ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В072700 «Азық-түлік өнімдерінің технологиясы» мамандығына арналған азық-ТҮлік өнімдерінің реологиясы
Дәріс 7. Өнімдердің қатты денелермен шектескен жеріндегі қасиеттерін анықтау әдістері мен аспаптары
жүктеу/скачать 3,95 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс 8 . Қатты тәріздес тамақ өнімдерінің ығысулық қасиеттері.
Дәріс 7. Өнімдердің қатты денелермен шектескен жеріндегі қасиеттерін анықтау әдістері мен аспаптары. Дәріс жоспары: 1. Адгезиялық беріктікті анықтауға арналған аспаптар. 2. Өнімнің кіші және үлкен қозғалыс жылдамдығы кезіндегі сыртқы үйкеліс коэффициентін анықтауға арналған аспаптар. 3. Адгезиометрлер мен трибометрлердің көмегімен тәжірибелер жасау әдістемелері.
МТИММП әмбебап адгезиометрі өлшеудің геометриялық, кинематикалық, динамикалық және басқа параметрлерін кең диапазонда өзгерте алады. Оның корпусы, пластинаны орнатуға арналған микрометрлік бұрандалы құрылғысы болады. С.В. Сорокин мен С.А. Мачихин маятникті вискозиметр жасап шығарды. Аспаптың нақтылы иеориялық негіздемесі ньютондық сұйықтар үшін жарамды. ВНИММП вибрациялы вискозиметрі фаршқа енгізілетін зондтан және электрлік блоктан тұрады. Ол бірнеше жүздеген долядан 106 Па∙с-қа дейінгі диапазонда ньютондық және ньютондық емес орталардың тұтқырлығын анықтауға мүмкіндік береді және тұтқырлықтың үздіксіз өзгерісін анықтауға қолданылады. 
Сурет 7.1. Адгезиялық беріктікті анықтау әдістері: а — қалыпты үзілу әдісі: 1 — адгезиялы; 2 — когезиялы; 3 —аралас; 4 — үзуді жүзеге асыратын құрылғының сұлбасы; б — қатты материалдың қабаттарын ажырату тәсілі: 1 — ортадан тыс созылу; 2 — плиталы және жұқа бетті материалдың иілуі; 3 — жұқа бетті материалдың иілуі; 4 - жұқа бетті материалдың консольді иілуі; в — иілгіш материалдардың қабаттарының ажырау тәсілі: 1,2, 3 — қатаң төсемшеден 90° бұрышпен; 4 — қатаң төсемшеден 180° бұрышпен; 5 — иілгіш төсемшеден; г — ығысулы бұзылу тәсілі: 1 — біржақты қосылыстың созылуы кезінде; 2 — екіжақты қосылыстың созылуы кезінде; 3—цилиндрмен стерженнің қосылысыдағы сығу кезінде; д — бұралу кезіндегі ығысулық бұзылу тәсілі: 1 — цилиндрдің жақ беті бойынша; 2 — жартылай цилиндрлердің сақиналық жақ беті бойынша; 3 — цилиндрмен стерженнің жақ беті бойынша. 2. Сыртқы үйкелісті анықтауға арналған аспаптардың классикалық типтері жазық беттерімен жанасатын қос жұп денеден тұрады. Дененнің ауданы бірнеше квадрат миллиметрден ондаған квадрат сантиметрге дейін болады (сурет 7.2). Ет өнімдерінің сыртқы үйкеліс коэффициентерінің нақтылы және тиімді шамаларын анықтауға және есепетеуге мүмкіндік беретін тележкалы трибометр. Зертелетін өнім тележканың жазық бетіне орнатылатын рамкаға салынады. Ол тартқыш жіп арқылы электрқозғалтқыш көмегімен жылжиды. Рамка тензометрлік балка арқылы жалғанған. Қатты өнімдердің, мысалы сырдың, қасиеттерін анықтауға арналған Н.Н. Мозениннің құрылғысы (сурет 7.2, б) тәжірибелік нұсқаны престейтін бұрандалы механизмі бар жүк пластинасының жетегімен жабдықталған. 
Сурет 7.2. Өнімдердің кіші (а, б, в) және үлкен (г, д, е) қозғалыс жылдамдықтары кезіндегі сыртқы үйкеліс жылдамдықтарын анықтауға арналған аспаптардың сұлбалары: а — арбашалы және электрқозғалтқышты трибометр; б— құлайтын жүкке параллель ығысаты пластинасы және жетегі бар трибометр; е —гидроцилиндрлі жетегі бар трибометр а; г — сым типтес трибометр; д — кинетикалы адгезиометр-трибометр; е —диск типтес трибометр; 1 — өнімнің үйкелісін анықтайтын материал; 2 — зерттелетін өнім (немесе өнім қабаты); 3 — түйісу қысымын туғызуға арналған құрылғы; 4 — үйкеліс және үзу (тензометрлік және жүктік) күшін анықтауға арналған құрылғы; 5 — жетегінің жүйесі; 6 — орынауыстыруды өлшейтін құрылғы (индикатор). Түйісу беттері кіші және қалыпты күштер шамасы үлкен болған кездегі үйкелісті анықтау үшін қозғалмалы бөлігінің гидроцилиндрлі жетегі бар және тензометрлік балка арқылы күшті тіркейтін құрылғы (сурет 7.2, в) қолданылады. 3. МТИММП-тің әмбебап адгезиометрінің корпусы, пластинаны орнатуға арналған микрометрлің бұрандалы құрылғысы бар. Ол тензобалкаға орнатылған ұстағыш арқылы бекітіледі және жүйенің қозғалмалы бөлігінің бірөстілігін қамтамасыз ететін құйрықшамен жабдықталған. Алдын-ала түйісуді жүзеге асыру мақсатында тензобалкаға жүк орнатылады. Техникалық сипаттамасы: алдын-ала түйісу қысымы 300÷3,5∙105 Па; адгезиялық қысымды өлшеу шегі 300÷6180 Па, алдын-ала түйісу ұзақтылығы шектелмейді. Эксперимент кезінде күш сызықты түрде өседі, жылдамдықтың өсуі осциллограммадағы сызықтың көлбеулік бұрышының тангенсімен сипатталады. Ю.В. Клаповскийдің адгезиометрі кондитерлік өнімдердің қасиеттерін анықтауға арналған. Зерттелетін масса қақпағында тесігі бар кюветаға салынады. Адгезиялық қасиеті анықталатын материалдан жасалған пластина кішкене саңылау қалатындай етіліп, бұл тесікке енгізіледі. Пластина серіппелі өлшегіш сақина арқылы бағыттағыш бойымен сырғитын штокқа бекітіледі. Шток екінші жағынан топсамен рычагқа бекітіледі. Үзу күшін анықтау үшін өлшегіш сақинаға тензорезисторлар жапсырылады. Түйісуші пластинаның орынауыстыруы жарықтандырғыш және фотодиод орналасқан екі жағынан шторканың көмегімен өлшенеді. Ю.В. Ашкеров үйкеліс пен кинетикалық адгезия зерттеулерін жүргізді. Аспаптағы май пленкасына орнатылатын жылжымалы тиек, айналмалы дисктен қалыпты түрде ажырайды. Үзу күші тензобалканың деформациясы арқылы анықталады (сурет 7.2, д). Еттің болат боймын үйкелісі сурет 7.2, е суретте көрсетілген қондырғы көмегімен зерттелді. Диск тұрақты тоқты электрқозғалтқыш арқылы қозғалыс алады, айналыс жиілігі өніммен түйіскен жерінде 0,1-ден 72 м/с-қа дейінгі шеңберлік жылдамдықты қамтамасыз ету арқылы реттелуі мүмкін. Зерттелетін өнім үйкеліс күшін анықтау үшін екі тензобалкаға орнатылған рамкаға салынады. Өзінді тексеруге арналған сұрақтар 1. Адгезияны анықтау әдістері мен аспаптарының жұмыс принципі қандай құбылысты жасауға негізделеді? 2. Адгезиялық беріктікті анықтау әдістері қандай? 3. С.В. Сорокин мен С.А. Мачихин қандай аспап жасап шығарды? 4. Өнімдердің кіші және үлкен қозғалыс жылдамдықтары кезіндегі сыртқы үйкеліс жылдамдықтарын анықтауға арналған аспаптардың түрлері қандай? 5. Трибометр деген не? 6. МТИММП-тің әмбебап адгезиометрінің құрлысы қандай? Оның техникалық сипаттамасы қандай? 7. Ю.В. Клаповскийдің адгезиометрі қандай өнімдердің қасиеттерін анықтауға арналған? 8. Ю.В. Ашкеров қандай зерттеулерін жүргізді? 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 8. Қатты тәріздес тамақ өнімдерінің ығысулық қасиеттері. Дәріс жоспары: 1. Бүлінбеген құрылымдардың құрылымдық-механикалық қасиеттері. 2. Ағудың бастапқы кезеңінен құрылымның шектік бұзылуына дейінгі ығысулық қасиеттер. 3. Әртүрлі технологиялық факторлардың құрылымдық-механикалық қасиеттерге әсері.
Құрылымымы практикалық бұзылмаған аймақтардың ығысулық сипаттамалары келесідей болады. Құрылымы практикалық бұзылмаған тағамдардың кернеуі деформацияның жүруі, шектік ығысу кернеуі, әдетте кинетикалық деформация қисығымен, серпімділік модулі, релаксация периодымен және эффективті тұтқырлықпен сипатталады. Деформацияның өсуі мен кемуін деформиленген сосискалы фарштың жанама кернеуі ауқымдағы  -8 вискозиметрдің арнайы тіреуінің типтік кинематикалық қисық көмегімен алынады. Фарштың негізгі сипаттамалары (кесте 8.1) белгіленген.
Кесте 8.1. Практикалық бұзылмаған құрылымымен сосискалы фарштың құрылымдық–механикалық сипаттамасы.
Кей жағдайда деформацияның релаксация периоды таралу спектрімен анықталады, бірақ көбінесе тәжірибе кезінде ығысу кернеуімен анықталады. Жанама кернеу шамасы 25, 50, 75 және 100-ден жоғары, ал деформацияның релаксация периолы  келесі мәндерге ие болады: 310, 150, 97, 72 с. Қателігі 6%-тен аспауы керек. =7300/ тәуелді болады.
2. Тағам өнімдерінің (шұжық, балық және ет фаршысы т.б) деформациялық кернеу кезінде жоғары шекті ығысу кернеуі, шекті ығысу кернеуі (ағу шегі) және тұтқырлығы қабылданған математикалық моделге тәуелді. Жұмысшы органдары машина мен жабдықтарда басқа ауыспалы шамаларға қарағанда салыстырмалы жоғарғы жылдамдық градиенті және ығысу кернеуі тұрақты шама. Олар объектінің мазмұны мен сапа көрсеткіштерін терең сипаттайды. Кесте 8.2. Өндірістегі әртүрлі ет фаршының ығысу шамалары.
Құрылымның бұзылу аймағы эффективті тұтқырлық, жылдамдық градиентіне тәуелді. Сонымен қатар, фаршқа гистерезистік құбылыс тән. Жалпы гистерезистік құбылыс беттік қисық – сызықтың эффективті тұтқырлығы мен ығысу кернеуі және сақтау ұзақтығына тәуелді. Дәрежелік тәуелділігі беттік қисық-сызықтың орналасуымен сипатталады. Өндірістегі етті тағамдардың негізгі ығысу қасиеттерін өлшеу температурасы 100 С жуық болады. Ленинград ет комбинатында әртүрлі шұжық фарштары дайындалады, оларда «реотест» вискозиметрі көмегімен реологиялық тұрақты теңдеу анықтайды. Тағамның температурасын 100 С ұстайды, жылдамдық градиентін 3-тен 145с-1 тең. өлшеу шамалары кесте 8.3 көрсетілген. Кесте 8.3. Әртүрлі шұжық фаршының реологиялық тұрақтысы.
Азық–түлік өнімдерінің құрамын дайындағанда немесе қосқан қоспалар құрамын, температура, ұсталым уақыты стандарт бойынша ажыратылады. Көптеген басты технологиялық факторлар ығысу қасиеттердің нақты шамасынның көрсетілуі ықпал етеді. Бұл мәліметтер қолайлы процестер параметрін тұрақтандыру үшін және сонымен қатар автоматты басқару технологиялық процестері мен негізгі машиналар мен жабдықтарды реологиялық есептеулер арқылы орындайды. Сутек ионының (рН) концентрацияға әсері фарштың ығысу қасиетінің интервал мәні рН 3-тен 10-ға дейін. Бұл туралы ең үлкен ағушылық рН мәні 5 жуық мән қабылданған. рН бірлігінің жоғарылауы мен кемуі минимум тұтқырлығына сәйкес 4-5 есеге дейін ұзаруы мүмкін. Температураның әсері фарштың ығысу қасиетінің температурасы 20 С-дан 350 С-ға дейін ауытқиды. Арнайы тұрмыстық ет тартқыштан өткен балық фаршының температурасы 3,150 С және 400 С, бұзылған құрылымы 0,765, 0,785 және 0,815, эффективті тұтқырлық бірлігіндегі жылдамдық градиенті («Реотест» вискозиметрі) 1650, 960 және 600 Па*с мөлшерімен құрылады. 3. Ұстау уақытына әсері. Экспериментті зерттеу кезінде жасалған шұжықтың тиімді уақыты мен шикізатының қасиетінде ұсталым уақытына әсерін білу қажет. Практикалық ығысулық қасиеті 2 сағатта фарш аумағының ескіруі өзгермейді. 4-10 сағат ұсталса, ығысулық қасиеті максимум мәнег жетеді. Сондықтан, процесс аяқталғанда критикалық ұстау уақыты 4-6 сағат аралығында өздігінен беріктенеді және ылғал сіңіру байланысына ие болады. Майлылыққа әсері. Фарштың майлылыққа әсері ығысу қасиетінде әртүрлі бағаланады. Профессор Р. Хамм әріптестерімен піскен шошқа майын гомогенді бұлшыққа қосқан. Майдың ұлғаю мөлшері (0-ден 50 %-ке дейін) ағу шегі мен тұтқырлығы 150 С –де қатты ұлғаяды, 200 С-де ақырындап көбейеді, ал 300 С-де майдың ұлғаюы төмендейді. Біздің мәліметтер бойынша, пісірілген шошқа майының критикалық температурасы 26,50 С тең. Егер температураны төмендетсе, май түгелдей кристализациялық типті қаңқаға ие болады. Р.Хамм сумен қосылыста және гомогенді ткандердің температурасы 240 С дейін төмендейтінін нақты анықтаған. Қысымға әсері. Фарш шикізатының ығысулық қасиетінің қысымға әсерін арнайы вискозиметрде зерттейді. Қысым ұлғаюы барлық қасиеттерді ұлғайтады. Практика кезіндегі пластикалық тұтқырлық қысымға тәуелді емес, ауытқу аймағы  6%-тен жоғарлатпау керек.
Кейбір балық фаршының В.А. Голованец берген ығысу қасиеттері кестеде 8.4 келтірілген. Ет фаршының қасиетін формула жолымен анықтауға болады. Кесте 8.4. Әртүрлі қысымдағы өндірістік балық фаршының ығысулық қасиеттер мәні.
Әртүрлі фарш шикізаттарын 200 С температураға жуық мәнге, қосымша теңдеулермен анықтаймыз: 
мұндағы Z – шекті ығысу кернеуі, кесте 8.5 жоғары шекті ығысу кернеуі; құрғақ фаршты, майсыздандыруға арналған физикалық ауқымы оптимальді дәреже ұсатқыш мәні – а0; а, в, с – эмпирикалық коэффициенттері: 
мұндағы  - фарш майлылығы, 1 кг фаршқа 1 кг май; U – фарштың ылғал ұстамдылығы, 1 кг құрғақ қалдыққа кг ылғал; y=p∙10-5+1 – модуль абсолюттік қысымдағы; р – гидростатикалық қысымы, Па.
Кесте 8.5. Әртүрлі жұқа ұсақталған шұжық фаршының ығысу қасиеттерінің коэффициент мәндері.
Келтірілген формулалар экспериментті келесі шектерге ажыратады: шекті ығысу кернеуі 5%, ал жоғарғы қысымы 8%, пластикалық тұтқырлық 7%, фарштан басқа шошқалы сарделька үшін жоғарғы қысымы 15% көтерілуі мүмкін және бұзылу құрылыс темпі үшін 3% болады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар 1. Құрылымы практикалық бұзылмаған тағамдардың кернеуі немен сипатталады? 2. Деформацияның өсуі мен кемуін деформиленген сосискалы фарштың жанама кернеуі ауқымдағы қандай аспаптың арнайы тіреуінің типтік кинематикалық қисық көмегімен алынады? 3. Өндірістегі әртүрлі ет фаршының ығысу шамалары қандай? 4. Құрылымның бұзылу аймағы қандай параметрлерге тәуелді? 5. Әртүрлі шұжық фаршының реологиялық тұрақтысы қандай болады? 6. Шұжық фаршының ұстау уақытына әсері қандай? 7. Фарштың майлылыққа әсері қандай? 8. Фарштың қысымға әсері қандай? 9. Әртүрлі фарш шикізаттарын 200 С температураға жуық мәнге, қандай қосымша теңдеулермен анықтайды? 10. Әртүрлі жұқа ұсақталған шұжық фаршының ығысу қасиеттерінің коэффициент мәндері қандай болады? 11. Келтірілген формулалар экспериментті қандай шектерге ажыратады? 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. жүктеу/скачать 3,95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||