- •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 «Костромской»
Жирность 40 %.
Диапазон изменения температуры: 20,1 ≤ t ≤ 80,0 °С.
Диапазон изменения градиента скорости: 0,167 ≤ ≤ 5,4 с–1.
Роторы: H, S3.
Постоянные прибора: HII = 283,6; HI = 56,8; S3I = 15,9.
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 оС |
|||||||||||
1в |
0,167 |
72HII |
2042 |
12227 |
2,430 |
0,809 |
|||||
2в |
0,3 |
82 |
2325 |
7751 |
1,535 |
0,921 |
|||||
1а |
0,333 |
85 |
2410 |
7239 |
1,435 |
0,955 |
|||||
3в |
0,5 |
89 |
2524 |
5048 |
1,000 |
1,000 |
|||||
2а |
0,6 |
89 |
2524 |
4206 |
0,835 |
1,000 |
|||||
4в |
0,9 |
92 |
2609 |
2899 |
0,575 |
1,034 |
|||||
5в |
1,5 |
94HII |
2666 |
1777 |
0,353 |
1,056 |
|||||
Температура продукта 30,1 оС |
|||||||||||
1в |
0,167 |
36HII |
1021 |
6113 |
2,240 |
0,750 |
|||||
2в |
0,3 |
41 |
1162 |
3875 |
1,420 |
0,854 |
|||||
1а |
0,33 |
43 |
1219 |
3695 |
1,355 |
0,896 |
Продолжение табл. 4.70
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
3в |
0,5 |
48 |
1361 |
2722 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
49 |
1389 |
2316 |
0,850 |
1,021 |
4в |
0,9 |
52HII |
1474 |
1638 |
0,602 |
1,083 |
3а |
1,0 |
52,5HII |
1489 |
1488 |
0,547 |
1,094 |
5в |
1,5 |
54 |
1531 |
1020 |
0,375 |
1,125 |
4а |
1,8 |
58 |
1644 |
913,8 |
0,336 |
1,208 |
6в |
2,7 |
63HII |
1786 |
661,7 |
0,243 |
1,312 |
Температура продукта 35,1 оС |
||||||
1в |
0,167 |
15HII |
425 |
2547 |
1,910 |
0,638 |
2в |
0,3 |
19 |
538 |
1796 |
1,345 |
0,808 |
1а |
0,333 |
21 |
595 |
1788 |
1,340 |
0,893 |
3в |
0,5 |
23,5 |
666 |
1332 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
25 |
709 |
1181 |
0,888 |
1,065 |
4в |
0,9 |
28 |
794 |
882,3 |
0,662 |
1,192 |
3а |
1,0 |
28,5 |
808 |
808,2 |
0,607 |
1,213 |
5в |
1,5 |
35 |
992 |
661,7 |
0,496 |
1,489 |
4а |
1,8 |
37 |
1049 |
582,9 |
0,437 |
1,575 |
6в |
2,7 |
45 |
1276 |
472,6 |
0,355 |
1,916 |
5а |
3,0 |
47 |
1333 |
444,3 |
0,332 |
2,002 |
7в |
4,5 |
52HII |
1474 |
327,7 |
0,246 |
2,213 |
Температура продукта 45,1 оС |
||||||
1в |
0,167 |
47HI |
267 |
1598 |
1,950 |
0,653 |
2в |
0,3 |
58 |
329 |
1098 |
1,340 |
0,804 |
1а |
0,33 |
60 |
340 |
1032 |
1,265 |
0,831 |
3в |
0,5 |
72 |
409 |
817,9 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
77HI |
437 |
728,9 |
0,892 |
1,068 |
4в |
0,9 |
90HI |
511 |
568 |
0,695 |
1,249 |
3а |
1,0 |
92 |
522 |
522,5 |
0,540 |
1,276 |
5в |
1,5 |
98HI |
556 |
371 |
0,453 |
1,359 |
Окончание табл. 4.70
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1
|
α
|
τ, Па
|
η, Па∙с
|
η/η= 0,5
|
τ/τ= 0,5
|
Температура продукта 49,9 оС |
||||||
1в |
0,167 |
25HI |
142 |
850,3 |
2,080 |
0,696 |
2в |
0,3 |
27,5 |
156 |
520,6 |
1,275 |
0,765 |
1а |
0,333 |
29 |
164 |
494,6 |
1,210 |
0,804 |
3в |
0,5 |
36 |
204 |
408,9 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
39 |
221 |
369,2 |
0,902 |
1,083 |
4в |
0,9 |
46 |
261 |
290,3 |
0,712 |
1,279 |
3а |
1,0 |
49 |
278 |
278,3 |
0,680 |
1,363 |
5в |
1,5 |
55 |
312 |
208,2 |
0,510 |
1,529 |
4а |
1,8 |
61 |
346 |
192,4 |
0,470 |
1,696 |
6в |
2,7 |
70HI |
397 |
147,2 |
0,360 |
1,946 |
Температура продукта 60,1 оС |
||||||
2в |
0,3 |
13HI |
73 |
246,1 |
1,275 |
0,760 |
1а |
0,33 |
13,5 |
76 |
232,3 |
1,200 |
0,792 |
3в |
0,5 |
17 |
96 |
193,1 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
19 |
108 |
179,8 |
0,930 |
1,125 |
4в |
0,9 |
22 |
125 |
138,8 |
0,720 |
1,302 |
3а |
1,0 |
23 |
130 |
130,6 |
0,677 |
1,354 |
5в |
1,5 |
27,5 |
156 |
104,1 |
0,540 |
1,625 |
4а |
1,88 |
30HI |
170 |
94,6 |
0,490 |
1,771 |
6в |
2,7 |
37HI |
210 |
77,8 |
0,403 |
2,187 |
7в |
4,5 |
45 |
255 |
56,8 |
0,294 |
2,656 |
6а |
5,4 |
49HI |
278 |
51,54 |
0,267 |
2,896 |
Температура продукта 80,0 оС |
||||||
1в |
0,167 |
16S3I |
25 |
152,3 |
1,600 |
0,532 |
2в |
0,3 |
22 |
35 |
116,0 |
1,215 |
0,745 |
1а |
0,33 |
24 |
38 |
115,6 |
1,210 |
0,808 |
3в |
0,5 |
30 |
47 |
95,4 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
33 |
52 |
87,45 |
0,915 |
1,106 |
4в |
0,9 |
40 |
63 |
70,67 |
0,741 |
1,340 |
3а |
1,0 |
43S3I |
68 |
68,37 |
0,717 |
1,447 |
Таблица 4.71
Средние значения безразмерной эффективной вязкости η/η= 0,5 и безразмерного касательного напряжения τ/τ= 0,5 сыра плавленого «Костромской» в интервале температур 20,0–80,0 °С
Номер ступени числа оборотов измерительного цилиндра |
, с–1 |
||
1в |
0,167 |
2,035 |
0,680 |
2в |
0,3 |
1,343 |
0,808 |
1а |
0,333 |
1,288 |
0,854 |
3в |
0,5 |
1,000 |
1,000 |
2а |
0,6 |
0,887 |
1,067 |
4в |
0,9 |
0,672 |
1,211 |
3а |
1,0 |
0,628 |
1,291 |
5в |
1,5 |
0,454 |
1,364 |
4а |
1,8 |
0,433 |
1,562 |
6в |
2,7 |
0,340 |
1,840 |
5а |
3,0 |
0,332 |
2,002 |
7в |
4,5 |
0,270 |
2,434 |
6а |
5,4 |
0,267 |
2,896 |
Таблица 4.72