Устройство пенетрометра и порядок работы с ним

Методические указания к лабораторным работам

для специальности 260100.62«Технология продуктов питания»

 

Мурманск

 

УДК

ББК

Составители: Куранова Людмила Казимировна, Корчунов Валерий Валерьевич, канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры технологии пищевых производств Мурманского Государственного Технического Университета

 

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой ТПП

«….» 200.. г. протокол №

 

Рецензент –

 

 

Оригинал-макет издается в авторской редакции

Электронная верстка

 

 

© Мурманский государственный

технический университет, 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

	стр.
Практическая работа № 1.Исследование консистенции рыбы, мяса и мясопродуктов.
Практическая работа № 2. Определение кинематической вязкости.
Практическая работа № 3. Определение адгезионных характеристик продуктов.
Практическая работа № 4. Определение адгезионных характеристик рыбных фаршевых смесей (тестовых масс).
Практическая работа № 5. Определение структурно-механических (прочностных) свойств пищевых продуктов.
Практическая работа № 6. Определение реологических характеристик фарша особых кондиций.
Список использованной литературы

Практическая работа № 1

Исследование консистенции рыбы, мяса и мясопродуктов.

 

Цель работы:

Исследовать консистенцию исследуемого объекта.

Задача:

1. Ознакомиться с работой пенетрометра.

2. Исследовать консистенцию исследуемого объекта, её зависимости от точки исследования, рецептуры, температуры.

3. Построить график изменения глубины проникновения индентора от температуры образца, рецептуры.

4. Сделать выводы о влиянии на консистенцию различных факторов.

Теоретические сведения

Пенетрацией называется метод исследования структурно-механических свойств полутвердых и твердых продуктов путем определения сопротивления продуктов проникновению в них инденторов (конус, шар, игла, цилиндр) со строго определенными размерами, массой и материалом при точно определенной температуре и за определенное время.

Различают собственно пенетрацию, когда глубина погружения наконечника не превышает его высоты, и зондирование, если глубина погружения превышает его высоту.

Исследование может проводиться с постоянным усилием пенетрации (при этом определяется глубина погружения); с постоянной скоростью погружения (регистрируется усилие в зависимости от глубины погружения); с постоянной глубиной погружения (измеряется усилие).

Результаты пенетрационных испытаний являются объективными характеристиками, отражающими сопротивление материала смятию и сдвигу. При исследовании пищевых материалов (особенно при технологических испытаниях) широкое применение нашла собственно пенетрация. Пенетрационный метод испытаний, как наиболее простой и легко воспроизводимый, нашел широкое применение в лабораторной практике для сравнительной оценки (часто в условных единицах) физических свойств пищевых масс при введении в них различных добавок, улучшителей качества или ускорителей того или иного технологического процесса, а также для изучения влияния какого-либо технологического фактора (температуры, влажности, времени замеса и т. п.) на изменение консистенции материала.

Основной величиной, получаемой при пенетрационных испытаниях, является предельное напряжение сдвига, величина которого может быть определена по формуле П. А. Ребиндера

(1.1)

где Р — усилие пенетрации, Н;

h — глубина погружения конуса, м;

— константа кону­са, зависящая только от угла при вершине:

(1.2)

Для наиболее распространенных конусов равно:

α, град
	2,07	0,959	0,416	0,214	0,083

Предельное напряжение сдвига, как одна из важных реологических харак­теристик материала, служащих для оценки прочности его структуры, нахо­дится при помощи конического пластометра. Схема прибора предложена П. А. Ребиндером и Н. А. Семененко. Методика пенетрационных испытаний подробно описана в литературе.

Исследуемая масса помещается в сосуд (рис. 1) на подъемный столик, вершина конуса 2 приводится в соприкосновение с поверхностью массы. Конус нагружается гирями 4, и с помощью индикатора 3 определяется величина погружения конуса до полной его остановки.

 

 

Рисунок 1 – Конический пластометр КП – 3

Структурно-механические характеристики мяса рыбы характеризовали глубиной погружения индентора – числом пенетрации (ЧП), выраженном в мм.

Реологические методы рекомендуется использовать для контроля процесса созревания консервов. В процессе консервирования наблюдается постепенное уменьшение значений ЧП, что свидетельствует об уплотнении тканей, которое зависит от особенностей гистологического строения мышечной ткани и химического состава.

Устройство пенетрометра и порядок работы с ним.

Пенетрометр состоит из следующих частей: корпуса 3 с закрепленным на нем индикатором 2 и микровыключателем 9, рукоятки 1; на конце прибора имеется диск 7 с отверстием. Внутри корпуса 3 находится механизм перемещения площадки, который состоит из реверсивного электродвигателя с редуктором и винтом, кинематически связанным с площадкой. На винте установлена направляющая рейка. Площадка соединена с датчиком 9 для фиксирования усилия внедрения.

Устройство работает следующим образом. После включения прибора на табло загораются три цифры «0». Это свидетельствует о наличии элемента питания в рукоятке и его годности. При достижении контакта опоры 7 с продуктом 8 прибор плавно опускается конусом вдавливаясь в продукт. На индикаторе отображаются цифры, свидетельствующие о глубине проникновения, (измерение в 10 ^–4м). Окончание погружения фиксируется, когда цифры на табло перестают увеличиваться.

Порядок проведения работы

Получив у преподавателя задание для выполнения работы, студенты производят определение числа пенетрации и исследуют зависимость глубины проникновения индентора от температуры образца, места проникновения, рецептуры теста или фарша.

Вязкопластичные рыбопродукты (фарши, пасты, котлеты, сосиски. колбасы) или тесто помещают в цилиндрический стакан, уплотняют с помощью шпателя так, чтобы контейнер был заполнен доверху, а в продукте не осталось воздушных включений. После наполнения стакана, фарш подпрессовывают при минимальной нагрузке. Предварительно поверхность фарша в стакане закрывают полиэтиленовым кружком. Продолжительность подпрессовки – 5 минут. Количество фарша в стакане должно быть таким, чтобы глубина погружения индентора не превышала 90 % от высоты образца.

Размер индентора подбирают экспериментально. Продолжительность измерений 180 с. Измерения производят с помощью пенетрометра. За результат испытаний принимают среднее арифметическое трех определений.

По полученным данным строится график изменения глубины проникновения индентора от температуры образца, рецептуры продукта, продолжительности, делается вывод о характере зависимости.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Что такое микро и макротвердость. Форма инденторов

2. Методы определения консистенции и реологических характеристик материалов в основе комплексного нагружения.

3. Принципы нагружения твердых тел.

4. Принципы измерений для определения характеристик консистенции или параметров текстуры твердых пищевых продуктов.

5. Что такое число пенетрации.

6. Что такое предельное напряжение сдвига? Методика его определения.

7. Изложите принцип работы пенетрометра.

8. Как угол при вершине конусовидного индентора влияет на величину предельного напряжения сдвига.

9. Приведите формулу Ребиндера для расчета предельного напряжения сдвига.

10. Как внесение стабилизирующих добавок влияет на консистенцию фаршей.

 

 

Практическая работа № 2