- •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 «Невский»
Жирность 60 %.
Диапазон изменения температуры: 20,0 ≤ t ≤ 80,1 °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 20,0 ºС |
|||||||||||
1в |
0,167 |
17HII |
482 |
2887 |
2,430 |
0,809 |
|||||
2в |
0,3 |
19 |
539 |
1796 |
1,510 |
0,904 |
|||||
1а |
0,333 |
19 |
539 |
1618 |
1,360 |
0,904 |
|||||
3в |
0,5 |
21 |
596 |
1191 |
1,000 |
1,000 |
Продолжение табл. 4.86
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
|||
2а |
0,6 |
21,5 |
610 |
1016 |
0,853 |
1,023 |
|||
4в |
0,9 |
22 |
624 |
693 |
0,583 |
1,047 |
|||
3а |
1,0 |
22,5 |
638 |
638 |
0,536 |
1,070 |
|||
5в |
1,5 |
24HII |
681 |
454 |
0,382 |
1,143 |
|||
Температура продукта 25,0 ºС |
|||||||||
1в |
0,167 |
10HII |
284 |
1698 |
2,310 |
0,770 |
|||
2в |
0,3 |
12 |
340 |
1134 |
1,540 |
0,921 |
|||
1а |
0,333 |
12 |
340 |
1020 |
1,390 |
0,921 |
|||
3в |
0,5 |
13HII |
369 |
737 |
1,000 |
1,000 |
|||
2а |
0,6 |
13,5HII |
383 |
638 |
0,866 |
1,038 |
|||
4в |
0,9 |
14HII |
397 |
441 |
0,598 |
1,076 |
|||
Температура продукта 30,1 ºС |
|||||||||
1в |
0,167 |
34HI |
193 |
1156 |
1,920 |
0,641 |
|||
2в |
0,3 |
40 |
227 |
757 |
1,260 |
0,754 |
|||
1а |
0,33 |
44 |
250 |
757 |
1,260 |
0,831 |
|||
3в |
0,5 |
53 |
301 |
602 |
1,000 |
1,000 |
|||
2а |
0,6 |
55,5HI |
315 |
525 |
0,872 |
1,047 |
|||
Температура продукта 40,0 ºС |
|||||||||
1в |
0,167 |
10HI |
56,8 |
340 |
1,360 |
0,454 |
|||
2в |
0,3 |
14 |
80 |
265 |
1,060 |
0,640 |
|||
1а |
0,33 |
16 |
91 |
275 |
1,100 |
0,728 |
|||
3в |
0,5 |
22 |
125 |
250 |
1,000 |
1,000 |
|||
2а |
0,6 |
24 |
136 |
227 |
0,907 |
1,088 |
|||
4в |
0,9 |
33 |
187 |
208 |
0,834 |
1,496 |
|||
3а |
1,0 |
35 |
199 |
199 |
0,800 |
1,592 |
|||
5в |
1,5 |
44HI |
250 |
167 |
0,668 |
2,000 |
|||
Температура продукта 45,1 ºС |
|||||||||
1в |
0,167 |
22S3I |
35 |
209 |
1,460 |
0,486 |
|||
2в |
0,3 |
29 |
46 |
154 |
1,075 |
0,639 |
|||
1а |
0,33 |
32 |
51 |
154 |
1,075 |
0,708 |
|||
3в |
0,5 |
45 |
72 |
143 |
1,000 |
1,000 |
|||
2а |
0,6 |
50S3I |
80 |
133 |
0,930 |
1,111 |
|||
4в |
0,9 |
67S3I |
107 |
118 |
0,825 |
1,486 |
|||
3а |
1,0 |
73 |
116 |
116 |
0,810 |
1,611 |
Окончание табл. 4.86
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
|||||
Температура продукта 50,0 ºС |
|||||||||||
1в |
0,167 |
12S3I |
19 |
114 |
1,30 |
0,452 |
|||||
2в |
0,3 |
17 |
27 |
90 |
1,070 |
0,643 |
|||||
1а |
0,33 |
19 |
30 |
92 |
1,095 |
0,714 |
|||||
3в |
0,5 |
26,5 |
42 |
84 |
1,0 |
1,0 |
|||||
2а |
0,6 |
30 |
48 |
80 |
0,951 |
1,143 |
|||||
4в |
0,9 |
41 |
65 |
72 |
0,859 |
1,548 |
|||||
3а |
1,0 |
45 |
72 |
72 |
0,859 |
1,714 |
|||||
5в |
1,5 |
57S3I |
91 |
60 |
0,714 |
2,167 |
|||||
Температура продукта 60,1 ºС |
|||||||||||
3в |
0,5 |
11S3I |
17 |
35 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
13 |
21 |
34 |
0,971 |
1,235 |
|||||
4в |
0,9 |
17,5 |
28 |
31 |
0,887 |
1,647 |
|||||
3а |
1,0 |
18,5 |
29 |
29 |
0,830 |
1,706 |
|||||
5в |
1,5 |
25S3I |
40 |
27 |
0,771 |
2,353 |
|||||
Температура продукта 69,9 ºС |
|||||||||||
2в |
0,9 |
13S2I |
15,9 |
17,6 |
– |
– |
|||||
1а |
1,0 |
13,5 |
16,5 |
16,5 |
– |
– |
|||||
3в |
1,5 |
19 |
23,2 |
15,5 |
– |
– |
|||||
2а |
1,8 |
22 |
26,8 |
14,9 |
– |
– |
|||||
4в |
2,7 |
28S2I |
34,2 |
12,7 |
– |
– |
|||||
3а |
3,0 |
31S2I |
37,8 |
12,6 |
– |
– |
|||||
5в |
4,5 |
20 |
48,8 |
10,8 |
– |
– |
|||||
4а |
5,4 |
46 |
56,1 |
10,4 |
– |
– |
|||||
6в |
8,1 |
60S2I |
73,2 |
9,04 |
– |
– |
|||||
Температура продукта 80,1 ºС |
|||||||||||
2а |
1,8 |
13S2I |
15,9 |
8,80 |
– |
– |
|||||
4в |
2,7 |
18 |
22,0 |
8,13 |
– |
– |
|||||
3а |
3,0 |
19 |
23,2 |
7,73 |
– |
– |
|||||
5в |
4,5 |
24 |
29,3 |
6,50 |
– |
– |
|||||
4а |
5,4 |
27 |
32,9 |
6,1 |
– |
– |
|||||
6в |
8,1 |
36 |
43,9 |
5,4 |
– |
– |
|||||
5а |
9,0 |
39S2I |
47,6 |
5,3 |
– |
– |
Таблица 4.87
Средние значения безразмерной эффективной вязкости η/η= 0,5 и безразмерного касательного напряжения τ/τ= 0,5 сыра плавленого «Невский» в интервале температур 20,0–60,1 °С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
с–1 |
||
1в |
0,167 |
1,807 |
0,602 |
2в |
0,3 |
1,252 |
0,750 |
1а |
0,333 |
1,213 |
0,801 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,907 |
1,098 |
4в |
0,9 |
0,764 |
1,383 |
3а |
1,0 |
0,760 |
1,539 |
5в |
1,5 |
0,634 |
1,916 |
Таблица 4.88