Научная статья на тему 'Определение физико-химических характеристик растительных порошков'

Определение физико-химических характеристик растительных порошков Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
329
82
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
гранулометрический состав / математическая обработка / насыпная плотность / прессование / приборы: ГИУ-1 / Структурометр СТ-2 / растительные порошки / реологические характеристики / средний эквивалентный диаметр / эмпирические константы / PT-SV100 / Vegetable powders / average equivalent diameter / granulometric composition / bulk density / pressing / rheological characteristics / instruments: GIU-1 / Structurometer ST-2 / PT-SV100 / mathematical processing / empirical constants

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Черных Валерий Яковлевич, Евтушенко Анатолий Михайлович, Крашенинникова Ирина Геннадьевна, Мартиросян Владимир Викторович, Годунов Олег Александрович

В работе предлагается комплексная оценка физико-химических характеристик порошков, включающая основополагающий показатель их технологических свойств средний эквивалентный диаметр частиц, измеряемый с помощью прибора «Гранулометр ГИУ-1» и реологические характеристики, получаемые на основании математического анализа диаграмм прессования проб порошков, контролируемых с помощью прибора «Струкутрометр СТ-2», при использовании в его составе цилиндрического индентора и кюветы от прибора Валюмометра Скотта «PT-SV100», после предварительного определения с его помощью насыпной плотности анализируемых порошков. На основании проведенных исследований установлено, что порошки моркови и яблока предрасположены к образованию гранул и конгломератов в отличие от порошков столовой свеклы и тыквы, при этом средний эквивалентный размер частиц находится в диапазоне от 90 до 140 мкм, что очень важно при производстве мучных смесей на основе растительных порошков, так как критическая точка дисперсности хлебопекарной муки (бэкв, мкм) находится в диапазоне 100-110 мкм это будет способствовать устойчивости изготовляемых смесей к расслоению при транспортировке и дозировке. Исходя из текстурных признаков порошков, их реологическое поведение оценивают по углу откоса конуса, получаемого при насыпании или по показателям прессования порошка. В данной работе использовались показатели прессования порошка, который находился в кювете от прибора PT-SV100. Такой методический подход позволял устанавливать начальную плотность порошка и её изменение в процессе объемного прессования при реализации определенных режимов нагружения, а также устанавливать релаксацию напряжений и относительную деформацию. Следует отметить, что процесс сжатия порошков имеет сложный вид, однако первые 2-10 с изменение напряжения сдвига от времени деформации, для всех исследуемых порошков, имеет линейных характер, который довольно быстро переходит в экспоненциальную зависимость. Сравнение констант установленной зависимости показывает, что напряжение сжатия порошков моркови, свеклы, и тыквы на поздних стадиях, идет с большей скоростью, чем у порошка из яблок. Таким образом, были установлены эмпирические константы, характеризующие изменение структуры растительных порошков при сжатии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Черных Валерий Яковлевич, Евтушенко Анатолий Михайлович, Крашенинникова Ирина Геннадьевна, Мартиросян Владимир Викторович, Годунов Олег Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Determination of the physical-chemical characteristics of plant powders

For the purposeful use of this type of raw materials, a comprehensive assessment of the physical-chemical characteristics of the powders has been developed, including a fundamental index of their technological properties-the average equivalent diameter of particles measured with the device «Granulometer GIU-1» and rheological characteristics obtained on the basis of mathematical analysis of pressing diagrams of samples of powders controlled with the device «Structurometer ST-2», when using a cylindrical indenter and volume meter Scott «PT-SV100» cuvette, after the preliminary determination with the use of the analyzed bulk density of powders. On the basis of the conducted researches it was established that carrot and apple powders are predisposed to the formation of granules and conglomerates in contrast to table beet and pumpkin powders, while the average equivalent particle size is in the range from 90 to 140 pm, which is very important in the production of flour mixes based on vegetable powders, since the critical point of dispersity of baking flour (dEq, pm) is in the range of 100-110 pm this will contribute to the stability of the manufactured mixtures to the delamination during transport and dozing. Based on the texture characteristics of the powders, their rheological behavior is estimated from the angle of the slope of the cone, obtained when poured or by the powder compression parameters. In thiswork, we used the powder pressing parameters, which was in a cuvette from the PT-SV100. Such a methodical approach made it possible to establish the initial density of the powder and its change in the process of bulk pressing when certain loading regimes were realized, and also to establish stress relaxation and relative deformation. It should be noted that the process of compression of powders has a complex form, however, the first 2 to 10 seconds the change in the shear stress from the deformation time, for all the powders studied, is linear in nature, which rapidly transforms into exponential dependence. Comparison of the constants of the established dependence shows that the compressive stress of powders of carrots, beets, and pumpkins in the later stages, goes with a greater speed than that of the apple powder. Thus, empirical constants, characterizing the change in the structure of plant powders during compression, were established.

Текст научной работы на тему «Определение физико-химических характеристик растительных порошков»

УДК 664.649

Определение физико-химических характеристик

растительных порошков

В.Я. Черных, д-р техн. наук, профессор; А.М. Евтушенко, д-р хим. наук; И.Г. Крашенинникова, д-р техн. наук; В.В. Мартиросян, д-р техн. наук

НИИ хлебопекарной промышленности, Москва O.A. Годунов, аспирант ООО «НПО АгроПромРесурс», Москва

Реферат

В работе предлагается комплексная оценка физико-химических характеристик порошков, включающая основополагающий показатель их технологических свойств - средний эквивалентный диаметр частиц, измеряемый с помощью прибора «Гранулометр ГИУ-1» и реологические характеристики, получаемые на основании математического анализа диаграмм прессования проб порошков, контролируемых с помощью прибора «Струкутрометр СТ-2», при использовании в его составе цилиндрического индентора и кюветы от прибора Валюмометра Скотта «PT-SV100», после предварительного определения с его помощью насыпной плотности анализируемых порошков. На основании проведенных исследований установлено, что порошки моркови и яблока предрасположены к образованию гранул и конгломератов в отличие от порошков столовой свеклы и тыквы, при этом средний эквивалентный размер частиц находится в диапазоне от 90 до 140 мкм, что очень важно при производстве мучных смесей на основе растительных порошков, так как критическая точка дисперсности хлебопекарной муки (с1экв, мкм) находится в диапазоне 100-110 мкм - это будет способствовать устойчивости изготовляемых смесей к расслоению при транспортировке и дозировке. Исходя из текстурных признаков порошков, их реологическое поведение оценивают по углу откоса конуса, получаемого при насыпании или по показателям прессования порошка. В данной работе использовались показатели прессования порошка, который находился в кювете от прибора PT-SV100. Такой методический подход позволял устанавливать начальную плотность порошка и её изменение в процессе объемного прессования при реализации определенных режимов нагружения, а также устанавливать релаксацию напряжений и относительную деформацию. Следует отметить, что процесс сжатия порошков имеет сложный вид, однако первые 2-10 с изменение напряжения сдвига от времени деформации, для всех исследуемых порошков, имеет линейных характер, который довольно быстро переходит в экспоненциальную зависимость. Сравнение констант установленной зависимости показывает, что напряжение сжатия порошков моркови, свеклы, и тыквы на поздних стадиях, идет с большей скоростью, чем у порошка из яблок. Таким образом, были установлены эмпирические константы, характеризующие изменение структуры растительных порошков при сжатии.

Ключевые слова

гранулометрический состав; математическая обработка; насыпная плотность; прессование; приборы: ГИУ-1; Структурометр СТ-2; растительные порошки; реологические характеристики; средний эквивалентный диаметр; эмпирические константы; PT-SV100

Цитирование

Черных В.Я. Евтушенко A.M., Крашенинникова И.Г, Мартиросян В.В., Годунов О.А. (2018) Определение физико-химических характеристик растительных порошков // Пищевая промышленность. 2018. № 11.С. 51-55.

Determination of the physical-chemical characteristics of plant

powders

V.Ya. Chernykh, Doctor of Technical Sciences, Professor; A.M. Evtushenko, Doctor of Chemical Sciences; I.G. Krasheninnikova, Doctor of Technical Sciences; V.V. Martirosyan, Doctor of Technical Sciences

Research Baking Industry O.A. Godunov, Graduate Student NPO AgroPromResurs LLC

Key words

Vegetable powders; average equivalent diameter; granulometric composition; bulk density; pressing; rheological characteristics; instruments: GIU-1; Structurometer ST-2; PT-SV100; mathematical processing; empirical constants

Abstracts

For the purposeful use of this type of raw materials, a comprehensive assessment of the physical-chemical characteristics of the powders has been developed, including a fundamental index of their technological properties-the average equivalent diameter of particles measured with the device «Granulometer GIU-1» and rheological characteristics obtained on the basis of mathematical analysis of pressing diagrams of samples of powders controlled with the device «Structurometer ST-2», when using a cylindrical indenter and volume meter Scott «PT-SV100» cuvette, after the preliminary determination with the use of the analyzed bulk density of powders. On the basis of the conducted researches it was established that carrot and apple powders are predisposed to the formation of granules and conglomerates in contrast to table beet and pumpkin powders, while the average equivalent particle size is in the range from 90 to 140 цт, which is very important in the production of flour mixes based on vegetable powders, since the critical point of dispersity of baking flour (dEq, цт) is in the range of 100-110 цт

- this will contribute to the stability of the manufactured mixtures to the delamination during transport and dozing. Based on the texture characteristics of the powders, their rheological behavior is estimated from the angle of the slope of the cone, obtained when poured or by the powder compression parameters. In this work, we used the powder pressing parameters, which was in a cuvette from the PT-SV100. Such a methodical approach made it possible to establish the initial density of the powder and its change in the process of bulk pressing when certain loading regimes were realized, and also to establish stress relaxation and relative deformation. It should be noted that the process of compression of powders has a complex form, however, the first 2 to 10 seconds the change in the shear stress from the deformation time, for all the powders studied, is linear in nature, which rapidly transforms into exponential dependence. Comparison of the constants of the established dependence shows that the compressive stress of powders of carrots, beets, and pumpkins in the later stages, goes with a greater speed than that of the apple powder. Thus, empirical constants, characterizing the change in the structure of plant powders during compression, were established.

Citation

Chernykh V.Ya., Evtushenko A.M., Krasheninnikova I.G., Martirosyan V.V., GodunovO.A. (2018) Determination of the physical-chemical characteristics of plant powders // Food processing industry = Pishhevaja promyshlennost". 2018. № 11. P. 51-55.

Существующие технологии продуктов переработки сельхозсырья и ди-коросов направлены на снижение их нативной влажности, сохранение химического состава, увеличение срока хранения и повышения технологичности использования при производстве различных видов пищевых продуктов.

Продуктами переработки растительного сырья могут быть:

• замороженные ягоды, грибы и др.;

• высушенные ягоды, грибы, зелень, травы и др.;

• порезанные и высушенные различными способами овощи, фрукты, зелень, грибы и др. в виде хлопьев, стружки и кусочков различной формы и размеров;

• пюре или концентрированное пюре, с большим содержанием влаги до 85-90%;

• полидисперсные порошки, изготовленные после:

- получения пюре и его сушки кондуктивным способом на валковых сушилках с последующим измельчением;

- резки сырья на кусочки и их сушки в конвективных, инфракрасных и леофильных сушилках и измельчения высушенных кусочков;

- измельчения исходного сырья в виде суспензии и её сушки в распылительных сушилках;

- дезинтеграционно-конвектив-ного способа сушки растительного сырья, когда одновременно идет измельчение овощей, фруктов, ягод и др. и их сушка.

Наиболее перспективными и технологичными продуктами переработки растительного сырья, например, при производстве обогащенных и функциональных хлебобулочных изделий являются порошки. В настоящее время из овощей получают следующие виды порошков: томатный, морковный, тыквенный, шпинатный, луковый, из зеленого горошка, цветной капусты, пряной зелени и др., из фруктов: яблочный, сливовый, абрикосовый и др., а из ягод: черносмородиновый, облепиховый, клюквенный и др.

Порошки имеют ряд преимуществ перед другими видами продуктов переработки растительного сырья: хорошо восстанавливаются

(при этом образуются пюреобразные массы, которые мало отличаются от исходного свежего сырья), хорошо гомогенизируются с различными рецептурными ингредиентами, технологически удобны при подаче на производство и их дозировки, занимают меньший объем (что позволяет экономить тару и расходы на транспортировку) и хранятся в герметичной упаковке достаточно длительное время.

В настоящее время отсутствует методология оперативной оценки технологических свойств растительных порошков по их структурно-механическим или реологическим характеристикам, с учетом их гранулометрического и химического состава, обусловленного видом исходного сельхозсырья или дикоросов.

Поэтому, целью настоящей работы является разработка комплексного оперативного метода определения реологических характеристик растительных порошков, которые необходимы при формировании технологических планов процесса производства пищевых продуктов на их основе.

Растительный порошок представляет собой двухфазную систему типа «твердая фаза - газ» (ТГ) и его свойства обусловлены размером дисперсных частиц и их химическим составом.

В соответствии с общими принципами физико-химической механики [1] одним из важнейших этапов формирования структурного тела является взаимодействие структурообразующих элементов, определяемое химической природой поверхности частиц твердой (дисперсной) фазы, оказывающей существенное влияние на формирование структур в композиционных системах. После производства растительного порошка при его упаковке, хранении, транспортировки, перекачивании, дозиро-

вании и т.д. необходимо учитывать свойства и реологическое поведение порошка, которое может быть связано с изменением его равновесной влажности, приводящей к образованию гранулированной структуры или конгломератов. Вода (жидкая фаза - Ж) в определенном количестве обеспечивает переход системы ТГ (порошок - воздух) в ТГ с большим размером твердой фазы.

Процесс хранения порошка с учетом его химического и гранулометрического состава и влияния различных технологических факторов, в первую очередь - равновесной влажности можно представить следующим образом:

ТГ + Ж^ТГ.

Перед определением реологических характеристик растительных порошков устанавливали следующие их физико-химические характеристики: влажность %), средний эквивалентный диаметр частиц (с1экв, мкм) и плотность (р, кг/м3) при использовании соответствующих приборов влагомера МА-150, грануло-метра ГИУ-1 и валюмометра Скотта РТ-БУЮО.

В табл. 1 приведены установленные физико-химические характеристики порошков яблока, тыквы, столовой свеклы и моркови.

На рис. 1 приведено распределение гранулометрического состава растительных порошков.

Из рис. 1 видно, что порошки моркови и яблока предрасположены к образованию гранул и конгломератов в отличие от порошков столовой свеклы и тыквы, при этом средний эквивалентный размер частиц находится в диапазоне от 90 до 140 мкм, что очень важно при производстве мучных смесей на основе растительных порошков, так как критическая точка дисперсности хлебопекарной муки (с1экв, мкм) находится в диапа-

Таблица 1

Физико-химические характеристики порошков

Вид растительных порошков Физико- химические характеристики

W, % d3KB, мкм р, кг/м3

Яблоко - Гренни Смит 4,16 141 378,3

Тыква - мускатная 4,98 92 490,3

Столовая свекла - Фортуна 4,44 89 467,7

Красная морковь - Витаминная 4,56 124 504,0

зоне 100-110 мкм - это будет способствовать устойчивости изготовляемых смесей к расслоению при транспортировке и дозировке.

Исходя из текстурных признаков порошков их реологическое поведение оценивают по углу откоса конуса, получаемого при насыпании или по показателям прессования порошка [2]. В данной работе использовались показатели прессования порошка, измеряемые с помощью информационно-измерительной системы (ИИС), включающей прибор «Структурометр СТ-2» (рис. 2в). При определении реологических характеристик порошков яблока, тыквы, столовой свеклы и моркови использовали кювету (рис. 26), входящую в состав валюмометра Скотта (рис. 2а) и индентор «Диск 030» (рис. 26).

Такой методический подход позволял устанавливать начальную плотность порошка и её изменение в процессе объемного прессования при реализации определенных режимов нагружения, а также устанавливать релаксацию напряжений и относительную деформацию.

Методика определения показателей прессования порошка состояла в следующем: после установки кюветы с порошком на съемный столик прибора «Структурометр СТ-2» на кювету накладывалось кольцо, позволяющее центровать индентор «Диск 030» при его движении по отношению к кювете, далее выбирался режим нагружения: усилие касания -10г; скорость движения до касания удк _ 0,25 мм/с; скорость движения индентора при сжатии порошка удс - 0,5 мм/с; усилие нагружения при прессовании Рн - 5000г; время релаксации напряжений - 180с.

Результаты исследований представлены на рис. 3.

Как видно из рис. 3 кривые нагружения порошков моркови (1); свеклы (2); тыквы (3) практически идентичны, в то время как для яблока эта зависимость существенно отличается от первых трех. Для порошков моркови, свеклы и тыквы имеет место резкое возрастание напряжения сжатия в первые двадцать секунд деформации. Для порошка из яблок нарастание напряжения сжатия идет более длительно во времени (220 с), что может быть связано, как с его химическим составом, так и с размером частиц дисперсной фазы (полидисперсностью, рис 1).

Следует отметить, что процесс сжатия порошков имеет сложный вид, однако первые 2—10 с изменение напряжения сдвига от времени деформации, для всех исследуемых порошков, имеет линейных характер (рис. 4). В общем виде изменение напряжения сжатия от времени деформации может быть представлено следующей зависимостью (1):

о = а + Ьт, (1)

где, а и Ь - константы, характеризующие процесс прессования порошков на начальном этапе, первичная прочность порошка и величина ха-

о,ра о, из цэо о,№ о.ад о,« о, 50

мм

- марнт ---Тик»а —■ ябле*&

Рис. 1. Распределение количества частиц порошков в % от общего числа проанализированных (в среднем 15 000 частиц) в зависимости от их размера для порошков моркови; свеклы; тыквы и яблока

а б в

Рис. 2. Валюмометр Скотта РТ-БУЮО - (а); кювета и индентор «Диск 030» - (б); информационно-измерительная система на базе прибора «Структурометр СТ-2» - (в) для определения реологических характеристик растительных порошков

О, Па

SOÜOO

тоооо

fcOOOO №000 «ООО JOOOO J.WOO 10000 о

О 1.Q0 Í0O iOO 4ÍH) 5W -TuMrtJ---Ctfnrtií -

Рис. 3. Изменение напряжение сжатия (ос, Па) в зависимости от времени (т, с) эксперимента, релаксация напряжения после прекращения нагрузки: для порошков: моркови (1); свеклы (2); тыквы (3) и яблока (4)

ч,__

3 / \

7

i

2

растеризующая скорость изменения напряжения сжатия во времени соответственно.

Значения а и Ь, представленные в табл. 2, показывают, что при сжатии в первую очередь структурируется порошок из яблок скорость увеличения напряжения сжатия почти в 7 раз больше чем у порошков из свеклы и тыквы и в 10 раз больше чем у моркови. Следует отметить, что линейная зависимость напряжения сжатия от времени деформации довольно быстро переходит в экспоненциальную и общий вид уравнения становиться следующим (2):

о = а + Ьт + с1ес\ (2)

где с1ис -эмпирические константы, характеризующие изменение структуры пищевых порошков при сжатии.

В литературе [3] изложена методика решения такого рода уравнений по экспериментальным данным значений констант с и й представлены в табл. 2.

Сравнение констант с1ис показывает, что напряжение сжатия порошков моркови, свеклы, и тыквы на поздних стадиях, идет с большей скоростью, чем у порошка из яблок (степенной показатель с - у порошка из яблок наименьший).

Результаты изменения напряжения сжатия, от времени деформации, представленные на рис. 5 так же подтверждают, что структурирование порошка из яблок во второй стадии идет медленнее, чем в первой.

Такое поведение порошка из яблок может быть объяснено следующим образом: формирующаяся структура при сжатии в первой стадии препятствует в дальнейшем формированию более жесткой структуры.

Следует заметить, что уравнение (3) может быть выведено теоретически решением основного дифференциального уравнения для линейно деформируемого упруго-вязкого тела при постоянной скорости деформирования (4):

. „ . Е, ■ Е, ЕЬ], + Е Ь], ,,. а=Л-е + 1 1-и-1+ 1 " -у,, (4) £■,+£, (£,+£;)

где Е1, Е2 - модули деформации 1 и 2 порядка соответственно, п •^-коэффициенты линейной вязкости 1 и 2 порядка соответственно, V - скорость деформации сек1, А и а - константы интегрирования.

Уравнение (4) раскрывает смысл констант Ь и а.

В работе определены релаксационные свойства пищевых порошков из моркови, свеклы, тыквы и яблока.

Релаксационные напряжения в сложном упруго-вязком теле, имеющим 4 порядка сопротивления могут быть представлены следующим уравнением (5):

сг = сг„+сгге +<Г, Л-О^е1"*, (5)

где ода, а о2, о3, Х2, Х3 ~ напряжения и времена релаксации соответственно.

Используя методы расчета [5] были рассчитаны константы уравнения (5), данные расчета представлены в табл. 3.

Анализ значений напряжений (рис. 3 и табл. 3) показывает, что релаксация порошка из яблок идет с наибольшей скоростью (X, _ наименьшее) и достигает наименьшего ода. Сравнивая, время длительной релаксации (Х]) порошков моркови, тыквы и свеклы, можно сказать, что релаксация порошка из моркови идет быстрее, чем у тыквы и свеклы соответственно.

Кроме того, в работе найдены ода конечное значение напряжений после окончания релаксации. Отношение ода/е0 (е0 - деформация в начальный момент релаксации напряжений) позволяет определить Ек модуль упругости (жесткости), у пищевых порошков табл. 4.

Сравнение Ектабл. 4 позволяет заключить, что после релаксации напряжений наиболее жесткая структура возникает у порошка тыквы, затем у моркови и свеклы, наименее жесткая структура у порошка из яблок, что связано со способностью последнего к быстрому структурированию. При этом его структура является слабой за счет формирования пустот (табл. 1).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

о, Пп

1300 .1400 1400 вдо 1000 МО «ю 400 200 О 1 Рис. 4. дефор

4

-1

3 Л

---- 1 112 4 Изменение начального периода напряж мации, для порошков: моркови (1); свек ения сжап пы (2); тын 1я в завис вы (3) и 1 I (. умости от времени блока (4)

Таблица 2

Значение констант, характеризующих процесс прессования порошков

Полидисперсные порошки

Константы Моркови Столовой свеклы Тыквы Яблока

а. Па 30,80 16,55 16,37 29,02

Ь, Па/с 34,80 61,99 62,10 420,86

с. Па 17,14 37,57 7,78 898,90

а, с-1 366,71 366,20 476,05 191,30

К2 0,9964 0,9944 0,9995 0,9947

К2 - величина аппроксимации.

Рис. 5. Изменение напряжения сжатия в зависимости от времени деформации (экспоненциальный режим), для порошков: моркови (1); свеклы (2); тыквы (3) и яблока (4)

Таблица 3

Значение констант, характеризующих процесс релаксации порошков

Константы Полидисперсные порошки

Моркови Свеклы Тыквы Яблока

о 19,19 16,11 46,81 9,71

17,50 20,09 6,68 14,58

79,62 82,70 80,19 62,07

°2 16,18 18,14 8,15 22,08

Х2, с 8,85 10,26 7,51 8,11

°3 18,71 17,09 10,39 23,87

Х3, с 1,07 1,21 0,86 1,13

К2 0,9997 0,9997 0,9997 0,9997

Дополнительными показателями реологического поведения порошков являются показатели изменения их плотности (р) при прессовании, которые устанавливаются из графиков р = f (о), представленных на рис. 6.

Изменение р от о (величины внешнего давления) может быть пред-

ставлено следующей эмпирическои зависимостью:

где ода - предельное значение плотности кг/м3, а и Ь- эмпирические константы, имеющие размерности Па1,

Таблица 4

Значение модуля упругости пищевых порошков в конце процесса

релаксации

Консанты Полидисперсные порошки

Моркови Свеклы I Тыквы Яблока

о , Па 19,19 16,11 46,81 9,71

ео 0,32 0,29 0,27 0,31

Е.., Па 59,96 55,45 174,06 30,89

А «Ли'

ни

750

УЛ -■->->-1-'-'->

о ним кнх» ¿мог икво иом идаю тши п.

Рис. 6. Изменение плотности растительных порошков в зависимости от величины внешнего давления: морковь -1; свекла -2; тыква-3; яблоко-4

Таблица 5

Значения констант, характеризующих процесс прессования полидисперсных порошков

Показатели Полидисперсные порошки из

уравнения (6) Красной моркови -Витаминная Столовой свеклы -Фортуна Тыквы -Мускатная Яблока -Гренни Смит

р, кг/м3 793,84 719,26 682,22 700,06

b1# кг/м3 136,2458 130,421 75,64834 45,70471

а1. Па 1.34Е-05 1.08Е-05 2.47Е-05 8.65Е-05

Ь2, кг/м3 46,46059 35,33019 59,05019 255,6966

а2. Па 0,000198 0,000162 0,000304 7.58Е-06

Ь3, кг/м3 117,0265 94,70388 59,72212 21,56096

а3. Па 0,002151 0,00197 0,002031 0,000492

R2 0,998539 0,997535 0,999414 0,99997

R2 - величина апроксимации характеризует достоверность полученных результатов.

кг/м3 соответственно. Значения полученных коэффициентов представлены в табл. 5.

Из рис. 6 следует, что растительные порошки морковь, свекла и тыква, прессуются лучше, чем яблоко. Полученные данные позволят устанавливать необходимые усилия прессования для получения таблетированных пищевых продуктов с необходимой плотностью.

На основании проведенных в работе исследований можно сделать следующие выводы:

• установлен гранулометрический состав растительных порошков и их средний эквивалентный диаметр, который находится в диапазоне от 90 до 140 мкм при насыпной плотности от 380 до 500 кг/м3. Влажность исследуемых порошков находилась в пределах от 4 до 5%;

• разработана методика определения показателей прессования порошка, включающая предварительное определение насыпной плотности с помощью валюмометра и использующая кювету с подготовленной пробой в составе текстуроанализа-тора «Структурометр СТ-2», который с помощью индентора «Диск 030» и центрирующего кольца реализует следующий режим нагружения: скорость движения до касания удк -0,25 мм/с; усилие касания - 10 г; скорость движения индентора при сжатии порошка уде - 0,5 мм/с; усилие нагружения при прессовании Fh -5000 г; время релаксации напряжений - 180 с.

• установлены эмпирические константы end, характеризующие изменение структуры растительных порошков при сжатии;

• полученные показатели прессования порошков позволят оценивать их структурно - механические свойства и в перспективе создать их классификацию для различных отраслей пищевой промышленности.

Работа выполнена в рамках НИР ФГАНУ НИИХП по заданию от ФАНО по теме №0593-2018-006.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Урьев, Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов/Урьев Н.Б. // - М.: Химия, 1988. - 256 с.

2. Зимон, А.Д. Адгезия пищевых масс/Зимон А.Д., Евтушенко A.M. // -M.: ДеЛи принт, 2008. - 398 с.

3. Батунер, Л. М. Математические методы в химической технике/Бату-нер Л.М., Позин М.Е. // Изд. 4-е. - Л.: ГХИ, 1963. - 638 с.

4. Иноземцев, A.A. Сопротивление упруго-вязких материалов/Иноземцев A.A. // - Ленинград: Стройиздат, 1966. - 168 с.

5. Рональд, У. Ларсен Инженерные расчеты в Excel/Рональд У. Ларсен: Пер. с англ. - М.: Вильяме, 2004-544 с.

REFERENCES

1. Ur'ev, N.B. Fiziko-himicheskie osnovy tehnoLogiidispersnyh sistem i materia-Lov/Ur'ev N. B. // - M.: Himija, 1988. - 256 s.

2. Zimon, A.D. Adgezija pishhevyh mass/Zimon A.D., Evtushenko A.M. // -M.: DeLiprint, 2008. - 398 s.

3. Batuner, L. M. Matematicheskie metody v himicheskoj tehnike/Batun-er L.M., Pozin M.E. // Izd. 4-e. - L.: GHI, 1963. - 638 s.

4. Inozemcev, A.A. SoprotivLenie uprugo-vjazkih materiaLov/Inozemcev A.A. // - Leningrad: Strojizdat 1966. - 168 s.

5. RonaL'd, U. Larsen Inzhenernye raschety v Excel/RonaL'd U. Larsen:

Per. s angl. - M.: Vil'jams, 2004-544 s.

Авторы

Черных Валерий Яковлевич, д-р техн. наук, профессор Евтушенко Анатолий Михайлович, д-р хим. наук Крашенинникова Ирина Геннадьевна, д-р техн. наук Мартиросян Владимир Викторович, д-р техн. наук НИИ хлебопекарной промышленности, 107553, Москва,ул. Б. Черкизовская, д. 26 А; poLybiotest@rambLer.ru, irinagen2011@rambLer.ru, igkrasheninl@rambLer.ru, nauka.pgtu@maiL.ru Годунов Олег Александрович,аспирант

000 «НПО АгроПромРесурс»; 129323, Москва, ул. Седова, д. 15, корп. 2, godunov.oLeg@maiL.ru

Authors

Chernykh Valeriy Yakovlevich, Doctor of Technical Sciences, Professor Evtushenko Anatoly Mikhailovich, Doctor of Chemical Sciences Krasheninnikova Irina G., Doctor of Technical Sciences Martirosyan Vladimir Viktorovich, Doctor of Technical Sciences Research Baking Industry, 26 A, B. Cherkizovskaya Street, Moscow, 107553, poLybiotest@rambLer.ru, irinagen2011@rambLer.ru, igkrasheninl@rambter.ru, nauka.pgtu@maiL.ru Godunov Oleg Aleksandrovich, Graduate Student

NPO AgroPromResurs LLC; 15, BuiLding 2, Sedov Street, Moscow, 129323, godunov.oLeg@maiL.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.