CC BY
192
Вода Клетки
г
Рис. 2. Разрез зерна рапса после сушки при 100-кратном увеличении:
а — мощность СВЧ-излучения 80 Вт и продолжительность 10 мин; б — 160 Вт, 5 мин; в — 320 Вт, 10 мин; г — 400 Вт, 5 мин
Вода Клетки
в
Выводы
1. Для семян рапса, используемых в качестве семенного материала, мощность СВЧ-излучения не должна превышать 150.. .170 Вт, а время воздействия — 15 мин.
2. Для семян рапса, используемых для производства масла, мощность СВЧ-излучения не должна превышать 310.330 Вт, а время воздействия — 10 мин.
Следует особо отметить, что сушка проводилась в закрытой сушилке без принудительного вентилирования. На стенках сосуда с семенами после просушки образовался конденсат, что мешало определить истинную влажность высушенного материала.
Таким образом, при сушке СВЧ-излучением необходимо применять активное вентилирование, что позволит не только удалить влагу с поверхности семян, но и ускорит процесс сушки. Применение электромагнитного излучения СВЧ-диапазона в сушилках, предназначенных для сушки семян рапса, позволит получить экологический чистый продукт, а также ускорит процесс сушки одновременно исключая воздействие высоких температур на высушиваемые семена.
Список литературы
1. Гинсбург, Л.С. Влага в зерне / Л.С. Гинсбург [и др.]. — М.: Колос, 1969. — 224 с.
2. Жидко, В.И. Зерносушение и зерносушилки / В.И. Жидко, В.А. Резчиков, В.С. Уколов. — М.: Колос, 1982. — 239 с.
УДК 631.171
В.В. Назаров, канд. техн. наук, доцент
ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»
экспериментальное определение реологических свойств пастеризованного молока жирностью 2,5 %
Все механические свойства (вязкость, упругость, пластичность и др.), которыми обладают реальные жидкости, определяются их химическим и фазовым составом, концентрацией растворов. От этих свойств зависит выбор режимов технологической обработки материалов. С их помощью проводят расчет перерабатывающего оборудования. Они определяют качество продукта, его органолептику. Более глубокое изучение этих свойств даст возможность повысить производительность переработки молока, создавать пищевые (для выпойки телят) и технические заменители, которые можно использовать для испытаний нового молоч-
32
ного оборудований или демонстрации его работы в учебных целях.
Реология — наука о деформировании и текучести материалов — устанавливает математическую связь между действующими на жидкое тело механическими напряжениями, деформациями и их изменениями во времени. Математические зависимости включают реологические константы, определяющие свойства материалов (коэффициенты вязкости, упругости, пластичности и др.). Эти характеристики являются главными физико-механическими (реологическими) свойствами материалов, они непосредственно связаны с законами движе-
ния, со строением, структурой твердых тел, жидкостей, жидкообразных систем и определяются из опытов.
Для молока хорошо изучена только одна механическая характеристика — вязкость, особенно ее зависимость от температуры. Техника измерений включает ряд приборов (вискозиметров Гепплера, Энглера, Оствальда), реометров, реотестов и других устройств, с помощью которых разные ученые выявили наличие аномальной (структурной) вязкости у молока. Вайткусом В.В. была определена ее зависимость от степени механического воздействия, но реологической модели предложено не было [1]. КапёЪаЪп Н. [2] приводит сведения о том, что поведение молока при вискозиметрическом течении можно описать с помощью степенного уравнения Оствальда Де Виля:
0 = гуп, (1)
где у — градиент скорости, с-1; 9 — напряжение сдвига, Па; г и п — консистентные коэффициенты.
Горбатовым А.В., изучавшим структурные свойства молока, реологическая модель не определена [3].
Наши исследования пастеризованного молока жирностью 2,5 % показали невозможность описания его поведения уравнением (1). Испытания проводились на экспериментальной установке, изготовленной на базе стандартного ротационного вискозиметра ВСН-3 с термостатом. Принцип действия вискозиметра основан на измерении сдвиговых напряжений в испытуемом материале, который находится в узком кольцевом зазоре между вращающейся наружной цилиндрической гильзой и внутренним цилиндром, связанным с измерителем момента вязкого трения, выполненном в виде пружины кручения. Переключатель оборотов гильзы устанавливает градиент скорости 200, 292, 392 и 583 с-1. В качестве термостатирующей жидкости использовали трансформаторное масло. Температуру его поддерживали с отклонением не более 0,5 °С с помощью
нагревателя с терморегулятором. Повышение и понижение температуры исследуемого материала осуществляли ускоренной или замедленной подачей трансформаторного масла насосом. Перед измерением провели тарировку вискозиметра на дистиллированной воде. Испытания велись по методике, изложенной в паспорте вискозиметра, для образцов пастеризованного молока жирностью 2,5 %, взятых в осенне-зимний период (ноябрь и декабрь) на Оренбургском молокозаводе. Интервал температур — 15...50 °С (табл. 1, 2).
Результаты измерений динамической вязкости использовали для выбора реологического уравнения состояния. Аппроксимация экспериментальных данных методом наименьших квадратов показала, что описать поведение молока (как и многих других структурированных жидкостей) можно уравнением Шведова-Бингама:
0 = 00 +П°У, (2)
где 90 — предельное напряжение сдвига, Па; п° — пластическая вязкость, мПа-с.
Предельное напряжение сдвига и пластическая вязкость являются реологическими характеристиками пастеризованного молока жирностью 2,5 %.
Снижение значений констант 90 и по (табл. 3) с повышением температуры (линейная зависимость) объясняется физическим состоянием среды. Усиливается броуновское движение частиц раствора и механическое воздействие, разрушающее пространственную структуру жидкости.
Выводы
Опытное определение реологических свойств пастеризованного молока жирностью 2,5 % при температуре, которая ниже температуры денатурации белков, подтверждает выводы В.В. Вайткуса о наличии аномалии вязкости у молока с малым содержанием жира. Пространственная структура, образованная частицами молока (жировыми шариками и белковыми молекулами), позволяет описать по-
Таблица 1 Таблица 2
Динамическая вязкость молока жирностью 2,5 % Динамическая вязкость молока жирностью 2,5 % (ноябрь), мПа-с (декабрь), мПа-с
ґ, °С Т, с 1
200 292 392 583
15 2,577 2,648 2,411 2,063
20 2,148 2,060 1,973 1,916
25 1,718 1,765 1,753 1,768
30 1,718 1,471 1,534 1,474
35 1,718 1,471 1,315 1,326
40 1,289 1,471 1,315 1,326
45 1,289 1,295 1,315 1,179
50 1,289 1,177 1,098 1,179
ґ, °С Т, с 1
200 292 392 583
15 2,577 2,354 2,102 2,063
20 2,148 2,060 1,973 1,768
25 1,718 1,765 1,753 1,621
30 1,718 1,471 1,534 1,474
35 1,718 1,471 1,315 1,326
40 1,289 1,177 1,315 1,326
45 1,289 1,177 1,096 1,179
50 1,289 1,177 1,096 1,032
Таблица 3
Предельное напряжение сдвига 0Й (Па) и пластическая вязкость молока жирностью 2,5 % по 103 (мПас)
t, °С Ноябрь Декабрь
00 по 00 по
15 0,138 1,81 0,133 1,72
20 0,119 1,70 0,115 1,61
25 0,100 1,58 0,098 1,50
30 0,080 1,46 0,080 1,39
35 0,061 1,35 0,063 1,28
40 0,042 1,23 0,045 1,17
45 0,023 1,12 0,028 1,06
50 0,004 1,01 0,011 0,95
ведение молока при вискозиметрическом течении уравнением Шведова-Бингама. Определены реологические свойства молока (предельное напряжение сдвига и пластическая вязкость) и установлена их линейная зависимость от температуры.
Список литературы
1. Вайткус, В.В. Изучение вязкости молока и сливок I В.В. Вайткус II Труды Литовского филиала ВНИИМ^ — Вильнюс: Минтис, 1964. — Т. 1. — C. 16-26.
2. Randhahn, H. Beitrag zum Flie verhalten von Milch und Milchkonzentraten I H. Randhahn. — Milchwissenschaft, 28 (10), 620-628 (1973).
3. Горбатов, А.В. Cтрyктyрно-мeханичeскиe характеристики пищевых продуктов I А.В. Горбатов [и др.]. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 296 с.
УДК 669.018.298: 669.054.8: 631.3
РР Ахметзянов, ассистент И.Г. Хабибуллин, доктор техн. наук, профессор Х.С. Фасхутдинов, канд. техн. наук, доцент Х.В. Гибадуллина, канд. хим. наук
ФГОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет»
низкотемпературный способ получения материалов из отходов теплоэнергетических и нефтехимических предприятий
Разработка новых порошковых материалов, стойких к климатическим, биологическим, производственно-химическим и другим агрессивным воздействиям, прочных и надежных в эксплуатации и получение их по менее энергоемким технологиям представляет важнейшую научнотехническую проблему. Производить их можно из промышленных отходов, которых в Татарстане сегодня более 1,2 млрд т. В центральных, северных, западных и восточных областях в отвалах различных предприятий содержатся шлаки черной и цветной металлургии, ГРЭС и ТЭЦ. В Татарстане ежегодно образуется более 300 т серных отходов на Миннибаевском ГПЗ. Ввод Нижнекамского НПЗ добавит еще 200 тыс. т серных отходов, которые необходимо будет утилизировать [1, 2].
На основе серного вяжущего получен универсальный материал — серобетон, который может найти применение на химических и металлургических предприятиях, где необходимы коррозионностойкие и прочные бетоны, а также в портах, доках, на набережных, т. е. там, где требуется защита от морской воды, разъедающей обычный бетон; для изготовления армированных труб и коллекторов, железнодорожных шпал, мостовых ферм
34
и опор; в качестве дорожного покрытия не только в жарких широтах, но и в зонах вечной мерзлоты.
Отечественные разработки таких материалов на основе серного вяжущего, как правило, ограничивались лабораторными исследованиями и до сих пор не нашли применения на практике, хотя и содержат много ценной информации, которую можно использовать в будущем. А между тем в США и Канаде работают крупнейшие заводы по производству сероцемента, серобетона сероасфальта и изделий из них строительного назначения. И неслучайно, прочность бетонов на серном вяжущем, к примеру, находится в пределах марок 400.700, морозостойкость — более 100 циклов, водонепроницаемость относится к В-8, коэффициент водо- и коррозионной стойкости, в зависимости от вида используемых крупных и мелких заполнителей и наполнителей, составляет 0,8_0,9.
Материалы, полученные на основе серного вяжущего, имеют улучшенные характеристики по сравнению с известными материалами. Материалы машиностроительного назначения с использованием серного вяжущего практически до настоящего времени не создавались, и это служит основанием для разработки технологии их получения.
