1. Етапи розвитку реологии продовольчих продуктів
2. Складові частини реологии продовольчих продуктів
3. Харчові матеріали як предмет вивчення реології
Мета лекції: ознайомиться з теоретичними питаннями науки про деформації і перебігу різних тел.
1. Етапи развітіяреологіі продовольчих продуктів. Реологія - наука про деформації і перебігу різних тел. Слово «реологія» походить від грецького «реw», що означає «теку». Під деформацією розуміється відносне зміщення частинок матеріального тіла, при якому не порушується безперервність (суцільність) самого тіла. Якщо під дією кінцевих сил деформація тіла збільшується в часі безперервно і необоротно, то це означає, що матеріал тече. При деформації зазвичай відбувається зміна форми або розмірів тіла. Предметом реологии в загальному розумінні як науки є вивчення різних видів деформації в залежності від супроводжуючих їх напруг.
В визначення, що таке реологія. є два погляди на предмет реологии.
Реологія, в широкому сенсі - це наука про деформації і перебігу різних матеріалів.
Реологія, у вузькому сенсі - це наука про деформації і течії матеріалів, які проявляють істотні відхилення властивостей від класичних моделей - ньютовскій рідин, твердих Гуковского і пластичних сен-венановскіх тел.
У розвитку інженерної реології розрізняють наступні етапи.
Класична реологія - наука про перебіг і деформації реальних тіл, в завдання якої входить вивчення властивостей існуючих продуктів і розроб-лення методів розрахунку процесів течії їх в робочих органах машин.
Керуюча реологія - наука, в завдання якої входить дослідження і обгрунтування поєднання різних видів впливів, при яких забезпечується заданий рівень реологічних характеристик протягом всього технологічного процесу.
Фізико-хімічна механіка - наука про способи і закономірності формування структур дисперсних систем з наперед заданими властивостями, в завдання якої входять: встановлення істоти освіти і руйнування структур в дисперсних і нативних системах в залежності від сукупності фізико-хімічних, біохімічних, механічних і ін. Чинників ; дослідження, обґрунтування та оптимізація шляхів отримання структур з наперед заданими технологічними властивостями.
Інженерна фізико-хімічна механіка харчових виробництв - наука, про деформацію і перебігу продуктів в робочих органах машин і методах формування структур дисперсних систем з наперед заданими технологічними характеристиками і розвивається на базі фізико-хімічної механіки і реології.
Реологія як наука про перебіг і деформації реальних тел сформувалася в зв'язку з вивченням матеріалів, механічні властивості яких є проміжними між властивостями пружних тіл і в'язких рідин. До таких матеріалів відносяться і харчові продукти - м'ясо та м'ясопродукти, молоко та молочні продукти, риба і рибні продукти і т.д. Реологія також займається вивченням перебігу інших різноманітних в'язко-пластичних матеріалів, як-то глинистих паст і суспензій, консистентних мастил, смол, будівельних розчинів і т.п.
Засновником фізико-хімічної механіки є радянський вчений, академік П.А. Ребиндер. Істотний внесок у розвиток фізико-хі-мічного механіки і реології внесли багато вітчизняних і зарубіжні вчені М. П. Волоровіч, Г.В. Виноградов, В.Є. Гуль, М. Рейнер і багато ін. Значний внесок у розвиток реологічних досліджень в м'ясної і молочної промисловості внесли А.В. Горбатов, В.Д. Косий, в кондитерській, хлібопекарській і інших галузях харчової промисловості Ю.А. Мачихіна, С.А. Мачихіна, Б.А. Миколаїв та ін.
2.Составние частіреологіі продовольчих продуктів. Реологія продовольчих продуктів як наука включає в себе широке коло питань, теоретичну основу, різні методи і прилади вимірювання реологічних характеристик харчових матеріалів, методики інженерних розрахунків параметрів, розробки по оптимізації, інтенсифікації технологічних процесів, а також по контролю і управлінню якістю продукції.
З метою, систематизації матеріалу реологія харчових виробництв умовно розділена на чотири частини:
реологія харчових матеріалів - містить основні відомості з теоретичної частини інженерної реології харчових матеріалів;
реометрія харчових матеріалів - присвячена методам вимірювання реологічних характеристик харчових матеріалів, приладів техніці і поданням результатів вимірювання;
реодінаміческіе розрахунки - присвячена представленню отриманих експериментальних даних у вигляді математичних формул, графіків (реограмм), механічних моделей, що дають кількісну оцінку результатам зміни харчових матеріалів в результаті впливу робочих органів машин, а також інженерні розрахунки з технологічного устаткування;
реологічні основи оптимізації, інтенсифікації, контролю та управління якістю продукції - присвячена використанню результатів, отриманих в ході експериментальних досліджень по розробці питань: оптимізації технологічних параметрів, інтенсифікації технологічних процесів виробництва продуктів, проведення контролю якості продукції, а також розробки питань управління якістю продукції, що випускається.
Макрореологія розглядає всі матеріали в тому вигляді, в якому вони постають перед спостерігачем при поверхневому огляді неозброєним оком, тобто як однорідні і лінійні структури. Однак феноменологически однорідними є тільки чисті рідини і досконалі кристали.
Мікрореологія розглядає поведінку реології двох - і багатофазних систем в залежності від реологічних властивостей їх компонентів.
3.Піщевие матеріали як предмет вивчення реології. У наукових і виробничих колах серед фахівців, а також при вивченні спеціальних дисциплін у вищих навчальних закладах, технікумах і т.д. широко використовується термін «харчові матеріали», під яким розуміють реальні харчові продукти - сировина рослинного і тваринного походження (м'ясо, молоко, риба, овочі, фрукти і т.д.), напівфабрикати, суміші, композиції (м'ясний фарш, рибний фарш, борошняне тісто, кондитерські маси і т.д.) і готова продукція (ковбасні вироби, молочні продукти, хлібні, макаронні та кондитерські вироби і т.д.). Даний термін використовується тільки для того, щоб позначити, що харчові продукти як об'єкт вивчення, теж розглядаються як матеріал, але тільки як харчовий матеріал.
Метою розгляду даного питання є (з'ясування) того, до якої науці відносяться харчові матеріали з точки зору їх вивчення. На це питання однозначної відповіді немає.
Харчові продукти або харчові матеріали, як: сировина, напівфабрикати, готові продукти, в більшості представляють собою складні композиції, що складаються з двох, трьох і більше компонентів в різних пропорціях. Причому кожен компонент надає в тій чи іншій мірі вплив на властивості продукту і не враховувати їх або абстрагуватися від них не можна. З наукової точки зору харчові продукти (матеріали) відносяться до дисперсних систем, об'єктом вивчення яких є інженерна фізико-хімічна механіка харчових виробництв.
Харчові продукти (матеріали) істотно відрізняються від інших тим, що вони є матеріалами рослинного і тваринного походження. Крім того, вони не можуть протягом тривалого часу збережуться в тому вигляді, в якому були спочатку. Особливо це стосується м'яса і м'ясопродуктів. Вивченням таких матеріалів займається інженерна фізико-хімічна механіка харчових виробництв.
Харчові продукти (матеріали), як і інші, мають комплекс різних властивостей, серед яких група фізичних властивостей дає найбільш повне уявлення про структуру продукту. Структура продукту, її зміна визначаються структурно-механічними властивостями, які прийнято виражати такими характеристиками (показниками) як пружність, в'язкість, пластичність, липкість і ін. Якщо припустити, що матеріал володіє тільки одним з цих властивостей, наприклад пружністю, в'язкістю або пластичністю, то вивченням таких матеріалів (див. таблицю 1.) займаються теоретична механіка, опір матеріалів, гідравліка. Поведінка таких матеріалів при впливі зовнішніх сил описуються рівняннями Ньютона, Гука, Сен-Венана і мають лінійну залежність.
Класифікація реальних тел