
- •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 «Кисломолочный»
Жирность 45 %.
Диапазон изменения температуры: 20,1 ≤ t ≤ 80,2 °С.
Диапазон изменения
градиента скорости: 0,167 ≤
≤
2,7 с–1.
Роторы: H, S3.
Постоянные прибора: HII = 283,6; HI = 56,8; S3I = 15,9; S3II = 79,1.
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
|
Температура продукта 20,0 °С |
|||||||
1в |
0,167 |
89HII |
2524 |
15110 |
– |
– |
|
2в |
0,3 |
95 |
2694 |
8980 |
– |
– |
|
1а |
0,333 |
96HII |
2722 |
8176 |
– |
– |
Продолжение табл. 4.72
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
Температура продукта 25,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
51HII |
1446 |
8660 |
2,730 |
0,911 |
2в |
0,3 |
53 |
1503 |
5010 |
1,575 |
0,946 |
1а |
0,33 |
54 |
1531 |
4640 |
1,460 |
0,964 |
3в |
0,5 |
56 |
1588 |
3176 |
1,000 |
1,000 |
4в |
0,9 |
58 |
1644 |
1827 |
0,575 |
1,035 |
3а |
1,0 |
58 |
1644 |
1644 |
0,518 |
1,035 |
5в |
1,5 |
61 |
1729 |
1153 |
0,363 |
1,089 |
4а |
1,8 |
62HII |
1758 |
976 |
0,307 |
1,107 |
Температура продукта 30,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
27,5HII |
779 |
4670 |
2,290 |
0,764 |
2в |
0,3 |
32 |
907 |
3025 |
1,480 |
0,889 |
1а |
0,33 |
33 |
935 |
2836 |
1,390 |
0,917 |
3в |
0,5 |
36 |
1020 |
2041 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
38 |
1077 |
1796 |
0,880 |
1,056 |
4в |
0,9 |
42 |
1191 |
1323 |
0,649 |
1,168 |
3а |
1,0 |
45 |
1276 |
1276 |
0,625 |
1,251 |
5в |
1,5 |
46HII |
1304 |
869,7 |
0,426 |
1,278 |
Температура продукта 35,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
22HII |
623 |
3736 |
2,200 |
0,733 |
2в |
0,3 |
26 |
737 |
2457 |
1,445 |
0,867 |
1а |
0,33 |
28 |
794 |
2406 |
1,414 |
0,934 |
3в |
0,5 |
30 |
850 |
1701 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
32 |
907 |
1512 |
0,890 |
1,067 |
4в |
0,9 |
35 |
992 |
1102 |
0,649 |
1,167 |
3а |
1,0 |
36 |
1020 |
1021 |
0,600 |
1,200 |
5в |
1,5 |
40 |
1134 |
756 |
0,445 |
1,334 |
4а |
1,8 |
41HII |
1162 |
646 |
0,380 |
1,367 |
Температура продукта 40,15 °С |
||||||
1в |
0,167 |
52HI |
295 |
1768 |
0,260 |
0,754 |
2в |
0,3 |
62 |
352 |
1174 |
1,500 |
0,900 |
1а |
0,333 |
64HI |
363 |
1091 |
1,395 |
0,928 |
Продолжение табл. 4.72
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
3в |
0,5 |
69HI |
391 |
783,8 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
72 |
408 |
681,6 |
0,870 |
1,043 |
4в |
0,9 |
83 |
471 |
523,8 |
0,670 |
1,205 |
3а |
1,0 |
85 |
482 |
482,8 |
0,617 |
1,233 |
5в |
1,5 |
90HI |
511 |
340,8 |
0,435 |
1,307 |
Температура продукта 45,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
35HI |
198 |
1190 |
2,380 |
0,795 |
2в |
0,3 |
38 |
215 |
719 |
1,440 |
0,863 |
1а |
0,333 |
40 |
227 |
682,2 |
1,365 |
0,912 |
3в |
0,5 |
44 |
249 |
499,8 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
48 |
272 |
454,4 |
0,910 |
1,092 |
4в |
0,9 |
52 |
295 |
328 |
0,657 |
1,185 |
3а |
1,0 |
56 |
318 |
318 |
0,638 |
1,277 |
5в |
1,5 |
64 |
363 |
242 |
0,485 |
1,458 |
4а |
1,8 |
65HI |
369 |
205 |
0,410 |
1,482 |
Температура продукта 50,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
25HI |
142 |
850,0 |
2,270 |
0,759 |
2в |
0,3 |
29 |
164 |
549,0 |
1,460 |
0,877 |
1а |
0,333 |
29,5 |
167 |
503,1 |
1,340 |
0,893 |
3в |
0,5 |
33 |
187 |
374,8 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
36 |
204 |
340,8 |
0,910 |
1,091 |
4в |
0,9 |
39HI |
221 |
246,1 |
0,656 |
1,182 |
3а |
1,0 |
38HI |
215 |
215,8 |
0,576 |
1,150 |
5в |
1,5 |
46HI |
261 |
174,1 |
0,465 |
1,396 |
Температура продукта 60,1 оС |
||||||
1в |
0,167 |
80S3I |
127 |
761,6 |
2,100 |
0,702 |
2в |
0,3 |
90 |
143,1 |
477,0 |
1,315 |
0,791 |
1а |
0,33 |
98S3I |
155 |
472,1 |
1,300 |
0,856 |
3в |
0,5 |
23S3II |
181 |
363,8 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
24 |
189 |
316,4 |
0,873 |
1,044 |
4в |
0,9 |
26 |
205 |
228,5 |
0,630 |
1,132 |
3а |
1,0 |
27 |
213 |
213,5 |
0,586 |
1,177 |
5в |
1,5 |
31S3II |
245 |
163,4 |
0,450 |
1,354 |
Окончание табл. 4.72
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η
|
τ/τ
|
Температура продукта 69,9 °С |
||||||
1в |
0,167 |
60S3I |
95 |
571,2 |
– |
– |
2в |
0,3 |
65 |
103 |
344,5 |
– |
– |
2а |
0,6 |
75 |
119 |
198,7 |
– |
– |
4в |
0,9 |
80 |
127 |
141,3 |
– |
– |
3а |
1,0 |
82 |
130 |
130,0 |
– |
– |
5в |
1,5 |
92S3I |
146 |
97,5 |
– |
– |
Температура продукта 80,2 °С |
||||||
1в |
0,167 |
40S3I |
63 |
380,8 |
2,500 |
0,829 |
2в |
0,3 |
44 |
69 |
232,2 |
1,523 |
0,908 |
1а |
0,33 |
45S3I |
71 |
216,8 |
1,420 |
0,934 |
3в |
0,5 |
48S3I |
76 |
152,6 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
51 |
81 |
135,1 |
0,885 |
1,066 |
4в |
0,9 |
57 |
90 |
100,7 |
0,660 |
1,184 |
3а |
1,0 |
58 |
92 |
92,2 |
0,605 |
1,210 |
5в |
1,5 |
65S3I |
103 |
68,9 |
0,450 |
1,355 |
Таблица 4.73
Средние
значения безразмерной эффективной
вязкости η/η=
0,5
и
безразмерного касательного напряжения
τ/τ
=
0,5
сыра
плавленого «Кисломолочный» в интервале
температур 25,0–80,2 °С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
|
|
|
1в |
0,167 |
2,341 |
0,781 |
2в |
0,3 |
1,467 |
0,880 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,888 |
1,057 |
4в |
0,9 |
0,643 |
1,157 |
3а |
1,0 |
0,596 |
1,198 |
5в |
1,5 |
0,440 |
1,324 |
4а |
1,8 |
0,366 |
1,424 |
Таблица 4.74