ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В072700 «Азық-түлік өнімдерінің технологиясы» мамандығына арналған азық-ТҮлік өнімдерінің реологиясы

1. Гидравликалық машиналар дегеніміз не? 2. Гидравликалық жетек дегеніміз не? 3. Сорғылар деп не аталады? 4. Сорғылар қандай түрге бөлінеді? 5. Сорғының негізгі параметрлері қандай? 6. Сорғының тегеуіріні деген не? 7. Сорғының куаты деген не? 8. Сорғының пайдалы әсер коэффициенті деген не?

Ұсынылатын әдебиет:

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 продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 215 с.

3. Реология пищевых продуктов. /Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Мачихин Ю.А., Медведков Е.Б. – Алматы, 2003. – 192 с.

4. Реология пищевых масс /К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин и др. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 207 с.

5. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник /Под ред. Ю.А. Мачихина. – М.: Агропромиздат. – 1990 – 271 с.
Дәріс 13. Вискозиметриялык жуйедегі арын.

Дәріс жоспары:

1. Вискозиметриялык жуйедегі арынның теориясы.

2. Е. Бегли әдісі.

Бейньютондык материалдар үшін реометрияның негізгі міндеті болып ыгысу кернеуіне (жылдамдық) тәуелді ығысу жылдамдығын (кернеуді) өлшеуінде және ағын қисығын турғызу болып табылады. Материалдың ламинарлы арыны үшін капиллярлы вискозиметрдегі арна кабырғасындағы кернеу мынаған тең:

мұндағы: D - арна диаметрі, м; L – арна ұзындығы, м; Δр - ұзындығындағы қысым айырмасы, Па. Сырғанаусыз кездегі канал кабырғасындағы ығысу жылдамдығын Рабинович-Муни тендеуімен анықтауға болады:

мұндағы: n'=∂In(DΔp/4L)/∂Ιn(8υ/D) және γ=8υ/D . Ньютондык материал үшін n' =1.

10.1 сурет. Бірқалыпты ығысу жылдамдығы кезіндегі (L/R)

кысым айырмасынан тәуелділігі. 1
Сырғанау жылдамдығын мына тендеумен аныктауға болады:

(13.4)

мұндағы: υ_Т - капилляр кабырғасындағы сырғанау жылдамдығы, м/с;

υ - ағынның орта жылдамдығы, м/с.

Осы тендеулер өте ұзын капилляр үшін тура болып келеді. Олар экспериментті түрде әртүрлi ұзындықтағы капилляр үшін тексерілуі мүмкін.

Анықтау үшін N қатынасының әртүрлі шамасына капиллярда Q және Δр қысым айырмасын бipқaтap өлшеу кажет. Осы негізде (13.1 сурет) 8υ/D=const кезіндегі Δр ден L/R тәуелделікте график тұрғызылады. Кабырғалық сырғанау болған кезде ағым қисығы құрал өлшемдеріне тәуелді болады.

Қабырғалық сырғанау (13.4) формуласы көмегімен анықталады. Онда нақты көлемдік шығын (м³/с) мынаған тең:

(13.5)

мұндағы: Q₃ - кабырғалық сырғанауды есепке алған экспериментті түрде өлшеген көлемдік шығын, м³/с; β - сырғанау коэффициенті.

Ығысу жылдамдығы (13.2) өрнегіндей анықталады.

Сонымен γ_ст және τ_ст шамаларын біле отырып, арын қисығын тұрғызуға және материалдың тиімді тұтқырлығын аныктауға болады.

Ағынның қисығын тұрғызу және тұтқырлықты анықтау үшін тәжірибелердің ламинарлы ағында жүргізу керек.

Ламинарлы тәртіптің анықтаушы критериі Рейнольдс саны болып табылады.

Классикалық гидромеханикада Рейнольдс саны мен гидравликалық кедергі коэффициент арасындағы қатынас берілген.

(13.7)

будан: (13.8)

мұндағы: (13.9)

К - консистенция коэффициенті;

n - ағын индексі.

nl-l кезінде турбулентті тәртіп R_в>2100 мәні үшін басталатыны анықталған. Материал капиллярға кірер жерінде қысым энергиясының есебінен бірқатар мөлшерде кинетикалық энергияға ие болады. Сондықтан да есептеу кезінде қысым энергиясының шығының есепке алу кажет.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

1. Кез келген тамақ массасының реологиялык қасиеттері туралы мәлімет жинауға арналған эксперимент практикада колданылатын вискозиметрдің тұрғызудын қандай теориялык принципі қарастырылған? 2. Бейньютондык материалдар дегеніміз не? 3. Материалдың ламинарлы арыны үшін капиллярлы вискозиметрдегі арна кабырғасындағы кернеу неге тең? 4. Сырғанаусыз кездегі канал кабырғасындағы ығысу жылдамдығын қандай тендеуімен анықтауға болады? 5. Тиімді тұткырлық қандай тендеумен анықталады? 6. Бірқалыпты ығысу жылдамдығы кезіндегі кысым айырмасынан тәуелділігінің түрі қандай? 7. Қaзipгi кезде кімнің әдісі жиі қолданылады? 8. Нақты көлемдік шығын неге тең? 9. Ығысу жылдамдығы қандай өрнегіндей анықталады? 10. Классикалық гидромеханикада қандай параметрлер арасындағы қатынас берілген?

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 продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 215 с.

3. Реология пищевых продуктов. /Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Мачихин Ю.А., Медведков Е.Б. – Алматы, 2003. – 192 с.

4. Реология пищевых масс /К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин и др. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 207 с.

5. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник /Под ред. Ю.А. Мачихина. – М.: Агропромиздат. – 1990 – 271 с.

Дәріс жоспары:

1. Виброреологиялық сипаттамаларды өлшеуге арналган құралдар.

2. Cығy кезіндегі камырдың физико-механикалық касиеттерін зерттеуге арналған тәжірибелік құрал.

МГУПП-та механикалық діріл көзі пайдаланатын ротационды вискозиметр құралған. Өлшеуіш құрылғынын сұлбасы 14.1, а суретте көрсетілген. Ішкі цилиндр eкi еркін құлайтын жүк әсерімен айналады. Өнімдегі қысым датчик 12-мен тіркеледі. Сыртқы цилиндр eкi ауыспалы иінмен 20 және 26 жабдықталған (14.1, б, в сурет).

Uiн-20 сыртқы цилиндрге өстік тербелісті өткізуге арналған. Ол қозғалмайтын өс 21 арқылы бұралады және бармақшалар 22 иін 20-ның пазына кіретіндей етіп, цилиндр 10-ғa шарнирлі қосылады. Uiн-26 сыртқы цилиндрге айналу тербелісін өткізуге арналған. Екі иінде эксцентрик вибраторын ұстап тұратын айырлары болады. Тербелістің бағыттарын тіркеу үшін кронштейн 23 және пазы бар планка 24-тен тұратын бағыттау құрылғысы болады.

Техникалық сипаттамасы: сыртқы цилиндр диаметрі - 0,03 м; iшкi цилиндр диаметрі 0,01 м; цилиндр ұзындығы 0,03 м; эксцентриктің айналу жылдамдығы 62-1915 айн/мин эксцентриситет, 0+0,006 м.

Сыртқы цилиндрдің тербелісінің сызықты амплитудасы А(м) төмендегі формуламен анықталады:

(14.1)

мұнда: - эксцентриситет өлшемі, м;

14.1 сурет. МГУПП-тің вибровискозиметрі.

14.2 сурет. Вибровискозиметрдің принципиалды сұлбалары.

1-жылжымайтын стакан; 2-зерттелетін материал; 3-тербелетін стержень; 4-серпімді аспалар; 5-тұрақты магнит; б-магнитөткізгіш; 7-ауыстыру датчигі; 8- күшті орау: А-тербеліс датчигімен; Б-өлшеуіш жуйеге.

Ішкі ротордың бұрыштық жылдамдығын Ω, 1/с төмендегі формуламен аныктайды.

мұнда: n_р - ротордың жалпы айналу саны; τ – жүктің контактілер арасынан өтетін уақыты, с

14.3 сурет. МГУПП-нің маятникті вискозиметрі.

1-табаны; 2- жұмысшы дене; 3,18-жылу тасушыға арналған штуцерлер; 4-болт; 5-қақпақ; 6-маятник; 7-бұрғыланған тeciгi бар диск; 8-тipeк; 9-өс; 10-манометр; 11-сырылған ауаға арналған штуцер; 12-тicтi сектор; 13-стержень; 14-ауыспалы жүк; 15-фиксатор; 16-сулы жейде; 17-обечайка.
М. Бирнбоймның құралында кіші амплитудалы тербелістер электромагнитпен қоздырылады және күштеу мен деформация жеке-жеке өлшенеді. Сынаманың деформациясы бip өсті цилиндрлердің аксиальды қозғалысынан пайда болады. Сынақтарды полимер ерітінділермен жүргізген, оның тұткырлығы 0,2-ден 3∙10³ Па∙с-ка дейін, ал серпімділік модулі 10^-1 - ден 3∙10³ Па-ғa дейін болады.

С.В. Сорокин және С.А. Мачихин маятникті вискозиметр құрастырған (14.3 сурет).

Құрал тек қана ньютондык суйыктыктар үшін дәл теориялық негізделген. Аномальды жүйелерді зерттегенде жұмыс денесінің орташа қозғалысына тура келетін тиімді тұтқырлық анықталады.

Жұмыс істеу тәсілі сұйықтықта физикалық маятниктің тербелісінің логарифмдік декрементін тіркеуге негізделген.

Зерттелетін сұйықтық құралдың төмен жағына орнатылған ыдысқа орнатылады. Маятник жұдырықшалы-тісті механизммен ауытқылады. Пайда болатын өшу тербелістері құралмен тіркеледі. Зерттеп жаткан сұйықтық тұткырлығын анықтау үшін күрделі есептер қажет емес, сондықтанда құралдағы тәжірибе тез өтеді. Нан өндірісінің сұйық жартылай фабрикаттарынын ығысу жылдамдығын 12 с^-1 ден өсіргенде тиімдi тұтқырлық өлшемдерінің ауытқуы 10% шамасында болады.
2. Құралдың техникалық сипаттамасы: динамикалық тұтқырлық 0,001-5 Па∙с; тиімді тұтқырлық 0,1-5 Па∙с; артық қысым 0-1 мПа; құрал кателігі ±5%; жұмыс электр кернеуі 220 В; жиілігі 50 Гц; ауқымды өлшемдері 0,3x0,3x0,6 м; салмағы 10 кг.

14.4 суретте М.Ж. Еркебаев құрастырған құрал көрсетілген. Бұл құрал тамақ материалдарының релаксациясын, жылжымалырымен, әсерден кейінгі серпімділік қасиеттерін анықтауға арналған.

14.4 сурет. Cығy кезіндегі камырдың физико-механикалық касиеттерін

зерттеуге арналған тәжірибелік құралдың сұлбасы.
Құрылғы 1 рамасының жоғарғы жағына червякты редуктор орнатылған. Редуктор 4 муфта арқылы электркозғалтқышпен қосылған. Буынтықты дөңгелекке 6 кривошип бекітілген. Ол 7 шатунның көмегімен 9 пуансонның 8 штогіне шарнирлі косылған. Пуансонның токтауы үшін жартылай муфта таспалы тежегішпен жабдыкталған. Құрылғының өлшеу комплексінде мембраналы тензометриялық датчик, ТА-5 тензокүшейткіш, тipкeyшi құралдары (миллиампер, осциллограф, өздігінен жазатын құралдары) бар. Сығу кезінде камырдың физика-механикалық касиеттерін зерттеуге арналған құрал.

Бip өсті қысу үшін тамақ массасын шыныдан жасалған ыдысқа қоямыз. Тәжірибе басталмас бұрын жылдамдық корабының көмегімен, пуансонның батырылу жылдамдырын айкындаймыз. Ал кривошип көмегімен батырылу терендігін аныктайды.

Бip өсті сығу кезінде кернеу релаксациясы былай зерттеледі. Үлгілерді төменгі үстелге қойып, берілген деформация шамасына дейін пуансонмен қысамыз. Пуансонды таспалы тежегіш арқылы тоқтатып, уакытқа байланысты кысымның өзгеруін жазып аламыз.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

1. Тамақ өнімдерінің құрылым-механикалық қасиетіне дірілдің әсер етуін зерттеу үшін қандай аспаптар пайдаланады? 2. Бұл құралдарды қандай топқа бөлуге болады? 3. МГУПП-та механикалық діріл көзі пайдаланатын қандай аспап құралған? 4 Оның техникалық сипаттамасы қандай? 5. МГУПП-тің вибровискозиметрдің құрлысы қандай? 6. Сыртқы цилиндрдің тербелісінің сызықты амплитудасы қандай формуламен анықталады? 7. Ішкі ротордың бұрыштық жылдамдығын қандай формуламен аныктайды? 8. МГУПП-нің маятникті вискозиметрдің құрлысы қандай? 9. С.В. Сорокин және С.А. Мачихин қандай аспапты құрастырған? 10. М.Ж. Еркебаев құрастырған құралдың техникалық сипаттамасы қандай? Бұл құрал қандай сипаттамаларды анықтауға арналған?

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 продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 215 с.

3. Реология пищевых продуктов. /Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Мачихин Ю.А., Медведков Е.Б. – Алматы, 2003. – 192 с.

4. Реология пищевых масс /К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин и др. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 207 с.

5. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник /Под ред. Ю.А. Мачихина. – М.: Агропромиздат. – 1990 – 271 с.

Дәріс жоспары.

1. "Брабендер" фирмасының автоматты вискозиметрі.

2. Шұжық фаршының құрылым-механикалық касиеттерін зерттеуге арналған құрылғы.

Қамырдың құрылым-механикалық касиеттерінің өзгepyi, датчик мембранасы қабылдайтын қысымға әсерін тигізеді. Осы көрсеткіштер арқылы қамырдың тұтқырлығын анықтайды.

Германияның "Брабендер" фирмасының автоматты вискозиметрі әртүрлі температурада (20°-97°С) бейньютондык сұйықтарды сынауға мүмкіндік береді. Осы фирмадан суспензияның, эмульсияның, пастаның камырдың және шоколад массасының тұтқырлығын өлшейтін конвиграф құрылғысы шығарылады (12.1 сурет).
2. МТИМП-де шұжық фаршының құрылым-механикалық касиеттерін зерттеуге арналған құрылғы жасалган (15.2 сурет).

Бұл құрылғы қозғалатын және қозғалмайтын корпус бөліктерінен тұрады. Қозғалмайтын бөлігінде роликті қанқа бекітілген. Қанқа ішінде бірінші және екінші кезекті орамды катушка орнатылған. Ол түрлендіргіш арқылы потенциометрмен қосылған. Корпустың қозғалатын бөлігі зерттелетін өніммен байланыс жасау үшін бұдырлы болып келеді. Бұл құрылғыда байланыс кезінде тұрақты температура ұстап тұруға арналған қыздырғыш элементтермен, роликтерге бағыттаушы болып келетін арналардан, магнит материалдан жасалған жүрекше мен серіппеден тұрады. Құрылғыға салыстырмалы түрде қарағанда өнімнің қозғалуы кезінде ол корпустың қозғалмайтын бөлгімен әсерлеседі де, орын ауыстыру жүреді 7 жүрекше 13 катушка арқылы қозғалуы арқылы электр қозғаушы күшін өзгертеді. Бұл бақылау құралы арқылы жазылып алынады.

15.1 сурет. Конвиграф. 1-тeciктepi бар қорғаушы қаптама; 2-өлшеуіш басы; 3-обечайка; 4-иілгіш қабықша; 5-имек білік; 6-жапқыш гайка; 7-айналу моментін өлшеуіш; 8-тапсырушы; 9-өлшеуіш диапазонын ауыстыратын қосқыш; 10-электрқозғалткыш; 11-жоғарғы қақпақ.	15.2 сурет. Ағыста реологиялық қасиеттеріне арналған қондырғы. 1-кедір-бұдыр /рифления/; 2-шығаршықтар; 3-арналар; 4-жылытқыш элементтер; 5-астыңғы серіппелі кронштейн; б-тұрқының жылжымалы бөлігі; 7-жүрекше; 8-қайтымды cepiппe; 9-eкінші орам; 10-бipiншi орам; 11-жұдырықша; 12- eкінші орам; 13-катушка; 14-жылжымайтын тұрқы; 15-қанқа.

Бақылау құралы ретінде, автоматы жазатын потенциометрді қолдану кезінде зерттелетін материалдың уақытқа байланысты құрылым-механикалық касиеттерін анықтауға болады.

Ағымдағы өнімнің қасиеттерін өлшеуге мүмкіндік беретін вискозиметр ретінде ультрадыбысты вискозиметрлерді қолдануға, аз дәлдігі үшін кең қолданыс таба алмады.

Ағын вискозиметрі төменгі жиілікті вискозиметр ретінде қолданылады. Оның құрамында магнит престелген цилиндрлі (формалы) калыптары жүрекше бар. Жүрекшенің жоғарғы бөлігі жоғары жиілікті катушкаға кіреді. Қоздырушы катушка корпустың сыртына орналыстырған. Зерттелетін сұйық белгілі бір бағыт арқылы стакан және корпус арқылы ағады.

Ғылыми зерттеу институтында А1-ЕВШ тұтқырлықтың автоматты−пневматикалық датчигі жасалған. Ол шоколад массасының тұтқырлығын бақылауға арналған. Осы датчиктегі сезгіш элемент тұрақты жүктеменің әсерінен зерттелетін массада қозғалады, қозғалу уақыты белгілі бір шамаға қарай жазылып алынады. Аталған құралдар тамақ өнеркәсібінде қолданылатын негізгі құралдарға жатады.
Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар

1. Тамақ өнеркәсібінің автоматтандырудың жобалау конструкторлық және ғылыми зерттеу институтында камырдың тұтқырлығын үздіксіз өлшеуге арналған құрылғы қалай жұмыс істейді? 2. Германияның "Брабендер" фирмасында қандай аспаптар жетілдірілген? 3. МТИМП-те шұжық фаршының қандай касиеттерін зерттеуге арналған құрылғы жасалған? 4 Оның құрлысы қандай? 5. Ғылыми зерттеу институтында тұтқырлықты өлшейтін қандай аспап жасалған?

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 продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 215 с.

3. Реология пищевых продуктов. /Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Мачихин Ю.А., Медведков Е.Б. – Алматы, 2003. – 192 с.

4. Реология пищевых масс /К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин и др. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 207 с.

5. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник /Под ред. Ю.А. Мачихина. – М.: Агропромиздат. – 1990 – 271 с.