CC BY
39
, 663.322.
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯБЛОК ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ИХ ОБРАБОТКИ
Е.Г. СТЕПАНОВА, В.А. ПРИЧКО
Кубанский государственный технологический университет
Реологические свойства растительного сырья оказывают существенное влияние на условия проведения процессов их переработки [1, 2]. Знание этих свойств и закономерностей их изменения может указать новые пути управления технологическими процессами, выбрать правильное решение при разработке технологического оборудования.
При переработке яблок на стадиях дробления, прессования мезги и протирания важно исследовать процессы деформирования и разрушения клеточной ткани во всем диапазоне нагрузок и на их основе разработать реологические модели с учетом временных эффектов. Существующие данные о физико-механических свойствах яблок весьма малочисленны и носят разрозненный характер [3-5].
Цель исследования — изучение реологических свойств свежих яблок сорта Корей, а также влияния на указанные свойства обработки яблок элек-троактивированными водными растворами и ферментативной обработки.
Исследования на сжатие образцов яблок в форме цилиндра диаметром 15 мм и высотой 10 мм проводили на лабораторной установке для испытаний на сжатие при постоянном статическом напряжении 11,33 кПа. Изменения абсолютной деформации образцов регистрировали индикатором ИП-10МД. Эксперименты проводили на свежих яблоках и обработанных ферментом Новоферм 12Ь из расчета 40-50 мл на 1 т (способ 1), 0,1 %-м раствором ЫаС1 (способ 2), а также электроакти-вированными водными растворами ЭВР №С1 с концентрацией 0,1% — католитом и аналитом с pH 8,5 и 3,5 и редокс-потенциалом ЕЬ -0,50 и 1,02 В (способы 3 и 4) соответственно. Обработку образцов проводили в течение 60 с при температуре 40°С. В результате серии экспериментов получено семейство кривых — реограмм, реализующих образование и изменение во времени напряженно-деформированного состояния продукта. По-
лученные данные, обработанные по методике [6], представлены в таблице.
Результаты показывают, что предварительная обработка образцов яблок ЭВР способствует улучшению деформируемости продукта — увеличению модуля эластичности и равновесного модуля при одновременном возрастании эффективной вязкости и пластичности. Электрохимическая обработка исследуемого продукта увеличивает его пластичность в сравнении с обработкой не активированным солевым раствором на 6% при одновременном снижении упругости на 5%. Наибольшей эффективной вязкостью обладают яблоки, обработанные по способу 4. Ферментативная обработка и предварительная обработка солевым раствором не ока-
Проведенные исследования в целом подтвердили, что яблоки относятся к вязкостно-пластичным телам. Для оценки напряженно-деформированного состояния яблок, предварительно обработанных различными способами, использовали метод модельного анализа. На основе проведенных исследований предложена реологическая модель яблок при сжатии, представленная на рисунке. При составлении модели учтен временной эффект, поскольку в процессе деформирования яблок проявляется вязкостное сопротивление клеток. Предложенная реологическая модель включает следующие механические аналоги: упругопластическое
Таблица
Характеристики Свежие яблоки Яблоки, обработанные способом
1 2 3 4
Модуль упругости, Па 102940 566170 226468 1132300 1132300
Модуль эластичности, Па 226468 283085 283085 377446 566170
Модуль пластичности, Па 13480 1204 12443 11673 11673
Равновесный модуль, Па 70771 188723 125815 283082 377442
Время релаксации, с 0,032 0,025 0,025 0,019 0,013
Эффективная вязкость, Па с 7246 7077 7077 7171 7360
Упругость по Ребиндеру, % 16 6 9 4 3
Пластичность, % 84 94 91 97 97
тело Е , упругое тело Гука Еу, тело упругого последействия Кельвина-Фойгта '£эл и тело Банга-ма £пл. Разработанная модель может быть использована при оптимальном конструировании оборудования для измельчения яблок и переработки яблочной мезги.
ЛИТЕРАТУРА
1. Азаров Б.М., Арет В.А. Инженерная реология пищевых производств. — М.: МТИПП, 19/8. — 112 с.
2. Структурно-механические свойства пищевых продуктов / А.В. Горбатов, А.М. Маслов, Ю.А. Мачихин и др.; Под ред. А.В. Горбатова. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. — 129 с.
3. Реология пищевых масс / К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин и др. — М.: Пищепромиздат, 1971. — 208 с.
4. Николаев Б.А. Измерение структурно-механических свойств пищевых продуктов. — М.: Экономика, 1964. — 244 с.
5. Гарселл Л. Исследование реологических свойств материалов с целью совершенствования расчета технологических процессов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М.: МТИПП, 1975. — 29 с.
6. Матц С.А. Структура и консистенция пищевых продуктов / Пер. с англ. под ред. А.Ф. Наместникова. — М.: Пищевая пром-сть, 1972. — 239 с.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 02.03.99 г.
