
- •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
Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого молочного
Состав смеси: жир 3,7 %; СОМО 10 %; сахар 15,5 %; стабилизатор – крахмал 0,6 %; агаройд 0,05 %.
Диапазон изменения температуры: 5,0 ≤ t ≤ 25,0 °С.
Диапазон изменения
градиента скорости: 656 ≤
≤
1312.
Ротор S1.
Постоянная прибора S1I = 11,5.
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ∙10, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
Температура смеси 5,0 °С |
||||||
12в 11а 12а |
656 729 1312 |
12,5S1I 13,5 23S1I |
144 155 264 |
0,0219 0,0213 0,0202 |
1,028 1,000 0,948 |
0,929 1,000 1,703 |
Температура смеси 10,0 °С |
||||||
12в 11а 12а |
656 729 1312 |
10S1I 11 18,5S1I |
115 127 213 |
0,0176 0,0173 0,0162 |
1,016 1,000 0,937 |
0,906 1,000 1,677 |
Температура смеси 15,0 °С |
||||||
12а |
1312 |
15,5S1I |
178 |
0,0136 |
– |
– |
Температура смеси 20,0 °С |
||||||
12а |
1312 |
13S1I |
150 |
0,0114 |
– |
– |
Температура смеси 25,0 °С |
||||||
12а |
1312 |
11S1I |
127 |
0,0096 |
– |
– |
Таблица 4.10
Средние значения
безразмерной эффективной вязкости
η/η=729
и
безразмерного касательного напряжения
τ/τ
=729
смеси мороженого молочного в интервале
температур 5,0–10,0 °С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
η/η |
τ/τ |
12в 11а 12а |
656 729 1312 |
1,022 1,000 0,943 |
0,917 1,000 1,690 |
Таблица 4.11
Результаты исследования реологических характеристик смеси мороженого пломбира сливочного
Состав смеси: жир 15 %; СОМО 10 %; сахар 15 %; стабилизатор – крахмал 1,2 %.
Диапазон изменения температуры: 5,0 ≤ t ≤ 35,0 °С.
Диапазон изменения
градиента скорости: 146 ≤
≤
1312.
Ротор S1.
Постоянная прибора S1I = 11,5.
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ∙10, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
|
Температура смеси 5,2 °С |
|||||||
8а 10в 9а 11в 10а 12в 11а 12а |
146 219 243 365 437 656 729 1312 |
10S1I 14,5 15,5 22,5 26,5 39 43 72,5S1I |
115 167 178 259 305 449 493 835 |
0,0789 0,0766 0,0765 0,0709 0,0697 0,0685 0,0677 0,0634 |
1,165 1,135 1,134 1,050 1,032 1,012 1,000 0,935 |
0,233 0,339 0,361 0,525 0,619 0,911 1,000 1,694 |
|
Температура смеси 10,0 °С |
|||||||
10в 9а |
219 243 |
11,5S1I 12,5 |
131 144 |
0,0603 0,0591 |
1,125 1,103 |
0,335 0,368 |
Окончание табл. 4.11
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ∙10, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
|
11в 10а 12в 11а 12а |
365 437 656 729 1312 |
18 21 31 34 58S1I |
207 242 356 391 667 |
0,0568 0,0551 0,0544 0,0536 0,0509 |
1,062 1,028 1,016 1,000 0,950 |
0,529 0,619 0,910 1,000 1,706 |
|
Температура смеси 15,0 °С |
|||||||
9а 11в 10а 12в 11а 12а |
243 365 437 656 729 1312 |
10,5S1I 15 17,5 25 27,5 47S1I |
121 173 202 288 316 541 |
0,0497 0,0472 0,0464 0,0438 0,0434 0,0412 |
1,146 1,090 1,068 1,010 1,000 0,950 |
0,383 0,547 0,639 0,911 1,000 1,712 |
|
Температура смеси 20,0 °С |
|||||||
10а 12в 11а 12а |
437 656 729 1312 |
14,5S1I 21 23 39S1I |
167 242 264 448 |
0,0381 0,0368 0,0362 0,0342 |
1,054 1,016 1,000 0,944 |
0,636 0,917 1,000 1,697 |
|
Температура смеси 25,0 °С |
|||||||
11в 10а 12в 11а 12а |
365 437 656 729 1312 |
10S1I 11,5 17 18,5 31,5S1I |
115 132 196 213 262 |
0,0316 0,0302 0,0298 0,0292 0,0276 |
1,084 1,034 1,021 1,000 0,945 |
0,540 0,620 0,920 1,000 1,700 |
|
Температура смеси 30,0 °С |
|||||||
10а 12в 11а 12а |
437 656 729 1312 |
10S1I 14 15,5 26,5S1I |
115 161 178 305 |
0,0263 0,0246 0,0244 0,0232 |
1,077 1,010 1,000 0,950 |
0,646 0,904 1,000 1,713 |
|
Температура смеси 35,0 °С |
|||||||
12а |
1312 |
23 |
265 |
0,202 |
– |
– |
Таблица 4.12
Средние значения
безразмерной эффективной вязкости
η/η=729
и безразмерного касательного
напряжения τ/τ
=729
смеси мороженого
пломбира сливочного
в интервале температур 5,0–30,0 °С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
η/η |
τ/τ |
8а 10в 9а 11в 10а 12в 11а 12а |
146 219 243 365 437 656 729 1312 |
1,165 1,130 1,128 1,072 1,049 1,014 1,000 0,946 |
0,233 0,337 0,371 0,535 0,630 0,912 1,000 1,704 |
Таблица 4.13