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

5В072700 - «Азық-түлік өнімдерінің технологиясы»

мамандығына арналған

Семей 2012

Мазмұны

1.2 Аутогезия – біртекті денелердің өздігінен жабысуы.

1.3 Сыртқы үйкеліс – денелердің жанасқан жеріндегі салыстырмалы ығысуына кедергі келтіретін өзара әсерлесуі.

1.4 Тұтқырлық – дененің беткі қабатының салыстырмалы ығысуына қарсы тұру қабілеттілігі.

1.5 Гук денесі – Гук теңдеуімен сипатталатын идеалды серпімді дене.
2 ДӘРІС ОҚУЛАР.
Дәріс 1. Тамақ өнімдерінің реология негіздері

Дәріс мазмұны:

1. Реология курсын меңгеру пәні.

2. Реология ғылымының дамуы жайлы қысқаша тарихи мәліметтер.

3. Инженерлік физико-химиялық механиканың негізгі мақсаты, зерттеу әдістері.
Реология — нақты денелердің деформациясы мен ағуын зерттейтін ғылым. «Реология» гректің «» деген сөзінен «ағу» деген мағынаны береді. Деформация деп - дененің тұтастығы сақталып, оның бөліктері мен молекулаларының өзара орын ауыстыруы кезіндегі сызықтық өлшемдерінің өзгеруін айтады. Егер уақыт бірлігі ішінде күш әсеріндегі дене үздіксіз және қайта қалпына келмейтіндей өссе, онда бұл материалдың ағуын білдіреді. Деформация кезінде әдетте, дененің пішіні мен өлшемдері өзгереді, бірақ кейбір жағдайларда бұл құбылыс байқалмайды. Мысалы, ротационды вискозиметрдің саңылауындағы ламинарлық ағын.

Әртүрлі кернеу әсерінде болатын деформацияларды зерттеу реология пәнін құрайды.

Феноменологиялық реология біртекті және квазибіртекті материалдарды тұтас орта ретінде қарастыра отырып меңгереді.

Макрореология материалдарды сыртқы кейпі қандай қалыпта болса, сол қалпында, яғни біртекті немесе құрылымын жоғалтқан түрде қарастырады. Бірақта, феноменологиялық біртекті болып тек таза сұйықтар мен микрокристаллдар табылады. Реология зерттейтін материалдардың көпшілігі екі немесе оданда көп фазадан тұратын дисперсті жүйелер болады. Реологиялық көзқарас бойынша дисперсті жүйелерді былайша ажыратады: сұйыққа тән күйде болатын күл және қатты денеге тән күйде болатын гель. Күлдегі тұтас фаза немесе дисперсионды орта сұйық болады, ал дисперсті фаза эмульсия жағдайында сұйық, суспензия жағдайында қатты болып табылады.

Микрореология екі және одан да көп фазалы жүйелердің компоненттерінің реологиялық қасиеттеріне сәйкес жай-күйін қарастырады.

Материалдардың негізгі реологиялық қасиеттеріне серпімділік, пластикалылық, тұтқырлық және қаттылық жатады. Бір ғана материалдың өзі нақты бір жағдайда болатын күйінде және жүктелу шартында әртүрлі реологиялық қасиеттерге ие болады. Мысалы, макарон қамыры лездік күш түскен жағдайда серпімді дене күйінде, ал күш түсудің басқа жағдайларында тұтқыр және пластикалық қасиеттері байқалады. Сондықтан ең алдымен зерттелетін материалдың қандай қасиеті негізгі және анықтауыш қасиет екенін біліп алу қажет.

Тамақ массалары ішінде реологиялық қасиеттері әртүрлі материалдар кездеседі. Бір ғана өнімнің технологиялық өңдеу процесінде бір реологиялық күйден қарама-қарсы күйге өтетін жағдайлары белгілі. Мысалы, шоколадты қалыпқа құйып, артынан салқындатқанда ол бастапқыда тұтқыр болып, содан кейін қатты күйге енеді. Дәл осы көріністі конфет өндірісінде де байқауға болады.

Бұрынғы кеңес дәуірінде әртүрлі материалдардың құрылымдық-механикалық қасиеттерін анықтауда, материалдардың пластикалылығы және физико-химиялық механикасы жайындағы, әртүрлі технологиялық мәселелерді шешуде реология және реологиялық әдістер кең орын иеленді. Бұған дисперсті жүйелердің реологиясы мен физико-химиялық механика жайындағы келесі адамдардың еңбектері негіз болды: П.А. Ребиндер, Г.В. Виноградов, М.П. Воларович, Б.В.Дерягин; тұтқыр-пластикалық ағу теориясы бойынша — А.А. Ильюшин, А.X. Мирзаджанзаде, А.М. Гуткин, сонымен қатар тамақ өнімдерінің реологиясы жайындағы: Л.Я. Ауэрман, Н.И. Назаров, О.Г. Лунин, Б.А. Николаев, А.В. Горбатов, И.А. Рогов, А.М. Маслов, Б.М. Азаров және т.б..

Қазақстандық және шетел ғалымдарының тамақ өнімдерінің реологиясындағы жетістіктері өндірісте реологиялық әдістерді сапалы түрде қолдануға мүмкіндік береді.

Олар физикалық шамаларды анықтау және машиналардың жұмысшы органдарындағы өнімдердің қозғалысын есептеу сияқты дәстүрлі жағдайларда ғана емес, сонымен қатар технологиялық мақсаттарда, оның ішінде өнімдердің сапалық көрсеткіштерін басқаруда да қолданылады. Бұл аталған екі бағыт та техника мен технологияның жетілуіне тигізер көмегі зор. Дегенмен осы жердегі бастапқы мақсат технологиялық, механикалық және басқа параметрлердің өзгерісін, құрылымдық-механикалық сипаттамалардың өзгерісін анықтау және меңгеру.

Инженерлік физико-химиялық механиканың алдына қойылатын мақсаттарға келесілерді жатқызуға болады:

• 
  сапаны бағалауға және технологиялық процесті жетілдіру мен есептеуге қажетті негізгі реологиялық сипаттамалардың шамасын анықтау;
  
• 
  зертханалық жағдайда өнімнің сипаттамаларын анықтау әдістерін, соған қоса реологиялық сипаттамалардың есептеу әдістерін жасау мен жетілдіру;
  
• 
  нақты денелердің ғылыми негізделген математикалық моделіне сүйеніп, өнімнің қасиеттерін өлшейтін және есептеуіш аспаптарды жасау, жетілдіру;
  
• 
  жабықтар жұмысының оңтайлы геометриялық, энергретикалық, кинематикалық және динамикалық параметрлерін анықтау үшін ғылыми негізделген есептеу әдістерін жетілдіру және жаңадан жасау.
  
• 
  қоспалар қосу, механикалық және технологиялық өңдеудің тәртіптері мен әдістеріне өзгеріс енгізу жолымен тамақ өнімдерінің сапасын және құрылымын басқару.
  

Реологияда және инженерлік физико-химиялық механикада келесі зерттеу әдістері кеңінен қолданылады: дифференциалды, интегралды, аналогты және е модельді өлшемдерді талдау, тәжірибелік және т.б. Бұл тамақ өнімдерінің реологиясы мен инженерлік физико-химиялық механика өндірістің бәсең саласынан ауысып, дәстүрлі өндірістік процестерді жаңартуға және жаңасын ойлап табуға қатысатын өндірістік күшке айналғанын көрсетеді.

1. Реология деген не? 2. Деформация деп не аталады? 3. Феноменологиялық реология нені меңгереді? 4. Макрореология нені қарастырады? 5. Реологиялық көзқарас бойынша дисперсті жүйелерді қалай ажыратады? 6. Микрореология нені қарастырады? 7. Материалдардың негізгі реологиялық қасиеттеріне не жатады? 8. Қандай мәселелерді шешуде реология және реологиялық әдістер кең орын иеленді? 9. Дисперсті жүйелердің реологиясы мен физико-химиялық механика жайындағы қай адамдардың еңбектері негіз болды? 10. Қандай аталған екі бағыт техника мен технологияның жетілуіне тигізер көмегі зор болды? 11. Физика-химиялық механиканың басты мәселесі қандай? 12. Инженерлік физика-химиялық механиканың алдына қойылатын мақсаттарға нені жатқызуға болады? Реологияда және инженерлік физико-химиялық механикада қандай зерттеу әдістері кеңінен қолданылады?

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. Реология аксиомалары және негізгі анықтамалар.

2. Дисперсті жүйелер құрылымының классификациясы. Кернеу мен деформацияның негізгі теңдеулері.

3. Бейньютондық сұйықтар.
1. Ішкі серпімділік күштердің қарқындылығының шамасы кернеу болып табылады. Сыртқы күштердің әсерінен дененің пішіні мен өлшемі өзгереді. Деформацияның шамасы мен сипаты дене материалының қасиетінен, оның пішіні мен сыртқы күштің түсуінен тәуелді болады. Деформация дене бөліктері арасындағы ішкі өзара әрекеттесу күштері туындауымен қатар өтеді. Кернеудің толық, тік және жанама түрі болады.

Реологияда кеңінен қолданылатын негізгі физико-механикалық және математикалық түсініктерге тоқталайық.

Деформация – дененің тұтастығы сақталып оның бөліктері мен молекулаларының өзара орын ауыстыруы кезіндегі сызықтық өлшемдерінің өзгеруін айтады. Деформация ығысулық, бірөстік және көлемдік болуы мүмкін. Ығысу кезіндегі салыстырмалы деформация деп жанама күштер әсеріндегі қабаттың ығысып орын ауыстыруының абсолютті шамасының оның қалыңдығына қатынасын айтады.

Егер деформация анықталмаған процессте уақытқа сәйкес өзгеретін болса, онда деформация жылдамдығын (жылдамдық градиенті) есепке алады. Анықталған процессте деформацияның өзгеруі уақыт бірлігінде тұрақты болады.

Серпімділік - дененің деформацияланғаннан кейін өзінің алғашқы пішінін қалпына келтіру қабілеттілігі. Дененің серпімділігі сығылу – созылу және ығысу кезінде сәйкес бірінші Е (Па) және екінші ретті серпімділік модулімен сипатталады. Бұл деформациялар Гук заңымен анықталады:

Көлемдік сығылу кезінде кернеу мен деформация серпімділіктің көлемдік модулі К арқылы байланысады.