Порядок выполнения работы

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

2. Изучите теоретические положения работы.

3. Изучите назначение и конструкцию прибора РВ-8.

Назначение. Ротационный вискозиметр РВ-8 предназначен для испытания вязких и вязко-пластичных материалов и используется для определения вязкости и предельного напряжения сдвига широкого круга пищевых материалов: мясных и рыбных фаршей, мучного теста, кондитерских масс и т.д.

Конструкция прибора. Общий вид конструкции прибора РВ-8 представлен на рис. 2.1. Прибор РВ-8 состоит: из корпуса со станиной (1), асбестового сосуда (2), вставного сосуда для термостатируемой жидкости (3), термопар (4), отражательного кольца (5), электронагревательного элемента (6), шкива (7), тормозного устройства (8), шкалы отсчета (9), стрелки (10), барабана (11), подшипника (12), крышки прибора (13), обоймы для стакана (14), ротора (15), стакана (16), мешалки (17) и установочных винтов (18).

Рабочие органы прибора ротор (15) и стакан (14) имеют цилиндрическо-полусферическую форму, причем стакан закрепляется неподвижно, а ротор приводится во вращение с помощью грузов уложенных в чашечки, подвешенных на концах нитей, которые через шкивы (8) соединены с барабаном (11). Ротор имеет рифленую поверхность, что исключает скольжение материала по его поверхности. Стакан одевается на ротор снизу и фиксируется на корпусе поворотом против часовой стрелки. Остановка и пуск прибора осуществляется тормозным устройством. Разборка прибора осуществляется в несколько приемов: поднять крышку прибора и укрепить ее в верхнем положении на штанге, слегка повернуть стакан по часовой стрелке до упора, затем движением вниз вынуть его из гнезда.

Рис. 2.1 Ротационный вискозиметр РВ-8.

Длина нитей, наматываемых на рабочий барабан должна быть такой, чтобы ротор смог совершить пять оборотов.

Характеристика прибора: пределы измерения вязкости - от 0,5 до 10⁶ Па·с; пределы измерения напряжения сдвига - от 5 до 10⁴ Па; интервал температур от -60 до 150 ^оС.

4. Подготовьте прибор к измерениям.

Вначале проверяют правильность установки прибора, для чего с помощью вращения установочного винта выставляют прибор по уровню.

Поднять крышку прибора и укрепить ее в верхнем положении на штанге. Слегка повернуть стакан по часовой стрелке до упора и движением вниз вынуть его из гнезда и снять с ротора. Проверить чистоту ротора и стакана, в случае наличия загрязнений удалить их. В ставной сосуд (3) залить воду до верхней отметки. Включить электронагревательные элементы (6) и нагреть ее до температуры, при которой предполагается проводить измерения. Контроль температуры в термостатирующем сосуде проводят с помощью спиртового термометра со шкалой от 0 до 100 ^оС.

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

Вначале готовят образцы продукта заданной консистенции.

Снять стакан и заполнить его исследуемым продуктом в количестве примерно 30-40 г. Подвести стакан под ротор, постепенно перемещая вверх довести до упора и, повернув против часовой стрелки, зафиксировать его в обойме на крышке прибора. Аккуратно опуская крышку прибора, погрузить рабочую часть прибора вместе с продуктом в воду. Далее в течение 10-15 мин проводят термостатирование, в результате чего все рабочие органы прибора и сам продукт прогреваются и нагреваются до температуры измерения.

Измерения проводятся в зависимости от определяемой характеристики.

Для измерения предельного напряжения сдвига на чашки устанавливают равные грузы массой 0,01-0,02 кг в зависимости от диаметра ротора, чем меньше диаметр, тем меньше масса. Отводят тормозное устройство от шкива и наблюдают за началом движения стрелки 10 по шкале 9. Далее, постепенно увеличивая массу грузов, определяют массу, при которой только начинается движение стрелки. Испытания останавливают и производят измерение массы грузов вместе с чашечками на технических весах. Производят подъем крышки прибора вверх, ее фиксацию на штанге. Снимают стакан и с помощью линейки измеряют смоченную часть ротора. Результаты измерения записывают и по формуле рассчитывают значение предельного напряжения сдвига. Для повторения испытания продукт, находящийся в стакане, счищают с краев и оставляют на дне стакана. Ротор влажной тряпкой протирают, очищая от остатков продукта. Далее измерения повторяют в том же порядке.

Для измерения эффективной вязкости на чашки устанавливают груз несколько больший, чем при котором только началось движение стрелки, например на 50-100 г. Отводят тормозное устройство от шкива, одновременно включают секундомер и после пяти полных оборотов стрелки отключают, а прибор останавливают. Затем, не вращая ротор, нити наматывают на шкив. Следующее измерение производят при увеличение массы грузов, например, еще добавляют 50-100 г и вновь повторяют измерение. Так делают до тех пор, пока время пяти оборотов ротора не станет равным 1,5-2,0 сек. Далее производят измерение с уменьшающимися массами грузов, всего их следует сделать 15-20. Затем разбирают прибор и линейкой измеряют смоченную часть ротора. Данные измерения записываются, и далее по формуле рассчитывается значение эффективной вязкости для конкретного значения массы грузов.

6. Измерьте постоянные прибора и опыта:

радиус ротора = м;

радиус стакана = м;

радиус шкива R = м;

высота смоченной части ротора h = м.

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

Для подготовки модельных образцов продукта сырье измельчается на микроизмельчителе, продолжительность измельчения 2-3 мин. Измельченное сырье разделяется на равные три партии массой по 100 г. Затем добавить воды: во вторую 10 %, в третью - 20 % и тщательно все перемешать.

8. Проведите испытания образцов для определения предельного напряжения сдвига и результаты измерения запишите в табл. 2.

9. Рассчитайте действительную массу грузов , кг, по формуле

, (2.1)

где - масса гирь, кг;

- масса чаш, кг;

- масса трения, кг.

Принять = 0,003 кг.

10. Рассчитайте константу прибора для расчета предельного напряжения сдвига по формуле

, (2.2)

где g - ускорение силы тяжести, м·с^-2 (g = 9,81 м·с^-2).

11. Вычислите предельное напряжение сдвига , Па, для момента когда только началось вращение ротора по формуле

. (2.3)

Результаты измерения и расчета внесите в табл. 2.1

Таблица 2.1

Образцы продукта	, кг		h, м	, Па

12. Проведите испытания образцов для определения эффективной вязкости продукта и результаты испытаний внесите в табл. 2.2. Испытания образцов проводить только для трех конкретных значений масс грузов, которые должны отличаться друг от друга на 100 г. Вначале испытания проводятся в сторону увеличения массы грузов, а после - в сторону убывания, при тех же значениях массы грузов.

13. Рассчитайте частоту вращения ротора N, с^-1, для каждого испытания по формуле

, (2.4)

где п - число оборотов ротора; - время, за которое ротор совершит п оборотов.

14. Рассчитайте константу прибора К для расчета эффективной вязкости по формуле

. (2.5)

15. Вычислите значение эффективной вязкости для каждой модели по формуле

. (2.6)

Результаты измерений и расчета внесите в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Образцы продукта	, кг	К	, м	, об	, с	, с-1	, Па.с
1 модель 1′ модель
2 модель 2′ модель
3 модель 3′модель

16. По результатам испытаний сделайте вывод, как влияет содержание влаги в продукте на структурно-механические характеристики: предельное напряжение сдвига и эффективную вязкость.

17. Оформите отчет.

18. Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какова роль приборной техники в оценке технологических процессов производства продукции?

2. Какими структурно-механическими (реологическими) характеристиками может быть дана оценка качества вареных колбас?

3. Что называется предельным напряжением сдвига и эффективной вязкостью?

4. Дайте классификацию ротационных вискозиметров по методу проведения измерений.

5. Назовите факторы, которые необходимо учитывать при измерении на ротационных вискозиметрах.

6. Дайте описание устройству и принципу работы ротационного вискозиметра РВ-8.

7. Дайте писание методике измерения предельного напряжения сдвига и эффективной вязкости мясного фарша.

8. Объясните, с какой целью делается предварительный прогрев всех частей прибора.

9. Перечислите факторы, от которых зависит точность получаемых результатов измерения предельного напряжения сдвига и эффективность вязкости фарша.

10. Дайте объяснение своим результатам измерения, полученным во время выполнения лабораторной работы.

11. По какой формуле рассчитывается предельное напряжения сдвига?

12. По какой формуле рассчитывается эффективная вязкость?

13. Дайте объяснение, почему в качестве главного, основного показателя в оценке качества сырья и готовой продукции используется предельное напряжение сдвига?