- •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
Средние значения безразмерной эффективной вязкости и безразмерного касательного напряжения плавленого сыра «Городской» в интервале температур 20,0–60,0 с
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1 |
||
1в |
0,167 |
2,270 |
0,756 |
2в |
0,3 |
1,416 |
0,850 |
1а |
0,333 |
1,307 |
0,868 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,882 |
1,056 |
4в |
0,9 |
0,696 |
1,250 |
3а |
1,0 |
0,653 |
1,304 |
5в |
1,5 |
0,497 |
1,486 |
4а |
4,8 |
0,476 |
1,589 |
6в |
2,7 |
0,338 |
1,813 |
Таблица 4.61
Определение температурных коэффициентов вязкости а и касательного напряжения а плавленых сыров при температуре приведения Тпр = 308 К
Т, К |
Т – Тпр, К |
, Па |
, Па |
, Па·с |
, Па·с |
а, а |
«Фруктовый» |
||||||
303 |
–5 |
879 |
737 |
1758 |
1475 |
1,212 |
308 |
0 |
737 |
737 |
1475 |
1475 |
1,000 |
313 |
5 |
466 |
737 |
932 |
1475 |
0,622 |
318 |
10 |
380 |
737 |
759 |
1475 |
0,499 |
323 |
15 |
295 |
737 |
591 |
1475 |
0,382 |
333 |
25 |
148 |
737 |
296 |
1475 |
0,186 |
343 |
35 |
76 |
737 |
153 |
1475 |
0,093 |
353 |
45 |
48 |
737 |
95 |
1475 |
0,057 |
«Городской» |
||||||
293 |
–15 |
2609 |
550 |
5218 |
1080 |
4,986 |
298 |
–10 |
1588 |
550 |
3176 |
1080 |
2,984 |
303 |
–5 |
1021 |
550 |
2042 |
1080 |
1,887 |
308 |
0 |
550* |
550 |
1100* |
1080 |
1,000 |
318 |
10 |
168 |
550 |
335 |
1080 |
0,296 |
323 |
15 |
89 |
550 |
178 |
1080 |
0,154 |
333 |
25 |
45 |
550 |
89 |
1080 |
0,076 |
«Новый» |
||||||
303 |
–5 |
2095 |
1500 |
4190 |
3000 |
1,410 |
308 |
0 |
1500* |
1500 |
3000* |
3000 |
1,000 |
313 |
5 |
905 |
1500 |
1810 |
3000 |
0,590 |
318 |
10 |
765 |
1500 |
1530 |
3000 |
0,494 |
323 |
15 |
660 |
1500 |
1320 |
3000 |
0,420 |
343 |
35 |
159 |
1500 |
318 |
3000 |
0,095 |
353 |
45 |
119 |
1500 |
238 |
3000 |
0,069 |
«Шоколадный» |
||||||
293 |
–15 |
1075 |
140 |
2150 |
280 |
8,072 |
298 |
–10 |
595 |
140 |
1190 |
280 |
4,393 |
303 |
–5 |
327,5 |
140 |
655 |
280 |
2,378 |
308 |
0 |
140 |
140 |
280 |
280 |
1,000 |
313 |
5 |
81 |
140 |
162 |
280 |
0,569 |
318 |
10 |
56,5 |
140 |
113 |
280 |
0,391 |
323 |
15 |
28,6 |
140 |
57,2 |
280 |
0,195 |
Продолжение табл. 4.61
Т, К |
Т – Тпр, К |
, Па |
, Па |
, Па·с |
, Па·с |
а, а |
|
«Латвийский» |
|||||||
293 |
–15 |
2530 |
650 |
5060 |
1300 |
4,092 |
|
298 |
–10 |
1640 |
650 |
3280 |
1300 |
2,608 |
|
303 |
–5 |
1075 |
650 |
2150 |
1300 |
1,681 |
|
308 |
0 |
650 |
650 |
1300 |
1300 |
1,000 |
|
313 |
5 |
273 |
650 |
546 |
1300 |
0,413 |
|
318 |
10 |
162 |
650 |
324 |
1300 |
0,241 |
|
323 |
15 |
125 |
650 |
250 |
1300 |
0,183 |
|
«Костромской» |
|||||||
293 |
–15 |
2524 |
666 |
5048 |
1332 |
3,978 |
|
303 |
–5 |
1361 |
666 |
2722 |
1332 |
2,077 |
|
308 |
0 |
666 |
666 |
1332 |
1332 |
1,000 |
|
318 |
10 |
409 |
666 |
818 |
1332 |
0,595 |
|
323 |
15 |
204 |
666 |
411 |
1332 |
0,292 |
|
333 |
25 |
96 |
666 |
193 |
1332 |
0,133 |
|
353 |
45 |
47 |
666 |
95,4 |
1332 |
0,062 |
|
«Кисломолочный» |
|||||||
298 |
–10 |
1588 |
850 |
3176 |
1701 |
1,931 |
|
303 |
–5 |
1020 |
850 |
2041 |
1701 |
1,220 |
|
308 |
0 |
850 |
850 |
1701 |
1701 |
1,000 |
|
313 |
5 |
391 |
850 |
784 |
1701 |
0,453 |
|
318 |
10 |
249 |
850 |
500 |
1701 |
0,284 |
|
323 |
15 |
187 |
850 |
375 |
1701 |
0,210 |
|
333 |
25 |
181 |
850 |
364 |
1701 |
0,197 |
|
353 |
45 |
76 |
850 |
153 |
1701 |
0,078 |
|
«Дружба» |
|||||||
298 |
–10 |
1758 |
964 |
3517 |
1928 |
1,885 |
|
303 |
–5 |
1276 |
964 |
2552 |
1928 |
1,345 |
|
308 |
0 |
964 |
964 |
1928 |
1928 |
1,000 |
|
313 |
5 |
466 |
964 |
932 |
1928 |
0,476 |
|
318 |
10 |
346 |
964 |
693 |
1928 |
0,348 |
|
323 |
15 |
312 |
964 |
625 |
1928 |
0,309 |
|
333 |
25 |
126 |
964 |
251 |
1928 |
0,121 |
|
343 |
35 |
95 |
964 |
191 |
1928 |
0,088 |
|
353 |
45 |
47 |
964 |
94 |
1928 |
0,042 |
Продолжение табл. 4.61
Т, К |
Т – Тпр, К |
, Па |
, Па |
, Па·с |
, Па·с |
а, а |
«Российский» |
||||||
293 |
–15 |
2650 |
540 |
5300 |
1080 |
5,159 |
298 |
–10 |
1360 |
540 |
2720 |
1080 |
2,603 |
303 |
–5 |
955 |
540 |
1910 |
1080 |
1,798 |
308 |
0 |
540 |
540 |
1080 |
1080 |
1,000 |
318 |
10 |
198 |
540 |
396 |
1080 |
0,355 |
323 |
15 |
127 |
540 |
254 |
1080 |
0,221 |
333 |
25 |
60,5 |
540 |
120 |
1080 |
0,104 |
343 |
35 |
43 |
540 |
86 |
1080 |
0,072 |
«Советский» |
||||||
298 |
–10 |
1980 |
750 |
3960 |
1500 |
2,729 |
303 |
–5 |
1115 |
750 |
2230 |
1500 |
1,511 |
308 |
0 |
750 |
750 |
1500 |
1500 |
1,000 |
313 |
5 |
395 |
750 |
1190 |
1500 |
0,781 |
318 |
10 |
330 |
750 |
660 |
1500 |
0,426 |
323 |
15 |
245 |
750 |
490 |
1500 |
0,311 |
333 |
25 |
162,5 |
750 |
335 |
1500 |
0,206 |
343 |
35 |
102 |
750 |
204 |
1500 |
0,122 |
353 |
45 |
76,5 |
750 |
153 |
1500 |
0,089 |
«Рокфор» |
||||||
293 |
–15 |
1750 |
284 |
3500 |
568 |
6,477 |
298 |
–10 |
765 |
284 |
1530 |
568 |
2,784 |
303 |
–5 |
450 |
284 |
900 |
568 |
1,611 |
308 |
0 |
284 |
284 |
568 |
568 |
1,000 |
318 |
10 |
198 |
284 |
396 |
568 |
0,675 |
323 |
15 |
132 |
284 |
264 |
568 |
0,443 |
343 |
35 |
19,5 |
284 |
390 |
568 |
0,062 |
«Лето» |
||||||
293 |
–15 |
1215 |
165 |
2430 |
330 |
7,370 |
298 |
–10 |
426 |
165 |
852 |
330 |
2,670 |
308 |
0 |
165* |
165 |
330* |
330 |
1,000 |
313 |
5 |
90,5 |
165 |
181 |
330 |
0,540 |
318 |
10 |
49,0 |
165 |
98 |
330 |
0,297 |
323 |
15 |
28,6 |
165 |
57,3 |
330 |
0,173 |
Окончание табл. 4.61
Т, К |
Т – Тпр, К |
, Па |
, Па |
, Па·с |
, Па·с |
а, а |
«Сыр с луком» |
||||||
293 |
–15 |
1560 |
255 |
3120 |
510 |
6,431 |
298 |
–10 |
825 |
255 |
1650 |
510 |
3,344 |
303 |
–5 |
500 |
255 |
1000 |
510 |
1,993 |
308 |
0 |
255 |
255 |
510 |
510 |
1,000 |
313 |
5 |
142 |
255 |
284 |
510 |
0,548 |
318 |
10 |
68 |
255 |
136 |
510 |
0,258 |
323 |
15 |
62 |
255 |
124 |
510 |
0,232 |
333 |
25 |
38 |
255 |
76 |
510 |
0,138 |
353 |
45 |
17,0 |
255 |
34 |
510 |
0,058 |
«Невский» |
||||||
293 |
–15 |
596 |
205 |
1191 |
410 |
3,050 |
298 |
–10 |
369 |
205 |
737 |
410 |
1,860 |
303 |
–5 |
301 |
205 |
602 |
410 |
1,480 |
308 |
0 |
205* |
205 |
410* |
410 |
1,000 |
313 |
5 |
125 |
205 |
250 |
410 |
0,600 |
318 |
10 |
72 |
205 |
143 |
410 |
0,340 |
323 |
15 |
42 |
205 |
84 |
410 |
0,196 |
333 |
25 |
17 |
205 |
35 |
410 |
0,080 |
«Янтарь» |
||||||
308 |
0 |
114 |
114 |
229 |
229 |
1,000 |
313 |
5 |
70 |
114 |
140 |
229 |
0,604 |
318 |
10 |
41 |
114 |
83 |
229 |
0,348 |
323 |
15 |
25,4 |
114 |
50,9 |
229 |
0,212 |
«Угличский» |
||||||
303 |
–5 |
427 |
182 |
854 |
364 |
2,385 |
308 |
0 |
182 |
182 |
364 |
364 |
1,000 |
318 |
10 |
46 |
182 |
93 |
364 |
0,245 |
Примечания:
1. Принятые обозначения:
Т – температура плавленого сыра;
, – масштабные значения касательного напряжения и эффективной вязкости при = 0,5 с–1;
, – масштабные значения касательного напряжения и эффективной вязкости при температуре приведения.
2. Значения и определены интерполированием.
Таблица 4.62