Определение вязкости жидкообразных продуктов

Цель работы:

углубить знания по структурно-механическим свойствам жидкообразных продуктов, изучить конструкцию капиллярного вискозиметра ВПЖ-4

и методику измерения, определить вязкость мясного бульона

Среди пищевых продуктов особую группу составляют продукты, которые принято называть жидкостями или жидкообразными. Они относятся к системам, не имеющим статического предельного напряжения сдвига, т.е. обладают текучестью при любых напряжениях сдвига. Эти системы могут быть аномально-вязкими, когда их течение в осях координат, характеризуются кри-вой линией или истинно-вязкими (ньютоновскими), когда течение характеризуется прямой линией.

Движение жидкостей сопровождается внешним трением ее о стенки канала или трубы и внутренним трением, возникающим в жидкости вследствие скольжения движущихся струек или слоев друг о друга. Внутреннее трение является мерой вязкости - свойства жидкости, характеризующего текучесть, смазывающую способность, растекание, т.е. свойства жидкости оказывать сопротивление касательным усилиям.

В ламинарном потоке скорость элементарно тонких слоев или струек неодинакова и увеличивается к центру, т.е. к оси трубы. Между слоями возникают касательные напряжения, которые обусловлены вязкостью жидкости и подчиняются закону жидкостного трения, который был впервые сформулирован И. Ньютоном:

, (4.1)

где - динамический коэффициент вязкости, Па^.с;

- скорость сдвига, м/с.

Для измерения вязкости жидкообразных систем (мясной бульон, животный жир при температуре выше плавления, молоко, водо-белково-солевые растворы и пр.) преимущественно применяют капиллярные и шариковые вискозиметры. Более универсальными являются капиллярные вискозиметры, так как дают возможность исследовать аномалию вязкости при различных давлениях истечения, т.е. получить зависимость градиента скорости от напряжения сдвига.

Теория капиллярных вискозиметров теоретически обоснована; основана на гипотезе сплошности и непрерывности жидкости и использует следующие допущения и ограничения: скорость жидкости на стенке принимается равной нулю; продукт считается не сжимаемым; реологические характеристики неизменны по длине и не зависят от времени, т.е. на течение не оказывают влияния процессы тиксотропии, реопексии и релаксации.

Главным требованием, предъявляемым к капиллярным вискозиметрам, является отсутствие турбулизации потока, т.е. режим движения должен быть ламинарным или структурным. Режим движения характеризуется критерием Рейнольдса Re, который не должен превышать 150, а длительность истечения жидкости через капилляр не должна быть меньше 100 сек. В теории капиллярной вискозиметрии рассматривается только равномерное (силы инерции равны нулю) прямолинейное (центробежные силы равны нулю) движение жидкости в горизонтальной трубке (силы тяжести проектируются на ось, совпадающую с направлением движения и равны нулю).

Наиболее известны и широко применяются: капиллярные вискозиметры Уббелоде и Освальда, вискозиметр Горбатова А.В. и др., вискозиметр ВК-4, автоматические вискозиметры АКВ-3 и АКВ-5, шариковый вискозиметр Гепплера и многие др.