Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Реология в производстве пищевых продуктов



Пищевые отрасли вырабатывают огромное количество продуктов от элементарных по составу (например, поваренная соль или минеральная вода) до самых сложных в биологическом строении (например, мясные и рыбные продукты). Не менее разнообразно по состоянию и свойствам перерабатываемое сырье: от простых минеральных соединений до живых организмов. Многообразие применяемого сырья, необходимость направленной его обработки, связанной в ряде случаев с качественным изменением свойств сырья, вызывают необходимость применения разнообразных операций, форм воздействия, их интенсивности и характера подведения энергии к обрабатываемому сырью. В связи с этим перед научными и производственными работниками пищевой промышленности стоят проблемы создания и освоения прогрессивных технологических процессов с применением физических методов обработки: создания новых видов оборудования, обеспечивающих повышение эффективности производства; разработки объективных научных методов оценки качества сырья и продуктов и так далее. При решении этих вопросов существенное значение имеют реологические методы как научный фундамент для практических и теоретических разработок.

Качественное развитие реологии, которая играет важную роль в инженерной физико-химической механике, видно из следующих этапов ее изменения.

Классическая реология как наука о течении и деформации реальных тел (техническая механика реальных тел или дисперсных систем) ставит своей задачей изучение свойств существующих продуктов и разработку методов расчета процессов течения их в рабочих органах машин.

Физико-химическая механика как наука о способах и закономерностях формирования структур дисперсных систем с заранее заданными свойствами ставит своей задачей:

· установление сущности образования и разрушения структур в дисперсных и нативных системах в зависимости от совокупности физико-химических, биохимических, механических и других факторов;

· исследование, обоснование и оптимизацию путей получения структур с заранее заданными технологическими (в самом широком понимании этого слова) свойствами.

В задачу управляющей реологии входит исследование и обоснование такого сочетания различных видов воздействия, при которых обеспечивается заданный уровень реологических характеристик в течение всего технологического процесса.

Инженерная физико-химическая механика решает перечисленные выше задачи, кроме того, разрабатывает способы приложения установленных закономерностей для расчета машин и аппаратов и оперативного контроля основных показателей качества по значениям величин структурно-механических характеристик.

Реализация исследований методами инженерной физико-химической механики позволяет стабилизировать выход изделий, получать готовые продукты постоянного, заранее заданного качества, научно обосновывать понятие качества продуктов, рассчитывать, совершенствовать и интенсифицировать технологические процессы, «конструировать» те или иные виды пищевых продуктов и так далее. Это показывает, что реология и инженерная физико-химическая механика пищевых продуктов превратились из пассивных отраслей знания в производительную силу, позволяющую активно вмешиваться в производственные процессы с целью разработки новых и совершенствования существующих.

Основные структурно-механические свойства можно классифицировать по характеру приложения к продукту внешних усилий и вызываемых ими деформациям:

· сдвиговые свойства - проявляются при воздействии касательных усилий;

· компрессионные - при воздействии нормальных усилий;

· поверхностные - при сдвиге или отрыве продукта от твердой поверхности.

При этом поверхностные явления, возникающие в межфазных разделах дисперсных гетерогенных систем и характеризующие внутреннюю структуру продукта, в последней группе свойств рассматриваются только частично, то есть в данное понятие вложен смысл, несколько отличающийся от традиционного. В зависимости от принятой модели реального тела в каждой группе свойств может существовать множество показателей: вязкость, пределы текучести, периоды релаксации, модули упругости, коэффициенты внешнего трения и т.п. Для измерения этих характеристик разработаны и используются самые различные приборы периодического и непрерывного действия.

Любой процесс следует рассматривать как непрерывную смену явлений во времени, не только комплексно, но и по наиболее характерным признакам. При этом описания явлений, которые выражают внешнюю форму внутренней природы материала, должны объективно отражать характерные внутренние связи. Для получения уравнений, применяемых в технических расчетах, в большинстве исследований и выводов из них основываются на гипотезах, рассматривающих материал с макроскопической точки зрения в качестве сплошной деформируемой среды, мерами подвижности частиц которой являются амплитуда и скорость смещения с непрерывным распределением основных физических свойств и деформаций.

Такой подход позволяет не рассматривать сложные молекулярные движения в телах, а использовать для описания процессов аппарат математического анализа, применяемого к непрерывным функциям. Однако наряду с признанием феноменологичекого способа реализация обработки продуктов физическими методами невозможна без изучения молекулярных взаимодействий в реальных системах. Например, классификация пищевых дисперсных систем учитывает ряд основных факторов: дисперсность, агрегатное состояние и тип контактов между дисперсными фазами. Большую роль при этом играют фундаментальные положения органической, физической, коллоидной и биологической химии.

Любые измерения, как бы тщательно они ни проводились, не могут дать двух абсолютно тождественных результатов. Как показала практика экспериментальных иследований, при измерении величин структурно-механических характеристик пищевых продуктов удовлетворительной считается ошибка ±2% для жидкообразных и до ±10% для твердообразных систем. В отдельных случаях, например, при измерении плотности, ошибки могут быть на порядок меньше.

Рассматриваемые вопросы направлены на возможность более глубокого понимания происходящих изменений в сырье в процессе его превращения в готовый продукт; влияния различных технологических процессов на формирование качества продукта; в ряде случаев дается предпосылка по-новому организовать технологические процессы, позволяющие улучшить качество изделия при постоянном контроле некоторых определяющих процесс характеристик, таких, как, например, реологические свойства.

Среди комплекса физических свойств реологические (структурно-механические) являются главнейшими; они часто предопределяют поведение продуктов в самых разнообразных технологических процессах и энергетических полях, являются внешним выражением внутренней сущности объектов, то есть характеризуют агрегативное состояние, дисперсность, строение, структуру и вид взаимодействий внутри продукта.

Реология как наука о деформации и течении реальных тел исходит из феноменологического поведения тел при механическом нагружении. Она исследует соотношение между действующим на тело напряжением и его действием деформацией.

 




Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.