- •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
Список литературы к глАве 4
1. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. – Л.: Химия, 1983. – 317 с.
2. Мак-Келви Д. М. Переработка полимеров. – М.: Химия, 1965. – 442 с.
3. Белкин И. М., Виноградов Г. В., Леонов А. И. Ротационные приборы. – М.: Машиностроение, 1968. – 272 с.
4. Горбатов А. В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1979. – 384 с.
5. Косой В. Д. Совершенствование процесса производства вареных колбас. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. – 272 с.
6. Консистентные смазки / В. С. Великовский, Д. Н. Поддубный, В. В. Вайншток, В. Д. Готовский. – М.: Химия, 1966. – 256 с.
7. 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.
8. Маслов А. М. Инженерная реология. – Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1977. – С. 88.
9. Справочник по производству мороженого / Г. М. Азов, А. Г. Бур-макин, Я. Б. Гиенн, Г. М. Дезент. – М.: Пищ. пром-сть, 1970. – 431 с.
10. Оленев Ю.А. Мороженое. – М.: Колос, 1992. – 256 с.
11. Николаев Л. К. Реологические характеристики жиросодержащих пищевых продуктов. – Л.: ЛТИХП, 1979. – С. 85.
12. Горбатов А. В. Реология в мясной промышленности. – М.: ЦНИИТЭИ Минмясомолпрома СССР, 1968. – 67 с.
13. Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Построение единой температурной зависимости вязкости смесей мороженого // Известия СПбГУНиПТ. – 2002. – № 1(4). – С. 33–35.
14. Молчанов И. В. Технологическое оборудование жироперерабатывающих производств. – М.: Пищ. пром-сть, 1965. – 510 с.
15. Товбин И. И., Файнберг Е. Е. Технологическое проектиро-вание жироперерабатывающих предприятий. – М.: Пищ. пром-сть, 1983. – 317 с.
16. 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.
17. 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.
18. Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Исследование реологических характеристик мягкого маргарина «Росинка» при различных фазовых состояниях // Известия СПбГУНиПТ. – 2001.– № 2(3). – С. 57–59.
19. 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.
20. 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.
21. 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.
22. Забровский Г. П., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Определение вязкостных характеристик и касательных напряжений маргарина для жарения «Волшебница»: Сб. науч. тр. ВНИИЖ. – СПб.: ВНИИЖ, 2000. – С. 42–46.
23. 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.
24. Рогов И. А., Горбатов А. В. Физические методы обработки пищевых продуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1974. – С. 583.
25. Николаев Л. К., Николаев Б. Л. Единая температурно-ин-вариантная 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.
26. Баркан С. М., Кулешова М. Ф. Плавленые сыры. – М.: Пищ. пром-сть, 1967. – 112 с.
27. Кулешова М. Ф., Тиняков В. Г. Плавленые сыры. – М.: Пищ. пром-сть, 1977. – С. 176.
28. Николаев Б. Л. Обработка опытных данных по реологическим характеристикам пищевых продуктов: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб.: СПбГУНиПТ, 1998. – С. 43–46.
29. Глазачев В. В. Технология кисломолочных продуктов. – М.: Пищ. пром-сть, 1968. – 143 с.
30. Николаев Б. Л. Исследование реологических характеристик сметаны жирностью 20 %: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2000. – С. 134–136.
31. Николаев Б. Л. Единая температурная зависимость вязкости кисломолочных напитков и сметаны: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб.: СПбТЭИ, 2003. – С. 87–90.
32. Николаев Б. Л. Вязкостно-скоростные характеристики кисломолочных напитков «Бифидок» и «Ряженка»: Межвузовский сб. науч. тр. – СПб.: СПбТЭИ, 2002. – С. 29–31.
33. Николаев Б. Л. Исследование эффективной вязкости кис-ломолочных напитков – кефиров «Фруктовый» и «Детский» // Известия СПб ГУНиПТ. – 2002. – № 1(4). – С. 54–58.
34. Рейнер М. Деформация и течение. – М.: Гос. науч.-техн. изд-во нефт. и горно-топлив. пром-сти, 1963. – С. 381.
35. Николаев Б. Л. Исследование реологических характеристик низкокалорийного майонеза провансаль «Утро» // Масложировая пром-сть. – 2005. – № 4. – С. 36–37.
36. Николаев Б. Л. Исследование реологических характеристик низкокалорийного майонеза летнего «Нежко» // Масложировая пром-сть. – 2004. – № 4. – С. 40–41.
37. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / А. В. Горбатов, А. М. Маслов, Ю. А. Мачихин и др.; Под ред. А. В. Горбатова. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982. – 296 с.
38. Пат. 44233 U1 РФ. Резервуар с центральными конусовидными направляющими / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2005. – № 7.
39. Пат. 44233 U1 РФ. Емкость со шнеково-скребковым перемешивающим устройством / Б.Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2005. – № 7.
40. Пат. 43439 U1 РФ. Резервуар с механогидродинамическим перемешивающим устройством / Б.Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2005. – № 3.
41. Пат. 36070 U1 РФ. Резервуар с удлиненным сроком службы очищающих устройств / Б.Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2004. – № 6.
42. А.с. 29637 U1 РФ. Емкость вертикального типа для охлаждения жидких пищевых продуктов / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2003. – № 15.
43. А.с. 30062 U1 РФ. Емкость с многократным очищающим устройством / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2003. – № 17.
44. А.с. 30063 U1 РФ. Резервуар с заборным циркуляционным конусом / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2003. – № 17.
45. А.с. 31708 U1 РФ. Емкость с теплообменным перемешивающим устройством тарелочного типа / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2003. – № 24.
46. А.с. 30506 U1 РФ. Резервуар с перемешивающим устройством роликового типа / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2003. – № 17.
47. Пат. 33483 U1 РФ. Емкость с гидродинамическими интенсификаторами теплообмена / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 2003. – № 30.
48. А.с. 892 U1 РФ. Аппарат для охлаждения и хранения жидких продуктов / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 1995. – № 10.
49. А.с. 893 U1 РФ. Аппарат для охлаждения вязких структурированных пищевых продуктов / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 1995. – № 10.
50. А.с. 1139 U1 РФ. Скребковое перемешивающее устройство / Б. Л. Николаев. – Опубл. в Б.И. – 1995. – № 11.
51. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справ. / Под ред. Ю. А. Мачихина. – М.: Агропромиздат, 1990. – 271 с.
52. Николаев Б. Л. Вязкостно-скоростные характеристики масла «Веста»: Материалы II Международной НТК «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности». – Воронеж: ВГТА, 2004. – С. 226–228.
53. Николаев Б. Л. Исследование вязкостных характеристик и касательных напряжений сметаны с содержанием жира 10 % // Вестник Международной академии холода. – 2004. – Вып. 4. – С. 45–46.
54. Николаев Б. Л. Зависимость реологических характеристик сметаны с содержанием жира 30 % от температуры и скорости сдвига продукта // Молочная пром-сть. – 2005. – № 10. – С. 37–39.
55. Николаев Б. Л. Исследование реологических характеристик студня «Праздничный» с языком // Мясная индустрия. – 2005. – № 7. – С. 50–52.