летнего «Нежко»
- •Результаты исследования реологических характеристик майонеза «Провансаль для салатов» с содержанием жира 36 %
- •Результаты исследования реологических характеристик майонеза «Провансаль новый»
- •Результаты исследования реологических характеристик майонеза «Провансаль»
- •Результаты исследования вязкостно-скоростных характеристик масла «Веста»
- •Результаты исследования реологических характеристик кетчупа шашлычного острого
- •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 Лабораторный практикум для специальности 271100
- •Лабораторный практикум для специальности 270900
- •Часть 3. Список литературы
- •5.4. Некоторые единицы измерений
- •Заключение
- •Список рекомендуемой литературы
- •Предметный Указатель
- •Содержание
- •Глава 1. Общая реология 22
- •Глава 2. Реометрия 73
- •Глава 3. Реодинамика 152
- •Глава 4. Экспериментальные исследования реологических характеристик жиросодержащих пищевых продуктов 183
- •Глава 5. Учебно-методический материал 399
- •196006, Санкт-Петербург, ул. Коли Томчака, дом 28
Вязкостные свойства пищевых продуктов
№ пп |
Наименование пищевого продукта |
Единица измерения, Пас |
Прибор |
Примечания |
1 |
Сливочный крем |
400 |
Капиллярный вискозиметр |
– |
2 |
Томатопродукты |
7·106–3·109 |
Ротационный вискозиметр |
Содержание сухих веществ 10–30 %; температура 20–80 °С |
3 |
Конфетная масса трюфели |
2–300 |
Ротационный вискозиметр |
Скорость сдвига 0,5–218,7 с–1; содержание жира 43,3 %; влажность W = 7 % |
4 |
Тесто для бисквита, печенья |
(3÷20)105 |
Консистометр Гепплера |
Вязкость зависит от количества введенного глютатиона |
5 |
Патока |
0,134–39 |
Падающий шарик, капиллярный вискозиметр, всплывание пузырька, катящийся шарик |
Вязкость зависит от температуры (t = 20÷50 °C) и концентрации по Брике (82–74) |
6 |
Мед |
2,8–48,6 |
Ротационный и капиллярный вискозиметры |
Вязкость зависит от сорта меда и влажности; W = 14,5÷21,2 %; t = 20 °C |
7 |
Водно-этанольные растворы |
(0,894÷1,28)10–3 |
– |
Вязкость в зависимости от процента С2H5ОН в воде |
8 |
Клейстер из кукурузной муки |
2–11 |
Автоматический электровискозиметр |
Концентрация 20 % с добавлением ферментов |
9 |
Рыбий жир |
(1÷5)10–3 |
Вискозиметр Оствальда де Вале |
Вязкость в зависимости от температуры |
10 |
Водно-спиртовой раствор |
(1,279÷2,696)10–3 |
Вискозиметр Гепплера |
– |
Продолжение табл. 2.20
№ пп |
Наименование пищевого продукта |
Единица измерения, Пас |
Прибор |
Примечания |
11 |
Вода–этанол–сахароза |
5,39·10–3 |
Вискозиметр Гепплера |
Вязкость раствора вода–этанол–сахароза при t = 20 °С; концентрация сахарозы весовая х = 20 % |
12 |
Крахмал в воде |
(2,74÷3,86)10–3 |
Вискозиметр Оствальда де Вале |
0,3 г крахмала + 35 мл воды + 50 мл кипящей воды. Кипячение 5–30 мин 0,3 г в 100 мл раствора |
13 |
Дрожжевой осадок виноградных вин |
(5÷45)10–3 |
Ротационный вискозиметр |
= 100600 с–1; концентрация твердой фазы 12–13 %; температура t = 20÷100 °С |
14 |
Сгущенное молоко |
0,08–0,2 |
Ротационный вискозиметр «Реотест-2» |
Содержание сухих веществ (СВ) 71,2 %; плотность 1,392 г/см3; температура 25 и 40 °С |
15 |
Пшеничное тесто для подовых булочных изделий |
140÷8000 |
Ротационный вискозиметр «Реотест» |
t = 30 °C; = 0,167÷13,5 с–1; W = 38,5÷43,5 % |
16 |
Молоко обезжиренное |
1,6·10–3 |
Вискозиметр Оствальда де Вале |
– |
17 |
Молоко цельное |
1,8·10–3 |
Вискозиметр Оствальда де Вале |
– |
18 |
Сливки |
10 %; 2,2·10–3; 20 %; 3,8·10–3; 30 %; 7·10–3 |
Вискозиметр Оствальда де Вале |
– |
19 |
Меласса |
(1÷2,5)10–3 |
Капиллярный вискозиметр |
Концентрация коллоидов 0,3–2,3 % |
20 |
Пиво |
(1,4÷1,6)10–3 |
Капиллярный вискозиметр |
Концентрация коллоидов 0,2–2,2 % |
21 |
Виноградный сок |
(1÷1,1)10–3 |
Капиллярный вискозиметр |
– |
22 |
Белое столовое вино |
(1÷1,1)10–3 |
Капиллярный вискозиметр |
– |
23 |
Бездрожжевое тесто из пшеничной муки |
(2÷20)102 |
Ротационный вискозиметр «Реотест PV» |
W = 46÷60 %; t = 25÷55 °С |
Продолжение табл. 2.20
№ пп |
Наименование пищевого продукта |
Единица измерения, Пас |
Прибор |
Примечания |
24 |
Рисовая каша |
(430)102 |
Ротационный вискозиметр «Реотест-2» |
1 кг крупы + 3,7 л воды + 45 г соли; t = 50 °С |
25 |
Шоколадная масса |
4–20 |
Ротационные вискозиметры РВ-8, «Реотест-2» |
Содержание жира 34,9 %; W = 0,9 %; степень измельчения (по Реутову) 95 %; t = 40 °С; = 2÷40 c–1 |
26 |
Какао-масло |
0,3–3 |
Ротационный вискозиметр ВМВ-СКБ ИНСХ АН СССР ХС |
t = 40 + 90 °С; = 0,6÷160 с–1 |
27 |
Какао тертое |
(10÷100)10–3 |
– |
50 % какао-масла; Т = 40÷90 °C |
28 |
Сливочный крем |
3–5 |
Капиллярный вискозиметр |
t = 20 °С; = 25÷200 с–1 |
29 |
Молоко |
1,6 · 10–3 |
– |
– |
30 |
Концентрированный апельсиновый сок |
(125÷3100)10–3 |
– |
– |
31 |
Бисквитно-сбивное сдобное тесто |
20–80 |
Ротационный вискозиметр |
t = 20 °C; = 5÷50 c–1 |
32 |
Пралиновая масса |
100 · 106 |
Ротационный вискозиметр «Реотест» |
– |
33 |
Меланж |
(2,5÷15)10–3 |
Капиллярный вискозиметр Пинкевича |
t = 0÷50 °C |
34 |
Белок |
(32÷80)10–3 |
Ротационный вискозиметр ЭВИ-57П |
t = 1÷40 °С |
35 |
Желток |
(140÷180)10–3 |
Ротационный вискозиметр ЭВИ-57П |
t = 20÷40 °C |
Окончание табл. 2.20
№ пп |
Наименование пищевого продукта |
Единица измерения, Пас |
Прибор |
Примечания |
36 |
Меланж |
(53÷80)10–3 |
Ротационный вискозиметр ЭВИ-57П |
t = 20÷53 °C |
37 |
Стабилизированный белок |
(1,7÷7,4)10–3 |
Капиллярный вискозиметр Канон-Фенск |
t = 5÷50 °C |
38 |
Меланж |
(2,7÷19)10–3 |
Капиллярный вискозиметр Канон-Фенск |
t = 5÷60 °C |
39 |
Подсахаренный желток |
(26÷210)10–3 |
Капиллярный вискозиметр Канон-Фенск |
10 % сахара по весу; t = 5÷60 °С |
40 |
Желток |
(37÷310)10–3 |
Капиллярный вискозиметр Канон-Фенск |
t = 5÷60 °C |
41 |
Подсоленный желток |
(120÷2300)10–3 |
Капиллярный вискозиметр Канон-Фенск |
t = 5÷60 °С; 10 % сахара по весу |
42 |
Клейковина твердых сортов пшеницы |
3,2–104 |
Прибор Толстого–Николаева |
W = 65 % |
43 |
Тесто из муки твердых сортов пшеницы |
1·106 |
Прибор Толстого–Николаева |
W = 29,8 % |
44 |
Тесто из товарной муки |
9,5·105 4,3·106 |
Прибор Толcтого–Николаева |
W = 29,2 % W = 27,0 % |
45 |
Тесто из муки твердых сортов пшеницы через 24 ч после замеса |
3,8·106 1,4·106 |
Прибор Толстого–Николаева |
W = 27,7 % W = 28,0 % |
46 |
Помадная конфетная масса |
(2÷40)103 |
Капиллярный вискозиметр |
W = 8÷13,8 % W = 293,5 + 320 К |
47 |
Заварное тесто из пшеничной муки |
132–300 |
Ротационный вискозиметр РB-8 |
В муке 30 % клейковины, 20–120 % жира |
Таблица 2.21