Файл: Рогов И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов.pdf

80° С и при концентрациях от 0,2 до 0,5, причем при концентра­ ции 0,2 уравнение дает завышенный результат, если температу-

82

ра высокая, и заниженный — при низкой температуре, откло­ нение данных не превышает 10%. При концентрациях больше 0,5

соке имеются эти связи, действительная энергия активации составляет 39 700 кДж/кмоль. Подобная картина получена при исследовании вязкости молока [107].

Вязкость натурального томатного сока имеет аномалии, так как сок представляет собой пластично-вязкое или псевдопластичное тело при концентрации сухих веществ больше

вязкости натурального сока с мякотью без конкретизации кон­ систентных переменных. На основании этих экспериментальных данных нами установлена эмпирическая зависимость для рас­ чета вязкости:

по формуле экспериментальные данные отличаются от расчетных в пре­ делах ±20%, что несколько превышает ошибки самих экспериментов, но меньше ошибки, которую дает формула [77]. Зависимость (I—88) применима в пределах концентрации от 0,06 до 0,25 кг сухих веществ на 1 кг сока при температуре от 30 до 80° С.

Аномалия вязкости и предельное напряжение сдвига у сока с мякотью более заметно выражены, чем у осветленных соков при тех же концентрациях. Это обусловлено наличием белко­ вых частиц, которые способствуют образованию структурной сетки.

По данным К. М. Коларова [64], в табл. 23 приведены вели­ чины предельного напряжения сдвига, которое входит в формулу (I—23) Гершеля — Балкли. Измерения были выполнены на вискозиметре РВ-8. Эффективную вязкость К. М. Коларов оп­ ределял на «Реотесте». Обобщение его результатов, выполнен­ ное нами, позволило получить расчетную формулу

83

ре РВ-8 в пределах концентрации 0,30—0,41 при температурах от 6 до 55° С. Ими получена расчетная зависимость:

концентрации сухих веществ 0,14 кг на 1 кг сока исследовали

84

В. В. Бытьева и А, М. Маслов [25] на вискозиметре «Реотест» при величине кольцевого зазора 0,00035 м. Они установили, что сок относится к псевдопластичным жидкостям. Для опреде­ ления эффективной вязкости при температурах от 18 до 47° С и при скорости сдвига от 230 до 1400 с-1 ими получена зависи­ мость:

личных пищевых продуктов показывает, что авторы соответ­ ствующих исследований применяли для обобщений уравнения, имеющие теоретические обоснования, например Бачинского, Эйнштейна, Френкеля — Эйринга, и эмпирические степенные зависимости, например (I—81), (I—89), (I—90). Естественно, при обобщениях предпочтение следует отдавать уравнениям,

.имеющим теоретическое обоснование.

В литературе [8, 13, 91, 104, 146] имеются данные по реоло­ гическим свойствам крахмальных студней, агароида, пекти­ на; в последнее время на эту тему опубликованы исследования В. И. Назарова, В. С. Грюнера, О. Д. Куриленко, В. С. Ба­ ранова, А. Б. Лукьянова, Г. М. Масловой, Т. В. Филиппо­ вой и др.

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НОРМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В некоторых машинах (прессы, волчки, дозато­ ры, шприцы и пр.) продукты находятся при повышенных

.давлениях, что изменяет их первоначальный объем и плотность. На выходе из машины объем и плотность также могут отличаться от начальных.

Эти явления рассчитывают, основываясь на объемных ■свойствах и кинетике их изменения.

К реологическим свойствам при воздействии нормальных напряжений относятся: модули упругости, периоды релакса­ ции, коэффициент бокового давления, коэффициент объемного ■сжатия, плотность идр. Поскольку сжатие продукта в двух про­ стейших случаях может быть реализовано в замкнутом объеме и между двумя плоско-параллельными пластинами, оба про­ цесса описываются компрессионными характеристиками: мо­ дулями упругости, периодами релаксации, кинетическими кри-

.выми деформации, работой сжатия и пр.

85

Приборы и методы исследования реологиче­ ских свойств пищевых продуктов

Прибор для измерения объемного сжатия, кине­ тики развития деформации и плотности представляет собой ци­ линдр с одним или двумя поршнями (рис. 25). Постоянная нагрузка обеспечивается грузами, деформации измеряются индикатором часового типа. Для определения коэффициента бокового давления предлагается два основных способа. По пер­ вому в продукте, находящемся в сжатом состоянии, распола­ гаются вертикально и горизонтально две полосы. Коэффициент бокового давления определяется как отношение усилия выдерги­ вания этих полос [118]. Второй способ основан на непосредст­ венном измерении бокового давления соответствующими датчи­ ками, если вертикальное давление обеспечивается постоянной нагрузкой. Этот метод можно считать первичным и более точным по сравнению с предыдущим [36].

В ряде случаев представляет интерес сжатие пластично­ вязкого слоя между двумя жесткими пластинами, одна из которых может перемещаться под действием груза (постоянное напряжение) или приводиться в движение от электропривода (постоянная скорость деформации). Для описания деформа­ ционного поведения тел используют расчетные модели. Модель И. И. Гольдберга [34] представляет собой два параллельных упруго-вязких элемента; в модели А. И. Лукомской [75] уп­ ругий и вязкий элементы соединены параллельно и последова­ тельно к ним присоединен еще один вязкий элемент; М. С. Бе­ лопольский [17] принял модель стандартного линейного тела, которая, как показали результаты наших экспериментов, хо­ рошо подходит для описания деформации одноосного сжатия фарша. Результаты, выраженные в виде конечных формул, к которым пришли эти авторы, различны и заранее предопреде­

86