- •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
Сыра плавленого «Дружба» в интервале температур 25,1– 80,0 °с
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1 |
||
1в |
0,167 |
2,047 |
0,685 |
2в |
0,3 |
1,388 |
0,835 |
1а |
0,333 |
1,316 |
0,861 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,877 |
1,052 |
4в |
0,9 |
0,665 |
1,205 |
3а |
1,0 |
0,638 |
1,299 |
5в |
1,5 |
0,486 |
1,455 |
4а |
1,8 |
0,412 |
1,486 |
6в |
2,7 |
0,321 |
1,735 |
Таблица 4.84
Результаты исследования реологических характеристик сыра плавленого «Сыр с луком»
Жирность 55 %.
Диапазон изменения температуры: 20,1 ≤ t ≤ 79,9 °С.
Диапазон изменения градиента скорости: 0,167 ≤ ≤ 9,0 с–1.
Роторы: Н, S3, S2.
Постоянные прибора: НII = 283,6; НI =56,8; S3I = 15,9; S2I = 12,2.
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 ºС |
||||||||||
1в |
0,167 |
50HII |
1420 |
8500 |
2,720 |
0,910 |
||||
2в |
0,3 |
50,5 |
1430 |
4850 |
1,555 |
0,917 |
||||
1а |
0,333 |
50,5 |
1430 |
4300 |
1,375 |
0,917 |
||||
3в |
0,5 |
55 |
1560 |
3120 |
1,000 |
1,000 |
||||
2а |
0,6 |
57 |
1620 |
2790 |
0,895 |
1,038 |
||||
4в |
0,9 |
62 |
1750 |
1950 |
0,625 |
1,122 |
||||
3а |
1,0 |
62 |
1750 |
1750 |
0,561 |
1,122 |
||||
5в |
1,5 |
65HII |
1840 |
1230 |
0,394 |
1,179 |
||||
Температура продукта 25,0 ºС |
||||||||||
1в |
0,167 |
25HII |
710 |
4240 |
2,57 |
0,861 |
||||
2в |
0,3 |
27 |
755 |
2550 |
1,545 |
0,915 |
||||
1а |
0,333 |
27,5HII |
780 |
2340 |
1,420 |
0,945 |
||||
3в |
0,5 |
29HII |
825 |
1650 |
1,000 |
1,000 |
||||
2а |
0,6 |
29,5 |
836 |
1390 |
0,840 |
0,013 |
||||
4в |
0,9 |
32 |
905 |
1010 |
0,612 |
1,096 |
||||
3а |
1,0 |
32 |
905 |
905 |
0,548 |
1,096 |
||||
5в |
1,5 |
33HII |
935 |
620 |
0,376 |
1,133 |
||||
Температура продукта 30,0 ºС |
||||||||||
1в |
0,167 |
66HI |
375 |
2250 |
2,250 |
0,750 |
||||
2в |
0,3 |
72 |
409 |
1365 |
1,365 |
0,818 |
||||
1а |
0,333 |
76 |
432 |
1300 |
1,300 |
0,864 |
||||
3в |
0,5 |
88 |
500 |
1000 |
1,000 |
1,000 |
||||
2а |
0,6 |
89 |
506 |
843 |
0,843 |
1,012 |
||||
4в |
0,9 |
92 |
522 |
582 |
0,582 |
1,044 |
||||
3а |
1,0 |
94HI |
535 |
535 |
0,535 |
1,070 |
Продолжение табл. 4.84
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
|||||
Температура продукта 35,1 ºС |
|||||||||||
1в |
0,167 |
34HI |
193 |
1020 |
2,000 |
0,757 |
|||||
2в |
0,3 |
37 |
210 |
705 |
1,385 |
0,824 |
|||||
1а |
0,33 |
38,5 |
219 |
660 |
1,295 |
0,859 |
|||||
3в |
0,5 |
45 |
255 |
510 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
50 |
284 |
472 |
0,925 |
1,114 |
|||||
4в |
0,9 |
61 |
347 |
385 |
0,755 |
1,361 |
|||||
3а |
1,0 |
55 |
312 |
312 |
0,612 |
1,224 |
|||||
5в |
1,5 |
70 |
398 |
265 |
0,520 |
1,561 |
|||||
4а |
1,8 |
73HI |
414 |
230 |
0,451 |
1,623 |
|||||
Температура продукта 40,0 ºС |
|||||||||||
1в |
0,167 |
18 HI |
102 |
610 |
2,140 |
0,718 |
|||||
2в |
0,3 |
21 |
119 |
392 |
1,380 |
0,838 |
|||||
1а |
0,33 |
21,5 |
122 |
366 |
1,290 |
0,859 |
|||||
3в |
0,5 |
25 |
142 |
284 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
27,5 |
156 |
260 |
0,916 |
1,098 |
|||||
4в |
0,9 |
33 |
188 |
210 |
0,740 |
1,324 |
|||||
3а |
1,0 |
35 |
200 |
200 |
0,705 |
1,408 |
|||||
5в |
1,5 |
41 |
233 |
155 |
0,545 |
1,641 |
|||||
4а |
1,8 |
47HI |
267 |
148 |
0,521 |
1,880 |
|||||
Температура продукта 45,0 ºС |
|||||||||||
3в |
0,5 |
12HI |
68 |
136 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
13 |
74 |
123 |
0,905 |
1,088 |
|||||
4в |
0,9 |
17 |
96,6 |
107,5 |
0,790 |
1,421 |
|||||
3а |
1,0 |
18,5 |
105 |
105 |
0,774 |
1,554 |
|||||
5в |
1,8 |
21HI |
119 |
66,4 |
0,486 |
1,750 |
|||||
Температура продукта 50,05 ºС |
|||||||||||
1в |
0,167 |
26,5S3I |
42,1 |
252 |
2,030 |
0,679 |
|||||
2в |
0,3 |
32 |
50,9 |
169 |
1,360 |
0,821 |
|||||
1а |
0,333 |
34 |
54,1 |
164 |
1,325 |
0,873 |
|||||
3в |
0,5 |
40 |
62 |
124 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
42 |
66,7 |
112 |
0,905 |
1,076 |
|||||
4а |
0,9 |
52 |
82,6 |
92 |
0,742 |
1,332 |
|||||
3а |
1,0 |
54S3I |
86 |
86 |
0,695 |
1,387 |
|||||
5в |
1,5 |
64S3I |
102 |
68 |
0,548 |
1,645 |
|||||
4а |
1,8 |
69S3I |
110 |
61 |
0,492 |
1,774 |
Окончание табл. 4.84
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
||||
Температура продукта 60,0 ºС |
||||||||||
1в |
0,167 |
13S3I |
20,7 |
124 |
1,630 |
0,545 |
||||
2в |
0,3 |
18 |
28,6 |
95 |
1,250 |
0,753 |
||||
1а |
0,333 |
19 |
30,2 |
90,5 |
1,190 |
0,795 |
||||
3в |
0,5 |
24 |
38 |
76 |
1,000 |
1,000 |
||||
2а |
0,6 |
27 |
43 |
72 |
0,947 |
1,132 |
||||
4в |
0,9 |
34 |
54 |
60 |
0,790 |
1,421 |
||||
3а |
1,0 |
37 |
59 |
59 |
0,776 |
1,553 |
||||
5в |
1,5 |
45 |
71,5 |
47,6 |
0,626 |
1,882 |
||||
4а |
1,8 |
50 |
79,5 |
44 |
0,578 |
2,092 |
||||
6в |
2,7 |
63 |
100 |
36 |
0,474 |
2,632 |
||||
5а |
3,0 |
65 |
103 |
34 |
0,447 |
2,710 |
||||
7в |
4,7 |
79S3I |
125 |
28 |
0,368 |
3,289 |
||||
Температура продукта 70,0 ºС |
||||||||||
4в |
0,9 |
30,5S2I |
37,2 |
41,6 |
– |
– |
||||
3а |
1,0 |
33 |
40,2 |
40,2 |
– |
– |
||||
5в |
1,5 |
40 |
48,8 |
32,5 |
– |
– |
||||
4а |
1,8 |
44 |
53,7 |
29,8 |
– |
– |
||||
6в |
2,7 |
52 |
63,4 |
23,5 |
– |
– |
||||
5а |
3,0 |
56 |
68,3 |
22,7 |
– |
– |
||||
7в |
4,5 |
63S2I |
76,9 |
17,0 |
– |
– |
||||
Температура продукта 79,9 ºС |
||||||||||
3в |
0,5 |
14S2I |
17,0 |
34,0 |
1,000 |
1,000 |
||||
4в |
0,9 |
17 |
20,7 |
23,0 |
0,675 |
1,218 |
||||
3а |
1,0 |
20 |
24,4 |
24,4 |
0,718 |
1,435 |
||||
5в |
1,5 |
25 |
30,5 |
20,4 |
0,600 |
1,794 |
||||
4а |
1,8 |
28 |
34,2 |
19,0 |
0,558 |
2,012 |
||||
6в |
2,7 |
34 |
41,5 |
15,3 |
0,450 |
2,441 |
||||
5а |
3,0 |
37S2I |
45,2 |
15,0 |
0,441 |
2,659 |
Таблица 4.85
Средние значения безразмерной эффективной вязкости η/η= 0,5 и безразмерного касательного напряжения τ/τ= 0,5 сыра плавленого «Сыр с луком» в интервале температур 20,1–79,9 °С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
с–1 |
||
1в |
0,167 |
2,191 |
0,746 |
2в |
0,3 |
1,406 |
0,841 |
1а |
0,333 |
1,314 |
0,873 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,897 |
1,088 |
4в |
0,9 |
0,701 |
1,284 |
3а |
1,0 |
0,658 |
1,355 |
5в |
1,5 |
0,515 |
1,600 |
4а |
1,8 |
0,514 |
1,962 |
6в |
2,7 |
0,462 |
2,645 |
5а |
3,0 |
0,444 |
2,710 |
Таблица 4.86