- •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 «Российский»
Жирность 45 %.
Диапазон изменения температуры: 20,1 ≤ t ≤ 70,1 °С.
Диапазон изменения градиента скорости: 0,167 ≤ ≤ 4,5 с–1.
Роторы: Н, S3.
Постоянные прибора: НII = 283,6; НI = 56,8; S3I = 15,9; 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 20,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
86HII |
2440 |
14600 |
2,760 |
0,921 |
2в |
0,3 |
89 |
2520 |
8400 |
1,585 |
0,951 |
1в |
0,33 |
90 |
2550 |
7650 |
1,445 |
0,962 |
3в |
0,5 |
94 |
2650 |
5300 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
94,5 |
2680 |
4460 |
0,842 |
1,011 |
4в |
0,9 |
98HII |
2780 |
3100 |
0,585 |
1,049 |
Температура продукта 25,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
45HII |
1280 |
7640 |
2,810 |
0,941 |
2в |
0,3 |
46 |
1300 |
4350 |
1,600 |
0,956 |
1а |
0,333 |
46,5 |
1320 |
3950 |
1,450 |
0,971 |
3в |
0,5 |
48HII |
1360 |
2720 |
1,000 |
1,000 |
Температура продукта 30,2 °С |
||||||
1в |
0,167 |
26HII |
736 |
4420 |
2,310 |
0,771 |
2в |
0,3 |
29 |
822 |
2740 |
1,430 |
0,861 |
1а |
0,333 |
29,5 |
836 |
2500 |
1,310 |
0,875 |
3в |
0,5 |
35 |
955 |
1910 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
37,5 |
1060 |
1770 |
0,930 |
1,110 |
4в |
0,9 |
40,5 |
1150 |
1280 |
0,670 |
1,204 |
3а |
1,0 |
41 |
1160 |
1160 |
0,608 |
1,215 |
5в |
1,5 |
46 |
1300 |
880 |
0,460 |
1,361 |
4а |
1,8 |
48HII |
1360 |
750 |
0,392 |
1,424 |
Температура продукта 35,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
12HII |
340 |
2040 |
1,890 |
0,630 |
2в |
0,3 |
16 |
454 |
1500 |
1,390 |
0,841 |
1а |
0,333 |
17 |
482 |
1450 |
1,344 |
0,892 |
Продолжение табл. 4.74
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
3в |
0,5 |
19 |
540 |
1080 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
19 |
540 |
900 |
0,833 |
1,000 |
4в |
0,9 |
21 |
595 |
660 |
0,610 |
1,102 |
3а |
1,0 |
22HII |
620 |
620 |
0,574 |
1,148 |
Температура продукта 45,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
70S3I |
111 |
655 |
1,652 |
0,561 |
2в |
0,3 |
94S3I |
149,5 |
498 |
1,260 |
0,755 |
1а |
0,33 |
20S3II |
158 |
476 |
1,200 |
0,798 |
3в |
0,5 |
25S3II |
198 |
396 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
29S3II |
229 |
382 |
0,965 |
1,156 |
4в |
0,9 |
36S3II |
285 |
318 |
0,803 |
1,439 |
Температура продукта 50,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
49S3I |
77,9 |
478 |
1,885 |
0,613 |
2в |
0,3 |
58 |
92,1 |
308 |
1,210 |
0,725 |
1а |
0,33 |
62 |
98,5 |
296 |
1,165 |
0,776 |
3в |
0,5 |
80 |
127 |
254 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
90S3I |
143 |
238 |
0,940 |
1,126 |
4в |
0,9 |
24S3II |
190 |
212 |
0,836 |
1,496 |
3а |
1,0 |
26 |
206 |
206 |
0,813 |
1,622 |
5в |
1,5 |
32 |
253 |
169 |
0,665 |
1,992 |
4а |
1,8 |
35,5S3II |
281 |
156 |
0,615 |
2,213 |
Температура продукта 60,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
23S3I |
36,6 |
219 |
1,830 |
0,605 |
2в |
0,3 |
28 |
44,5 |
148 |
1,230 |
0,736 |
1а |
0,33 |
30 |
47,7 |
143 |
1,190 |
0,788 |
3в |
0,5 |
38 |
60,5 |
120 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
44 |
70 |
116 |
0,968 |
1,157 |
4в |
0,9 |
53 |
84,3 |
93,5 |
0,780 |
1,393 |
3а |
1,0 |
58 |
92 |
92 |
0,767 |
1,521 |
5в |
1,5 |
74 |
118 |
78,5 |
0,655 |
1,950 |
4а |
1,8 |
83 |
132 |
73,2 |
0,610 |
2,182 |
6в |
2,7 |
92S3I |
146 |
54,3 |
0,453 |
2,413 |
Окончание табл. 4.74
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
|
Температура продукта 70,1 °С |
|||||||
1в |
0,167 |
20S3I |
31,8 |
191 |
2,220 |
0,739 |
|
2в |
0,3 |
22,5 |
35,8 |
118 |
1,370 |
0,833 |
|
1а |
0,333 |
23 |
36,6 |
110 |
1,280 |
0,851 |
|
3в |
0,5 |
27 |
43 |
86 |
1,000 |
1,000 |
|
2а |
0,6 |
30 |
47,7 |
79 |
0,918 |
1,109 |
|
4в |
0,9 |
37 |
58,9 |
65,4 |
0,760 |
1,370 |
|
3а |
1,0 |
38 |
60,5 |
60,5 |
0,705 |
1,407 |
|
5в |
1,5 |
46 |
73,1 |
48,6 |
0,566 |
1,700 |
|
4а |
1,8 |
49 |
77,8 |
43,2 |
0,503 |
1,809 |
|
6в |
2,7 |
60 |
95,5 |
35,3 |
0,411 |
2,221 |
|
5а |
3,0 |
62 |
98,5 |
32,8 |
0,382 |
2,291 |
|
7в |
4,5 |
76S3I |
121 |
26,8 |
0,312 |
2,814 |
Таблица 4.75
Средние значения безразмерной эффективной вязкости η/η= 0,5 и безразмерного касательного напряжения τ/τ= 0,5 сыра плавленого «Российский» в интервале температур 20,1–70,1 ˚С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1 |
||
1в |
0,167 |
2,17 |
0,723 |
2в |
0,3 |
1,384 |
0,832 |
1а |
0,333 |
1,298 |
0,864 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,913 |
1,096 |
4в |
0,9 |
0,722 |
1,293 |
3а |
1,0 |
0,693 |
1,383 |
5в |
1,5 |
0,586 |
1,751 |
4а |
1,8 |
0,530 |
1,907 |
6в |
2,7 |
0,432 |
2,317 |
5а |
3,0 |
0,382 |
2,291 |
7в |
4,5 |
0,312 |
2,814 |
Таблица 4.76