Cельское хозяйство/4.Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

К.т.н. Кабулов Б.Б., д.т.н Какимов А.К., Есимбеков Ж.С., Есмагамбетов А.А.

Семипалатинский государственный университет имени Шакарима, Республика Казахстан

Анализ конструкций приборов и устройств для определения реологических свойств пищевых продуктов

Одним из перспективных направлений в создании пищевых продуктов высокого качества, не содержащих посторонних и вредных примесей, является изучение реологических свойств сырья с использованием современных приборов и устройств на каждом этапе технологического процесса.

Приборы для измерения значений каждой группы реологических свойств сырья имеют свою специфику. Однако общими будут следующие, не считая температуры и технологических характеристик, четыре переменные [1]:

- сила, момент или напряжение;

- расстояние, деформация, площадь или объем;

- время, скорость деформации или линейная скорость;

- энергия.

В соответствии с этим механические измерительные приборы содержат устройства для регистрации усилий, деформаций, времени; энергия вычисляется по этим показателям или измеряется реологическими приборами.

По методу измерения величины реологические приборы делят на четыре группы:

● первый метод — постоянной скорости сдвига — реализуется обычно путем применения электромеханического или гидравлического привода, сила измеряется различными динамометрами;

● второй метод — метод постоянной нагрузки — конструктивно значительно проще, так как скорость перемещения или вращения легко измерить обычным секундомером или записать на диаграммной ленте;

● при третьем методе измерения постоянная сила нагружения обусловлена неизменной массой подвижной части прибора, время измерения обычно постоянно (180¸300 с) и принимается несколько больше, чем период релаксации, в приборах измеряют глубину погружения при уменьшающейся скорости, которая в пределе достигает нуля;

● четвертый метод позволяет по площади диаграммы определить энергию деформирования, а ордината на диаграмме показывает усилие. Кроме того, в приборах этой группы энергия может быть вычислена по мощности, если прибор снабжен самопишущим или показывающим ваттметром или счетчиком.

Эта классификация в определенной мере условна, так как некоторые приборы позволяют варьировать две величины при постоянной третьей.

Первые два метода получили наибольшее распространение, особенно в вискозиметрии. В некоторых случаях измерение реологических свойств одного продукта различными способами дает неодинаковые результаты. Способ измерения характеризуется определенными геометрическими, кинематическими и динамическими параметрами прибора и условиями проведения опыта при постоянных исходных технологических показателях продукта.

Рассмотрим следующие приборы для измерения реологических свойств пищевых продуктов и сырья:

Приборы для измерения сдвиговых свойств. Сдвиговые свойства проявляются при касательном смещении слоев продукта. Для измерения указанных свойств используют капиллярные вискозиметры, ротационные вискозиметры, пенетрометры, приборы с плоскопараллельным смещением пластин и др.

Приборы для измерения компрессионных (объемных) свойств. Наряду со сдвигом объемное или осевое сжатие, а также осевое растяжение являются основными типами механической деформации продуктов. Основные способы измерения названных свойств могут быть осевое сжатие, осевое растяжение, одностороннее объемное сжатие, двустороннее объемное сжатие. К приборам для измерения компрессионных (объемных) свойств можно отнести компрессионный акалориметр, консистометр Геплера, прибор Ю.А. Мачихина и А.С. Максимова, дефометр МТИММПа, экстенсограф фирмы «Брабендер», универсальную испытательную машину «Инстрон» и т.д. [2].

Приборы для измерения адгезионных свойств. Поверхностные свойства пищевых продуктов – адгезия и внешнее трение – проявляются на границе раздела между продуктом и твердой поверхностью. Для измерения поверхностных свойств пищевых продуктов используют адгезиометры и приборы для определения внешнего трения.

Таким образом, рассмотренные приборы позволяют определять в лабораторных и производственных условиях рациональные параметры пищевых продуктов на каждом технологическом этапе производства, и, в какой-то мере, контролировать и регулировать их, что создает предпосылки для создания автоматической системы управления качеством. Кроме этого, зная динамику изменений реологических свойств пищевых продуктов и выявив суть происходящих процессов, можно совершенствовать и создавать новые конструкции приборов и устройств.

Литература:

1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 384 с.

2. Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых материалов. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. – 216 с.