
- •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 столового «Молочный»
Диапазон изменения температуры: 5,4 ≤ t ≤ 40,0 °С.
Диапазон изменения
градиента скорости: 0,167 ≤
≤
437 с–1.
Роторы: H, S3, S2.
Постоянные прибора: HII = 283,6; HI = 56,8; S3I = 15,9; S2I = 12,2.
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ∙10, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
Температура продукта 5,4 °С |
||||||
1а |
0,167 |
38,5HII |
10900 |
6540 |
2,450 |
0,837 |
2в |
0,3 |
44 |
12450 |
4160 |
1,560 |
0,956 |
3в |
0,5 |
47 |
13325 |
2665 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
48,5HII |
13750 |
2290 |
0,858 |
1,056 |
Температура продукта 10,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
35HII |
9910 |
5950 |
2,620 |
0,873 |
2в |
0,3 |
39 |
11050 |
3685 |
1,700 |
0,974 |
3в |
0,5 |
40 |
11350 |
2270 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
40,5HII |
11500 |
1915 |
0,843 |
1,013 |
Температура продукта 15,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
26HII |
7360 |
4420 |
2,600 |
0,866 |
2в |
0,3 |
27 |
7650 |
2545 |
1,500 |
0,900 |
3в |
0,5 |
30HII |
8500 |
1700 |
1,000 |
1,000 |
Окончание табл. 4.32
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ∙10, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
Температура продукта 20,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
19HII |
5390 |
3230 |
2,720 |
– |
2в |
0,3 |
20,5 |
5810 |
1940 |
1,630 |
– |
3в |
0,5 |
– |
– |
1320 |
1,000 |
– |
Температура продукта 25,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
45HI |
2560 |
1535 |
1,930 |
– |
2в |
0,3 |
50HI |
2840,1 |
947 |
1,198 |
– |
3в |
0,5 |
– |
3150 |
630 |
1,000 |
– |
Температура продукта 30,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
39,5S3I |
628 |
377 |
2,370 |
0,789 |
2в |
0,3 |
44,5 |
708 |
236 |
1,485 |
0,891 |
3в |
0,5 |
50S3I |
795 |
159 |
1,000 |
1,000 |
Температура продукта 35,0 °С |
||||||
3а |
1,0 |
13,5S3I |
214,5 |
21,4 |
– |
– |
5в |
1,5 |
14 |
222,5 |
14,8 |
– |
– |
4а |
1,8 |
14S3I |
222,5 |
12,4 |
– |
– |
Температура продукта 40,0 °С |
||||||
12а |
437 |
10,5S3I |
128 |
0,0293 |
– |
– |
Таблица 4.33
Средние значения
безразмерной эффективной вязкости
η/η=
0,5
и
безразмерного касательного напряжения
τ/τ
=
0,5 маргарина
столового «Молочный» в интервале
температур 5,4–30,1 °С
№ пп |
|
η/η |
τ/τ |
1 |
0,167 |
2,448 |
0,841 |
2 |
0,3 |
1,524 |
0,930 |
3 |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
4 |
0,6 |
0,851 |
1,034 |
Таблица 4.34
Определение температурного коэффициента вязкости а и касательного напряжения а для маргаринов «Сливочный», столового «Молочный», столового «Эра» и бутербродного «Славянский» при Тпр = 283 К
Т, К |
Т – Тпр, К |
Па |
Па |
Па·с |
Па·с |
а, а |
||||||
Маргарин «Сливочный» |
||||||||||||
283 |
0 |
1130 |
1130 |
2260 |
2260 |
1,000 |
||||||
285 |
2 |
1092 |
1130 |
2185 |
2260 |
0,955 |
||||||
287 |
4 |
895 |
1130 |
1790 |
2260 |
0,780 |
||||||
289 |
6 |
850 |
1130 |
1700 |
2260 |
0,735 |
||||||
291 |
8 |
709 |
1130 |
1418 |
2260 |
0,606 |
||||||
295 |
12 |
301 |
1130 |
602 |
2260 |
0,254 |
||||||
297 |
14 |
176 |
1130 |
352 |
2260 |
0,147 |
||||||
301 |
18 |
85 |
1130 |
170 |
2260 |
0,070 |
||||||
303 |
20 |
4103 |
1130 |
82,6 |
2260 |
0,034 |
||||||
Маргарин столовый «Молочный» |
||||||||||||
278,4 |
–4,6 |
1332 |
1135 |
2665 |
2270 |
1,190 |
||||||
283,1 |
0,1 |
1135 |
1135 |
2270 |
2270 |
1,000 |
||||||
288 |
5 |
850 |
1135 |
1700 |
2270 |
0,736 |
||||||
303,1 |
20,1 |
79,5 |
1135 |
159 |
2270 |
0,065 |
||||||
Маргарин бутербродный «Славянский» |
||||||||||||
278,1 |
–5,1 |
1660 |
1175 |
3320 |
2350 |
1,440 |
||||||
283,1 |
0,1 |
1175 |
1175 |
2350 |
2350 |
1,000 |
||||||
288,1 |
5,1 |
900 |
1175 |
1800 |
2350 |
0,753 |
||||||
293,1 |
10,1 |
778 |
1175 |
1560 |
2350 |
0,642 |
||||||
298 |
15 |
221 |
1175 |
443 |
2350 |
0,179 |
||||||
303 |
20 |
53,5 |
1175 |
107 |
2350 |
0,042 |
||||||
308 |
25 |
21,4 |
1175 |
42,9 |
2350 |
0,017 |
||||||
Маргарин столовый «Эра» |
||||||||||||
283 |
0 |
1075 |
1075 |
2150 |
2150 |
1,000 |
||||||
288 |
5 |
800 |
1075 |
1600 |
2150 |
0,731 |
||||||
293 |
10 |
680 |
1075 |
1360 |
2150 |
0,611 |
||||||
298 |
15 |
175 |
1075 |
350 |
2150 |
0,155 |
Примечание:
Т – температура маргарина;
– масштабное
значение эффективной вязкости при
= 0,5 с–1;
– масштабное
значение эффективной вязкости при
температуре приведения;
– масштабное
значение касательного напряжения при
= 0,5 с–1;
– масштабное
значение касательного напряжения при
температуре приведения.
Таблица 4.35
Значения масштабной вязкости маргаринов при температуре приведения Тпр = 283 К
№ пп |
Наименование маргарина |
|
1 |
«Сливочный» |
2260 |
2 |
Бутербродный «Славянский» |
2350 |
3 |
Столовый «Эра» |
2150 |
4 |
Столовый «Молочный» |
2270 |
Таблица 4.36
Значения масштабного касательного напряжения маргаринов при температуре приведения Тпр = 283 К
№ пп |
Наименование маргарина |
|
1 |
«Сливочный» |
1130 |
2 |
Бутербродный «Славянский» |
1175 |
3 |
Столовый «Молочный» |
1135 |
4 |
Столовый «Эра» |
1075 |
Таблица 4.37