Дәріс 8. Қатты тәріздес тамақ өнімдерінің ығысулық қасиеттері.
Дәріс жоспары:
1. Бүлінбеген құрылымдардың құрылымдық-механикалық қасиеттері.
2. Ағудың бастапқы кезеңінен құрылымның шектік бұзылуына дейінгі ығысулық қасиеттер.
3. Әртүрлі технологиялық факторлардың құрылымдық-механикалық қасиеттерге әсері.
1. Бұл жүйелердің реалдық ағу шартының әртүрлі реологиялық параметрімен сипатталады, кейбір денелер таңдалып алынған математикалық модельдеу арқылы анықталады.
Құрылымымы практикалық бұзылмаған аймақтардың ығысулық сипаттамалары келесідей болады. Құрылымы практикалық бұзылмаған тағамдардың кернеуі деформацияның жүруі, шектік ығысу кернеуі, әдетте кинетикалық деформация қисығымен, серпімділік модулі, релаксация периодымен және эффективті тұтқырлықпен сипатталады.
Деформацияның өсуі мен кемуін деформиленген сосискалы фарштың жанама кернеуі ауқымдағы -8 вискозиметрдің арнайы тіреуінің типтік кинематикалық қисық көмегімен алынады. Фарштың негізгі сипаттамалары (кесте 8.1) белгіленген.
Кесте 8.1. Практикалық бұзылмаған құрылымымен сосискалы фарштың құрылымдық–механикалық сипаттамасы.
Атаулар сипаттамасы
|
Кернеудің өзгеріс шегі
|
өсу мәні
|
Лездік серпімділік модулі, Па
|
100-ден аз
|
1,23*104
|
Басталғаннан кейінгі серпімділік модулі, Па
|
100-150
|
0,8*104
|
Жылжығыштық деформация кезіндегі эффективті тұтқырлық, Па*с
|
150-20
|
16*105
|
Статикалық шекті ығысу кернеуі, Па*с
|
-
|
250 (300)
|
Ең үлкен эффективті тұтқырлығы, Па
|
250-350
|
5*105
|
Кей жағдайда деформацияның релаксация периоды таралу спектрімен анықталады, бірақ көбінесе тәжірибе кезінде ығысу кернеуімен анықталады. Жанама кернеу шамасы 25, 50, 75 және 100-ден жоғары, ал деформацияның релаксация периолы келесі мәндерге ие болады: 310, 150, 97, 72 с. Қателігі 6%-тен аспауы керек. =7300/ тәуелді болады.
2. Тағам өнімдерінің (шұжық, балық және ет фаршысы т.б) деформациялық кернеу кезінде жоғары шекті ығысу кернеуі, шекті ығысу кернеуі (ағу шегі) және тұтқырлығы қабылданған математикалық моделге тәуелді. Жұмысшы органдары машина мен жабдықтарда басқа ауыспалы шамаларға қарағанда салыстырмалы жоғарғы жылдамдық градиенті және ығысу кернеуі тұрақты шама. Олар объектінің мазмұны мен сапа көрсеткіштерін терең сипаттайды.
Кесте 8.2. Өндірістегі әртүрлі ет фаршының ығысу шамалары.
Фарш шикізатының атаулары
|
Шекті Па ығысу кернеуі
|
Пластикалық тұтқырлық, Па∙с
|
Теңдеулер коэффициенті (1-30)
|
В
|
В*
|
m
|
Сиыр еті (куттерленген)
|
700
|
18-20
|
6,2
|
510
|
0,73
|
Шошқа еті (куттерленген)
|
650
|
19-22
|
6
|
480
|
0,72
|
Шұжық:
|
|
|
|
|
|
Любительская
|
700
|
18-28
|
5
|
610
|
0,79
|
Докторская
|
540
|
16-19
|
4,3
|
430
|
0,75
|
Майлы
|
500
|
-
|
3,5
|
430
|
0,79
|
Ливерная
|
|
|
|
|
|
300 С
|
2200
|
-
|
6
|
780
|
0,8
|
600 С
|
100
|
-
|
3
|
390
|
0,8
|
Шошқа сосискасы
|
450
|
9-11
|
3
|
320
|
0,77
|
Котлеттер
|
400
|
9-14
|
3,5
|
360
|
0,76
|
Құрылымның бұзылу аймағы эффективті тұтқырлық, жылдамдық градиентіне тәуелді. Сонымен қатар, фаршқа гистерезистік құбылыс тән. Жалпы гистерезистік құбылыс беттік қисық – сызықтың эффективті тұтқырлығы мен ығысу кернеуі және сақтау ұзақтығына тәуелді. Дәрежелік тәуелділігі беттік қисық-сызықтың орналасуымен сипатталады.
Өндірістегі етті тағамдардың негізгі ығысу қасиеттерін өлшеу температурасы 100 С жуық болады.
Ленинград ет комбинатында әртүрлі шұжық фарштары дайындалады, оларда «реотест» вискозиметрі көмегімен реологиялық тұрақты теңдеу анықтайды. Тағамның температурасын 100 С ұстайды, жылдамдық градиентін 3-тен 145с-1 тең. өлшеу шамалары кесте 8.3 көрсетілген.
Кесте 8.3. Әртүрлі шұжық фаршының реологиялық тұрақтысы.
Колбаса шикізатының фарш атаулары
|
В*
|
m
|
Столовая
|
335
|
0,79
|
Молочная, докторская
|
375
|
0,79
|
Отдельная
|
420
|
0,8
|
Чайная
|
500
|
0,81
|
Любительская
|
640
|
0,82
|
Таллинская
|
1000
|
0,81
|
Сервелат
|
1370
|
0,85
|
Азық–түлік өнімдерінің құрамын дайындағанда немесе қосқан қоспалар құрамын, температура, ұсталым уақыты стандарт бойынша ажыратылады. Көптеген басты технологиялық факторлар ығысу қасиеттердің нақты шамасынның көрсетілуі ықпал етеді. Бұл мәліметтер қолайлы процестер параметрін тұрақтандыру үшін және сонымен қатар автоматты басқару технологиялық процестері мен негізгі машиналар мен жабдықтарды реологиялық есептеулер арқылы орындайды.
Сутек ионының (рН) концентрацияға әсері фарштың ығысу қасиетінің интервал мәні рН 3-тен 10-ға дейін. Бұл туралы ең үлкен ағушылық рН мәні 5 жуық мән қабылданған. рН бірлігінің жоғарылауы мен кемуі минимум тұтқырлығына сәйкес 4-5 есеге дейін ұзаруы мүмкін.
Температураның әсері фарштың ығысу қасиетінің температурасы 20 С-дан 350 С-ға дейін ауытқиды.
Арнайы тұрмыстық ет тартқыштан өткен балық фаршының температурасы 3,150 С және 400 С, бұзылған құрылымы 0,765, 0,785 және 0,815, эффективті тұтқырлық бірлігіндегі жылдамдық градиенті («Реотест» вискозиметрі) 1650, 960 және 600 Па*с мөлшерімен құрылады.
3. Ұстау уақытына әсері. Экспериментті зерттеу кезінде жасалған шұжықтың тиімді уақыты мен шикізатының қасиетінде ұсталым уақытына әсерін білу қажет. Практикалық ығысулық қасиеті 2 сағатта фарш аумағының ескіруі өзгермейді. 4-10 сағат ұсталса, ығысулық қасиеті максимум мәнег жетеді. Сондықтан, процесс аяқталғанда критикалық ұстау уақыты 4-6 сағат аралығында өздігінен беріктенеді және ылғал сіңіру байланысына ие болады.
Майлылыққа әсері. Фарштың майлылыққа әсері ығысу қасиетінде әртүрлі бағаланады. Профессор Р. Хамм әріптестерімен піскен шошқа майын гомогенді бұлшыққа қосқан. Майдың ұлғаю мөлшері (0-ден 50 %-ке дейін) ағу шегі мен тұтқырлығы 150 С –де қатты ұлғаяды, 200 С-де ақырындап көбейеді, ал 300 С-де майдың ұлғаюы төмендейді. Біздің мәліметтер бойынша, пісірілген шошқа майының критикалық температурасы 26,50 С тең. Егер температураны төмендетсе, май түгелдей кристализациялық типті қаңқаға ие болады. Р.Хамм сумен қосылыста және гомогенді ткандердің температурасы 240 С дейін төмендейтінін нақты анықтаған.
Қысымға әсері. Фарш шикізатының ығысулық қасиетінің қысымға әсерін арнайы вискозиметрде зерттейді. Қысым ұлғаюы барлық қасиеттерді ұлғайтады. Практика кезіндегі пластикалық тұтқырлық қысымға тәуелді емес, ауытқу аймағы %-тен жоғарлатпау керек.
Кейбір балық фаршының В.А. Голованец берген ығысу қасиеттері кестеде 8.4 келтірілген. Ет фаршының қасиетін формула жолымен анықтауға болады.
Кесте 8.4. Әртүрлі қысымдағы өндірістік балық фаршының ығысулық қасиеттер мәні.
Фарш шикізатының атаулары
|
Қысым Па
|
Шекті ығысу кернеуі
|
Пластикалық тұтқырлық
|
Теңдеулер коэффициенттері
|
В
|
В*
|
м
|
|
0
|
120
|
13,8
|
3,5
|
82,3
|
0,52
|
2
|
200
|
14,1
|
4,1
|
126,9
|
0,565
|
4
|
280
|
13,8
|
4,3
|
174,8
|
0,61
|
6
|
400
|
13,7
|
4,5
|
288,5
|
0,685
|
8
|
450
|
13,6
|
4,6
|
333,3
|
0,705
|
10
|
500
|
66,2
|
4,7
|
413
|
0,735
|
2
|
780
|
66,8
|
15
|
609,8
|
0,61
|
4
|
900
|
66,3
|
16,5
|
714,3
|
0,62
|
7
|
920
|
66,6
|
16,5
|
714,3
|
0,62
|
10
|
960
|
6,9
|
16,8
|
770,6
|
0,63
|
2
|
540
|
6,7
|
3,5
|
493
|
0,815
|
5
|
580
|
6,7
|
3,5
|
493
|
0,815
|
7
|
650
|
6,9
|
3,6
|
553
|
0,825
|
Әртүрлі фарш шикізаттарын 200 С температураға жуық мәнге, қосымша теңдеулермен анықтаймыз:
мұндағы Z – шекті ығысу кернеуі, кесте 8.5 жоғары шекті ығысу кернеуі; құрғақ фаршты, майсыздандыруға арналған физикалық ауқымы оптимальді дәреже ұсатқыш мәні – а0; а, в, с – эмпирикалық коэффициенттері:
мұндағы - фарш майлылығы, 1 кг фаршқа 1 кг май; U – фарштың ылғал ұстамдылығы, 1 кг құрғақ қалдыққа кг ылғал; y=p∙10-5+1 – модуль абсолюттік қысымдағы; р – гидростатикалық қысымы, Па.
Кесте 8.5. Әртүрлі жұқа ұсақталған шұжық фаршының ығысу қасиеттерінің коэффициент мәндері.
Реологиялық қасиеттері
|
а0
|
а1
|
а2
|
а3
|
в1
|
Шекті ығысу кернеуі, Па
Майдың пластикалық тұтқырлығы, Па*с
|
1480
|
0
|
7
|
0
|
0,3
|
1 кг фаршқа кг май
|
|
|
|
|
|
0-ден 0,15 дейін
|
365
|
0
|
-14
|
0
|
1,05
|
0,15-тен 0,4 дейін
|
18960
|
0
|
-50,5
|
76,5
|
1,75
|
Бірлік жылдамдықтағы эффективті тұтқырлық Па*с
|
30
|
0
|
0
|
0
|
0,5
|
Бұзылған құрылым темпі
|
1,005
|
0
|
-2,21
|
4,6
|
-
|
Реологиялық қасиеттері
|
в2
|
в1
|
с1
|
с2
|
с3
|
Шекті ығысу кернеуі, Па
Майдың пластикалық тұтқырлығы, Па*с
|
0
|
27
|
0,49
|
-1
|
0
|
1 кг фаршқа кг май
|
|
|
|
|
|
0-ден 0,15 дейін
|
-2,44
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0,15-тен 0,4 дейін
|
-9,05
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Бірлік жылдамдықтағы эффективті тұтқырлық Па*с
|
0
|
18
|
0,1
|
0,8
|
0
|
Бұзылған құрылым темпі
|
-
|
-
|
-2,218
|
1,44
|
-3
|
Келтірілген формулалар экспериментті келесі шектерге ажыратады: шекті ығысу кернеуі %, ал жоғарғы қысымы %, пластикалық тұтқырлық %, фарштан басқа шошқалы сарделька үшін жоғарғы қысымы % көтерілуі мүмкін және бұзылу құрылыс темпі үшін % болады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар
1. Құрылымы практикалық бұзылмаған тағамдардың кернеуі немен сипатталады? 2. Деформацияның өсуі мен кемуін деформиленген сосискалы фарштың жанама кернеуі ауқымдағы қандай аспаптың арнайы тіреуінің типтік кинематикалық қисық көмегімен алынады? 3. Өндірістегі әртүрлі ет фаршының ығысу шамалары қандай? 4. Құрылымның бұзылу аймағы қандай параметрлерге тәуелді? 5. Әртүрлі шұжық фаршының реологиялық тұрақтысы қандай болады? 6. Шұжық фаршының ұстау уақытына әсері қандай? 7. Фарштың майлылыққа әсері қандай? 8. Фарштың қысымға әсері қандай? 9. Әртүрлі фарш шикізаттарын 200 С температураға жуық мәнге, қандай қосымша теңдеулермен анықтайды? 10. Әртүрлі жұқа ұсақталған шұжық фаршының ығысу қасиеттерінің коэффициент мәндері қандай болады? 11. Келтірілген формулалар экспериментті қандай шектерге ажыратады?
Ұсынылатын әдебиет:
1. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 384 с.
2. Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых продуктов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 215 с.
3. Реология пищевых продуктов. /Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Мачихин Ю.А., Медведков Е.Б. – Алматы, 2003. – 192 с.
4. Реология пищевых масс /К.П. Гуськов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин и др. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 207 с.
5. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник /Под ред. Ю.А. Мачихина. – М.: Агропромиздат. – 1990 – 271 с.
Достарыңызбен бөлісу: |