CC BY
11
УДК664.3
Влияние механической обработки на реологические свойства кулинарного жира «Белорусский»
Д-р техн. наук Л. К. НИКОЛАЕВ, А. Ф. ДЕНИСЕНКО, д-р техн. наук Б. Л. НИКОЛАЕВ
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Results of experimental researches of Theological properties of culinary fat "Byelorussian" are resulted. In the course of experiments the gradient of speed changed from 0,167 to 437 с 1. Experiences spent at temperatures of culinary: 10,1; 20,1; 30,0; 35,0 and 40,0 °C. At the specified parameters values of effective viscosity of a product are received.
Key words: viscosity efficacious, research, research research, grease culinary, surroundings plastic, velocity gradient, temperature, equipping, mechanical and thermal.
Ключевые слова: эффективная вязкость, исследование, реологические свойства, кулинарные жиры, псевдопластичные среды, градиент скорости, температура, оборудование, маханические и тепловые процессы.
Осуществление процессов механической и тепловой обработки сред с большой вязкостью является серьезной проблемой в масложировой промышленности. Поэтому разработка новых конструкций оборудования, применяемого для обработки вязких продуктов, возможна только на основе данных, полученных при всесторонних исследованиях процессов, протекающих в оборудовании [1,2,3].
Многие вязкие пищевые продукты, такие как кулинарные жиры, маргарины, высокожирные сливки, животные жиры (свиной, говяжий, бараний), а также томатные пасты, кремы и сливочные жиры обладают свойствами псевдопластичных жидкостей.
Отличительной чертой жидкостей, обладающих свойствами псевдопластичной среды, является упорядочение асимметричных молекул по мере возрастания градиента скорости.
Процесс упорядочения обусловлен тем, что асимметричные молекулы размещаются в направлении длинной оси потока, в результате чего касательные напряжения уменьшаются, что обуславливает уменьшение эффективной вязкости обрабатываемого продукта.
В процессе производства кулинарных жиров они нагреваются и охлаждаются, а также подвергаются механической обработке. Поэтому необходимо иметь данные о реологических характеристиках обрабатываемого продукта, и в особенности об эффективной вязкости в зависимости от градиента скорости и температуры продукта.
Исследование реологических характеристик кулинарного жира «Белорусский» проводили в интервале температур от 10,1 до 40,0 °С. В этом интервале температур кулинарный жир находится в различных фазовых состояниях: застывшем, в стадии плавления и почти в расплавленном виде.
В зависимости от фазового состояния кулинарного жира заметно изменяется эффективная вязкость его, которая оказывает существенное влияние на протекание тепловых и механических процессов, имеющих место при производстве кулинарного жира «Белорусский».
Результаты реологических исследований кулинарного жира представлены на рисунке.
Построенные по результатам экспериментальных данных вязкостно-скоростные характеристики кулинарного
жира «Белорусский» позволили выявить изменение эффективной вязкости продукта как от его температуры, так и в зависимости от градиента скорости.
Весьма значительная эффективная вязкость имеет место при температуре кулинарного жира 10,1 °С. Эти данные об эффективной вязкости, как и при других температурах продукта, имеют большое значение для практики, так как транспортировка кулинарного жира, имеющего температуру 10,1 °С, связана с большими затратами энергии, расходуемыми на преодоление гидравлических сопротивлений.
Данные, приводимые на рисунке, также показывают величину уменьшения эффективной вязкости с возрастанием градиента скорости.
Вязкостно-скоростные характеристики кулинарного жира «Белорусский» при температурах:
1- 10,1° С; 2 - 20,1° С; 3 - 30,0° С;
4-35,0° С; 5-40,0° С
Так, при температуре 20,1 °С и увеличении градиента скорости от 0,167 до 1,50 с-1 эффективная вязкость кулинарного жира «Белорусский»понижается от 5020 до 983 Па • с, т. е. более чем в 5 раз. Аналогичная степень изменения эффективной вязкости имеет место при температурах кулинарного жира: 10,1; 30,0 и 35,0 °С. Однако при температуре кулинарного жира 40,0 °С, с возрастанием градиента скорости эффективная вязкость кулинарного жира уменьшается в меньшей степени, что объясняется массовым плавлением триглицеридов. При такой температуре кулинарного жира и изменении градиента скорости в значительном интервале от 121,5 до 437,4 с-1 эффективная вязкость продукта понижается от 0,125 до 0,078 Па • с, т. е. всего лишь примерно в 1,5 раза.
С увеличением температуры продукта от 10,1 до 35,0 °С при одном и том же значении градиента скорости, рав-
ном 0,9 с-1, эффективная вязкость кулинарного жира уменьшается от 2360 до 45,9 Пас, т. е. более чем в 50 раз.
Приводимые результаты исследований будут полезными при выполнении расчетов механического и теплового оборудования, применяемого для производства кулинарных жиров.
Список литературы
1. Горбатов А. В. Реология мясных и молочных продуктов. — М.: Пищ. пром-сть, 1979.
2. Мачихин Ю. А., Мачихин С. А. Инженерная реология пищевых материалов. — М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981.
3. Арет В. А., Николаев Б. Л., Николаев Л. К. Физикомеханические свойства сырья и готовой продукции. — СПб.: ГИОРД, 2008.
