Порядок выполнения работы

1. Познакомьтесь с целью, содержанием и порядком выполнения работы.

2. Изучите теоретические положения работы.

3. Изучите назначение и конструкцию прибора КП-3.

Назначение. Конический пластометр КП-3 разработан М.П. Воларовичем и предназначен для измерения предельного напряжения сдвига пластично-вязких и твердообразных продуктов с неразрушенной структурой, а также для определения консистенции продуктов методом пенетрации.

Конструкция прибора. Общий вид конструкции конического пластометра КП-3 представлен на рис. 1.2. Прибор состоит: из основания (2) с установочными винтами (1), литой П-образной станины (3), винта подъема столика (4), стопорного винта, микрометрической гайки, подъемного столика (5), емкости для продукта (6), конуса (7), штанги (8), обоймы с подшипниками (9), индикатора пружинного типа (10), направляющих роликов (11), установочных поперечных пластин (12), стопорного устройства (13) и кнопки «пуск» (14).

Основной частью прибора является рабочий конус. Он имеет рифленую поверхность, что исключает скольжение исследуемой массы вдоль его поверхности. Конус соединяется со штангой с помощью стопорного винта. Штанга служит вертикальной направляющей и перемещается в вертикальном направлении по направляющим роликам, которые закреплены в обойме.

Замер глубины погружения конуса осуществляется индикатором. Индикатор позволяет измерять глубину погружения конуса лишь на 0,01 м. Для отсчета большей глубины погружения (до 0,04 м), служат четыре поперечных пластины, жестко связанные между собой, расположенные одна от другой на расстоянии 0,01 м. В центре на основании укреплен столик, который может перемещаться вдоль вертикальной оси прибора. Грубая регулировка положения столика производится стопорным винтом, а точная - микрометрической гайкой. На круглой плите расположены три винта для установки оси прибора в вертикальном положении. Кнопка «пуск» служит для удержания штанги с конусом в начальном положении и для освобождения их в момент испытания. Для проведения испытаний образцов прибор снабжен емкостью цилиндрической формы диаметром 80 мм и высотой 50 мм. Прибор имеет комплект конусов с различными углами при вершине - 30, 45, 60, 90, 120 ^о. Характеристика прибора: пределы измерения напряжения сдвига - от 5 до 10⁴ Па; интервал температур - от 2 до 100 ^о С; габаритные размеры - 350×350×700 мм.

Рис. 1.2. Конический пластометр КП-3

4. Подготовьте прибор к измерениям.

Для правильной работы прибора необходимо провести его предварительную подготовку, которая включает: установку прибора по уровню; выбор конуса; массы дополнительных грузов (по необходимости), тарировку индикатора и проведение контрольного испытания (замера).

Установка прибора по уровню. На основание прибора (2) кладут уровнемер и, вращая установочные винты (3), выставляют прибор, совмещая шарик уровнемера с рисков центра. Правильная установка прибора по уровню необходима для того, чтобы штанга прибора располагалась строго вертикально, в противном случае, измерения будут неправильны.

Выбор конуса. Из комплекта прибора берут конус с наименьшим углом при вершине, например α = 30^о. Затем выбранный конус закрепляют и производят контрольный спуск штанги. По окончании времени погружения конуса в продукт, равного 180 сек, производят контрольный замер по шкале индикатора. Для правильности работы прибора глубина погружения конуса h_конус в продукт высотой h должна удовлетворять условию 0,33 h ≤ h_конус ≤ 0,75 h. Если погружение конуса происходит на большую величину, то необходимо взять конус с большим углом при вершине и вновь повторить испытание. Либо добавить груз с учетом условия.

Тарировка индикатора. Под стержень индикатора (10) подвести первую (нижнюю) установочную планку (12), которая определяет нулевое положение индикатора. Если нулевое положение индикатора нарушено, то надо установить стрелку на нуль вращением его диска.

5. Познакомьтесь с методикой проведения испытаний образцов продукта и измерения его характеристик.

Вначале готовят образцы продукта заданной консистенции.

Приготовленный продукт закладывают в цилиндрическую емкость (6) и уплотняют с помощью шпателя, так чтобы масса не содержала пустот. Избытки продукта снимают острым краем шпателя, одновременно выравнивая и сглаживая поверхность образца.

Емкость (6) с приготовленным продуктом устанавливают на подъемный столик (5) и далее, ослабив стопорный винт механизма подъема столика, свободно поднимают вверх, немного не доводя до соприкосновения поверхность с вершиной конуса. Вращая микрометрическую гайку, подводят продукт до соприкосновения с вершиной конуса. Затем, в зависимости от ожидаемой глубины погружения конуса, установить соответствующую поперечную пластину напротив головки индикатора.

После, слегка придерживая штангу, нажать кнопку «пуск» и включить секундомер. Под действием собственного веса и веса штанги конус погружается в испытываемый продукт.

По мере погружения конуса в исследуемый продукт через каждую минуту записывать глубину погружения по индикатору. Во время погружения площадь соприкосновения конуса с продуктом возрастает, а напряжение уменьшается. В результате этого скорость погружения конуса затухает. Затухание происходит до тех пор, пока практически скорость не становится равной нулю.

Принято считать, что погружение заканчивается через 3-5 мин, так как после этого промежутка времени конус погружается на незначительную глубину, чем практически можно пренебречь. Длительность погружения 180-300 сек. соответствует наибольшему периоду релаксации и для пластично-вязких продуктов. При выполнении работы длительность погружения конуса принять равной 180 сек.

По окончании измерения производят подъем штанги с конусом в исходное положение до фиксации в стопорном устройстве. Далее конус очищают и аналогично готовят прибор к следующему измерению.

Для одного образца продукта выполняют 3-5 измерений. Для повторного измерения, продукт после испытания выкладывают из емкости, перемешивают, укладывают назад, уплотняют, выравнивают и снова испытывают.

6. Измерьте величину угла конуса, массу конуса и штанги, рассчитайте истинную массу грузов, определите константу прибора К_α и результат запишите в табл. 1.1.

Измерение угла конуса проводится с помощью прибора угломера или школьного транспортера. Массу конуса и штанги определяют путем измерения на технических весах. Истинную массу грузов m_ист, кг,рассчитайте по формуле

m_ист = (m_конуса+ m_штанги) – m_тр, (1.3)

где m_конуса - масса конуса, кг;

m_штанги - масса штанги, кг;

m_тр - масса трения, кг.

Принять m_тр= 0,003 кг.

Константа прибора К_α принимается по данным Н.Н. Аграната.

7. Приготовьте из мяса три модельных образца продукта для испытаний.

Для подготовки модельных образцов продукта сырье измельчается на мясорубке через решетку диаметром отверстий 3 мм. Для первого образца сырье измельчается однократно, для второго - трехкратно, для третьего - пятикратно.

8. Проведите испытания образцов и результаты измерения запишите в табл. 1.1. Для точности получения результатов каждый образец подвергается трехкратному измерению.

9. Рассчитайте для каждого испытания предельное напряжение сдвига, его среднее значение для каждой серии и результаты впишите в табл. 1.1

Таблица 1.1

Результаты испытаний

Образцы продукта	Константа Прибора, К_α	Истинная масса грузов, m_ист	Номер испытания	Предельное напряжение сдвига, , Па	Среднее значение , Па
Однократное измельчение
Трехкратное измельчение
Пятикратное измельчение