Порядок выполнения работы

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

2. Изучите теоретические положения работы.

3. Изучите назначение и устройство прибора ВПЖ-4.

Назначение. Капиллярный стеклянный вискозиметр ВПЖ-4 предназначен для определения кинематической вязкости жидкостей.

Устройство прибора. Вискозиметр ВПЖ-4 (рис. 4.1) представляет собой U образную трубку и состоит из правого колена (1), в которое впаян стеклянный капилляр (6), а также двух шарообразных резервуаров (4) и (5) для измеряемой жидкости, и правого колена (2), которое имеет плоский шарообразный резервуар (7) для приема жидкости и отводной патрубок (3) для подсоединения резинового шланга. Диаметр впаянного капилляра равен 1,47 мм.

4. Познакомьтесь с подготовкой прибора к работе.

Согласно паспорту, перед определением вязкости жидкости вискозиметр должен быть тщательно промыт и высушен.

Вискозиметр вначале промывают бензином, а затем петролейным эфиром. После растворителя промывают водой и заливают не менее чем на 5-6 час хромовой смесью. После этого вискозиметр промывают дистиллированной водой и сушат.

Для более быстрой сушки вискозиметр можно промыть спиртом-сер-тификатом или ацетоном.

5. Изучите методику проведения испытания и измерения вязкости.

Рис. 4.1. Вискозиметр капиллярный стеклянный ВПЖ-4

Измерение вязкости при помощи вискозиметра ВПЖ-4 основано на определении времени истечения через капилляр определенного объема жидкости из измерительного резервуара.

Для набора исследуемой жидкости в вискозиметр на отводную трубку (3) надевают резиновый шланг, а в него вставляют резиновую грушу (или подключают к водяному насосу) и, перевернув вискозиметр, опускают колено (1) в сосуд с исследуемой жидкостью и засасывают ее до отметки м-2, одновременно следя за тем, чтобы в жидкости не образовались пузырьки воздуха.

В тот момент, когда уровень жидкости достигнет отметки М-2, вискозиметр вынимают из сосуда и быстро перевертывают в нормальное положение. Снимают с внешней стороны конца колена (1) избыток жидкости и надевают на него резиновую трубку.

Вискозиметр устанавливают в термостат так, чтобы расширение (5) было ниже уровня жидкости в термостате. После выдержки в термостате не менее 15 мин при заданной температуре засасывают жидкость в колено (1), примерно до одной трети высоты расширения (5). Сообщают колено (1) с атмосферой и, включая секундомер, определяют время истечения (опускания мениска) жидкости от отметки М-1 до отметки М-2. Для получения точных результатов измерения проводят в 3-5 раз.

6. Проведите испытания и результаты измерения запишите.

Испытания необходимо проводить с трехкратным повтором. В качестве контрольных точек, при которых требуется определить вязкость мясного бульона, взять следующие значения температур - 40, 60, 80 ^оС.

7. Рассчитайте значения кинематической вязкости для полученных данных по формуле

, (4.2)

где К - константа прибора, мм²/с². Согласно паспорту К = 0,2970 мм²/с²; - время истечения жидкости через капилляр, с; g - ускорение свободного падения, м/с².

Результаты расчетов и измерений сведите в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Температура измерения, 0С	Время, , с	Вякость, , Па.с	Среднее значение вязкости, , Па.с

8. По результатам испытаний сделайте вывод о влиянии температуры на значение вязкости.

9. Оформите отчет.

10. Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Что такое вязкость жидкости и ее значение для пищевых жидкообразных продуктов?

2. Какова физическая сущность закона жидкостного трения?

3. Как влияет температура на вязкость жидкости?

4. Теория капиллярной вискозиметрии.

5. Дайте описание устройству капиллярного вискозиметра ВПЖ-4.

6. Дайте описание методике измерения вязкости.

7. Опишите, как производится измерение вязкости на приборе ВПЖ-4.

8. Перечислите недостатки и достоинства капиллярных вискозиметров.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Вариант № 1

1. Инженерная реология как наука о деформации и течении материалов.

2. Ротационный вискозиметр РВ-8. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерений и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Простые идеальные реологические тела. Их механические модели. Формулы их описания. Какие свойства (характеристики) реальных материалов отображают они.

Вариант № 2

1. Составные части инженерной реологии.

2. Конический пластометр КП-3. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерений и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Реологическое вязко-пластичное тело Шведова-Бингама. Механическая модель тела. Поведение тела при приложении сил. Формула описания тела. График изменения свойств тела. Практическое использование тела Шведова- Бингама для описания свойств реальных материалов.

Вариант № 3

1. Роль инженерной реологии в обеспечении контроля, регулирования и уп-равления качеством сырья и готовой продукции.

2. Универсальный адгезиометр конструкции МАПБ (МТИММПа). Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Идеально упругое тело Гука. Механическая модель тела. Поведение тела при приложении механических сил. Формула описания тела Гука. График изменения свойств тела. Практическое использование реологического тела Гука для описания свойств реальных материалов.

Вариант № 4

1. Пищевые материалы как предмет изучения инженерной реологии.

2. Консистометр Гепплера. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Реологическое упруго-вязкое тело Фойгта-Кельвина. Механическая модель тела. Поведение тела при приложении сил. Формула описания тела. График изменения свойств тела. Практическое применение тела Фойгта-Кельвина для описания свойств реальных пищевых материалов.

Вариант № 5

1. Дисперсионные системы. Понятие, классификация дисперсионных систем. Классификация структур по П.А. Ребиндеру и А.В. Горбатову

2. Вискозиметры Освальда и Уббелодэ. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Реологическое упруго-вязкое тело Максвелла. Механическая модель тела. Поведение тела при приложении нагрузки. Формула описания тела. График изменения свойств тела. Практическое применение тела Максвелла для описания реологических характеристик пищевых материалов.

Вариант № 6

1. Основные термины и определения в реологии: аксиомы реологии, деформация, скорость деформации, напряжение и виды напряжений. Обозначение и формулы их определения.

2. Ротационный вискозиметр конструкции МАПБа (МТИММПа) для исследования мясных фаршей под давлением или вакуумом. Назначение, устройство прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Идеально вязкое тело Ньютона. Механическая модель тела. Поведение тела при приложении внешней нагрузки. Формула тела Ньютона. Графическое изображение изменения свойств тела. Практическое использование реологического тела Ньютона для описания свойств реальных пищевых материалов.

Вариант № 7

1. Основные понятия в реологии: упругость, вязкость, пластичность, адгезия, внешнее трение. Обозначение и формулы их определения.

2. Полуавтоматический пенетрометр ПП-5. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Идеально пластичное тело Сен-Венана. Механическая модель тела. Поведение тела при приложении внешней нагрузки. Формула описания тела Сен-Венана. График изменения свойств тела. Практическое применение реологического тела Сен-Венана для описания свойств реальных пищевых материалов.

Вариант № 8

1. Понятие «идеальных» тел в реологии. Реологические механические модели простых «идеальных» тел. Основные уравнения напряжений и деформаций «идеальных» тел.

2. Универсальный прибор конструкции ВНИИМПа. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Реологическое упруго-пластичное тело. Механическая модель тела. Поведение тела при приложении внешней нагрузки. Формула описания тела. График изменения свойств тела. Практическое использование упруго-пластич-ного тела для описания свойств реальных материалов.

Вариант № 9

1. Основные нелинейные эмпирические уравнения напряжений и деформаций для реальных пищевых материалов. Их частные виды.

2. Полуавтоматический пластометр ПП-1. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Формы связи влаги с материалом и ее влияние на структурно-механические характеристики пищевых материалов.

Вариант № 10

1. Основные структурно-механические характеристики пищевых материалов. Общее понятие, их разделение на группы в зависимости от вида приложения нагрузки.

2. Лабораторный прибор конструкции КемТИППа. Назначение, конструкция прибора. Подготовка образцов для испытания. Методика проведения измерения и расчета усилия среза.

3. Актуальность проведения приборного контроля за технологическими процессами и качеством продукции.

Вариант № 11

1. Основные сдвиговые свойства пищевых материалов. Общее понятие о сдвиговых свойствах, их названия, определения и формулы расчета. Использование знаний сдвиговых свойств материалов на практике.

2. Вискозиметр А.В. Горбатова и др. Назначение, конструкция прибора, методика измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Автоматизированный контроль качества продуктов на основе применения реологических приборов.

Вариант № 12

1. Основные компрессионные свойства пищевых материалов. Общее понятие о компрессионных свойствах, их названия, определения и формулы расчета. Использование знаний о компрессионных свойствах материалов на практике.

2. Прибор трибометр. Назначение и конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Связь между структурно-механическими свойствами продукта и сенсорной оценкой качества.

Вариант № 13

1. Основные поверхностные свойства пищевых материалов. Общее понятие о поверхностных свойствах, их названия, определения и формулы расчета.

2. Дефометр конструкции МАПБ (МТИММПа). Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Оптимизация технологических процессов на основе инженерной реологии.

Вариант № 14

1. Структурно-механические свойства как объективный показатель воздействия на пищевые материалы.

2. Прибор конструкции А.С. Большакова и др. ПМ-3. Назначение, конструкция прибора. Подготовка образцов для испытаний. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Трубопроводный транспорт для перемещения вязко-пластичных материалов (сред). Значение и перспективы его развития.

Вариант № 15

1. Основные понятия в реологии: деформация, виды деформаций, скорость деформации. Формулы их определения.

2. Компрессионный акалориметр Московского мясокомбината и МАПБ (МТИММПа). Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Технологический трубопроводный транспорт. Определение. Варианты компоновки технологического трубопровода. Основные элементы входящие в состав трубопроводного транспорта.

Вариант № 16

1. Основные понятия в реологии: напряжение, виды напряжений. Формулы их определения.

2. Ротационный вискозиметр «Реотест RV» (Германия). Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Основы теории реодинамических расчетов трубопроводов для мясопродуктов.

Вариант № 17

1. Консистенция пищевых продуктов. Определение. Методы ее определения. Значение консистенции в оценке качества продукции.

2. Прибор с плоскопараллельным зазором Вейлера-Ребиндера. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Реодинамика транспортирования жидкообразных мясопродуктов по трубопроводам.

Вариант № 18

1. Текстура пищевых продуктов. Общее понятие. Определение текстуры пищевых продуктов. Ее значение в оценке качества готовой продукции.

2. Пенетрометр для определения консистенции мяса и мясопродуктов. Конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета показателя пенетрации.

3. Реодинамический расчет трубопроводов для транспортирования жидких продуктов (сред).

Вариант № 19

1. Нежность, твердость, мягкость, хрупкость пищевых материалов. Их определения. Значение данных свойств в оценке качества сырья и готовой продукции.

2. Устройство для определения структурно-механических свойств мясных фаршей в потоке конструкции МАПБ (МТИММПа). Конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета свойств фарша.

3. Реодинамический расчет трубопроводов для транспортирования твердообразных мясопродуктов.

Вариант № 20

1. Методы измерения структурно-механических (реологических) свойств пищевых материалов применяемых в реологии. Классификация методов измерения.

2. Полусферический консистометр Шарнеров. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических параметров.

3. Влияние длительности куттерования на структурно-механические свойства мясных фаршей.

Вариант № 21

1. Классификация приборов для измерения структурно-механических (реологических) свойств пищевых материалов.

2.Вискозиметр РМ-1 МАПБ (МТИММПа). Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерения и расчета реологических параметров.

3. Влияние термического состояния мяса на структурно-механические свойства фарша.

Вариант № 22

1. Приборы для измерения поверхностных свойств продуктов. Виды приборов.

2. Конический пластометр КП-3 со сменным индентором с иглами. Назначение и конструкция прибора. Методика проведения измерений и определения нежности мяса

3. Влияние длительности посола мяса на структурно-механические свойства фарша.

Вариант № 23

1. Приборы для измерения компрессионных свойств продуктов. Виды приборов.

2.Полуавтоматический пенетрометр ПП-5. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерений и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Влияние продолжительности созревания на структурно-механические свойства мяса.

Вариант № 24

1. Приборы для измерения сдвиговых свойств продуктов. Виды приборов.

2. Дефометр МАПБа (МТИММПа). Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерений и расчета реологических параметров пищевых материалов.

3. Влияние массирования, тумблирования на структурно-механические свойства мяса.

Вариант № 25

1. Приборы для измерения структурно-механических свойств продуктов в технологическом потоке.

2. Ротационный вискозиметр Воларовича РВ-8. Назначение, конструкция прибора. Методика проведения измерений и расчета реологических характеристик пищевых материалов.

3. Влияние фосфатных добавок на структурно-механические свойства мясных фаршей.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. Геометрические величины:

l - длина, м;

d - диаметр, м;

r - текущее значение радиуса, м;

h - высота, м;

F - площадь, м² (переменная величина;

V - объем, м³ (постоянная и переменная величины);

υ - удельный объем, м³/кг или м³/м³;

- относительная деформация при сжатии-растяжении (осевом, объем ном);

- относительная деформация при сдвиге.

2. Кинематические величины:

и - скорость точки, элементарного слоя, м/с;

w - среднеобъемная скорость потока, м/с;

- время (длительность измерения), с;

- скорость сдвиговой деформации, с^-1;

ди / дr - градиент скорости (для установившегося течения), с^-1;

- скорость деформации (для неустановившихся процессов деформирования), с^-1;

- скорость осевой (объемной) деформации, с^-1;

- объемный расход в секунду, м³/с;

- текущее значение угловой скорости, рад/с;

п - частота вращения, об/мин.

3. Динамические и энергетические величины и реологические характеристики:

Р - сила, нагрузка, Н;

М - масса, кг;

- плотность, кг/м³;

- относительная (к воде при 4 ^оС) плотность;

р - гидростатическое давление, Па;

- адгезия, липкость, Па;

- удельная сила трения, Па;

- удельная сила контакта, Па;

- напряжение одноосного растяжения-сжатия, Па;

- напряжение сдвига, среза, Па;

- предельное напряжение сдвига, Па;

, - предел текучести материала при растяжении- сжатии, Па;

- предел текучести материала при сдвиге, Па;

- напряжение среза, Па;

- вязкость ньютовской жидкости или Бингамова тела, Па^.с;

- эффективная вязкость, Па·с;

- пластичекая вязкость. Па·с;

- эффективная вязкость, при фиксированном (единичном) значении скорости деформации, Па·с;

m - темп разрушения структуры (безразмерный), m = 1- п;

п - индекс течения (безразмерный);

- период релаксации;

К - константы приборов, с соответствующим индексом;

G Е - модули упругости при растяжении-сжатии, присдвиге, Па;

- коэффициент объемного сжатия, 1/Па;

- коэффициент температурного рсаширения, 1/К;

- коэффициент внешнего трения;

- коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;

R - универсальная газовая постоянная, равная 8,з14 Дж/(моль^.К).

4. Прочие характеристики:

t - температура, ^оС;

Т - абсолютная температура, К;

- коэффициент гидравлического сопротивления (безразмерный) и коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К);

W - относительная влажность, кг влаги на 1 кг продукта;

U - влагосодержание (абсолютная влажность), кг влагт на 1 кг сухого продукта;

- жирность, кг жира на 1 кг продукта;

с - концентрация сухого вещества, кг сухих веществ на 1 кг продукта;

- разность двух однородных величин (давлений, температур и т.д.);

, , или , , и т.д. - эмпирические коэффициенты.