- •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
4.10.4. Кисломолочный напиток кефир «Фруктовый»
Кефир изготовлен из нормализованного молока, закваски на ке-фирных грибках, сахарного сиропа и ароматизатора, идентичного натуральному [33]. В 100 г продукта содержится: жиров – 1 г; белков – 2,5 г; углеводов – 10,5 г.
При исследовании кефира «Фруктовый» эффективную вязкость измеряли в диапазоне изменения градиента скорости от 364,5 до 1312 с–1 при температурах продукта 6,7; 11,9; 18,7; 24,5 С. Опытные данные обработали в виде графической зависимости эффективной вязкости от градиента скорости при различных температурах продукта.
На рис. 4.30 показаны вязкостно-скоростные характеристики кефира «Фруктовый». Из графика видно, что эффективная вязкость кефира уменьшается как при повышении температуры продукта, так и с увеличением градиента скорости. Наибольшую вязкость продукт имеет при температуре продукта 6,7 С и при градиента скорости 364 с–1.
Однако даже при такой сравнительно низкой температуре кефира при увеличении градиента скорости с 364 до 1312 с–1 его эффективная вязкость уменьшается с 0,0233 до 0,0129 Па·с, т. е. в 1,8 раза. Это можно объяснить частичным разрушением структуры продукта.
Уменьшение эффективной вязкости кефира «Фруктовый», а следовательно, и разрушение его структуры наблюдаются не только при увеличении градиента скорости, но и при постоянных его значениях с возрастанием температуры продукта. Так, при повышении температуры кефира «Фруктовый» с 6,7 до 24,5 С и постоянном значении градиента скорости, равном 1312 с–1, его эффективная вязкость уменьшается с 0,0129 до 0,0082 Па·с, т. е. почти в 1,6 раза.
4.10.5. Кисломолочный напиток кефир «Детский»
Кефир изготовлен из нормализованного молока и кефирной закваски. В 100 г продукта содержится: жира – 3,2 г; белка – 2,8 г; углеводов – 4,1 г.
Вязкостные свойства кефира «Детский» измерялись в диапазоне изменения градиента скорости от 437,4 до 1312 с–1 при температурах продукта 10,4; 16,7; 24,3 и 32,2 С [33].
Рис. 4.31
На рис. 4.31 показаны вязкостно-скоростные характеристики кефира «Детский». При всех исследуемых температурах продукта его эффективная вязкость изменяется в зависимости от величины градиента скорости, а именно: при температуре кефира 10,4 С и изменении градиента скорости от 656 до 1312 с–1 эффективная вязкость уменьшается с 0,0227 до 0,0177 Па·с; при температуре 16,7 С и изменении градиента скорости от 656 до 1312 с–1 – с 0,0185 до 0,0138 Па·с; при температуре 24,3 С и изменении градиента скорости от 437 до 1312 с–1 – с 0,0206 до 0,0116 Па·с; при температуре 32,2 С и изменении градиента скорости от 656 до 1312 с–1 – с 0,0121 до 0,090 Па·с.
Изменение эффективной вязкости кефира «Детский» наблюдается и в тех случаях, когда значение градиента скорости постоянно, а изменяется только температура продукта. Так, при градиенте скорости 1312 с–1 и возрастании температуры кефира с 10,4 до 32,2 С его эффективная вязкость уменьшается с 0,0177 до 0,090 Па·с, т. е. почти в два раза.
Результаты обсуждаемых исследований имеют как теоретическое, так и практическое значение. Последнее объясняется тем, что (при прочих равных условиях) при уменьшении эффективной вязкости продукта в связи с возрастанием градиента скорости происходит частичное разрушение его структуры и, как следствие, частичное отделение сыворотки от сгустка, что нежелательно. Вместе с тем в процессе производства кисломолочных напитков их необходимо периодически перемешивать, при этом в зависимости от конструкции перемешивающего устройства резервуара и частоты его вращения будут изменяться значения градиента скорости.
Приводимые данные позволят более обоснованно решать воп-росы интенсификации тепловых процессов при производстве кисломолочных продуктов, увязывая их, например, с частотой вращения перемешивающих устройств резервуаров.
В связи с тем что при перемешивании структурированных продуктов будет иметь место разрушение их структуры, даже при очень малых значениях частоты вращения перемешивающих устройств, нам представляется правомерным говорить не о сохранении структуры продукта вообще, а о таких режимах работы перемешивающих устройств, при которых будут созданы условия, обеспечивающие максимальное сохранение структуры изготавливаемого продукта.