Разработка и исследование реометров для контроля процесса производства сыров

• Автор: Доня, Денис Викторович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Оглавление

Введение и постановка задач исследований

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Пищевые материалы как объекты физикохимической механики

1.2. Реологические свойства молочных продуктов

1.3. Методы исследований молока и молочных продуктов

1.4. Методы и приборы для измерения реологических свойств молочных продуктов

1.5. Приборы технологического контроля в молочной промышленности

1.6. Заключение по обзору литературы

Глава 2. Организации проведения экспериментов и методы реологических исследовании

2.1. Организация проведения исследований и методы исследований

2.1.1. Организация проведения исследований реометра для непрерывного контроля процесса образования кислотносычужного сгустка
2.1.2. Организация проведения исследований реологических свойств готовых сыров
2.2. Выбор и обоснование методов реологических исследований
2.2.1. Методы исследований процесса свертывания молока
2.2.2. Методы исследований готовых сыров
2.3. Методы математической обработки данных
Глава 3. Результаты реологических исследовании и их анализ
3.1. Исследование процесса образования кислотносычужного сгустка
3.1.1. Исследование влияния инструментальных факторов на результаты измерений коэффициента упрочнения
3.1.2. Математическое моделирование процесса кислотносычужного свертывания молока
3.1.3. Исследование процесса кислотносычужного свертывания молока реологическими методами
3.2. Исследование готовых сыров
3.2.1. Исследование инвариантности метода внедрения конуса при определении предельного напряжения сдвига готовых сыров
3.2.2. Исследование инвариантности предельного напряжения сдвига при использовании различных коэффициентов пропорциональности
Выводы по главе
Глава 4. Разработка реометра для технологического контроля образования кислотносычужного сгустка
4.1. Описание конструкции реометра
4.2. Методика применения реометра для непрерывного контроля образования кислотносычужного сгустка
Глава 5. Разработка универсального реометра для реологического контроля сыров
5.1 Описание конструкции реометра
5.2 Методика применения универсального реометра для лабораторнопромышленного контроля готовьIX сыров
Список использованной литературы


Исходя из того, что термин «реология» происходит от греческого рссо - теку, то реологическими свойствами материалов можно назвать такие, которые проявляются в процессе их деформации, течения и разрушения и, как правило, не укладывающиеся в рамки свойств, классических модельных тел Гука, Иыотона или Сеи-Венана [8, ]. Однако строгой границы между реологическими свойствами и свойствами идеальных тел нет, а, в общем случае, свойства классических тел являются частными случаями реологических свойств [, 4]. Исследование реологических свойств материалов, используемых в процессе переработки, и закономерностей их изменения дает возможность не только глубже познать физику явлений, происходящих с ними, но и открывает новые возможности управления технологическими процессами, облегчает разработку методов контроля и автоматизации этих процессов. Для этого необходимо постоянно вести изучение реологических параметров пищевых продуктов. Немаловажную роль имеют реологические исследования, проводимые с цслыо выявить оптимальные технологические параметры и режимы производственных процессов [, , 6]. Среди них можно выделить работы, посвященные транспортировке молочных продуктов по технологическим каналам [, , , 1]. Каждый материал обладает всеми реологическими свойствами, хотя и в различной степени. У одного и того же материала в зависимости от его состояния и условий нагружения, могут проявляться, в большей или меньшей степени, различные реологические свойства. В реологии различают два взаимоисключающих понятия: «твёрдое идеально-упругое тело» и «невязкая жидкость» [8, ]. Под первым понимается такое тело, в котором равновесные форма и напряжение достигаются мгновенно. Жидкость называется невязкой, если напряжение изотропно независимо от состояния течения, т. Известны три промежуточные модели идеализированных материалов: идеально-упругое тело (Гука); идеально-вязкая жидкость (Ньютона); идеально пластичное тело (Сен-Венана). Каждая из этих моделей описывает поведение того или иного материала в зависимости от вида нагружения [, ]. Для того чтобы описать реологическое поведение сложного тела в зависимости от свойств его компонентов, можно комбинировать в различных сочетаниях модели простейших идеализированных тел, каждое из которых обладает лишь одним физико-механическим свойством. Эти элементы могут быть скомбинированы параллельно или последовательно. Основными сложными моделями являются упруго-пластичное тело; вязко-упругие тела Кельвина - Фойга и Максвелла; вязко-пластические тела Бингама, Шведова и Шведова - Бингама [, , , 9]. Все механические модели, являясь абстрактными, состоят из простейших элементов и позволяют наглядно продемонстрировать мгновенную, запаздывающую и вязкую деформации, внешнее трение и релаксацию напряжений в исследованном материале. Это трудно установить из дифференциальных уравнений, описывающих деформационное поведение материалов, поскольку для этого требуется привлечение математических аппаратов векторного, матричного и дифференциального исчисления [, , 5]. Несмотря на то, что эти методы известны довольно давно, они остаются очень сложными, а их использование требует глубоких специальных знаний в области математического анализа и вычислительной техники. Достаточно часто невозможно получить точное решение известными методами, и приходится прибегать к приближенным методам решения. Именно поэтому при составлении реологических уравнений состояния реальных сред, широко используется феноменологический метод моделей. Кроме того, модели, имеющие малое число элементов, редко дают удовлетворительную сходимость опытных данных с рассчитанными по уравнениям. Увеличение же количества элементов выше четырех не приводит к существенному качественному изменению модели, а чрезмерно усложняет математический аппарат обработки []. Реологические характеристики представляют собой фундаментальные свойства продуктов. Они проявляются при . Кроме того, реологические характеристики учитываются при расчете различных физических процессов: гидромеханических, термических, .