CC BY
129
664.34
ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ ПЛОТНОСТЬЮ И ВЯЗКОСТЬЮ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
В. И. ЛЯШКОВ, ДО. МОХОВ
Тамбовский государственный технический университет,
392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106; электронная почта: [email protected]
Приведены экспериментальные сведения о вязкости и плотности рапсового масла и масла семян редьки. Предложены простые регрессионные зависимости для расчета вязкости и плотности ряда растительных масел пищевого назначе -ния.
Ключевые слова: растительные масла, плотность, коэффициент динамической вязкости, корреляция, аппроксимация, регрессионные формулы.
В пищевых производствах при составлении рецептур, а в пищевой промышленности при разработке и доводке технологического оборудования нередко возникает необходимость с приемлемой точностью знать величину плотности и динамической вязкости растительных масел при различных температурах. Чаще всего такие вопросы решаются с помощью справочной литературы. К сожалению, там эти сведения приводятся не в должном объеме, а для некоторых растительных масел данные вообще отсутствуют.
В процессе исследования теплофизических характеристик отдельных растительных масел, которые все более широко стали применяться не только в пищевых технологиях, но и как возобновляемые источники энергетического топлива, мы обнаружили существенную корреляцию между величинами динамической вязкости т и плотностью р этих масел.
Для измерений вязкости использовали модернизированный рео-вискозиметр Гепплера производства ГДР [1], работающий по принципу падающего шарика, скорость движения которого является мерой вязкости.
Плотность р масел измеряли стандартным денсиметром, который помещали в заполненный маслом мерный цилиндр. Необходимая для проведения опытов температура достигалась помещением мерного цилиндра в водяной ультратермостат.
Результаты наших измерений для рапсового масла и масла из семян редьки приведены на рис. 1 и рис. 2 в виде зависимостей р = f (t) и m = f (t). Обработка опытных данных проведена с помощью пакета MS Excel: построены линии тренда и определены параметры ап-проксимационных формул, приведенные на рисунках.
Проверку гипотезы о наличии корреляционной связи между полученными нами экспериментальными значениями плотности и вязкости проводили расчетом коэффициента парной корреляции. Для опытных данных при близких температурах отнесения найден расчетный коэффициент парной корреляции Rp,m = 0,9548, намного превышающий критическое значение (при доверительной вероятности 0,99 и числе анализируемых пар n = 12, R^ = 0,708 [2]), что доказывает наличие и
Рис. 1
Рис. 2
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
(
♦ Подсолнечное ■ Кукурузное ▲ Соевое • Хлопковое Ж Виноградное
1П19 _ с 0,0423р Цпвдс-Ю — ®Є
R2 = 0,9501
18 - Оо°'0412Р
^ Ю1“ = 2ё
R2 = 0,9534
1П15 _ j о.о;
Исон-10 -18'
R2 = 0,9597
R2 = 0,9597
Цвин '
R2 = 0,9132
Рис. 3
силу такой связи (теоретически в виде линейной регрессии).
Приведенные на рис. 1 и 2 зависимости позволяют легко получить аппроксимационную формулу для исследуемой нами корреляции.
Запишем приведенные формулы в общем виде
р = а1 + b 1t, m = a2 exp (b2t)
и выразим из каждой величину t:
Р— a, 1 m
t = ----1, t = — ln —.
bj b2 a2
Приравнивая правые части полученных формул, после простейших преобразований найдем связь между m и р:
m = A exp (5р),
где величины А и B рассчитываются через коэффициенты соответствующих регрессий
A = a2 exp (— — a1), B = —.
b 1 b1
Подставляя численные значения, получим следующую аппроксимационную формулу:
m = 3,96 exp (0,043 р) ■ 10-19, Па • с.
На рис. 3 экспериментальные данные представлены в координатах р-m, что наглядно убеждает в существенной корреляционной связи между этими теплофизическими характеристиками. Для построения рис. 3 предварительно по формуле на рис. 1 были рассчитаны значения р исследованных масел при тех же значениях температур, при которых определялись экспериментально значения m. Приведенная на рис. 3 линия тренда для рапсового масла рассчитана после линеаризации зависимости m=f (р) путем замены переменных (X = р, Y = ln m). Естественно, что и коэффициент корреляции
820 840 860 880 900 920 р,кг/м3
Рис. 4
R, приведенный на рис. 3, получен для этой линеализи-рованной зависимости, поэтому величина его еще больше. Аналогично обработаны нами результаты экспериментальных измерений для масла семян редьки.
На рис. 4 приведены аналогичные корреляционные зависимости и регрессионные формулы вида m = f (р) для ряда других растительных масел - подсолнечного, кукурузного, соевого, масла семян хлопка, масла из косточек винограда, построенные по данным, приведенным в [3].
В продолжение анализа нами получена универсальная регрессионная зависимость для расчета плотности любых растительных масел. Для этого на рис. 5 построена зависимость плотности от температуры в безразмерной форме, где по оси абсцисс берется температура t, а по оси ординат - величина pt/p20, (рго - плотность каждого масла при температуре t = 20°C). Как это видно из рис. 5, все опытные точки очень кучно ложат -ся относительно линии тренда и с погрешностью не более ±0,3% описываются приведенной там же регрессионной формулой.
Рис. 5
Наличие такой регрессии еще более расширяет возможности расчетного определения величины коэффициента динамической вязкости растительных масел. Действительно, если известна плотность любого из масел при какой-либо температуре А, а нужно определить плотность при другой температуре t2, то, записав для каждой из них линейные уравнения регрессии
Р^ =a" Ь^ и Р^2- = a + Ы2,
Р 20 Р 20
после почленного деления находим:
a + bt 2
р t2 Р t
a + bt j
Рассчитав значение плотности, по приведенным регрессионным формулам (рис. 3 и 4) легко находим величину т при температуре ^.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мохов Д.О., Ляшков В.И. Модернизация рео-вискози-метра Гепплера // Вопр. совр. науки и практики. - 2009. - № 1 (15). -С. 129-133.
2. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика для инженеров и научных работников. - М.: Физматлит, 2006. -816 с.
3. Чубик И.А., Маслов А.М. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов. - М.: Пищевая пром-сть, 1970. - 184 с.
Поступила 09.07.09 г.
RESEARCH OF CORRELATION BETWEEN DENSITY AND VISCOSITY OF VEGETABLE OILS
VI. LYASHKOV, DO. MOKHOV
Tambov State Technical University,
106, Soviet st., Tambov, 392000; e-mail: [email protected]. tstu.ru
Experimental data on viscosity and density raps oils and oils of seeds of a radish are resulted. Offered simple regression to dependence for calculation of viscosity and density of some vegetable oils of food purpose.
Key words: vegetable oils, density, factor of dynamic viscosity, correlation, approximation, regression formulas.
664.85:66.09
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНТИОКСИДАНТНОИ АКТИВНОСТИ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ФРУКТОВЫХ ПЮРЕ
АН. ОСТРИКОВ, ДА. СИНЮКОВ
Воронежская государственная технологическая академия,
394000, г. Воронеж, пр-т Революции, 19; факс: (4732) 55-35-54, электронная почта: [email protected]. vrn.ru
С помощью анализатора Цвет Яуза-01-АА установлено, что суммарная антиоксидантная активность концентрированного поликомпонентного фруктового пюре больше, чем у свежеизмельченного. Это обусловлено тем, что двухстадийное удаление влаги из пюре в вакууме при пониженных температурах кипения позволяет сохранить термолабильные компоненты и получить хорошие вкусовые и ароматические свойства продукта.
Ключевые слова: антиоксидантная активность, поликомпонентное фруктовое пюре, способ определения антиоксидантов.
Воздействие на организм человека свободных радикалов можно уменьшить за счет систематического употребления продуктов питания, обладающих высокой антиоксидантной активностью (АОА). Поэтому люди с пониженной естественной антиоксидантной системой или живущие в неблагополучной окружающей среде должны питаться продуктами, содержащими достаточное количество антиоксидантов [1].
Цель работы - определение суммарной АОА поли-компонентных фруктовых пюре. Были исследованы образцы двух поликомпонентных фруктовых смесей, %: смесь 1: виноград - 40, яблоки - 25, черная смородины - 15, красная смородина и крыжовник - по 10; смесь 2: яблоки - 50, груши - 30, абрикосы - 15, персики - 5.
Антиоксидантную активность определяли по аттестованной методике измерения (МВИ) содержания антиоксидантов (СА) с помощью анализатора Цвет Яу-
за-01-АА, разработанного ОАО НПО «Химавтомати-ка» и НТЦ «Хроматография». Анализатор Цвет Яу-за-01-АА предназначен для измерения СА в диапазоне 0,2-4,0 мг кверцетина (стандарта)/дм3. В случае если СА превышает 4,0 мг/дм3, пробу разбавляют бидистиллятом до 1000 раз.
Содержание антиоксидантов в образцах определяют наличием в них природных флавоноидов, в частности, катехинов, кверцетина, рутина, дигидрокверцети-на, а также витаминов и других соединений, способных связывать свободные радикалы.
Данная методика основана на амперометрическом способе определения СА, заключающемся в измерении электрического тока, который возникает в процессе окисления исследуемого вещества на поверхности рабочего электрода при определенном потенциале и сравнении полученного сигнала со стандартом - рутином (кверцетин-3-рутинозид).
