- •Реологические основы расчета оборудования производства жиросодержащих пищевых продуктов
- •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 и уравнения состояния
- •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
- •2.6. Элементы теории различных реометров
- •2.7. Некоторые результаты реометрии пищевых сред
- •Значения коэффициента динамической вязкости меланжа,
- •Значения коэффициента динамической вязкости животных жиров,
- •Реологические свойства фаршей
- •Эталонные характеристики мясного фарша
- •2.8. Связь между структурно-механическими характеристиками и сенсорной оценкой качества продуктов
- •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
- •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
- •Список литературы
- •Приложение к гл. 4
- •Результаты экспериментальных исследований влияния температуры продукта и градиента скорости на реологические характеристики маргарина брускового «Росинка»
- •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
- •Часть 3. Список литературы
- •5.4. Некоторые единицы измерений
- •Заключение
- •Список рекомендуемой литературы
- •Предметный Указатель
- •Глава 1. Общая реология 20
- •Глава 2. Реометрия 71
- •Глава 3. Реодинамика 153
- •Глава 4. Экспериментальные исследования реологических характеристик жиросодержащих пищевых продуктов 191
- •Глава 5. Учебно-методический материал 301
- •Реологические основы расчета оборудования производства жиросодержащих пищевых продуктов
4.10.2. Кисломолочный напиток «Бифидок»
В процессе изготовления кисломолочных напитков имеют мес-то тепловые процессы и затраты энергии на вращение перемешивающего устройства. Протекание этих процессов зависит от ряда факторов, в том числе и от эффективной вязкости вырабатываемого продукта, которая на разных стадиях процесса существенно различается [31]. Поэтому при определении оптимальных условий работы оборудования или при разработке его новых видов необходимо иметь сведения об эффективной вязкости продукта на различных стадиях выработки.
Кисломолочный напиток «Бифидок» изготовлен из нормализованного молока, кефирной закваски и бифидобактерий [32]. В 100 г продукта содержится: жира – 1 г; белка – 3 г; углеводов – 4 г. Изготовитель – ОАО «Петмол», г. Санкт-Петербург.
При исследовании кисломолочного напитка «Бифидок» его эффективную вязкость измеряли в диапазоне изменения градиента скорости от 474,4 до 1312 с–1 при температурах продукта 6,7; 11,3 18,7 и 24,5 С. Результаты экспериментальных исследований были обработаны в логарифмических координатах в виде графической зависимости эффективной вязкости напитка «Бифидок» от градиента скорости при различных температурах продукта.
Рис.4.28
На рис. 4.28 показаны вязкостно-скоростные характеристики кисломолочного напитка «Бифидок». Наблюдается заметное изменение эффективной вязкости продукта при одной и той же его температуре в зависимости от величины градиента скорости, что можно объяснить разрушением структуры при высоких температурах продукта
по сравнению с его структурой при более низких температурах. Уменьшение эффективной вязкости «Бифидока» с возрастанием градиента скорости достаточно заметно. Так, при температуре продукта 6,7 С и возрастании градиента скорости c 474,4 до 1312 с–1 его эффективная вязкость уменьшается c 0,0248 до 0,0155 Па·с.
Из приведенных данных следует вывод, полезный для практики: решая вопросы интенсификации тепловых процессов при производств кисломолочного напитка «Бифидок», например путем увеличения частоты вращения перемешивающего устройства, необходимо иметь в виду, что при этом структура продукта будет заметно разрушаться, что нежелательно.
Как следует из графика (см. рис. 4.28), уменьшение эффективной вязкости кисломолочного напитка «Бифидок», а следовательно, и разрушение его структуры имеют место не только при увеличении градиента скорости, но и при постоянных его значениях при возрастании температуры продукта. Так, при повышении температуры с 6,7 до 24,5 С и постоянном значении градиента скорости, равном 1312 с–1, эффективная вязкость продукта уменьшается с 0,0155 до 0,0086 Па·с.
4.10.3. Кисломолочный напиток «Ряженка»
Результаты экспериментальных исследований кисломолочного напитка «Ряженка» [32] показаны в виде вязкостно-скоростных характеристик на рис. 4.29. Характер кривых, полученных при разных температурах продукта и изменении градиента скорости, позволяет отметить, что эффективная вязкость продукта заметно изменяется в зависимости от величины градиента скорости и температуры продукта. Например, при температуре продукта 5,9 С при увеличении градиента скорости с 364,5 до 1312 с–1 его эффективная вязкость уменьшается с 0,0233 до 0,0159 Па·с. Уменьшение эффективной вязкости напитка «Ряженка» при одном и том же значении градиента скорости, равном 1312 с–1, но при возрастании температуры продукта с 5,9 до 25 С составляет от 0,0159 до 0,0056 Па·с.
Кисломолочный напиток «Ряженка» изготовлен из нормализованного молока, закваски и молочнокислых бактерий. В 100 г продукта содержится: жиров – 2,5 г; белков – 3,2 г; углеводов – 4,2 г. Изготовитель – ОАО «Петмол», г. Санкт-Петербург.
Рис.4.29