- •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 маргарина «Сливочный»
Диапазон изменения температуры: 10,0 ≤ t ≤ 38,0 °С.
Диапазон изменения градиента скорости: 0,167 ≤ ≤ 1312 с–1.
Роторы: H, S3, S2.
Постоянные прибора: HII = 283,6; HI = 56,8; S3I = 15,9; S2I = 11,5.
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ∙10, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
|||||
Температура продукта 10,0 °С |
|||||||||||
1в |
0,167 |
31HII |
8780 |
5560 |
2,450 |
0,776 |
|||||
2в |
0,3 |
35 |
9920 |
3310 |
1,456 |
0,878 |
|||||
1а |
0,333 |
38,5 |
10900 |
3280 |
1,444 |
0,964 |
|||||
3в |
0,5 |
40HII |
11300 |
2260 |
1,000 |
1,000 |
|||||
Температура продукта 12,0 °С |
|||||||||||
1в |
0,167 |
27HII |
7650 |
4590 |
2,105 |
0,700 |
|||||
2в |
0,3 |
29,5 |
8360 |
2790 |
1,275 |
0,765 |
|||||
3в |
0,5 |
38,5 |
10925 |
2185 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
40,5HII |
11500 |
1915 |
0,875 |
1,053 |
|||||
Температура продукта 14,0 °С |
|||||||||||
1в |
0,167 |
22,5HII |
6380 |
3825 |
2,140 |
0,713 |
|||||
2в |
0,3 |
27,5 |
7800 |
2600 |
1,450 |
0,872 |
|||||
1а |
0,333 |
28,5 |
8080 |
2425 |
2,355 |
0,903 |
|||||
3в |
0,5 |
31,5 |
8950 |
1790 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
34HII |
9640 |
1610 |
0,900 |
1,077 |
|||||
Температура продукта 16,0 °С |
|||||||||||
1в |
0,167 |
19,5HII |
5530 |
3315 |
1,960 |
0,651 |
|||||
2в |
0,3 |
25 |
7080 |
2360 |
1,386 |
0,833 |
|||||
1а |
0,333 |
25 |
7080 |
2130 |
1,254 |
0,833 |
|||||
3в |
0,5 |
30HII |
8500 |
1700 |
1,000 |
1,000 |
|||||
Температура продукта 18,0 °С |
|||||||||||
1в |
0,167 |
17,5HII |
4960 |
2980 |
2,100 |
0,699 |
|||||
2в |
0,3 |
22 |
6240 |
2080 |
1,466 |
0,880 |
|||||
1а |
0,333 |
22 |
6240 |
1870 |
1,320 |
0,880 |
|||||
3в |
0,5 |
25 |
7090 |
1418 |
1,000 |
1,000 |
|||||
4в |
0,9 |
31,5HII |
8940 |
992 |
0,700 |
1,261 |
Окончание табл. 4.30
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ∙10, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
Температура продукта 22,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
48HI |
2730 |
1640 |
2,725 |
0,907 |
2в |
0,3 |
49 |
2785 |
928 |
1,540 |
0,925 |
1а |
0,333 |
49 |
2785 |
835 |
1,387 |
0,925 |
3в |
0,5 |
53 |
3010 |
602 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
54 |
3070 |
512 |
0,850 |
1,019 |
4в |
0,9 |
63 |
3580 |
388 |
0,645 |
1,189 |
3а |
1,0 |
65HI |
3700 |
370 |
0,615 |
1,230 |
Температура продукта 24,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
26HI |
1480 |
885 |
2,515 |
0,841 |
2в |
0,3 |
30 |
1705 |
568 |
1,613 |
0,969 |
3в |
0,5 |
31HI |
1760 |
352 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
35HI |
1990 |
331 |
0,940 |
1,131 |
Температура продукта 28,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
12HI |
682 |
409 |
2,400 |
0,800 |
1а |
0,333 |
12,5 |
710 |
243 |
1,426 |
0,833 |
3в |
0,5 |
15HI |
852 |
170,5 |
1,000 |
1,000 |
Температура продукта 30,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
18S3I |
286 |
172,0 |
2,080 |
0,691 |
1а |
0,333 |
20,5 |
326 |
97,7 |
1,185 |
0,787 |
3в |
0,5 |
26S3I |
414 |
82,8 |
1,000 |
1,000 |
Температура продукта 34,0 °С |
||||||
9а |
27 |
10S3I |
159 |
0,589 |
– |
– |
11в |
40,5 |
11 |
175 |
0,432 |
– |
– |
10а |
48,6 |
12 |
191 |
0,392 |
– |
– |
12в |
72,9 |
15 |
238 |
0,327 |
– |
– |
11а |
81 |
16 |
254 |
0,313 |
– |
– |
12а |
146 |
23S3I |
365 |
0,251 |
– |
– |
Температура продукта 38,0 °С |
||||||
11а |
729 |
11SII |
126 |
0,0173 |
– |
– |
12а |
1312 |
14SII |
161 |
0,0123 |
– |
– |
Таблица 4.31
Средние значения безразмерной эффективной вязкости η/η= 0,5 и безразмерного касательного напряжения τ/τ= 0,5 маргарина «Сливочный» в интервале температур 5,0–30,0 °С
№ пп |
, с–1 |
η/η=0,5 |
τ/τ=0,5 |
1 |
0,167 |
2,275 |
0,753 |
2 |
0,3 |
1,455 |
0,874 |
3 |
0,333 |
1,339 |
0,875 |
4 |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
5 |
0,6 |
0,891 |
1,070 |
6 |
0,9 |
0,673 |
1,225 |
7 |
1,0 |
0,615 |
1,230 |
Таблица 4.32