No module Published on Offcanvas position

Структурно-механические свойства

Структурно-механические (реологические) свойства харак­теризуют поведение мяса и мясопродуктов в условиях напряженного состояния, основными показателями которого при приложении силы являются напряжение, величина и скорость де­формации. В зависимости от характера приложения усилий свойства делятся на сдвиговые (касательные напряжения), компрессионные (нормальные напряжения растяжения-сжатия) и поверхностные на границе раздела с другим материалом (нормальные и касательные).

В реальных условиях работы аппарата или машины имеет место сочетание всех свойств, в то же время в зависимости от направленности процесса превалирует один из них.

Сдвиговые реологические свойства — предельное напряже­ние сдвига (в0, Па), вязкость эффективная (г|эф, Па-с) и плас­тическая (t), Пас), период релаксации (тр, с) —наиболее пол­но отражают внутреннюю сущность объекта, поэтому их при­нято считать основными. С их помощью рассчитывают течение продуктов в трубах, рабочих органах машин и аппаратов, оп­ределяют необходимые усилия для перемещения продукта. Кроме того, они позволяют судить о качестве продукта и сте­пени его отработки, т. е дают возможность обосновать опти­мальные технологические и механические условия процесса, а приборное оснащение позволяет их контролировать и регулиро­вать, обеспечивая постоянное и стабильное качество.

К основным компрессионным (объемным) свойствам отно­сятся модуль упругости (Е, Па), равновесный модуль (£«, Па), период релаксации деформации при постоянном напряже­нии (т,„ с), относительная деформация (е). Эти параметры не­обходимы для расчета процессов шприцевания, формования, дозирования и течения по трубопроводам пластично-вязких продуктов. Объемные свойства можно также использовать для оценки качества пластично-вязких (фарши) и упругоэластич­ных (колбасные изделия) продуктов.

Особое место среди структурно-механических характеристик занимают поверхностные свойства (адгезия, коэффициент внеш­него трения и др.). Они характеризуют усилие при взаимодей­ствии между поверхностями контакта при нормальном отрыве или сдвиге. Для пищевых материалов различают три основных вида отрыва: адгезионный, когезионный и адгезионно-когезион­ный, или так называемый смешанный отрыв. Наиболее часто в адгезиометрах реализуется схема нормального отрыва от поверхности исследуемого продукта. Для большинства мясных продуктов природа адгезии невыяснеиа, хотя существует не­сколько гипотез для объяснения физико-химической сущности адгезионных явлений: адсорбционная теория Дебройна и Мак Лорена, электрическая теория Б. В. Дерягина и Н. А. Крото­вой, электромагнитная теория, электрорелаксационная теория Н. М. Москвитнна, диффузионная теория С. С. Воюцкого и Б. В. Дерягина и др.

Коэффициент внешнего трения в отличие от вязкости и предельного напряжения сдвига представляет собой комплекс­ную величину и, по-видимому его нельзя отнести к конкретным физическим свойствам продукта.

Поверхностные характеристики необходимы для выбора и разработки новых видов контактирующих материалов с про­дуктом для оборудования, тары, трубопроводов и т. д., поверх­ности которых должны обладать малой адгезией и минималь­ным сопротивлением при движении продукта. Кроме того, ве­личины поверхностных свойств частично могут характеризовать консистенцию продукта.

Мясо и мясопродукты сложны по химическому составу и обладают комплексом различных свойств, составляющих в со­вокупности качество продукции, при этом структурно-механиче­ские свойства занимают ведущее место. Знание этих свойств, установление их зависимости от различных факторов приобре­тают большое практическое значение для получения объектив­ной информации о состоянии продукта на различных стадиях обработки. Такая информация нужна также при разработке новых технологий и методов управления и контроля за техно­логическими процессами, при проектировании машин и аппа­ратов. Таким образом, структурно-механические свойства нуж­ны для определения и контроля с точки зрения качества про­дукта структурно-механических характеристик; разработки технологий, обеспечивающих получение дисперсных систем с за­ранее заданными свойствами; разработки научно обоснованных методов расчета машин и аппаратов с учетом особенностей об­рабатываемого продукта; создания автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами.

Структурно-механические свойства отражают внутреннее строение (структуру) и состав вещества. Наиболее полно оии характеризуют структуру, которая может быть коагуляционной и конденсационио-кристаллизационной. Для мясопродуктов наи­более распространен коагуляционный тип структуры, которая является следствием взаимодействия между частицами вещест ва иа основе сил Ваи-дер-Ваальса через дисперсионную среду. Структурам такого типа присуща тиксотропия, т. е. способность восстанавливать свои свойства после снятия напряжения или даже после разрушения. Очевидно, что структурно-механиче­ские свойства коагуляционных систем значительно зависят от содержания воды, размеров частиц и прослоек, их физико-хи­мических свойств. Для технологии представляется важной за­висимость структурно-механических свойств от изменения раз­меров частиц, например при измельчении мяса в процессе при­готовления колбасного фарша.

При обезвоживании коагуляционные структуры могут пере­ходить в коиденсациоино-крмсталлизацноиные, которые харак­теризуются большой прочностью, необратимостью характера разрушения, отсутствием тексотропности. Очевидно, оба вида структур могут существовать в различных промежуточных фор­мах.

В колбасном производстве, которое занимает ведущее место в производстве мясопродуктов, с помощью структурно-ме.хани ческих свойств и приборов можно контролировать технологи­ческие параметры сырья и фарша, качество продукции на лю­бой стадии технологического процесса фаршеприготовления (от созревания мяса до набивки фарша в оболочку или форму), а также консистенцию готовых изделий.

Таким образом, без интенсификации технологического про­цесса и разработки средств для контроля оптимальных пара­метров невозможны модернизация существующих и создание новых совершенных поточно-механизированных и автоматизи­рованных линий, являющихся основой технического перевоору­жения предприятий мясной промышленности.

Показатели структурно-механических свойств представлены в табл. 16.

табл16.png

продолж.png

ппрод.png


табл_17.png

табл_18.png