- •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 сыра плавленого «Шоколадный»
Жирность 30 %.
Диапазон изменения температуры: 20,0 ≤ t ≤ 80,1 °С.
Диапазон изменения градиента скорости: 0,167 ≤ ≤ 437 с–1.
Роторы: H, S3 и S2.
Постоянные прибора: HII = 283,6; S3I = 15,9; S2I = 12,2; S2II = 60,1; S3II = 79,1.
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1 |
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
||||
Температура продукта 20,0 оС |
||||||||||
1в |
0,167 |
34,5HII |
977 |
5850 |
2,720 |
0,909 |
||||
2в |
0,3 |
37 |
1050 |
3500 |
1,630 |
0,977 |
||||
1а |
0,333 |
36 |
1020 |
3060 |
1,420 |
0,949 |
||||
3в |
0,5 |
38 |
1075 |
2150 |
1,000 |
1,000 |
||||
2а |
0,6 |
38,5 |
1090 |
1820 |
0,845 |
1,014 |
||||
4в |
0,9 |
40HII |
1130 |
1260 |
0,585 |
1,051 |
Продолжение табл. 4.66
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
|
Температура продукта 25,0 оС |
|||||||
1в |
0,167 |
17HII |
482 |
2900 |
2,435 |
0,810 |
|
2в |
0,3 |
19 |
538 |
1800 |
1,510 |
0,904 |
|
1а |
0,333 |
19,5 |
552 |
1660 |
1,400 |
0,928 |
|
3в |
0,5 |
21 |
595 |
1190 |
1,000 |
1,000 |
|
2а |
0,6 |
22HII |
624 |
1045 |
0,880 |
1,049 |
|
Температура продукта 30,1 оС |
|||||||
1в |
0,167 |
32S3II |
253 |
1520 |
2,320 |
0,773 |
|
2в |
0,3 |
39 |
308 |
1030 |
1,570 |
0,940 |
|
1а |
0,33 |
38 |
300 |
903 |
1,370 |
0,916 |
|
3в |
0,5 |
41,5 |
327,5 |
655 |
1,000 |
1,000 |
|
2а |
0,6 |
43 |
340 |
570 |
0,870 |
1,038 |
|
4в |
0,9 |
47 |
372 |
416 |
0,635 |
1,136 |
|
3а |
1,0 |
47,5 |
375 |
375 |
0,572 |
1,145 |
|
5в |
1,5 |
49 |
387 |
260 |
0,397 |
1,182 |
|
4а 6в |
1,8 2,7 |
50 53S3I |
395 419 |
220 156 |
0,336 0,238 |
1,206 1,279 |
|
Температура продукта 35,1 оС |
|||||||
1в |
0,167 |
68S3I |
108 |
650 |
2,320 |
0,771 |
|
2в |
0,3 |
75 |
119 |
398 |
1,420 |
0,850 |
|
1а |
0,333 |
77 |
122 |
378 |
1,350 |
0,871 |
|
3в |
0,5 |
88 |
140 |
280 |
1,000 |
1,000 |
|
2а |
0,6 |
91S3I |
145 |
240 |
0,858 |
1,036 |
|
4в |
0,9 |
21S3II |
166 |
185 |
0,770 |
1,186 |
|
3а |
1,0 |
22,5 |
176 |
176 |
0,628 |
1,257 |
|
5в |
1,5 |
25S3II |
198 |
132 |
0,470 |
1,414 |
|
Температура продукта 39,95 оС |
|||||||
1в |
0,167 |
30S3I |
47,6 |
286 |
1,770 |
0,588 |
|
2в |
0,3 |
41 |
65,1 |
218 |
1,350 |
0,804 |
|
1а |
0,33 |
43S3I |
68,3 |
205 |
1,260 |
0,843 |
|
3в |
0,5 |
51 |
81 |
162 |
1,000 |
1,000 |
|
2а |
0,6 |
56 |
89 |
148 |
0,915 |
1,099 |
|
4в |
0,9 |
67 |
106,5 |
118 |
0,730 |
1,315 |
|
3а |
1,0 |
70 |
111 |
111 |
0,685 |
1,370 |
|
5в |
1,5 |
84 |
133,5 |
89 |
0,550 |
1,648 |
|
4а |
1,8 |
91S3I |
145 |
80,5 |
0,497 |
1,790 |
Продолжение табл. 4.66
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
6в |
2,7 |
24S3II |
190 |
70,6 |
0,435 |
2,346 |
5а |
3,0 |
25,5 |
202 |
67,5 |
0,416 |
2,494 |
7в |
4,5 |
30S3II |
237 |
53,0 |
0,327 |
2,926 |
Температура продукта 45,0 оС |
||||||
1в |
0,167 |
21S3I |
3,4 |
200 |
1,770 |
0,613 |
2в |
0,3 |
27 |
43 |
143 |
1,265 |
0,789 |
1а |
0,333 |
28 |
44,5 |
134 |
1,180 |
0,817 |
3в |
0,5 |
35,5 |
56,5 |
113 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
39 |
62 |
103 |
0,910 |
1,138 |
4в |
0,9 |
47 |
74,7 |
83 |
0,735 |
1,371 |
3а |
1,0 |
49 |
78 |
78 |
0,690 |
1,431 |
5в |
1,5 |
59 |
93,7 |
62,5 |
0,553 |
1,719 |
4а |
1,8 |
65 |
103 |
57,4 |
0,509 |
1,890 |
6в |
2,7 |
80 |
127 |
47,1 |
0,418 |
2,330 |
5а |
3,0 |
82 |
130 |
43,4 |
0,384 |
2,385 |
7в |
4,5 |
98S3I |
156 |
34,6 |
0,306 |
2,862 |
Температура продукта 50,0 оС |
||||||
2в |
0,3 |
14S3I |
22,3 |
74,0 |
1,295 |
0,780 |
1а |
0,33 |
15 |
23,8 |
71,5 |
1,250 |
0,832 |
3в |
0,5 |
18 |
28,6 |
57,2 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
20 |
31,8 |
53,0 |
0,925 |
1,112 |
4в |
0,9 |
25 |
39,8 |
44,0 |
0,768 |
1,392 |
3а |
1,0 |
27 |
42,9 |
42,9 |
0,750 |
1,500 |
5в |
1,5 |
33,5 |
53,3 |
35,5 |
0,620 |
1,864 |
4а |
1,8 |
38,5 |
61,2 |
34,0 |
0,595 |
2,140 |
6в |
2,7 |
47,5S3I |
75,5 |
28,0 |
0,490 |
2,640 |
Температура продукта 60,0 оС |
||||||
3а |
1,0 |
12S3I |
19,1 |
19,1 |
– |
– |
5в |
1,5 |
15 |
23,8 |
15,9 |
– |
– |
4а |
1,8 |
17 |
27 |
15,0 |
– |
– |
6в |
2,7 |
21 |
33,4 |
12,7 |
– |
– |
5а |
3,0 |
22 |
35 |
11,6 |
– |
– |
7в |
4,5 |
28 |
44,5 |
9,9 |
– |
– |
6а |
5,4 |
32 |
50,9 |
9,2 |
– |
– |
Окончание табл. 4.66
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
8в |
8,1 |
40 |
63,6 |
7,85 |
– |
– |
7а |
9,0 |
43 |
68,4 |
7,6 |
– |
– |
9в |
13,5 |
55S3I |
87,5 |
7,0 |
– |
– |
Температура продукта 70,1 оС |
||||||
2а |
1,8 |
14,5S2I |
17,7 |
9,8 |
– |
– |
4в |
2,7 |
17,5S2I |
21,4 |
7,9 |
– |
– |
3а |
3,0 |
19S2I |
23,2 |
7,7 |
– |
– |
5в |
4,5 |
24 |
29,3 |
6,5 |
– |
– |
4а |
5,4 |
27 |
33 |
6,1 |
– |
– |
6в |
8,1 |
36 |
44 |
5,4 |
– |
– |
5а |
9,0 |
36 |
44 |
4,9 |
– |
– |
7в |
13,5 |
49 |
59,8 |
4,42 |
– |
– |
6а |
16,2 |
56 |
68,3 |
4,22 |
– |
– |
8в |
24,3 |
73 |
89 |
3,67 |
– |
– |
7а |
27 |
77S2I |
94 |
3,47 |
– |
– |
9в |
40,5 |
21S2II |
126 |
3,12 |
– |
– |
8а |
48,6 |
23 |
138 |
2,84 |
– |
– |
10в |
72,9 |
30,5 |
183,5 |
2,50 |
– |
– |
9а |
81 |
33 |
197,5 |
2,45 |
– |
– |
11в |
121,5 |
43 |
259 |
2,14 |
– |
– |
10а |
145,8 |
45 |
270 |
1,86 |
– |
– |
12в |
218,4 |
56 |
337 |
1,54 |
– |
– |
11а |
243 |
62 |
373 |
1,53 |
– |
– |
12а |
437 |
94S2II |
565 |
1,32 |
– |
– |
Температура продукта 80,1 оС |
||||||
5в |
4,5 |
13,5S2I |
16,5 |
3,68 |
– |
– |
4а |
5,4 |
15 |
18,3 |
3,40 |
– |
– |
5а |
9,0 |
22S2I |
26,8 |
2,99 |
– |
– |
7в |
13,5 |
26S2I |
31,7 |
2,25 |
– |
– |
6а |
16,2 |
30 |
36,6 |
2,25 |
– |
– |
8в |
24,3 |
41 |
50 |
2,05 |
– |
– |
7а |
27 |
44 |
53,6 |
1,98 |
– |
– |
9в |
40 |
57 |
69,5 |
1,74 |
– |
– |
8а |
48,6 |
66 |
80,5 |
1,65 |
– |
– |
10в |
72,9 |
88S2I |
107 |
1,47 |
– |
– |
Таблица 4.67
Средние значения безразмерной эффективной вязкости η/η=0,5 и безразмерного касательного напряжения τ/τ=0,5 сыра плавленого «Шоколадный» в интервале температур 20,0–50,0 оС
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1 |
||
1в |
0,167 |
2,22 |
0,744 |
2в |
0,3 |
1,43 |
0,863 |
1а |
0,333 |
1,32 |
0,879 |
3в |
0,5 |
1,00 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,89 |
1,069 |
4в |
0,9 |
0,70 |
1,242 |
3а |
1,0 |
0,66 |
1,341 |
5в |
1,5 |
0,52 |
1,565 |
4а |
1,8 |
0,48 |
1,756 |
6в |
2,7 |
0,40 |
2,149 |
5а |
3,0 |
0,40 |
2,439 |
7в |
4,5 |
0,34 |
2,894 |
Таблица 4.68