Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РЕОЛОГИЯ- ДЛЯ СТУДЕНТОВ.doc
Скачиваний:
111
Добавлен:
01.05.2015
Размер:
692.22 Кб
Скачать

Андреев А.Н. Реология сырья, полуфабрикатов и готовых изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств

Министерство общего образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

А.Н. Андреев Реология сырья, полуфабрикатов и готовых изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств

Учебное пособие

для специальности 270300 – «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», специализации – 270301 «Технология хлеба» очной и заочной форм обучения

Санкт – Петербург 2005 г.

Современные методы обработки пищевых материалов.

Основные понятия и определения.

Реология – занимается изучением закономерностей поведения различных материалов при различной деформации. Наука о деформации и течении различных тел, расположенных по своим свойствам между идеальной Ньютоновской жидкостью и твёрдым телом Гука.

Задачи: для интенсификаций технических процессов создание нового оборудования, разработка рациональных конструкций, новых технологий, выбор оптимального режима необходимо знать их физико-механические и структурно-механические и реологические свойства.

Механическая обработка пищевых материалов сопровождается комплексом сложных процессов: физических, химических, коллоидных, биохимических, микробиологических.

Большинство пищевых материалов представляют собой упругие пластично-вязкие материалы, а как же дисперсионные системы в виде суспензий, коллоидных растворов, твёрдых тел.

Реологические свойства могут быть использованы в расчётах при создании новых машин, раздельно формирующих, контроль качества полу фабрикатов, и готовые продукты, контроль параметров технологических процессов при создании АСУ.

Реология позволяет управлять структурой и качеством продуктов путём внесения добавок, изменения способов и режимов механической обработки.

При переработке пищевых материалов они подвергаются следующим воздействиям:

- смешивание 2-х или нескольких компонентов, для получения однородной смеси;

- выпрессованные пищевые материалы через форменные отверстия матриц для придания изделию определённой формы;

- штампование вязко-упругих масс для придания формы или нанесение рисунков;

- транспортирование пищевых материалов по каналам различного профиля, длины и диаметра;

- резание материалов, полу фабрикатов и готовых продуктов;

- дробление, сепарирование, брикетирование, таблетирование.

Тело- материал, продукт.

Для создания механической машины конструктор должен знать свойства массы, поведение её при обработке, изменение свойств после переработки. Реологические свойства сырья, полу фабрикатов и готовых изделий зависит от следующих свойств:

а) технологических факторов (рецептуры, влажности, конструкции, температуры)

б) механических факторов (транспортировки, объёма обработки, давления, способа получения продукта).

В инженерной реологии выделяются 4 процесса:

1. реология пищевых масс – раздел содержит сведения о теоретической реологии с целевым назначением для инженеров технологов и механиков.

2. реометрия пищевых масс – рассматриваются методы, приборы, замеряющие свойства и результаты изменения этих свойств проявляемые при обработке массы с рабочим органом машины.

3. реодинамические расчёты – расчётные модели, дающие количественно-теоретическую оценку результатов, взаимодействия пищевой массы с рабочими органами и каналами машин, позволяющими производить необходимые технологические процессы.

4. реологические основы оптимизации, интенсификации, контроля и управления качества. Окончательная основная цель - знание реологических свойств материала – получение конечного продукта заранее заданными (требуемые НТД) свойствами.

Пищевые массы как предмет реологии.

Простейшие по агрегатному состоянию материалы: газы, жидкости и твёрдые тела. Пищевые продукты относятся к реальным телам обладающими различными реологическими свойствами, отличавшиеся так же по состоянию текстуры и другими физическими показателями. В зависимости от вида, продолжительности, объёма нагружения (механического воздействия) реального тела, некоторые свойства или реологические свойства проявляются ярко, другие едва заметны: мука, тесто, подварки, смеси, суспензии, растворы соли, сахара, обладают специфическими свойствами, представляя собой дисперсные системы, состоящие их 2-х и более фаз. Для характеристики дисперсных систем большое значение имеет степень дисперсности (раздробленности вещества), размеры, форма частиц, величина удельной поверхности.

Д = 1 / а (см -1)

Д- дисперсность; а – размер частиц.

Чем > Д, тем < а

Увеличение дисперсности (например, твёрдой фазы) – один из путей интенсификации технологического процесса, то есть увеличение объёма химико-технологических процессов, которые пропорциональны активной поверхности взаимодействия фаз.

Удельная поверхность – это отношение общей поверхности частиц, к общему объёму вещества или общий объём дисперсной фазы.

Sуд = S / k

к - общий объём вещества

Дисперсность и удельная поверхность взаимно связаны, чем >Д тем< d , тем > Sуд

По степени дисперсности 3 группы:

1. Грубодисперсные системы d = 10 -3 – 10 -5 см, при этом вещество дисперсной среды состоит из молекул 10 -8 см

2. Коллоидно-дисперсные системы d = d -5 – а -7 см

3. Молекулярные, ионно-дисперсные системы ΙΙ = 10 -8 см d ф = 10 -8 см

Основные понятия, определения реологии.

В реологии рассматривается материал феноменологически, т.е. так как представляется нашими ощущениями, т.е. как сплошная среда, т.е. упрощёно (так как не принимаются во внимание дискретная, атомистическая и кинетическая теории материи) т.е. материалы рассматриваются как гомогенные и изотропные

1-я аксиома реологии.

Под действием всестороннего равномерного давления все материалы ведут себя одинаково, как идеально упругие тела. Это значит, что на материалы гидростатическое, изотропное давление будет оказывать одинаковое действие, т.е. будет увеличиваться плотность шара, так как диаметр будет уменьшаться, а форма шара не изменится. При снятии давления шар примет первоначальный диаметр, объём, остаточной деформации не будет . Различие в свойствах проявляется только при деформации формоизменения – такой деформацией является сдвиг.

Деформация и её виды.

Деформация – это изменение линейных размеров тела, при которых частицы или молекулы смещаются друг относительно друга без нарушения сплошности тела.

Способность деформироваться под действием внешних сил – основное свойство реальных тел. Существует 2-а вида:

1. упругая (обратимая) – которая исчезает после прекращения действия сил.

2. вязкая и пластическая (необратимая, остаточная) – которая не исчезает после снятия нагрузки, при этом часть механической энергии переходит в тепловую.

Упругая деформация может быть, мгновенной и запаздывающей.

Мгновенная деформация протекает мгновенно, т.е. со скоростью звука в данной среде, поэтому время образования = 0. Она описывается законом Гука.

Запаздывающая упругая деформация протекает во времени. Возникает и убывает спонтанно с убывающей скоростью. Это явление называется упругим восстановлением.

Необратимая деформация - это вязкое и пластическое течение материала. При вязком течении деформация пропорциональна напряжению по закону Ньютона и после снятия нагрузки не восстанавливается.

Пластическая деформация возникает при напряжении превышаемым некоторую придельную величину. До достижения которой, материал ведёт себя как упругий.

Пищевые продукты представляют систему с определённой структурой. Структурно-механические свойства характеризуются следующими показателями:

1. упругость, т.е. способность мгновенно восстанавливать размеры при снятии нагрузки.

2. эластичность – способность тела к значительному упругому последствию при постоянном напряжении. В теле, деформированном в пределе упругости, при снятии нагрузки наблюдается полное исчезновение деформации, которое однако, происходит не мгновенно, а так же во времени.

Вязкость – это мера сопротивления течению жидкости, она проявляется в том, что при любом сколько угодном малом напряжении деформация тела непрерывно увеличивается пропорционально времени. Вязкость есть отношение напряжения сдвига к скорости сдвига.

η = τ / γ

Ползучесть – свойство материала непрерывно деформироваться под действием постоянной нагрузки. В пищевых продуктах проявляется очень быстро.

Тиксотропия – способность дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать структуру, разрушенную механическими воздействиями.

Адгезия – сила прилипания, которая возникает при контакте 2-х разнородных материалов.

Различают 2-а вида адгезии: 1. спецификация собственная; 2. механическая.

Первая является результатом сил сцепления между поверхностями материала.

Вторая возникает при проникновении адгезии в поры смешиваемого материала и удержании его вследствие механического заклинивания. Часто адгезию характеризуют минимальной силой необходимой для отрыва, эту величину называют адгезионной прочностью или адгезионным давлением или напряжением или липкостью.

Под когезией понимают сцепление частиц внутри расширенного тела, для пищевых материалов характерны различные силы отрыва: адгезионная, когезеонная и смешанная.

Релаксация – напряжение (давление) скорость постепенного самопроизвольному рассасыванию с течением времени упругих напряжений сдвига. При сохранении заданий начальных деформаций. Релаксация является результатом универсальным тепловым движением молекул тела, заключается в постепенном рассеивание упругих энергий, запасённой в деформируемом теле путём перехода её в тело; при повышении температуры тела, усиливается тепловое движение молекул и вязкость тела в период релаксации. Каждое тело имеет свой период релаксации:

Трел. = η / Е

Е – модуль сдвига.

Пшеничное тесто характеризуется резко выраженными упругими последствиями с периодом релаксации 30 секунд. Ржаное тесто обладает незначительной вязкостью, по своим свойствам близко к жидкости. Релаксационные свойства играют важную роль, при механической обработке продуктов оказывая влияние на обрабатываемые формы развитие небольшого объёма и структуры.

Методы и средства управления структурно-механическими свойствами тела: важной целью использования реологии является управление структурой и качеством изделий, получением продукта заранее заданными формами.

Простой сдвиг упругой призмы.

Сдвиг очень важный вид деформации в реологии он рассматривается как плоская деформация параллельная неподвижной (плоти) плоскости вследствие действия элемента (бруска, параллепипеда) касательных напряжений. При сдвиге слои не деформируется, а только скользят друг по другу. Это особый случай ламинарного потока, при котором тело можно считать состоянием из большего числа тонких слоёв. При простом сдвиге стали, пластмасс, вода будет вести себя различно. Эти различия можно выразить математически, если рассматривать деформацию призмы находящейся под действием касательного напряжения и сдвига. Рассмотрим стальную призму, находящуюся под действием силы Р, вызывающей перемещение верхней грани призмы по отношению к нижней – величину Δl.

Δl – тем больше, чем больше сила Р, меньше площадь F и больше высота призмы.

Δl / L = γ – градиент сдвига

Введём коэффициент G – модуль упругости сдвига характеризующий способность тела оказать сопротивление деформации.

γ = Δl / L = P / F*G = tgà

отношение представляет меру сдвига призмы и оно равно tgà, если угол мал, то просто углу à, который показывает на сколько изменится прямой угол между боковой гранью и нижним основанием.

P / F = τ сдвигающее или касательное напряжение

Тело которое под действием сдвигающей силы совсем не изменяет форму, называют жёстким телом.

Вязкое течение.

Рассмотрим призму из воды находящуюся между двумя пластинами, из которых нижняя не подвижная, в верхняя перемещается со скоростью υ, перемещение пластины вызывает сдвиг жидкости, подобно тому, как в простом сдвиге.

υ/H = γ = d υ / dx; γ = (V / H) * (P / F*μ)

градиент скорости

Вязкое течение реализуется истинно вязких ньютоновских жидкостях, при любых сколько угодных сдвигов.

Р – Сила сопротивления между двумя элементами слоя (Н)

F – Площадь поверхности этих слоёв (м. кв.)

Р / F – напряжение сдвигов.

μ – Коэффициент динамической вязкости который характеризует величину усилий возникающих между двумя слоями жидкости при их смещении.

V / H – градиент скорости, то есть изменение скорости по нормали υ.

τ = γ* μ

Вязкость Ньютоновской жидкости величина постоянная, не зависящая от скорости сдвига и при постоянной величине μ этот закон пропорциональности касательных движений к градиенту скорости.

Идеально-плоское тело.

Если призма выполнена из пластилина, при весьма малых напряжениях призма ведёт себя не отлично от ост. призмы, т.е. она будет деформироваться упруго. До тех пор пока величина приложенного к телу напряжения (ниже предела текучести, предельного сдвига) материал остаётся жёстким, деформируется упруго. В момент когда напряжение достигает предела текучести, начинается пластичная деформация, при этом постоянно в напряжении.

τ = τт

Таким образом, мы узнали 3 реологических коэффициента:

- модуль сдвига

- коэффициент вязкости

- предел текучести

Реологические свойства могут быть двоякого рода:

1) существующие – определяют параметры реологического уравнения, они могут быть фундаментальными (упругость, вязкость, пластичность, прочность) и сложные (комбинация фундаментальных свойств) Запоздалая упругость, псевдо-вязкость.

2) Технологические свойства (тринетрация, клейкость или липкость тела, пиксотропия, которая реал-ся в соответствии машинами и приборами.

Не Ньютоновские жидкости.

Большинство пищевых тел относится к так называемым не Ньтоновским жидкостям, которые не описываются по уравнению Ньютона и для них отношение скорости сдвига определяет так называемую эффективную, независящую вязкость, которая изменяется с усилением сдвига, то есть вязкость этих жидкостей при данной температуре и Р зависит от скорости сдвига. Амортизация вязкости сдвига со структурой жидкости и её изменении в х./п.

  1. при малых скоростях структура разрывается затем восстанавливается, и при этом жидкость имеет наибольшую вязкость.

  2. с увеличением скорости разрывание начинает преобладать, вязкость уменьшается

  3. при больших скоростях структура полностью разрывается и жидкость имеет наименьшую Ньютоновскую вязкость.

Для более полной классификации используют кривые течения, то есть кривые зависимости напряжения сдвига

Гр - 1

Многие пищевые массы по своим свойствам и поведению и обработке относятся к так называемым псевдопластичным жидкостям характеризующихся не линейной зависимостью, не имеющих предел текучести и вязкость их с ростом скорости сдвига понижается (что объясняется ориентацией частиц своими главными осями)

τ = μ γm - закон Остваль – де Вилы

μ – мера консистенции жидкости

γ – скорость сдвига = 1 μ является вязкостью

m – степень течения, характеризующий степень не Ньютоновского поведения жидкости.

При m <1 псевдопластичные тела

m >1 дилатантная жидкость, вязкость больше и многие пищевые массы описываются этим уравнением.

Гр - 2

Кривые кинетики деформации.

Для определения упругости пластично-вязких свойств пищевых применяется эксперимент, определение семейства кривых в зависимости от деформации сдвига (E) от времени (t) полученном при постоянном напряжении сдвига (τ = const).

  1. Ползучесть – постепенное нарастание во времени деформации при постоянном напряжении.

При τ > τт появляется остаточная деформация, которая после завершения упругого последствия приводит к установившемуся течению.

Если τ < τт испытание проводят в области упругих обратимых деформаций. Кривые кинетики деформации при постоянных напряжениях (τ = const) представлены графики, изображения функциональной зависимости E=f (τ,t) и они имеют вид:

Гр - 3

Для получения кривых использованы следующие методы:

1) тангенциального смещения пластины на приборах Вейлера – Ребиндера или прибора Толстого.

2) ротационной вискозиметрии на приборе Р В-8 Волбровича

3) метод Савича между двумя параллельными пластинами на наклонной поверхности, метод Б.А. Николаева.

Рисунок – кривая кинетики деформации при условии нагружения системы

τ < τт т.е. в области упругих обратимых деформаций. Если к образцу приложено напряжение, а именно τ < τт (т.е. при очень малых нагрузках при разрушении деформации будет происходить следующим образом:

1) при мгновенном приложении напряжения возникает условно мгновенная упругая деформация. Еу (истинно упругая деформация) которая определяется как:

Eу = G / E1

где E1 - модуль условно упругой деформации коэффициент пропорциональности, характеризующий степень тела к сопротивлению изменение формы.

E1 = G / Eу , Н/м2. (Па)

Eу – это деформация не имеющая размера так как является относительной величиной.

2) дальнейшее приложение нагрузки приводит к появлению упруго-пластичной деформации, деформация упругого последствия.

Приложим участок АВ – упругость последствия, то есть когда одновременно развивается упругость и пластическая (эластичная) деформации.

Еуэ = Еmax – Еу

Е2 = G / Еmax – Еу

Кривая АВ max достигнутая деформация, при которой действующее на образец напряжения уравновешенной внутреннему сопротивлению его структуры.

Е2 – модуль упругой деформации

E1 , Е2 – характеризуют упругую и пластичную деформацию, т.е. структурно-механические свойства материала (СМС)

До момента пока структура материала ведёт себя как твёрдое вещество (твёрдое тело).

  1. после снятия нагрузки G исчезает Еу мгновенно упругой деформации.

А затем с течением времени исчезает и упруго-эластичная деформация Е упр. эластичная, которая совпадает с релаксацией этого материала. Упруго-эластичная деформация не подчиняется закону Гука и зависит от напряжения G в течении времени определяется уравнением:

G = ηуэ * (dEуэ / dt)

ηуэ = G / (dEуэ / dt) (1)

ηуэ – упругая эластичность. Называется упругая эластичная вязкость или вязкость неразрешенной структуры материала системы пока структура ведёт себя как твёрдо-упругое тело.

  1. – показывает, что деформация упруго-эластичная зависит от скорости деформации определяемым напряжением G, а так же от природных свойств материала (модуля Е2 ).

Такие зависимости G как функция времени может быть получены для студней белков, крахмала, свойства упруго-эластичные (высоко эластичные) играют большую роль при брожении опары, теста, разделки, выпечки, они способствуют образованию и сохранению его пенообразной структуры, но в то же время препятствуют правильному (точному) делению теста на куски, сохранения формы или рисунка при формировании изделия в этом случае, упруго-эластичные свойства снижают например: многократной механической обработкой, добавлением улучшителей, использование отлёжки теста и др.методами.

Рассмотрим кинетику деформации при r > rт , т.е. при напряжениях выше предела текучести, когда появляется пластическое течение материала.

Гр - 4

В этом случае развитие деформации происходит следующим образом:

  1. возникает условие мгновенной деформации Еу

  2. появление упругой эластичной деформации (кривая АВ прямолинейна, которая объясняется явлением упругого последствия)

  3. Через определённое время устанавливается прямолинейная зависимость, участок ВС отвечающий пластическому не обработанному течению, на участке ВС деформация нарастает с постоянной скоростью, которая характеризуется

tg = dE / dt = G – Gт / ηпл

Где Gт - условие градиентной текучести

ηпл - вязкость пластичного течения, которое определяется ηпл = G - Gт / (dE / dt)

при Gт = 0 пластичная вязкость будет Ньютоновской вязкостью или вязкостью

разрушенной структуры, т.о. будет вязкое течение.

Период релаксации внутренних напряжений определяет вид, величину деформации теста в процессе его механической и технологической обработки, при изменении низкой периодичной релаксации. Это способствует проявлению в тесте свойств пластичности,

текучести. Такое тесто быстро теряет форму и быстро деформируется.

Не продолжительный период релаксации сохраняет и даже увеличивает внутреннее напряжение. Такое тесто проявляет более упругие свойства, (иногда трудно формируется изделие). Т.о. показатель времени релаксации влияет на развитие и сохранение формы

тестовой заготовки и объёмного выхода теста; однако эта характеристика является относительной и зависит от вязкости материала, модуля упругости (Е), - которые для конкретного материала, тела, системы должны быть оптимальными. Пересечение ВС с

осью ординат даёт отрезок СD соответствует упругости деформации криволинейного участка АВ. При снятии напряжения исчезает часть упругой деформации

CD = A0 = G / Е1 , а затам происходит становление деформации Еу с увелечением

Времени кривая DF будет приближаться к конечному значению деформации,

Котороя является целиком остаточной.

Реологические уравнения течения и механические модели.

Реология устанавливает связь между силами, действующими на материальное тело и вызванными ими деформациями. Реология решает задачи, предполагая для каждого материала реологические уравнения, состояние которых отражает связь между напряжениями, деформациями и их производными во времени. Формула реологического уравнения устанавливается экспериментально. Оно описывает свойство материала, которое служит основой для сравнения с поведением реологического материала. Идеальным материалом присвоено имя учёных, которые предложили их уравнения, и все реологические тела рассматриваются как комбинация из трёх основных идеальных тел:

r = M * j - тело Гука

r = rт – тело Сенвинана

r = η * j – тело Ньютона

Каждое из уравнений определено как тело, обладающее только одним реологическим свойством, при этом реологическое тело обладает всеми реологическими свойствами, только в разной степени. Все идеализированные тела являются условиями несуществующими в природе и являются отправляющими для рассмотрения поведения реологических тел. Для нахождения экспериментальных данных реологические уравнения сложного реального тела. Большую помощь оказывают механические модели, свойства которых приближенно отражают свойства реального материала и описываются в виде зависимости силы от удлинения или заменив силу на направление, или удлинение на деформацию. Полученная зависимость направляется от деформации, т.е. реологическое уравнение. Простые тела определяют 3 фундаментальных свойства – упругость, вязкость,

пластичность. Их удобно представлять тремя механическими моделями, а для

моделирования реологических тел можно комбинировать в различных сочетаниях,

эти три механические модели. Однако, поведение этих сложных моделей отражает свойства реологических материалов только в определённых материалах t, влажности,

давлении, и др. параметров, за пределами которых поведение этих сложных тел

будет другим

Модель

Вид модели

Реологические

кривые

Реологические

уравнения

Модель твёрдого

тела Гука

r = G * j

r = E * 

Идеально

вязкая жидкость

Ньютона

r = * j

Идеально

пластичное

тело Сенвенана

r = r T

r < r T

Упруго

пластичное

тело

r = r T

r < r T

Вязко упругое

тело Кельвина

и Фейгта

r = G * j +  * j

r = r y + r B

Модель тела

Бенгама (сочетает упругость, вязкость,

пластичность

r – t T = пл * j

r = r T + пл * j

Модель

Хлебо-пшеничного

теста

Тело Кельвина получается при параллельном соединении упругого и вязкого элементов. В этом случае сумма напряжения равна сумме напряжений упругого и вязкого элементов. Движение поршня связанно с вязким движением жидкости, в виду этого полное растяжение пружины наступает не сразу. Когда нагрузка на устройство, пружина сжимается до первоначальной длины, но это требует времени, вследствие вязкого сопротивления жидкости. Модель тела Кельвина отражает явление упругого последствия, которое представляет собой изменение упругой деформации во времени, когда она постепенно возрастает до некоторого предела, после приложения нагрузки, или постепенно уменьшается после снятия нагрузки.

Тело Бингама, сочетает упругость, вязкость и плотность, состоящего из 3-х идеальных тел и характеризуется пластичной вязкостью, пределом текучести.

Тело Бингама может рассматриваться в одном приближении при r < rт , как тело Сенвинана, и материал начинает течь, т.е. деформация происходит, когда напряжение сдвига достигнет предельного значения rт .

Если нет вязкого сопротивления то V течение материала станет сколько угодно большой. Во втором приближении они должны обладать ещё и вязкостью. Одновременно всё это приводит к сложному телу, в другом случае к телу Бингама.

Назначение и типы реологических приборов.

Пищевые стадии находятся в разных агрегатных состояниях, от твёрдо-хрупкого до мало вязкого, поэтому используют различные приборы, позволяющие оценить состояние. Разные промышленные приборы устанавливаются в технических машинах, или линиях и регулируют свойства масс в потоке. Лабораторные приборы для контроля за ходом процесса используемые в лаборатории – пинитраметры, эксекесометры и др. Приборы для исследовательских целей, для замера специфических свойств, для получения реологических свойств масс, от разных технических параметров, состава продукта.

Приборы по физико – математической основ-ти делятся на абсолютные, относительные,

и условные. Приборы 1-ой группы дают СМС в абсолютных еденицах. При работе на

приборах 2-ой группы осуществляют предварительную толировку прибора на эталонных

материалах, хар – ки j в условиях опыта известны. В результате получают относительные значения j с учётом графиков определяют абсолютные величины.

При работе на приборах получают условия величины, характерные для этого прибора, и они могут быть использованы для сравнения различных масс и влияния технических и других факторов, в процессе производства на испытуемые материалы. Эти характеристики условны, имеют лишь качественных характер и не могут быть использованы для расчёта машин и оборудования.

Конический пластометр

На нём определяют величину предполагаемого направления сдвига, служащего

Для оценки прочности структуры материала или его консистенции. Пред-н

П. А. Ребиндора, пенетраметры или кон-е пластометры КП-3, АП-4/1, ЛАБОР-356.

1 – масса, исслед-й продукт

2 – конус.

Гр – 5 3,4 – измерительный механизм

в виде линейки или аккумера

5 – блок, 6 – груз.

Конус нагружается грузом и с помощью индикатора определяется величина или

глубина погружения до полной его остановки. Зная нагрузку на конус и его

геометрию мы можем определить величину направления сдвига.

Q = K * P/h2

H – глубина погружения

Р – сила

К – коэффициент; зависит от  и определяется: К=1/П * cos2 * / * ctg /

Например: если  = 45, то К = 0,6 ;  = 30, то К = 1,1

Ротационные вискозиметры

В этих приборах в меру сопротивления сдвигаемому течению, определяют

измер-я вращающий момент и угловую скорость, при вращении кооксиальных

цилиндров в зазоре между j расположен. исследуемый материал.

R = 3*M / 2ПR3 M = P * l

j =  / а

 = P – Po / N * K

  1. груз j вращает внутренний цилиндр

  2. блок, 3- измерительная система

  1. внутренний цилиндр

  2. рабочее пространство для исследуемого материала

  3. неподвижный цилиндр

  4. кожух с электрообогревом

N – число оборотов в минуту

Р – груз вращ. Цилиндр

Ро – нагрузка преод-е или усилие идущее на преодоление трения в приборе

К – константа прибора

Т.о. на вискозиметре можно определить вязкость, пластичность, др. СМС от

зависимости интенсив. механических воздействий. Также определяется влияние

технологических факторов температуры, влажности, рецептуры, содержание жира

и других веществ. В результате получают значение вязкости, модуля сдвига,

предельного сдвига и др. характеристики и в том числе получают зависимость

напр-я от скорости сдвига, т.е. реологическое поведение; уравнение: r = j. По нему

строят реологическое уравнение и относят материал к какой-либо реолог. Модели

Фаринограф

Технический прибор; вязкость не замеряется, но получаемая фариннограмма, её

форма, размеры, зависят от вязкости. Фаринограф оценивает качество, особенности

обработки, влияние различных добавок, рецептуры и др. факторов.

В месилку 1 ёмкостью 50-300г муки загружается

мука, вода и замешивается 50-300г теста.

Усилие от месильной лопасти передаётся как

Гр-7 реакт-й момент электродвигателя; j направляется

в противоположном направлении. Тесто

перемещается через систему рычагов и

смягчается; передаётся на регистрирующее

устройство и записывается. Система останавливается противовесом. При этом появляется фарирограмма,

j регистрирует или отображает образование теста

и поведение его при механической нагрузке во время замеса

величина а – консистенция (крепость теста),

гр-8 в – время обр-я теста при j консистенция теста max

с – эластичность или растяжимость теста

d – стабильность, устойчивость теста при j оно сохраняет max консистенцию

е – разжижение, размельчение теста; b+d – общая сопротивляемость теста

s – единый показатель физических свойств теста

оптимальная консистенция это 500 ед–ц +/- 20 мука из сильной пшеницы. Если до

80 единиц из слабой муки, от 100 до 250 средняя мука.

Аммилограф

Регистрирует деятельность амилаз, их активность, аналогично усилиями выпечки

Регистрирует изменение вязкости клейстерного крахмала под действием крахмала

Гр-9

А – снижение вязкости. Изменение вязкости до температуры от 52 -54

В – подъём, от начала кристаллизации, до max вязкости

С – снижение вязкости

Если вязкость от 0 до 200 единиц, то мука из проросшего зерна. 350- 600 единиц

мука хорошего качества, а 650- 800 единиц мука для работы с тестом на дрожжах

Эти границы определяют процесс выпечки. Приборы для оценки реологических характеристик в плоско - параллельном зазоре методом смещения пластины. Метод

конден-го смешивания позволяет снимать полные кривые течения при разных

деформациях, и находить кон-ты упруго-кинетических свойств у масс с прак-ки

неразруш структуры.

Определения реологических свойств теста с помощью альвеографа.

Биологические свойства теста, важный фактор при использовании хлеба, сухарей. В процессе переработки реологические свойства применяются:

  1. для определения качества нового сорта и оценки использования.

  2. при определении соотношения различных пшениц в смесях и проверки этих смесей

  3. составление сортов муки, путём установления соотношения различных потоков муки и стабильности смешивания.

Сущность метода заключается в приготовлении теста const влажности в определённых условиях с формированием проб стандартной толщены. Разделение теста воздухом в форме пузыря в альвеографе. Нанесение на график раз-е дав-ий

внутри пузыря по времени, оценка свойств теста исходя из полученной

формы кривой и площади подкривой.

Гр-10

Wt = 1,32 * V/L * S

Где V – объём воздуха равный G, L – средняя абсц-са

S – площадь подкривой

G = 12 –26, поэтому W = 6,5 * S

Результаты выравниваются через значения P,L,G,W.

Исп-е реологических характеристик для оценки качества п/ф и оценки

прод-ов. Качество продукции в основном определяется по органическим свойствам и физико-химическим показателям j норм-ся ГОСТами, ТУ и др.

однако отдельные виды изделий этого не достаточно, для полной характеристики, что связано со специфиф-м требованием, воз-ми дефектами и

спец-ми техн-изм-ми качества п/ф и изделия. Органический метод как правило субъективен, зависит от специалиста, т.е. его сенсорной возм-я опр-я вкуса

Слоёное тесто характеризуется мягкой консистенцией, хорошей слоистостью j также трудно оценить объективно, поэтому важным является метод

и оценка СМС и изделий дающую объективную независимую от испыт.

характеристику, при этом выражена в абсолютных единицах, а значит её

можно использовать при расчётах оборудования.

Для объективной оценки пресного слоёного теста Андреевым А.Н. пред-на