Изучение реологических свойств маргарина «Особый»
УДК 637.146
Изучение реологических свойств маргарина «Особый»
Николаев Л.К., Денисенко А.Ф., Николаев Б.Л. lev.nikolaew@yandex.ru
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
В статье освещены результаты изучения реологических свойств маргарина «Особый» в зависимости от температуры продукта и градиента скорости.
Ключевые слова: реологические свойства, маргарин, температура, градиент скорости, структура, эффективная вязкость.
Research of flow characteristics of margarine «Special»
Nikolaev L.K., Denisenko A.F., Nikolaev B.L.
Saint-Petersburg state university of refrigeration and food engineering
In article results of researching of flow characteristics of margarine « Special» in depending product of temperature and velocity gradient is shown.
Key words: flow characteristics, margarine, temperature, velocity gradient, structure, effective viscosity.
В реометрии проводятся исследования различных пищевых продуктов. Определѐнный интерес представляют реологические характеристики маргарина «Особый» – такие как эффективная вязкость. Как отмечает академик Горбатов А.В., зависимость эффективной вязкости от градиента скорости считается основной характеристикой структурно-механических свойств дисперсных систем, так как эффективная вязкость является итоговой характеристикой, описывающей равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры [1].
Многие пищевые продукты, в том числе и маргарин «Особый», подчиняются степенному закону течения [1,2]. Согласно этому закону значение эффективной вязкости определяется по формуле:
ηэф = k ∙ γ (m–1),
где ηэф – эффективная вязкость продукта, Па∙с;
k – коэффициент Оствальда, Па∙с;
γ – градиент скорости, с-1;
m – показатель неньютоновского поведения.
Значительное содержание жира в маргарине «Особый» – 82%, а также наличие эмульгаторов в нѐм обуславливает значительную аномалию эффективной вязкости этого маргарина.
Маргарин «Особый» относится к структурированным системам и обладает свойствами псевдопласичной среды. Для псевдопласичной среды характерной особенностью является изменение эффективной вязкости при различных значениях градиента скорости и еѐ температуры. С учѐтом этого экспериментальные данные были обработаны в виде зависимости эффективной вязкости от температуры маргарина «Особый» и градиента скорости.
Рис.1 Вязкостно – скоростные характеристики маргарина бутербродного «Особый» при температурах в 0С: 1–10; 2–15; 3–20; 4–25,1; 5–35; 6–40.
Исследования проводили на ротационном вискозиметре «Реотест» при температурах маргарина 10,1; 15; 20; 25,1; 35; 400С и изменении градиента скорости от 0,167 с-1 до 437 с-1.
Температура исследуемого в вискозиметре поддерживалась с точностью ± 0,10С. Замеры необходимых параметров осуществлялись после того, как исследуемая проба была подвергнута термостатированию в течении 20 минут. Погрешность измерений не превышала ±4%.
Изменение эффективной вязкости маргарина «Особый» в зависимости от его температуры и градиента скости показано в виде вискозно-скоростных характеристик на рис.1.
Полученные экспериментальные данные позволяют определить значения эффективной вязкости маргарина «Особый» при различных значениях градиента скорости и температуры продукта. При этом значения эффективной вязкости существенно изменяется от градиента скорости. Так, например, при увеличении градиента скорости от 0,167 с-1 до 1,5 с-1 эффективная вязкость маргарина при температуре 10,10С уменьшается с 6120 до 1000 Па∙с, то есть более чем в 6 раз. При более высокой температуре маргарина, равной 400С, а также имеет место уменьшение градиента скорости от 121,5 до 437,4 с-1 эффективная вязкость маргарина уменьшатся с 1,205 до 0,906 Па∙с, то есть всего лишь на 33%. Такое незначительное изменение эффективной вязкости маргарина при температуре его равной 400С объясняется тем, что при этой температуре структурная сетка маргарина в значительной степени уже разрушена и поэтому даже значительное увеличение градиента скорости оказывает незначительное влияние на уменьшение эффективной вязкости маргарина «Особый».
Представленные на рис.1 вязкостно - скоростные характеристики маргарина «Особый» также позволили установить степень влияния температуры продукта на его вязкостные свойства. Выявлено, что значения эффективной вязкости при температуре маргарина от 10,1 до 350С и градиентах скорости от 0,167 до 1,5 с-1 изменяется практически в одинаковой степени. Так, например, при температуре маргарина 10,10С и изменении градиента скорости от 0,5 до 1,5 с-1 его эффективная вязкость уменьшается от 2440 до 1000 Па∙с, то есть в 2,44 раза, а при температуре маргарина 350С и таком же изменении градиента скорости, эффективная вязкость маргарина уменьшается от 85,8 до 31,30С, то есть практически в такой же степени.
Полученные данные по реологическим характеристикам маргарина «Особый» могут быть использованы при тепловых и гидравлических расчѐтах оборудования.
Список литературы 1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1979. — 384 с.
2.Мачихин Ю.А., Инженерная реология пищевых материалов.– М.: Лѐгкая и пищевая промышленность, 1981. — 217 с.
Изучение реологических свойств маргарина «Особый»
Николаев Л.К., Денисенко А.Ф., Николаев Б.Л. lev.nikolaew@yandex.ru
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
В статье освещены результаты изучения реологических свойств маргарина «Особый» в зависимости от температуры продукта и градиента скорости.
Ключевые слова: реологические свойства, маргарин, температура, градиент скорости, структура, эффективная вязкость.
Research of flow characteristics of margarine «Special»
Nikolaev L.K., Denisenko A.F., Nikolaev B.L.
Saint-Petersburg state university of refrigeration and food engineering
In article results of researching of flow characteristics of margarine « Special» in depending product of temperature and velocity gradient is shown.
Key words: flow characteristics, margarine, temperature, velocity gradient, structure, effective viscosity.
В реометрии проводятся исследования различных пищевых продуктов. Определѐнный интерес представляют реологические характеристики маргарина «Особый» – такие как эффективная вязкость. Как отмечает академик Горбатов А.В., зависимость эффективной вязкости от градиента скорости считается основной характеристикой структурно-механических свойств дисперсных систем, так как эффективная вязкость является итоговой характеристикой, описывающей равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры [1].
Многие пищевые продукты, в том числе и маргарин «Особый», подчиняются степенному закону течения [1,2]. Согласно этому закону значение эффективной вязкости определяется по формуле:
ηэф = k ∙ γ (m–1),
где ηэф – эффективная вязкость продукта, Па∙с;
k – коэффициент Оствальда, Па∙с;
γ – градиент скорости, с-1;
m – показатель неньютоновского поведения.
Значительное содержание жира в маргарине «Особый» – 82%, а также наличие эмульгаторов в нѐм обуславливает значительную аномалию эффективной вязкости этого маргарина.
Маргарин «Особый» относится к структурированным системам и обладает свойствами псевдопласичной среды. Для псевдопласичной среды характерной особенностью является изменение эффективной вязкости при различных значениях градиента скорости и еѐ температуры. С учѐтом этого экспериментальные данные были обработаны в виде зависимости эффективной вязкости от температуры маргарина «Особый» и градиента скорости.
Рис.1 Вязкостно – скоростные характеристики маргарина бутербродного «Особый» при температурах в 0С: 1–10; 2–15; 3–20; 4–25,1; 5–35; 6–40.
Исследования проводили на ротационном вискозиметре «Реотест» при температурах маргарина 10,1; 15; 20; 25,1; 35; 400С и изменении градиента скорости от 0,167 с-1 до 437 с-1.
Температура исследуемого в вискозиметре поддерживалась с точностью ± 0,10С. Замеры необходимых параметров осуществлялись после того, как исследуемая проба была подвергнута термостатированию в течении 20 минут. Погрешность измерений не превышала ±4%.
Изменение эффективной вязкости маргарина «Особый» в зависимости от его температуры и градиента скости показано в виде вискозно-скоростных характеристик на рис.1.
Полученные экспериментальные данные позволяют определить значения эффективной вязкости маргарина «Особый» при различных значениях градиента скорости и температуры продукта. При этом значения эффективной вязкости существенно изменяется от градиента скорости. Так, например, при увеличении градиента скорости от 0,167 с-1 до 1,5 с-1 эффективная вязкость маргарина при температуре 10,10С уменьшается с 6120 до 1000 Па∙с, то есть более чем в 6 раз. При более высокой температуре маргарина, равной 400С, а также имеет место уменьшение градиента скорости от 121,5 до 437,4 с-1 эффективная вязкость маргарина уменьшатся с 1,205 до 0,906 Па∙с, то есть всего лишь на 33%. Такое незначительное изменение эффективной вязкости маргарина при температуре его равной 400С объясняется тем, что при этой температуре структурная сетка маргарина в значительной степени уже разрушена и поэтому даже значительное увеличение градиента скорости оказывает незначительное влияние на уменьшение эффективной вязкости маргарина «Особый».
Представленные на рис.1 вязкостно - скоростные характеристики маргарина «Особый» также позволили установить степень влияния температуры продукта на его вязкостные свойства. Выявлено, что значения эффективной вязкости при температуре маргарина от 10,1 до 350С и градиентах скорости от 0,167 до 1,5 с-1 изменяется практически в одинаковой степени. Так, например, при температуре маргарина 10,10С и изменении градиента скорости от 0,5 до 1,5 с-1 его эффективная вязкость уменьшается от 2440 до 1000 Па∙с, то есть в 2,44 раза, а при температуре маргарина 350С и таком же изменении градиента скорости, эффективная вязкость маргарина уменьшается от 85,8 до 31,30С, то есть практически в такой же степени.
Полученные данные по реологическим характеристикам маргарина «Особый» могут быть использованы при тепловых и гидравлических расчѐтах оборудования.
Список литературы 1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1979. — 384 с.
2.Мачихин Ю.А., Инженерная реология пищевых материалов.– М.: Лѐгкая и пищевая промышленность, 1981. — 217 с.