Дәріс 11. Аспаптар, стендтер және зерттеу әдістері

Дәріс жоспары:

1. Пластикалы-тұтқыр өнімдердің қысым өлшегіштері.

2. Реологиялық зерттеулерге арналған эксперименттік стендтер.

3. Вискозиметрлік зерттеулер.
1. Қолданылып келе жатқан механикалық манометрлер, пьезометрлер, дифманометрлер және басқа аспаптар пластикалы-тұтқыр ет өнімдерінің қысымын анықтауға жарамсыз. Себебі, зерттелетін өнім өлшегіш элементтің және аспаптың ішіне кіріп кетеді де, қысым өзгерісі байқалмайды. Бұл мәселе аралық сұйығы бар механикалық өлшегіштер қолдану жолымен шешілуде, мұнда тіркеуші аспап ретінде түйісу манометрі қолданылады.

Veb messgeratewerk beierfeld (Германия) фирмасы пластикалы-тұтқыр жүйелердің қысымын анықтау үшін механикалық манометрлер көмегімен аралық қысым алмастырғыштарды қолданады. Олар өзара мембранамен ажыратылған екі қуыстан тұрады. Манометр жағындағы қуыс қысым шамасын беретін аралық сұйықпен толтырылады, ал екінші қуыс зерттелетін ортамен шектеледі.

Тұтқырлығы және пластикалы-тұтқыр сұйықтарды және механикалық қоспалары бар материалдарды тасымадағанда құбырөткізгіштегі қысымдарды өлшеу аспаптарын кеңінен қолдану мақсатында С.Ф. Коган жаңадан құрылғы ойлап тапты. Бұл құрылғы түтікше түрінде жасалған коаксиальды сезімтал элементке орнатылған фланеці бар қосымша цилиндрден тұрады. Қосымша цилиндрдің ішкі беті түтікшенің ішкі бетімен қосылып, герметикалық камераны құрайды. Бұл камера буферлі сұйықпен толтырылып, өлшегіш манометрмен және компенсациялы құрылғымен жалғанған. Камера компенсациялы құрылғының көмегімен сұйыққа толтырылғанда қысым тудырылады. Бұл қысымның шамасын сезімтал элементтің қабырғасындағы кернеу есептік кернеуден аспайтындай етіп таңдалынады. Одан кейін құрылғы жұмысы тексеріледі.

Буферлі сұйықты механикалық датчиктер құрылысы қарапайым, бірақ резеңкелі мембраналар мен диафранмаларды үнемі ауыстыруды қажет етеді.

Өлшеу дәлдігін арттыру мақсатында А.С. Лев және Г.И. Гераскин тензометрлік датчик ойлап тапты. Бұл датчик жұқа қабырғалы цилиндр тәріздес серпімді элементтен тұрады. Мұның бір жағы штуцермен, екінші жағы қақпақпен жабылған. Бұл датчиктердегі күштік элемент серпімді болат мембрана, тіркеуші - тензометр, пьезоэлемент, потенциометр болып табылады.

Тензодатчиктердің құрылысын жеңілдету үшін В.К. Зайцев серпімді элементтің жақ бетіне орналастырылған шыныизоляциядағы тензоөткізгіштің бір орамы түріндегі жұмысшы және компенсациялы тензорезисторларды ұсынды.

Шыны капиллярлы вискозиметрмен тұтқырлықты анықтау стенді 8.1, а суретте көрсетілген. Стенд құрамына вискозиметр 1, термостаттаушы сұйығы бар сосуд 2 және ультратер­мостат 3 кіреді.

Тамақ өнеркәсібінде тұтқыр және пластикалы­тұтқыр өнімдердің сипаттамаларын өлшеуге коаксиалды цилиндрлі біріккен беттік жазықтықтар кең қолданыс тапты. Коаксиалды цилиндрлі құралдың 2 негізгі варианты белгілі.

Бірінші жағдайда зерттелетін материал бір қалыпты айналмалы қозғалысқа келтірілетін цилиндрге орналастырылады. Серпімді жіпке ілінген екінші цилиндр біріншімен коаксиалды болады. Тұтқырлық бірінші цилиндрдің айналу жылдамдығының шамасы мен екінші цилиндрдің бұрылу бұрышы бойынша есептеледі. Бұл әдіс сұйықтықтар мен газдарды зерттеу үшін қолданылады.

Екінші вариант: сыртқы цилиндр қозғалмайды, ішкі цилиндр өске бекітілген және де құлап бара жатқан жүктің көмегімен айналады. Ротационды құралда экспериментті түрде айналу моменттерінің бұрыштық жылдамдыққа тәуелділіктерін алады.

АКВ­3 және АКВ­5 автоматты вискозиметрлері кеңінен тараған. Құрал зерттелетін өніммен толтырылатын камерадан және капиллярдан тұрады. Камераға пружина қысымының әсерінен төменге қозғалып, массаны капилляр арқылы өткізетін шток кіреді. Штокка карандаш ұстағышы бекітіледі. Карандаш электрқозтқышпен қозғалатын барабанға белгі жазады. Сызбада зерттелетін массаның пластикалы­тұтқыр сипаттамасын анықтайтын қисық алынады. Тәжірибе жүргізу және оны өңдеу әдістемесі құралмен бірге берілетін құжаттарда жазылады.

Өндірісте шығарылатын шарикті вискозиметрлер ішінде Гепплердің вискозиметрі кеңінен таралған. Шарик көлбеу құбырмен қозғалып, оның қабырғасымен кішкентай саңылау құрайды. Құрылымдаған сұйықтық саңылаудан өткенде, құрлымдық байланысы бұзылады. Сондықтан да екі кезекті өлшеуде дәл қорытынды шықпауы да мүмкін. Құрал тұтқыр­ньютондық немесе төмен құрылымдаған сұйықтықтарды 3∙10^-4 –нан 60 Па∙с ­қа дейінгі диапазонда өлшеуге арналған. Тәжірибелік моделдер үшін құжатты қате өлшеу 0,5 % -тен аспайды.

1. Пластикалы-тұтқыр ет өнімдерінің қысымын анықтауға қандай аспаптар жарамсыз? 2. Пластикалы-тұтқыр жүйелердің қысымын анықтау үшін қандай аспаптар қолданады? 3. С.Ф. Коган жаңадан қандай құрылғы ойлап тапты? 4. Өлшеу дәлдігін арттыру мақсатында А.С. Лев және Г.И. Гераскин қандай аспап ойлап тапты? 5. Аппараттар мен машиналардың негізгі сипаттамалары болып не табылады? 6. Зертханалық жағдайларда орта тұтқырлығын қандай құрылғы көмегімен анықтайды? 7. Тұтқырлықты анықтауға арналған стенд құрамына не кіреді? 8. Ротационды вискозиметрлер деген не? 10. Тамақ өнеркәсібінде тұтқыр және пластикалы­тұтқыр өнімдердің сипаттамаларын өлшеуге қандай құрылғы кең қолданыс тапты? 11. Өндірісте шығарылатын шарикті вискозиметрлер ішінде қандай вискозиметр кеңінен таралған?

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.