О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский»
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
УДК 637./ 3
О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский»
Д-р техн. наук Николаев Л.К. lev.nikolaew@yandex.ru д-р техн. наук Николаев Б.Л.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
В статье приведены вязкостно – скоростные характеристики плавленого сыра «Угличский» при температурах продукта от 30,1 до 80,00С и различных значениях градиента скорости. Ключевые слова: эффективная вязкость, плавленый сыр, градиент скорости, температура, структура.
On the change of the effective viscosity of melted cheese «Uglich»
D.Sc. Nikolaev L.K., D.Sc. Nikolaev B.L.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
The article gives the viscosity - speed characteristics of melted cheese «Uglich» at the temperatures of the product from 30,1 to 80,00С and different values of the velocity gradients. Key words: he effective viscosity, processed cheese, the gradient of velocity, temperature, structure.
Проблема интенсификации, автоматизации и оптимизации целого ряда технологических процессов производства плавленых сыров, а также определение кинематических, динамических, геометрических и других параметров оборудования, предназначенного для их производства, не может успешно решаться без знаний реологических свойств плавленых сыров и закономерностей их изменения [1,2,3].
Знание реологических характеристик плавленых сыров также даѐт возможность определять качество вырабатываемого продукта и давать заключение о его готовности.
Плавленые сыры относятся к структурированным дисперсным системам.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л. Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
В процессе тепловой и механической обработки плавленых сыров нередко происходит образование или разрушение дисперсных систем, в результате чего структурно-механические свойства продуктов претерпевают значительные изменения, которые оказывают существенное влияние на протекание технологических процессов, на работу машин и аппаратов. на их энергозатраты, интенсивность тепловой обработки продуктов и другие показатели работы оборудования.
Как отмечает профессор М.П.Воларович, большинство пищевых масс представляют собой высококонцентрированные микрогетерогенные дисперсные системы, что позволяет рассматривать их как объекты современной физико-химии дисперсных систем и еѐ раздела - физико-химической механики, развитой академиком П.А.Ребиндером и его школой. К таким пищевым продуктам, имеющим дисперсную систему, относятся и плавленые сыры.
Рассматривая молочные продукты, как объекты инженерной физико-химической механики, академик А.В.Горбатов обращает внимание на ряд основных задач, стоящих перед физико-химической механикой, а именно на определение основных реологических характеристик продуктов [1].
104
η,
Па∙с
4
о
2 103
оо
8о
оо
6 оо о
4 оо
2
102 8 6
4
2
101 8 6 4 2
100 10-1
2
о
оо о
21 оо о о
о
3
о4
о о оо
о
оо оо о
оо о о
5
оо оо
о о оо оо оо
6 7
4 6 8 100
2
4 6 8 101
2 4 , с-1
Рис.1. Вязкостно-скоростные характеристики сыра плавленого «Угличский» при температурах в 0С: 1-30,1; 2-35,2; 3-40,0; 4-45,1; 5-60,1; 6-70,0; 7-80,0.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л. Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
С учѐтом отмеченного, были выполнены исследования реологических свойств плавленого сыра «Угличский» жирностью 60%.
В результате выполненных исследований были выявлены изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» в зависимости от градиента скорости и температуры продукта.
Опытные данные были обработаны в виде вязкостно – скоростных характеристики сыра плавленого «Угличский», построенных в виде зависимости эффективной вязкости сыра от градиента скорости с учѐтом рекомендаций [2,3]. Вязкостно – скоростные характеристики получены при следующих температурах продукта: 30,1; 35,2; 40,0; 45,1; 40,1; 60,1; 70,0 и 80,0 0С (рис.1).
Резкое уменьшение эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» при возрастании градиента скорости установлено при сравнительно низкой температуре продукта 30,1 и 35,20С.
Так при температуре продукта 30,10С и возрастании градиента скорости в диапазоне примерно одной декады получены следующие значения эффективной вязкости. При градиенте скорости 0,167 с-1 эффективная вязкость равна 2179 Па∙с; 0,3 с-1 - 1318 Па∙с; 0,5 с-1 - 854 Па∙с; 0,6 с-1 - 686 Па∙с; 0,9 с-1 - 475 Па∙с, т.е. значение эффективной вязкости при изменении градиента скорости почти в 5 раз уменьшилось в 4,6 раза.
При более высоких температурах плавленого сыра степень влияния градиента скорости на эффективную вязкость продукта уменьшается. Так при температуре сыра 70,00С и возрастании градиента скорости в диапазоне примерно одной декады, т.е. как и при температуре сыра 30,10С, получены следующие значения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский». При градиенте скорости 1,5 с-1 эффективная вязкость равна 8,43 Па∙с; 2,7 с-1 – 7,45 Па∙с; 3,0 с-1 – 7,28 Па∙с; 4,5 с-1 – 6,13 Па∙с; 5,4 с-1 – 5,54 Па∙с; 8,1 с-1 – 4,97 Па∙с; 9,0 с-1 – 4,60 Па∙с.
В этом случае эффективная вязкость сыра уменьшилась всего лишь в 1,8 раза. Установлено существенное уменьшение эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» при возрастании температуры продукта. При этом если максимальное значение эффективной вязкости сыра при температуре его 30,10С и градиенте скорости 0,167 с-1 равно 2179 Па∙с, то минимальное значение эффективной вязкости сыра при градиенте 2,7с-1 равно 2,13 Па∙с, т.е. при указанных параметрах эффективная вязкость уменьшилась в 1023 раза. Приведѐние данные по эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» показывают в какой степени температура продукта и градиент скорости влияет на вязкостные свойства продукта.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л.
Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4.
[Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
Список литературы: 1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. М.: Пищевая
промышленность, 1979. – 384с. 2. Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых материалов. –
М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 216 с. 3. Арет В.А., Николаев Б.Л., Николаев Л.К. Физико-механические свойства сырья
и готовой продукции. – СПб.6 ГИОРД, 2009 – 448 с.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л. Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
№4, 2013
УДК 637./ 3
О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский»
Д-р техн. наук Николаев Л.К. lev.nikolaew@yandex.ru д-р техн. наук Николаев Б.Л.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
В статье приведены вязкостно – скоростные характеристики плавленого сыра «Угличский» при температурах продукта от 30,1 до 80,00С и различных значениях градиента скорости. Ключевые слова: эффективная вязкость, плавленый сыр, градиент скорости, температура, структура.
On the change of the effective viscosity of melted cheese «Uglich»
D.Sc. Nikolaev L.K., D.Sc. Nikolaev B.L.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
The article gives the viscosity - speed characteristics of melted cheese «Uglich» at the temperatures of the product from 30,1 to 80,00С and different values of the velocity gradients. Key words: he effective viscosity, processed cheese, the gradient of velocity, temperature, structure.
Проблема интенсификации, автоматизации и оптимизации целого ряда технологических процессов производства плавленых сыров, а также определение кинематических, динамических, геометрических и других параметров оборудования, предназначенного для их производства, не может успешно решаться без знаний реологических свойств плавленых сыров и закономерностей их изменения [1,2,3].
Знание реологических характеристик плавленых сыров также даѐт возможность определять качество вырабатываемого продукта и давать заключение о его готовности.
Плавленые сыры относятся к структурированным дисперсным системам.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л. Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
В процессе тепловой и механической обработки плавленых сыров нередко происходит образование или разрушение дисперсных систем, в результате чего структурно-механические свойства продуктов претерпевают значительные изменения, которые оказывают существенное влияние на протекание технологических процессов, на работу машин и аппаратов. на их энергозатраты, интенсивность тепловой обработки продуктов и другие показатели работы оборудования.
Как отмечает профессор М.П.Воларович, большинство пищевых масс представляют собой высококонцентрированные микрогетерогенные дисперсные системы, что позволяет рассматривать их как объекты современной физико-химии дисперсных систем и еѐ раздела - физико-химической механики, развитой академиком П.А.Ребиндером и его школой. К таким пищевым продуктам, имеющим дисперсную систему, относятся и плавленые сыры.
Рассматривая молочные продукты, как объекты инженерной физико-химической механики, академик А.В.Горбатов обращает внимание на ряд основных задач, стоящих перед физико-химической механикой, а именно на определение основных реологических характеристик продуктов [1].
104
η,
Па∙с
4
о
2 103
оо
8о
оо
6 оо о
4 оо
2
102 8 6
4
2
101 8 6 4 2
100 10-1
2
о
оо о
21 оо о о
о
3
о4
о о оо
о
оо оо о
оо о о
5
оо оо
о о оо оо оо
6 7
4 6 8 100
2
4 6 8 101
2 4 , с-1
Рис.1. Вязкостно-скоростные характеристики сыра плавленого «Угличский» при температурах в 0С: 1-30,1; 2-35,2; 3-40,0; 4-45,1; 5-60,1; 6-70,0; 7-80,0.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л. Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
С учѐтом отмеченного, были выполнены исследования реологических свойств плавленого сыра «Угличский» жирностью 60%.
В результате выполненных исследований были выявлены изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» в зависимости от градиента скорости и температуры продукта.
Опытные данные были обработаны в виде вязкостно – скоростных характеристики сыра плавленого «Угличский», построенных в виде зависимости эффективной вязкости сыра от градиента скорости с учѐтом рекомендаций [2,3]. Вязкостно – скоростные характеристики получены при следующих температурах продукта: 30,1; 35,2; 40,0; 45,1; 40,1; 60,1; 70,0 и 80,0 0С (рис.1).
Резкое уменьшение эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» при возрастании градиента скорости установлено при сравнительно низкой температуре продукта 30,1 и 35,20С.
Так при температуре продукта 30,10С и возрастании градиента скорости в диапазоне примерно одной декады получены следующие значения эффективной вязкости. При градиенте скорости 0,167 с-1 эффективная вязкость равна 2179 Па∙с; 0,3 с-1 - 1318 Па∙с; 0,5 с-1 - 854 Па∙с; 0,6 с-1 - 686 Па∙с; 0,9 с-1 - 475 Па∙с, т.е. значение эффективной вязкости при изменении градиента скорости почти в 5 раз уменьшилось в 4,6 раза.
При более высоких температурах плавленого сыра степень влияния градиента скорости на эффективную вязкость продукта уменьшается. Так при температуре сыра 70,00С и возрастании градиента скорости в диапазоне примерно одной декады, т.е. как и при температуре сыра 30,10С, получены следующие значения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский». При градиенте скорости 1,5 с-1 эффективная вязкость равна 8,43 Па∙с; 2,7 с-1 – 7,45 Па∙с; 3,0 с-1 – 7,28 Па∙с; 4,5 с-1 – 6,13 Па∙с; 5,4 с-1 – 5,54 Па∙с; 8,1 с-1 – 4,97 Па∙с; 9,0 с-1 – 4,60 Па∙с.
В этом случае эффективная вязкость сыра уменьшилась всего лишь в 1,8 раза. Установлено существенное уменьшение эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» при возрастании температуры продукта. При этом если максимальное значение эффективной вязкости сыра при температуре его 30,10С и градиенте скорости 0,167 с-1 равно 2179 Па∙с, то минимальное значение эффективной вязкости сыра при градиенте 2,7с-1 равно 2,13 Па∙с, т.е. при указанных параметрах эффективная вязкость уменьшилась в 1023 раза. Приведѐние данные по эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» показывают в какой степени температура продукта и градиент скорости влияет на вязкостные свойства продукта.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л.
Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4.
[Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№4, 2013
Список литературы: 1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. М.: Пищевая
промышленность, 1979. – 384с. 2. Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых материалов. –
М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 216 с. 3. Арет В.А., Николаев Б.Л., Николаев Л.К. Физико-механические свойства сырья
и готовой продукции. – СПб.6 ГИОРД, 2009 – 448 с.
Николаев Л.К. О характере изменения эффективной вязкости плавленого сыра «Угличский» / Л.К. Николаев, Б.Л. Николаев // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №4. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru