- •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 «Советский»
Жирность 45 %.
Диапазон изменения температуры: 20,1 ≤ t ≤ 80,1 °С.
Диапазон изменения градиента скорости: 0,167 ≤ ≤ 2,7 с–1.
Ротор Н.
Постоянные прибора: НII = 283,6; НI = 56,8.
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 °С |
||||||
1в |
0,167 |
100HII |
2836 |
17000 |
– |
– |
Температура продукта 25,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
57HII |
1620 |
9650 |
2,440 |
0,818 |
2в |
0,3 |
66 |
1870 |
6230 |
1,570 |
0,944 |
1а |
0,333 |
66 |
1870 |
5600 |
1,410 |
0,944 |
3в |
0,5 |
70 |
1980 |
3960 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
70,5 |
2000 |
3320 |
0,840 |
1,010 |
4в |
0,9 |
73 |
2070 |
2300 |
0,582 |
1,045 |
3а |
1,0 |
73 |
2060 |
2060 |
0,520 |
1,040 |
5в |
1,5 |
77 |
2180 |
1450 |
0,366 |
1,101 |
4а |
1,8 |
78 |
2210 |
1210 |
0,305 |
1,116 |
6в |
2,7 |
83HII |
2350 |
870 |
0,220 |
1,187 |
Температура продукта 30,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
35HII |
994 |
5920 |
2,660 |
0,891 |
2в |
0,3 |
37 |
1050 |
3480 |
1,560 |
0,942 |
3в |
0,5 |
39,5 |
1115 |
2230 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
41 |
1160 |
1930 |
0,865 |
1,040 |
4в |
0,9 |
44 |
1250 |
1480 |
0,665 |
1,121 |
5в |
1,5 |
46HII |
1300 |
870 |
0,390 |
1,166 |
Температура продукта 35,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
20HII |
567 |
3400 |
2,260 |
0,756 |
2в |
0,3 |
23 |
652 |
2170 |
1,445 |
0,869 |
1а |
0,33 |
23 |
652 |
1950 |
1,300 |
0,869 |
3в |
0,5 |
26,5 |
750 |
1500 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
29 |
822 |
1370 |
0,915 |
1,096 |
4в |
0,9 |
31,5 |
893 |
990 |
0,659 |
1,191 |
3а |
1,0 |
33 |
935 |
935 |
0,623 |
1,247 |
Продолжение табл. 4.76
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
5в |
1,5 |
36 |
1020 |
670 |
0,446 |
1,360 |
4а |
1,8 |
38HII |
1080 |
590 |
0,393 |
1,440 |
Температура продукта 40,2 °С |
||||||
2в |
0,3 |
18HII |
510 |
1700 |
1,430 |
0,857 |
1а |
0,33 |
19 |
539 |
1610 |
1,350 |
0,906 |
3в |
0,5 |
21 |
595 |
1190 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
21,5HII |
610 |
1015 |
0,853 |
1,025 |
4в |
0,9 |
25HII |
709 |
788 |
0,660 |
1,191 |
3а |
1,0 |
25 |
710 |
710 |
0,596 |
1,193 |
5в |
1,5 |
28HII |
794 |
530 |
0,445 |
1,334 |
Температура продукта 45,05 °С |
||||||
2в |
0,3 |
47HI |
267 |
895 |
1,355 |
0,809 |
1а |
0,333 |
47 |
267 |
805 |
1,220 |
0,809 |
3в |
0,5 |
58 |
330 |
660 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
62 |
352 |
590 |
0,894 |
1,067 |
4в |
0,9 |
73 |
414 |
460 |
0,697 |
1,254 |
6в |
1,5 |
84 |
476 |
320 |
0,485 |
1,442 |
4а |
1,8 |
91HI |
517 |
286 |
0,434 |
1,567 |
Температура продукта 49,9 °С |
||||||
2в |
0,3 |
36HI |
204 |
680 |
1,390 |
0,833 |
1а |
0,333 |
36 |
204 |
614 |
1,250 |
0,833 |
3в |
0,5 |
43 |
245 |
490 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
45 |
255 |
446 |
0,910 |
1,041 |
4в |
0,9 |
54 |
306 |
341 |
0,695 |
1,249 |
3а |
1,0 |
56 |
318 |
318 |
0,650 |
1,298 |
5в |
1,5 |
65 |
368 |
246 |
0,503 |
1,502 |
4а |
1,8 |
72HI |
408 |
227 |
0,463 |
1,665 |
Температура продукта 60,0 °С |
||||||
1в |
0,167 |
21HI |
119 |
715 |
2,130 |
0,710 |
2в |
0,3 |
25 |
142 |
472 |
1,410 |
0,848 |
1а |
0,33 |
25 |
142 |
428 |
1,275 |
0,848 |
3в |
0,5 |
29,5 |
167,5 |
335 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
32 |
182 |
303 |
0,905 |
1,087 |
4в |
0,9 |
37,5 |
212 |
237 |
0,708 |
1,266 |
5в |
1,5 |
43 |
244 |
163 |
0,486 |
1,457 |
Окончание табл. 4.76
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
4а |
1,8 |
46 |
261 |
145 |
0,433 |
1,558 |
6в |
2,7 |
53HI |
301 |
112 |
0,332 |
1,797 |
Температура продукта 70,1 °С |
||||||
1в |
0,167 |
13HI |
74 |
442 |
2,170 |
0,725 |
2в |
0,3 |
16 |
91 |
303 |
1,485 |
0,892 |
3в |
0,5 |
18 |
102 |
204 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
19 |
108 |
180 |
0,880 |
1,059 |
4в |
0,9 |
22 |
125 |
139 |
0,681 |
1,225 |
3а |
1,0 |
22 |
125 |
125 |
0,613 |
1,225 |
5в |
1,5 |
27,5 |
156 |
104 |
0,510 |
1,529 |
4а |
1,8 |
28 |
159 |
88 |
0,430 |
1,559 |
6в |
2,7 |
32HI |
182 |
67 |
0,328 |
1,784 |
Температура продукта 80,0 °С |
||||||
2в |
0,3 |
12HI |
68,1 |
228 |
1,490 |
0,890 |
1а |
0,33 |
12 |
68,1 |
205 |
1,340 |
0,890 |
3в |
0,5 |
13,5HI |
76,5 |
153 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
14HI |
79,6 |
133 |
0,870 |
1,040 |
4в |
0,9 |
16 |
91 |
102 |
0,666 |
1,189 |
3а |
1,0 |
16 |
91 |
91 |
0,595 |
1,189 |
5в |
1,5 |
18 |
102 |
68 |
0,440 |
1,333 |
4а |
1,8 |
20 |
113 |
63 |
0,411 |
1,477 |
6в |
2,7 |
23HI |
131 |
47,4 |
0,310 |
1,712 |
Таблица 4.77
Средние значения безразмерной эффективной вязкости η/η= 0,5 и безразмерного касательного напряжения τ/τ= 0,5 сыра плавленого «Советский» в интервале температур 25,1–80,0 С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
с–1
|
|
|
1в |
0,167 |
2,332 |
0,779 |
2в |
0,3 |
1,459 |
0,876 |
1а |
0,333 |
1,306 |
0,871 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
Окончание табл. 4.77
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
с–1 |
||
2а |
0,6 |
0,881 |
1,051 |
4в |
0,9 |
0,668 |
1,135 |
3а |
1,0 |
0,499 |
1,304 |
5в |
1,5 |
0,453 |
1,593 |
4а |
1,8 |
0,410 |
1,721 |
6в |
2,7 |
0,297 |
1,976 |
Таблица 4.78