Қазақстан республикасының Ғылым және білім министірлігі


Дәріс 6. Ығысулық қасиеттерді анықтауға арналған әдістер мен аспаптар



бет3/6
Дата14.06.2016
өлшемі1.07 Mb.
#135759
1   2   3   4   5   6

Дәріс 6. Ығысулық қасиеттерді анықтауға арналған әдістер мен аспаптар.

Дәріс жоспары:

1. Ротационды вискозиметрлер. Роторлардың геометриялық пішіндері. Ротационды вискозиметрлердің теориялық негіздемесі.

2. Капиллярлы вискозиметрлер. Тұтқыр сұйықтәріздес өнімдерге арналған капиллярлы вискозиметрдің принциптік сұлбалары. Капиллярлы вискозиметрлер теориясы.

3. Пенетрометрлер, консистометрлер және басқа вискозиметрлер. Вискозиметрлер мен пенетрометрлердің принциптік сұлбалары.
1. Ротационды визкозиметрлер бір геометриялық пішінде жасалады. Коаксиалды цилиндр (сурет 6.1, а), сфера және жарты сфера (сурет 6.1, б), екі конус (сурет 6.1, в), екі жазық параллельді пластина (сурет 6.1, г), екі жазық сақина (сурет 6.1, д) немесе екі конусты сақина (сурет 6.1, к).

Сурет 6.1. Ротационды визкозиметрлердiң принциптiк сұлбасы.


Көбінесе жұмысшы саңылау немесе жұмысшы құрал құрмалас, яғни бірнеше әртүрлі беттерден тұрады: цилиндр-диск, цилиндр жарты сфера, конус диск, цилиндр конус, цилиндр-конус-диск және т.б. Зерттелінетін өнім жұмысшы беттер арасына орналастырылады. Өнім кедергі күшін беттердің біреуін айналысқа келтіру арқылы өлшейді. Ең көп таралған тұтқыр және пластикалы-тұтқыр өнімдердің қасиеттерін анықтауға арналған коаксильды-цилиндрлі құрастырылған беттер болып табылады. Шексіз ортаға орналастырылатын бір өлшеуіш беттен тұратын аспаптар болады. Мұндай типті аспаптар өте сирек кездеседі. Себебі, мысалы, пластикалы-тұтқыр орталардың қасиеттерін өлшеуде жылдамдық градиентінің шамасын өлшеу қиындық туғызады.

Пластикалы-тұтқыр дисперсті жүйелерді реологиялық қасиеттерін өлшеу кезінде жұмысшы бетпен өнімнің сырғанауы байқалады. Осы құбылыс болмауы үшін жұмысшы беттерді рифельді етіп жасайды. Мысалы: тегіс роторлы «Peoтecт» вискозиметрі еттартқышта ұсақталған еттің тұтқырлығын өлшеуге жарамсыз болып шықты. «Peoтecт» вискозиметрі өте жоғары емес жылдамдық градиенті аймағында, жоғары ылғалдылықты шұжық фаршына жарамды және Воларовичтің ротационды вискозиметріне ұқсас шамаларды береді.

Ротационды вискозиметрдердің теориясы әртүрлі жұмысшы бет үшін алуан түрлі. Сондықтан біз, ет және сүт өнімдерінің қасиеттерін меңгеруде қолданылатын негізгі ұғымдар мен есептік теңдеулерге тоқталамыз. Ротационды вискозиметрлер – көлемі кіші және өте үлкен ығысу деформациясы үшін кернеу мен деформацияның практикалық біртекті өрісін алуға мүмкіндік беретін теориялық түрде негізделген алғашқы аспап болып табылады. Құрылымдық-механикалық қасиеттерді ротациондық вискозиметрмен зерттеу кезінде келесілерді дұрыс есептеп, таңдаудың ерекше маңызы зор: аспаптың жұмысшы құралдарын тәжірибелік шамаларды жалпы негіздеу үшін математикалық моделдеу, аспаптың көрсеткіштеріне цилиндрдің жақ бетінің әсерін, градиенті қабаттың қалыңдығын және жылдамдық градиентінің шамасы. Кейінірек, осы факторлардың әсері мұқият қарастырылады.

Өлшеуіш роторлардың өлшемі аспаптың көрсеткіштеріне әсер етеді. Әдебиеттерде бұл жайында жалпылама белгіленген тоқталым жоқ, дегенмен аспаптардың жұмысшы құралдарының оңтайлы өлшемдерін таңдауға арналған келесі ұсыныстар бар: сақиналық жұмысшы саңылаудың өлшемі неғұрлым кіші болғанда оңтайлы болып саналады, бұл кезде саңылаудың биіктігі бойынша қысымның таралуы біркелкі болады. Саңылау қалыңдығы бөлшек өлшемдерінен әлдеқайда үлкен болуы тиіс, себебі өлшеу кезінде механикалық бөгелу (кедергі) болмауы тиіс.

РВ-8 типті жартылай сфералы цилиндрлі вискозиметрлер үшін саңылаудың кішіреюімен тұтқыр сұйықтың ағынынан туындайтын қателіктерде де азаяды. Мысалы, майда ұсақталған ет фаршы үшін роторлы сыртқы радиусының RB стақанның ішкі радиусына қатынасы 0,85-0,90 аралығында болғанда оңтайлы болып саналады.

Мысал ретінде цилиндрлі вискозиметрдің коаксиальді саңылауындағы өнімнің ағуын қарастырайық. Вискозиметрдің радиусы Rс қозғалмайтын цилиндрі және бұрыштық  жылдамдықпен айналатын радиусы Ri роторы бар.

Коаксиалді саңылауындағы пластикалы тұтқыр дененің деформациялы күйін зерттеуде үш қабатты байқауға болады. Бірінші қабат – үлкен жылдамдық градиенті бар айналмалы цилиндр. Екінші қабат – ол біріншіден азаяды, ал үшінші – нөлге тең болады, бұнда сырғанақ типті деформациялардың болу мүмкіндігі бар.

Жылдамдық градиенті – градиентті қабаттың қалыңдығымен анықталады. Егер – градиентті қабаттың қалыңдығы Δr деп белгілесек, және Δr≤Rc- Bi, онда ротордың жақ бетінің шеңберлік жылдамдығын ω(м/с) белгілі екенін ескеріп



(6.1)

мұнда N – ротордың айналмалы жиілігі, айн/с,

Жылдамдық градиенті ε΄ (1/с) жуықтап келесі сызықтық тәуелділік түрінде өрнектеуге болады:

(6.2)

Бұл теңдеуден қабаттың қалыңдығы градиент шамасын анықтайтынын көреміз.

Айналыс өсінен r қашықтықтағы кез-келген қабаттың нақтылы жылдамдық градиенті:

(6.3)

мұндағы „–” - таңбалы радиус үлкейгенде жылдамдықтың азаятынын көрсетеді.

Коаксиальді саңылаудағы ығысу кернеуі қабаттардың салыстырмалы ығысуы нәтижесінде туындайды.

(6.3) теңдеуіндегі айнымалыларды бөліп және интегралдағаннан кейін (6.1) теңдеуді ескеріп, жылдамдық градиентін есептеуге арналған лагорифмдік заңды аламыз.



(6.4)

(6.1) теңдеуді ескеріп, (6.2) пен (6.4) теңдеуді салыстырғанда, жылдамдық градиенті ротордың айналуындағы шеңберлік жылдамдықпен анықталатынын байқауға болады:



(6.5)

мұнда а - жылдамдық градиентін әр түрлі тәсілдермен анықтау кезіндегі коэффициент.


Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

1. Ротационды визкозиметрлердің жұмысшы органдары қандай болады? 2. Ротационды вискозиметрлер қандай аспап болып табылады? 3. Өлшеуіш роторлардың өлшемі аспаптың көрсеткіштеріне әсер етеді. Әдебиеттерде бұл жайында жалпылама белгіленген тоқталым жоқ, дегенмен аспаптардың жұмысшы құралдарының оңтайлы өлшемдерін таңдауға арналған қандай ұсыныстар бар? 5. Пластометрдың негізгі сипаттамалары болып не табылады? 6. Жылдамдық градиенті деген не? 7. Жылдамдық градиентін жуықтап қандай сызықтық тәуелділік түрінде өрнектеуге болады?


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 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.
1. Адгезияны анықтау әдістері мен аспаптарының жұмыс принципі адгезиялық жапсарды сыртқы күш түсіру арқылы бұзуға негізделеді. Күшті түсіру әдістері бойынша үзу (бірқалыпты және бірқалыпты емес) және ығыстыру әдістері бар (сурет 7.1).

Тамақ, ет және сүт өнімдеріне арналған адгезиометрлерде күштің түсу және үзу күшін тіркеу тәсілі бойынша өзгешеленетін (сурет 7.1, а) сұлба қолданылады. Мысалы, Б.А. Николаевтың аспабында рычагты механизм көмегімен үстіңгі диск «лезде» бөлектенеді; А.Г. Кульман аспабында астыңғы диск өзіне ілінген сыйымдылық сумен толған сайын біртіндеп бөлектенеді.

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.
1. Бұл жүйелердің реалдық ағу шартының әртүрлі реологиялық параметрімен сипатталады, кейбір денелер таңдалып алынған математикалық модельдеу арқылы анықталады.

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.

Атаулар сипаттамасы

Кернеудің өзгеріс шегі

өсу мәні

Лездік серпімділік модулі, Па

100-ден аз

1,23*104

Басталғаннан кейінгі серпімділік модулі, Па

100-150

0,8*104

Жылжығыштық деформация кезіндегі эффективті тұтқырлық, Па*с

150-20

16*105

Статикалық шекті ығысу кернеуі, Па*с

-

250 (300)

Ең үлкен эффективті тұтқырлығы, Па

250-350

5*105

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.


Фарш шикізатының атаулары

Шекті Па ығысу кернеуі

Пластикалық тұтқырлық, Па∙с

Теңдеулер коэффициенті (1-30)

В

В*

m

Сиыр еті (куттерленген)

700

18-20

6,2

510

0,73

Шошқа еті (куттерленген)

650

19-22

6

480

0,72

Шұжық:
















Любительская

700

18-28

5

610

0,79

Докторская

540

16-19

4,3

430

0,75

Майлы

500

-

3,5

430

0,79

Ливерная
















300 С

2200

-

6

780

0,8

600 С

100

-

3

390

0,8

Шошқа сосискасы

450

9-11

3

320

0,77

Котлеттер

400

9-14

3,5

360

0,76

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.



Колбаса шикізатының фарш атаулары

В*

m

Столовая

335

0,79

Молочная, докторская

375

0,79

Отдельная

420

0,8

Чайная

500

0,81

Любительская

640

0,82

Таллинская

1000

0,81

Сервелат

1370

0,85

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.

Фарш шикізатының атаулары

Қысым Па

Шекті ығысу кернеуі

Пластикалық тұтқырлық

Теңдеулер коэффициенттері

В

В*

м




0

120

13,8

3,5

82,3

0,52

2

200

14,1

4,1

126,9

0,565

4

280

13,8

4,3

174,8

0,61

6

400

13,7

4,5

288,5

0,685

8

450

13,6

4,6

333,3

0,705

10

500

66,2

4,7

413

0,735

2

780

66,8

15

609,8

0,61

4

900

66,3

16,5

714,3

0,62

7

920

66,6

16,5

714,3

0,62

10

960

6,9

16,8

770,6

0,63

2

540

6,7

3,5

493

0,815

5

580

6,7

3,5

493

0,815

7

650

6,9

3,6

553

0,825

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.


Реологиялық қасиеттері

а0

а1

а2

а3

в1

Шекті ығысу кернеуі, Па

Майдың пластикалық тұтқырлығы, Па*с



1480

0

7

0

0,3

1 кг фаршқа кг май
















0-ден 0,15 дейін

365

0

-14

0

1,05

0,15-тен 0,4 дейін

18960

0

-50,5

76,5

1,75

Бірлік жылдамдықтағы эффективті тұтқырлық Па*с

30

0

0

0

0,5

Бұзылған құрылым темпі

1,005

0

-2,21

4,6

-




Реологиялық қасиеттері

в2

в1

с1

с2

с3

Шекті ығысу кернеуі, Па

Майдың пластикалық тұтқырлығы, Па*с



0

27

0,49

-1

0

1 кг фаршқа кг май
















0-ден 0,15 дейін

-2,44

0

0

0

0

0,15-тен 0,4 дейін

-9,05

0

0

0

0

Бірлік жылдамдықтағы эффективті тұтқырлық Па*с

0

18

0,1

0,8

0

Бұзылған құрылым темпі

-

-

-2,218

1,44

-3

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.


Дәріс 9. Сұйық тәріздес тамақ өнімдерінің ығысулық қасиеттері.

Дәріс жоспары:

1. Жалпы мағлұмат.

2. Ет-сүйекті, шырышты және желатинді сорпаның тұтқырлығы.

3. Қанның, меланждың және ерітілген мал майының тұтқырлығы.
1. Ығысулық қасиеттер өнімдердің негізгі іргелі физикалық қасиеттері болып табылады. Бұл қасиеттер өңделетін өнімге механикалық әсер кезінде туындайды және бұл қасиеттер механикалық параметрлерді (геометриялық, кинематикалық және динамикалық) анықтау мақсатында машиналардың жұмысшы органдарындағы өнімнің ағу процесін есептеу үшін қолданылады; олар өнім сапасының маңызды аспектілерін сипаттайды. Сонымен қатар ығысулық қасиеттер әртүрлі физикалық процестерді: гидромеханикалық, жылулық, (кондуктивті, жоғары жиілікті және булану т.с.с.) массаалмасу және т.б.. анықтауда есепке алынады.

Сұйық тәріздес тамақ өнімдерінің ығысулық қасиеттері тұтқырлық немесе тиімді тұтқырлықпен сипатталады және олардың статикалық шектік ығысу кернеуі болмайды. Сұйық тәріздес өнімдердің машиналардың жұмысшы органдарындағы жоғары жылдамдық градиенті немесе температура өзгерісі кезінде аққанда құрылымдық торлары әлсіздігінен бұзылады.


2. Тұтқырлықтың η ( Па∙с) температуралық тәуелділігі 40÷90° С аралығында дәрежелік теңдеумен сипатталады; мұнда эмпирикалық коэффицентт келесі мәндерге ие болады: a1=0,01905 exp (19,3 с); а2=1,26 с+0,92; tпр = 1°С; с — құрғақ заттар концентрациясы, өзгеру шегі 1 кг сорпаға 0-ден 0,2 кг-ға дейін құрғақ заттар, с 0,01 ден 0,05-ке дейін болғанда төмен нәтижелер береді.

Әтүрлі концентрациядағы және температурадағы ет-сүйекті сорпаның тұтқырлық шамасы анықтама әдебиеттерде келтірілген. Бұл мәліметтер капиллярлы вискозиметрлер мен Гепплер вискозиметрінің көмегімен алынған. Концентрациясы 0,01 сорпаның тұтқырлығы бойынша мәндерді жалпыласақ Тпр = 313 К және = 10-3 Па∙с болады.

Шырышты және желати­нді сорпалардың концентрациялары бірдей болғанымен тұтқырлықтары әртүрлі болады. Оны сорпаны алу тәсілі және ақуыздардың сандық қатынасы бойынша, яғни глютиннің ыдырауының өнім бөлшектерінің өлшемі бойынша анықтайды.Шырыштың стандартты ерітіндісінің шартты тұтқырлығының шамасы 30°С-та 1,8-ден 6°Е (0,01-ден 0,045 Па∙с). Дәл осындай жағдайдағы ет-сүйекті сорпаның тұтқырлығы – неғұрлым тұрақты 2,1° Е (0,013 Па∙с жуық) тең болады. Концентрациясы дәл осындай желатин ерітіндісінің тұтқырлығы 40° С-та 6÷40° Е (0,045-тен 0,3 Па∙с-қа дейін) болады. Желатин ерітіндісінің тұтқырлығы көптеген технологиялық факторлардан және молекулалық құрылымнан тәуелді болатынын, оның әлі толық зертелмегенін айта кеткен жөн.

Желатиннің сапасын оның тұтқырлығы арқылы бағалау үшін 40°С температурада және 10% концентра­цияда капиллярлы вискозиметрлер ВПЖ-1, ВПЖ-2 және ВПЖ-4 қолданылады.


3. Құрғақ заттардың концентрациясы жоғарылағанда қанның тұтқырлығы өседі және температура өскенде төмендейді. Қоюландыру зертханалық қондырғыда ультрафильтрациялау арқылы жүзеге асырылды. Тұтқырлықты Гепплер вискозиметрі мен Ротовиско реовискозиметрі арқылы өлшейді. Ротовиско реовискозиметріндегі мәліметтер 380 с-1 жылдамдық градиентінті мен 20° С температурада алынған. Қанның концентрациясы 0,261 болғанда типтік дәрежелі сұйықтық пайда болады, бұл сұйықтық үшін коэффициенттің келесі мәндері: = 0,3 Па∙с, т = 0,27.

Құрғақ заттардың концентрациясы төмендегенде жылдамдық градиентіне байланысты тиімді тұтқырлықтың өзгерісі дәрежелі занмен сипатталады, ал қанның плазмасы ньютондық сұйықтық болып табылады. Олардың концентрациясы жоғарлағанда сорпа тұтқырлығына қарағанда қанның тұтқырлығы жылдам өспейді.

Күзде және көктемде жиналған меланж үшін сүзгілеу және біршама гомогенизациядан кейін тұтқырлықты Пинкевич вискозиметрімен анықтайды. Тұтқырлықтың әртүрлі болғаны жылдың әр айында малдың және құстардың өсіру жағдайына байланысты.

Өндірістік майдың тұтқырлығын Гепплер және капиллярлы вискозиметрлер арқылы анықтайды. Оның температурадан тәуелділігі теңдеумен сипатталады, мұнда температура 1С берілген, ал эмпирикалық коэффициент мәндері мен тұтқырлық шамалары анықтамаларда берілген. Өндірістік майдың композициялары тұтқырлық бойынша теңдеумен алынған нәтижелерден ±4% аралығында айырылады.

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

1. Ығысулық қасиеттер қандай қасиеттері болып табылады? 2. Бұл қасиеттер не үшін қолданылады? 3. Ығысулық қасиеттер қандай физикалық процестерді анықтауда есепке алынады? 4. Сұйық тәріздес тамақ өнімдерінің ығысулық қасиеттері қандай сипаттамалармен сипатталады және олардың қандай шамасы болмайды? 5. Тұтқырлықтың температуралық тәуелділігі 40÷90° С аралығында қандай теңдеумен сипатталады? 6. Шырышты және желати­нді сорпалардың концентрациялары бірдей болғанымен тұтқырлықтары қандай болады? 7. Ет-сүйекті сорпаның тұтқырлығы неге тең? 8. Концентрациясы дәл осындай желатин ерітіндісінің тұтқырлығы қандай? 9. Желатиннің сапасын оның тұтқырлығы арқылы бағалау үшін 40°С температурада және 10% концентра­цияда қандай аспаптар қолданылады? 10. Тұтқырлықты қандай аспаптар арқылы өлшейді? 11. Күзде және көктемде жиналған меланж үшін сүзгілеу және біршама гомогенизациядан кейін тұтқырлықты қандай аспаппен анықтайды? 12. Өндірістік майдың тұтқырлығын қандай аспаптар арқылы анықтайды?


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 10. Өнімдердің компрессиондық сипаттамалары.

Дәріс жоспары:

1. Сүтті тағамдардың компресиондық құрылымы.

2. Сүт және сүт тағамдарының тығыздығы.

3. Өнімдердің тығыздығы.

1. Компресионды тығыздық азық-түлікте былай жүреді, көбіне мұнда оның фаза түрі өзгереді. Сүтті тағамдарға жоғарғы фазалық ақуызы, оның кеуекті дисперсті денесін фазалық көлемі мен көрестуге болады, мына формуламен анықтайды:

υ (10.1)

(10.2)

мұнда υn – жалпы өнімнің кеуегі, м33;



- кеуекті өнімнің газы, м33;

v,vж,vг - өнімнің барлық көлемі және кеуектің көлемі, ол сұйық және газдың фазаларға толтырылған.

Кеуекті материалдарды көбінесін коэффициентті кеуекпен салыстырады Еп, ол бүкіл көлемдік кеуекпен байланысты:

(10.3)

Дерек бойынша, жалпы ірімшік пен сырдың кеуектілігің құрылымдық кестеден 10.1 көруге болады.


Кесте 10.1. Ірімшік пен сырдың жалпы кеуектілігі.

Сыр кеуектілігінің массасы газ бойынша өнім формасының методына тәуелді.

Дерек бойынша, сыр массасының тесік көлемі әр түрлі қалыптық әдісіне байланысты. Оны 10.2 кестеден көруге болады.

Өсу коэффициенттің қыр қысымын қатынастан алуға болады, тәжірибелік қарсылықты анықтау үшін, өнім қажалуы қабырға приборына байланысты, әр түрлі шығармашылық қажалау коэффициенті f бұл қыр қысым коэффициенті. Орташа шама f бұл қыспақ массасы әр түрлі қысымды болады, ол 10.2 кестеде көрсетілген. Сырдың фазалық тесіктер көлемі ол сыр пішінінің массалық түрлі әдісіне байланысты.

Кесте 10.2

Кесте 10.3. Ірімшік массасының қысымды коэффициент бойынша шығымы.



Сыр компрессиондық жиынтығын бағалау және әдісі бойынша біржақты қысылу цилиндрлі немесе тікбұрышты сыр пробасы бірқалыпты жылдамдықта. Сонымен қатар компрессиондық көрсеткішке процент қатынасына оның биіктігіне және қысылу биіктігіне байланысты.
2. Сүт және сүт тағамдарының тығыздығы және майлы еместігі сүттің температурасына байланысты 10.4 кестеден көруге болады.
Кесте 10.4. Тәуелділікке байланысты tº(δºс) 23.

Сүт тығыздығы ρ (δ кг/м3) құрамында май 0,03 кг/кг және құрғақ майлы емес сүт қалдығы 0,087 кг/кг (8,77) температурасы 10-нан 45ºс дейінгі.

ρ=1035-0,358 t+0,0049 t2-0,0001 t3,

Майлы емес сүт тығыздығы [φ=0,0002 кг/кг (0,02/), СОМО – 0,089 кг/кг (8,9/)] сол интервалдық температурасы

ρ=1036,6-0,146t+0,0023t2-0,00016t3

Қышқыл сүтті тағамдардың тығыздығы, ішкі сүтті тағамдардың айырмашылығы жоқ.

Қаймақ тығыздығы оның температурасына байланысты:

ρ/ρпр=1,125-0,15 Т/Тпр

Көрсетілген температура (Тпр) мына формула бойынша. Көрсетілген тығыздық (ρпр) қаймақтың майлығына байланысты оны 10.5 кестеден көруге болады. Есептелген қаймақ тығыздығын 10.6 кестеден көруге болады.

Кесте 10.5. Қаймақ тығыздығы (δ кг/м3) майлығына байланысты (кг май 1кг қаймаққа арналған).



Кесте 10.6. Қаймақ тығыздығы (δ кг/м3) түрлі майлығы температураға байланысты.




10

15

20



25

30

35



40

45

50



55

60

65



70

75

80



85

90

95



1009.6

1008.1


1004.4

1001.4


997.4

993.8


991.5

987.9


985.2

982.3


980.0

977.7


974.7

970.6


967.8

964.7


960.8

956.3


994.3

993.7


987.0

981.6


978.2

973.2


970.7

967.7


965.8

963.2


960.1

959.0


954.0

949.0


945.5

942.3


937.5

934.1


985.2

983.5


978.0

971.9


968.3

964.0


961.2

958.2


956.4

952.8


946.4

945.8


941.6

937.5


930.1

927.1


919.6

917.3



970.1

963.9


962.0

959.2


952.3

948.2


948.0

946.1


942.8

941.1


940.2

936.8


934.2

927.9


925.1

919.5


917.9

912.9


960.5

955.8


949.5

947.2


943.3

940.2


938.8

935.0


929.8

926.8


923.4

921.5


918.8

913.3


909.2

907.1


903.4

396.6


943.6

941.9


940.0

936.3


932.6

929.3


923.5

919.0


913.9

907.9


902.5

898.2


890.3

886.5


880.6

877.0


874.6

871.3

Қоюланған сүтті өнімдердің тығыздығы, температура көтерілсе ол төмен болады, жоғарласа құрғақ заттың концентрациясы көтеріледі. Оны 10.7 кестеден көруге болады.
Кесте 10.7. Қоюланған сүттің тығыздығы құрғақ заттың концентрациядан тұрады (кг/кг)

с



с



с



0,23

0,24


0,25

0,26


0,27

0,28


0,29

0,30


0,31

0,32


0,33

1091

1095


1098

1103


1108

1114


1117

1121


1125

1131


1135

0,34

0,35


0,36

0,37


0,38

0,39


0,40

0,41


0,42

0,43


0,44

1140

1145


1150

1153


1156

1162


1166

1171


1176

1181


1186

0,45

0,46


0,47

0,48


0,49

0,50


0,51

0,52


0,53

0,54


0,55

1190

1194


1197

1200


1204

1209


1214

1216


1218

1222


1231

Кесте 10.8. Сырдың тығыздығы және қоюланған казеиннің әртүрлі ылғалдылықта (8 кг/м3)



Су құрамы 1 кг суға 1 кг өнім

Қоюланған сыр,май құрғақ өнімде

Қоюланған казеин

0,85

0,80


0,75

0,70


0,65

0,60


0,55

0,30


1033

1037


1043

1048


1053

1058


1063

1068


1030

1060


1050

1090


1110

1130


1140

1160

Қоюланған сүт тығыздығы қантпен және какаомен, ал температураға тәуелді оны мына формула бойынша анықтауға болады:

Формулада нақтылығы 293353К

Сүтті тағамдардың жоғары ақуызды тығыздығы құрғақ заттардың құрамына тәуелді. Ақуыз тығыздығы 1280 кг/м3, майы-930, лактоза-1530, минералды заттар-2400 кг/м3.құрғақ заттардың орташа тығыздығы: сыр майы 45%, ал құрғақ затта 1189 кг/м3, бұл 30%, майда-1165 кг/м3.
Кесте 10.9. 200С-тағы сүтті тағамдардың жоғары ақуызды тығыздығы.


Өнім

Тығыздығы кг/м3

Ұнтақталған тығыздық кг/м3

Натрий казеинаты

Төменгі кальцийдің копреципитаты

Орташа кальцийдің копреципитаты

Жоғары кальцийдің копреципитаты

Құрғақ казеин

Майлы творг

Қыспақталған мырдағы 45% - майы

Ұнтақталған метод остмосфералық қысымда

Вакуум астындағы қысым тығыздығы 13,3∙103 Па

Қабат сарысу

Натуралды сырлар

Ұнтақ атмосфералық жағдайда



1510

1570


1460

1430


1260

-

-



-

-

-



-

-


588

800


645

690


600

1060


-

1062


-

1073


-

1044


Ұнтақ вакуум астындағы қысым тығыздығы 13,3*103 Па

-

1091

Қабат сарысуы

-

1086



Балқытылған сыр «Дружба»

-

1050

Балқытылған сыр «Фруктовый»

-

1151

Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

1. Сүтті тағамдарға жоғарғы фазалық ақуызы, оның кеуекті дисперсті денесін фазалық көлемі мен көрестуге болады, қандай формуламен анықтайды? 2. Кеуекті материалдарды көбінесін коэффициентті кеуекпен салыстырады, ол бүкіл көлемдік кеуекпен байланысты? 3. Ірімшік пен сырдың жалпы кеуектілігі қандай болады ? 4. Ірімшік массасының қысымды коэффициент бойынша шығымы қандай? 5. Сүт және сүт тағамдарының тығыздығы және майлы еместігі неге байланысты? 6. Қаймақ тығыздығы қандай параметрлерге байланысты? 7. Қоюланған сүттің тығыздығы қандай сипаттамалардан тұрады? 8. Сырдың тығыздығы және қоюланған казеиннің әртүрлі ылғалдылықта қандай болады? 10. Қоюланған сүт тығыздығы қантпен және какаомен, ал температураға тәуелді оны қандай формула бойынша анықтауға болады?
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 11. Аспаптар, стендтер және зерттеу әдістері.

Дәріс жоспары:

1. Пластикалы-тұтқыр өнімдердің қысым өлшегіштері.

2. Реологиялық зерттеулерге арналған эксперименттік стендтер.

3. Вискозиметрлік зерттеулер.
1. Қолданылып келе жатқан механикалық манометрлер, пьезометрлер, дифманометрлер және басқа аспаптар пластикалы-тұтқыр ет өнімдерінің қысымын анықтауға жарамсыз. Себебі, зерттелетін өнім өлшегіш элементтің және аспаптың ішіне кіріп кетеді де, қысым өзгерісі байқалмайды. Бұл мәселе аралық сұйығы бар механикалық өлшегіштер қолдану жолымен шешілуде, мұнда тіркеуші аспап ретінде түйісу манометрі қолданылады.

Veb messgeratewerk beierfeld (Германия) фирмасы пластикалы-тұтқыр жүйелердің қысымын анықтау үшін механикалық манометрлер көмегімен аралық қысым алмастырғыштарды қолданады. Олар өзара мембранамен ажыратылған екі қуыстан тұрады. Манометр жағындағы қуыс қысым шамасын беретін аралық сұйықпен толтырылады, ал екінші қуыс зерттелетін ортамен шектеледі.

Тұтқырлығы және пластикалы-тұтқыр сұйықтарды және механикалық қоспалары бар материалдарды тасымадағанда құбырөткізгіштегі қысымдарды өлшеу аспаптарын кеңінен қолдану мақсатында С.Ф. Коган жаңадан құрылғы ойлап тапты. Бұл құрылғы түтікше түрінде жасалған коаксиальды сезімтал элементке орнатылған фланеці бар қосымша цилиндрден тұрады. Қосымша цилиндрдің ішкі беті түтікшенің ішкі бетімен қосылып, герметикалық камераны құрайды. Бұл камера буферлі сұйықпен толтырылып, өлшегіш манометрмен және компенсациялы құрылғымен жалғанған. Камера компенсациялы құрылғының көмегімен сұйыққа толтырылғанда қысым тудырылады. Бұл қысымның шамасын сезімтал элементтің қабырғасындағы кернеу есептік кернеуден аспайтындай етіп таңдалынады. Одан кейін құрылғы жұмысы тексеріледі.

Буферлі сұйықты механикалық датчиктер құрылысы қарапайым, бірақ резеңкелі мембраналар мен диафранмаларды үнемі ауыстыруды қажет етеді.

Өлшеу дәлдігін арттыру мақсатында А.С. Лев және Г.И. Гераскин тензометрлік датчик ойлап тапты. Бұл датчик жұқа қабырғалы цилиндр тәріздес серпімді элементтен тұрады. Мұның бір жағы штуцермен, екінші жағы қақпақпен жабылған. Бұл датчиктердегі күштік элемент серпімді болат мембрана, тіркеуші - тензометр, пьезоэлемент, потенциометр болып табылады.

Тензодатчиктердің құрылысын жеңілдету үшін В.К. Зайцев серпімді элементтің жақ бетіне орналастырылған шыныизоляциядағы тензоөткізгіштің бір орамы түріндегі жұмысшы және компенсациялы тензорезисторларды ұсынды.


2. Зертханалық жағдайларда орта тұтқырлығын арнайы стендтар көмегімен анықтайды. Капиллярлы вискозиметрлермен тұтқырлықты анықтау стенттарының принциптік сұлбалары ашық немесе герметикалы сосудқа салынған вискозиметрлерден, және термостаттардан тұрады. Аспаптағы зерттелетін сұйықты термостаттау оның көлеміне байланысты 10-30 минутқа созылады. Бұл уақыт ішінде температура термостаттағы сұйық температурасына жетеді де, құрылым қалпына келеді, яғни алдыңғы өлшеулерге сәйкес жағдай туғызылады. Термостаттау уақыты қысқа болып қалса, температуралық қателіктер тұтқырлық шамасының нақты мәнін табуда үлкен ауытқуларға әкеледі.

Шыны капиллярлы вискозиметрмен тұтқырлықты анықтау стенді 8.1, а суретте көрсетілген. Стенд құрамына вискозиметр 1, термостаттаушы сұйығы бар сосуд 2 және ультратер­мостат 3 кіреді.



Сурет 11.1. Тұтқырлықты анықтауға арналған стенд:

а - әртүрлі температурада: 1 ­ вискозиметр, 2 ­ термостаттаушы сұйығы бар сосуд, 3 ­ ультратер­мостат, б - әртүрлі қысымда: 1 ­ ауа сорғысы, 2 ­ бутиль­моностат, 3 ­ вискозиметрмен қосылатын түтікше, 4 ­ сұйықтықтарды сақтауға арналған ыдыс, 5 ­ сұйық манометр.
Стендта зерттелетін сұйықтықты термостаттау 10-30 минут аралығында жүреді. Бұл уақыт аралығында оның температурасы термостаттағы сұйықтықтың температурасына жетіп, құрылымы қалпына келеді. Аз уақыт аралығында термостаттау кезінде температуралық қателіктер тұтқырлықтың нақты мәнінен айтарлықтай ауытқу береді. Вискозиметрлерімен өлшеу жүргізу кезінде капиллярдың бір жағынан міндетті түрде қысым немесе вакуум тудыруы қажет. Бұл үшін 8.1, б – суретте берілген стендті қолданады. Ол компрессор немесе вакуум-сорғы сияқты жұмыс істейтін сорғыдан, көлемі 8-10 л моностаттан, U тәрізді сұйық манометрден немесе микроманометрден шығарылатын сұйықтыққа арналатын ыдыстан, ауа берілуін реттеуге арналған краннан тұрады. Өлшеуді бастау алдында барлық ыдыстағы қысым теңестірілуі керек. Сұйықтықтың капилляр арқылы ағуы кезінде артық қысымды қолдану, ағынның турбулентті болуын тудыруы мүмкін. Сондықтан да Рейнольдс критерийі арқылы ламинарлы екенін тексеру қажет.
3. Ротационды вискозиметрлер. Зерттелетін өнім жұмыс жазықтықтарының арасында болады. Бір жазықтықтың айналу кезінде өнімнің кедергі күшін өлшейді. Кедергі моментін екі әдіспен өлшеуге болады.

Тамақ өнеркәсібінде тұтқыр және пластикалы­тұтқыр өнімдердің сипаттамаларын өлшеуге коаксиалды цилиндрлі біріккен беттік жазықтықтар кең қолданыс тапты. Коаксиалды цилиндрлі құралдың 2 негізгі варианты белгілі.

Бірінші жағдайда зерттелетін материал бір қалыпты айналмалы қозғалысқа келтірілетін цилиндрге орналастырылады. Серпімді жіпке ілінген екінші цилиндр біріншімен коаксиалды болады. Тұтқырлық бірінші цилиндрдің айналу жылдамдығының шамасы мен екінші цилиндрдің бұрылу бұрышы бойынша есептеледі. Бұл әдіс сұйықтықтар мен газдарды зерттеу үшін қолданылады.

Екінші вариант: сыртқы цилиндр қозғалмайды, ішкі цилиндр өске бекітілген және де құлап бара жатқан жүктің көмегімен айналады. Ротационды құралда экспериментті түрде айналу моменттерінің бұрыштық жылдамдыққа тәуелділіктерін алады.

АКВ­3 және АКВ­5 автоматты вискозиметрлері кеңінен тараған. Құрал зерттелетін өніммен толтырылатын камерадан және капиллярдан тұрады. Камераға пружина қысымының әсерінен төменге қозғалып, массаны капилляр арқылы өткізетін шток кіреді. Штокка карандаш ұстағышы бекітіледі. Карандаш электрқозтқышпен қозғалатын барабанға белгі жазады. Сызбада зерттелетін массаның пластикалы­тұтқыр сипаттамасын анықтайтын қисық алынады. Тәжірибе жүргізу және оны өңдеу әдістемесі құралмен бірге берілетін құжаттарда жазылады.

Өндірісте шығарылатын шарикті вискозиметрлер ішінде Гепплердің вискозиметрі кеңінен таралған. Шарик көлбеу құбырмен қозғалып, оның қабырғасымен кішкентай саңылау құрайды. Құрылымдаған сұйықтық саңылаудан өткенде, құрлымдық байланысы бұзылады. Сондықтан да екі кезекті өлшеуде дәл қорытынды шықпауы да мүмкін. Құрал тұтқыр­ньютондық немесе төмен құрылымдаған сұйықтықтарды 3∙10-4 –нан 60 Па∙с ­қа дейінгі диапазонда өлшеуге арналған. Тәжірибелік моделдер үшін құжатты қате өлшеу 0,5 % -тен аспайды.


Өзінді тексеруге арналған сұрақтар

1. Пластикалы-тұтқыр ет өнімдерінің қысымын анықтауға қандай аспаптар жарамсыз? 2. Пластикалы-тұтқыр жүйелердің қысымын анықтау үшін қандай аспаптар қолданады? 3. С.Ф. Коган жаңадан қандай құрылғы ойлап тапты? 4. Өлшеу дәлдігін арттыру мақсатында А.С. Лев және Г.И. Гераскин қандай аспап ойлап тапты? 5. Аппараттар мен машиналардың негізгі сипаттамалары болып не табылады? 6. Зертханалық жағдайларда орта тұтқырлығын қандай құрылғы көмегімен анықтайды? 7. Тұтқырлықты анықтауға арналған стенд құрамына не кіреді? 8. Ротационды вискозиметрлер деген не? 10. Тамақ өнеркәсібінде тұтқыр және пластикалы­тұтқыр өнімдердің сипаттамаларын өлшеуге қандай құрылғы кең қолданыс тапты? 11. Өндірісте шығарылатын шарикті вискозиметрлер ішінде қандай вискозиметр кеңінен таралған?


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 12. Пластикалы­тұтқыр сұйықтықтарды тасымалдауға арналған қондырғылар.

Дәріс жоспары:

1. Сорғылар туралы жалпы түсінік. Сорғылардың жіктелуі, жұмыс істеу принципі.

2. Сорғылы қондырғылардың жалпы сұлбасы.


Гидравликалық машиналар дегеніміз электрқозғалтқыштың механикалық энергиясын тасымалданатын сұйықтың ағын энергиясына айналдырып, қысымын көбейтеді немесе қозғалыстағы сұйық тегеурін энергиясын механикалық энергияға айналдыратын (гидравликалық құбырлар) машиналар. Гидравликалық жетек дегеніміз сорғыдан және сәйкес реттегіш және таратқыш аппаратурасы бар гидроқозғалтқыштан тұратын гидравликалық жүйе және жұмысшы сұйық көмегімен беріліс беруді қамтамасыз етеді.

Сұйық қоспаларды кәсіпорын ішінде аппараттар мен қондырғылар арасында және кәсіпорыннан тыс басқа жақтарға тасымалдауға арналған гидравликалық машиналар сорғылар деп аталады.

Сорғылар үш түрге бөлінеді: қалақшалы немесе ортадан тепкіш, көлемді және ағынды.

1. Қалақшалы /ортадан тепкіш/ сорғылардағы қысым, қалақшалы доңғалақтардың айналуындағы ортадан тепкіш күштің сұйыққа әсерінен пайда болады. Бұларға ортадан тепкіш, құйынды және осьтік сораптар жатады.

2. Көлемді сорғылардағы қысымдар айырмасы сұйықтардың белгілі бір көлемін жабық камерадан жылжымалы немесе айнамалы денелер арқылы ығыстырып шығарғанда пайда болады. Бұларға піспекті /плунжерлі, диафрагмалы/ және роторлы /тісті доңғалақты, пластинкалы, винтті/ сораптар жатады.

3. Ағынды сорғыларда сұйықтықтарды тасымалдау үшін жұмысшы сұйықтықтың /ауа, бу, су т.б./ кинетикалық энергиясын пайдаланады.

4. Сұйықтардағы сығылған газ немесе ауа жәрдемімен тасымалдау үшін газлифт /эрлифт/ және монтежюлар қолданады.


Сурет 12.1. Сорғылы қондырығының сұлбасы: 1. сорғыш құбырөткізгіш; 2. үрлегіш құбырөткізгіш; 3. қоректендіргіш резервуар; 4. ағынды резервуар; 5. қабылдағыш торы бар кері клапан; Н – сорап; V – вакуумметр; М – манометр






Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет