Изучение реологических свойств маргарина «Особый» Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 637.146

Изучение реологических свойств маргарина «Особый»

Николаев Л.К., Денисенко А.Ф., Николаев Б.Л. lev.nikolaew@yandex.ru

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

В статье освещены результаты изучения реологических свойств маргарина «Особый» в зависимости от температуры продукта и градиента скорости.

Ключевые слова: реологические свойства, маргарин, температура, градиент скорости, структура, эффективная вязкость.

Research of flow characteristics of margarine

«Special»

Nikolaev L.K., Denisenko A.F., Nikolaev B.L.

Saint-Petersburg state university of refrigeration and food

engineering

In article results of researching of flow characteristics of margarine « Special» in depending product of temperature and velocity gradient is shown.

Key words: flow characteristics, margarine, temperature, velocity gradient, structure, effective viscosity.

В реометрии проводятся исследования различных пищевых продуктов. Определённый интерес представляют реологические характеристики маргарина «Особый» - такие как эффективная вязкость. Как отмечает академик Горбатов А.В., зависимость эффективной вязкости от градиента скорости считается основной характеристикой структурно-механических свойств дисперсных систем, так как эффективная вязкость является итоговой характеристикой, описывающей равновесное состояние между процессами восстановления и разрушения структуры [1].

Многие пищевые продукты, в том числе и маргарин «Особый», подчиняются степенному закону течения [1,2]. Согласно этому закону значение эффективной вязкости определяется по формуле:

Пэф = к • У(т-1),

где пэф - эффективная вязкость продукта, Па-с;

к - коэффициент Оствальда, Па-с;

_1

у - градиент скорости, с ;

т - показатель неньютоновского поведения.

Значительное содержание жира в маргарине «Особый» - 82%, а также наличие эмульгаторов в нём обуславливает значительную аномалию эффективной вязкости этого маргарина.

Маргарин «Особый» относится к структурированным системам и обладает свойствами псевдопласичной среды. Для псевдопласичной среды характерной особенностью является изменение эффективной вязкости при различных значениях градиента скорости и её температуры. С учётом этого экспериментальные данные были обработаны в виде зависимости эффективной вязкости от температуры маргарина «Особый» и градиента скорости.

Рис.1 Вязкостно - скоростные характеристики маргарина бутербродного «Особый» при температурах в 0С: 1-10; 2-15; 3-20; 4-25,1; 5-35; 6-40.

Исследования проводили на ротационном вискозиметре «Реотест» при температурах маргарина 10,1; 15; 20; 25,1; 35; 400С и изменении градиента скорости от 0,167 с-1 до 437 с-1.

Температура исследуемого в вискозиметре поддерживалась с точностью ± 0,10С. Замеры необходимых параметров осуществлялись после того, как исследуемая проба была подвергнута термостатированию в течении 20 минут. Погрешность измерений не превышала ±4%.

Изменение эффективной вязкости маргарина «Особый» в зависимости от его температуры и градиента скости показано в виде вискозно-скоростных характеристик на рис.1.

Полученные экспериментальные данные позволяют определить значения эффективной вязкости маргарина «Особый» при различных значениях градиента скорости и температуры продукта. При этом значения эффективной вязкости существенно изменяется от градиента скорости. Так, например, при увеличении градиента скорости от 0,167 с-1 до 1,5 с-1 эффективная вязкость маргарина при температуре 10,10С уменьшается с 6120 до 1000 Па-с, то есть более чем в 6 раз. При более высокой температуре маргарина, равной 400С, а также имеет место уменьшение градиента скорости от 121,5 до 437,4 с-1 эффективная вязкость маргарина уменьшатся с 1,205 до 0,906 Па-с, то есть всего лишь на 33%. Такое незначительное изменение эффективной вязкости маргарина при температуре его равной 400С объясняется тем, что при этой температуре структурная сетка маргарина в значительной степени уже разрушена и поэтому даже значительное увеличение градиента скорости оказывает незначительное влияние на уменьшение эффективной вязкости маргарина «Особый».

Представленные на рис.1 вязкостно - скоростные характеристики маргарина «Особый» также позволили установить степень влияния температуры продукта на его вязкостные свойства. Выявлено, что значения эффективной вязкости при температуре маргарина от 10,1 до 350С и градиентах скорости от 0,167 до 1,5 с-1 изменяется практически в одинаковой степени. Так, например, при температуре маргарина 10,10С и изменении градиента скорости от 0,5 до 1,5 с-1 его эффективная вязкость уменьшается от 2440 до 1000 Па-с, то есть в 2,44 раза, а при температуре маргарина 35 0С и таком же изменении градиента скорости, эффективная вязкость маргарина уменьшается от 85,8 до 31,30С, то есть практически в такой же степени.

Полученные данные по реологическим характеристикам маргарина «Особый» могут быть использованы при тепловых и гидравлических расчётах оборудования.

Список литературы

1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1979. — 384 с.

2.Мачихин Ю.А., Инженерная реология пищевых материалов.- М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1981. — 217 с.