Методы и приборы для измерения сдвиговых характеристик.

Сдвиговые свойства проявляются, как известно, при касательном смещении слоев продукта. Приборы для измерения сдвиговых свойств по принципу действия подразделяют на следующие группы: ротационные и капиллярные вискозиметры, пенетрометры, приборы с плоскопараллельным смещением пластин и др.

Ротационные вискозиметры.

Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили коаксиальноцилиндрические комбинированные поверхности для измерения характеристик вязких и пластично-вязких продуктов (мясной фарш, тесто, конфетные массы, помады и др.). На рис. 3.1 показана принципиальная схема ротационного вискозиметра, рабочий орган которого имеет одну геометрическую форму в виде коаксиальных цилиндров.

На рис. 3.2. представлены схемы ротационных вискозиметров, рабочий орган которых комбинирован:Цилиндр-полусфера (а) или цилиндрконус-диск (б).

Между рабочими поверхностями находится исследуемый продукт, сила сопротивления внутри которого при вращении одной из поверхностей измеряется. Известны два основных принципа действия приборов с коаксиальными цилиндрами.

В первом случае испытуемое вещество помещается в цилиндр, приводимый в равномерное вращательное движение. Подвешенный на упругой нити второй цилиндр находится коаксиально с первым. Вязкость вычисляется по величине скорости вращения первого цилиндра и по углу поворота второго.

Во втором варианте внешний цилиндр неподвижен, внутренний крепится на оси, вмонтированной для уменьшения трения в шариковых подшипниках, и приводится во вращение с помощью падающего груза. Экспериментально получают зависимость крутящих моментов от угловой скорости вращения измерительной поверхности.

При исследовании пищевых масс часто применяют ротационные вискозиметры РВ-4, РВ-7, РВ-8, разработанные М. П. Воларовичем. В этих приборах используется второй вариант привода от падающих грузов (рис. 3.3).

Для случая, когда сдвиг распространяется на всю толщину исследуемой массы, заключенной между двумя цилиндрами, М. П. Воларовичем предложены формулы для определения эффективной вязкости η _эф (Па·с) и предельного напряжения сдвига θ (Па):

η_эф = К · M / N

θ_о = К _о · М_о,

где К и К_о— константы прибора, зависящие от геометрических размеров и высоты, на которую загружается исследуемый продукт,m¹c^-2;

М — масса вращающих ротор грузов, кг;

N — частота вращения ротора, об/с;

М_о — масса грузов, при которой начинается сдвиг, кг.

Дата добавления: 2015-07-10