19) Методи та прилади для виміру характеристик продуктів та границі розподілу твердих тіл

Поверхностные свойства пищевых продуктов- адгезия и нее трение - проявляются на границе раздела между продуктом и твердой поверхностью. Теория вопроса подробно рассмотрена в [12].

Адгезиометры

Приборы и методы измерения адгезии основаны на разрушении адгезионного шва путем приложения внешнего усилия [см. форму­лы (1—15), (1—35)]. По способу приложения усилия различают ме­тоды отрыва (равномерного и неравномерного) и сдвига (рис. 2—27).

Наиболее часто в адгезиометрах для пищевых, мясных и мо­лочных продуктов реализуется схема по рис. 1—27, а, она может отличаться способами приложения силы и регистрации отрывающего усилия. Например, в приборе Б. А. Николаева «мгновенно» отрыва­ется верхний диск с помощью рычажного механизма; в приборе А. Г. Кульмана постепенно отрывается нижний диск при наполне­нии подвешенной к нему емкости водой [21]. Разделение контакта рующих тел может происходить по трем вариантам: адгезис по границе раздела продукт — стенка, когезионное — по слс дукта — и смешанное. Однако адгезия в чистом виде зачастую блюдается, поэтому измеряют удельное усилие разделени без конкретизации его вида. Полученное значение величины по предложению проф. Б. А. Николаева называют давлением прилипания или липкостью.

Универсальный адгезиометр МТИММПа [16], пока­занный на рис. 2—28, позволяет менять в широком диапазоне гео­метрические, кинематические, динамические и другие параметры из­мерения. Он имеет корпус, устройство с микрометрическим винтом для установки пластины. Она фиксируется держателем, который смонтирован на тензобалке, и имеет хвостовик для обеспечения соос­ности подвижной части системы. Для создания предварительного кон­такта на тензобалку устанавливают грузы.

Техническая характеристика: давление предварительного кон­такта 300—3,5-10⁵ Па; пределы измерения адгезионного давления

300—6180 Па, длительность предварительного контакта вольная.

В процессе эксперимента сила нарастает линейно скорость нарастания характеризуется тангенсом угла наклона 'линии на ос­циллограмме.

В. А. Даниловым, Ю. А. Мачихиным и О. Г. Силаевым создан адгезкометр для тестовых продуктов, который (рис 2—29) состоит из станины, подвижного столика, специальной каме­ры для теста, диска из исследуемого конструкционного материала, штока-упора, тензометрической балочки, груза для создания напря­жения и редуктора для вертикального перемещения столика.

Техническая характеристика: диаметр диска из конструкцион­ного материала 0,03 м; скорость отрыва диска от исследуемого про­дукта 0,01—0,05 м/с; пределы измерения адгезионного напряжения 0,01—10 Па; габаритные размеры, м: 0,4X0,4X0,5.

Адгезиометр Ю. В. Клаповского предназначен для изучения свойств кондитерских масс (рис. 2—30). Исследуемую мас­су помещают в кювету, имеющую крышку с отверстием, в которое с малым зазором входит пластина, изготовленная из материала, адгезионные свойства которого надо определить. Пластина через упругое измерительное кольцо крепится к штоку, скользящему в направляющих. С другой стороны шток шарнирно прикреплен к не равноплечему рычагу. Для определения усилия отрыва на измери тельное кольцо наклеены тензорезисторы. Перемещение контактирую­щей пластины измеряется при помощи шторки, по обеим которой находятся осветитель и фотодиод.

земыми к пластине пружинами.

Приборы для определения внешнего трения

Классический тип прибора для измерения силы коэффициента внешнего трения представляют собой пару тел, соприкасающихся плоскими поверхностями, площадь которых может быть от долей квадратных миллиметров до десятков квадратных сантиметров.

Для исследования трения мясопродуктов был использован трибометр с тележкой (рис. 2--32, а), который позволяет опреде­лить и вычислить истинный коэффициент внешнего трения и эффек­тивный коэффициент внешнего трения [23] [см, формулы (1—15, а, б, в, г)]. Исследуемый продукт помещается в рамку, установленную на плоскую поверхность тележки. Она перемещается от электродвигателя посредством тянущей нити. Рамка соединена с тензометрической балкой.

Привод пластины от груза с подпрессовкой образцов винтовым механизмом (рис. 2—32, б) реализован в устройстве Н. Н. Мозенина [37], предназначенном для изучения характеристик твердых продуктов, например сыра. Величина смещения пластины измеряется индикаторного часового типа.Прибор может быть использован как для измерения внешнего трения, так и вязкости при малых градиентах скорости.

Устройство(рис. 2—32, в) с приводом подвижной части от гидроцилиндра и регистрацией усилий с помощью тензометрической балки используется для изучения трения при малой поверхности кон­такта и больших нормальных усилиях [29]. При измерении больших усилий трения система гидропривода имеет преимущество по сравне­нию с электроприводом, кроме того, гидропривод обеспечивает бес­ступенчатое регулирование скорости.

Ю. В. Ашкеров [2] провел исследования трения и кинетической адгезии. В приборе ползун, установленный на масляной пленке, от­рывается от вращающегося диска нормально, усилие отрыва изме­ряется по деформации тензобалки (рис. 2—32, д).

Трение мяса по стали [24] изучали на установке, изображенной на рис. 2—32, е. Диск приводится во вращение от электродвигателя постоянного тока, частота вращения его может плавно регулироваться, обеспечивая окружную скорость в месте контакта с продуктом от 0,1 до 72 м/с. Исследуемый продукт помещают в рамку, которая укреплена на двух тензобалках; они служат для измерения силы трения. *