14 / 54
12
ПИВО
и
НАПИТКИ
2
•
2010
ТЕХНОЛОГИЯ
Проблема интенсификации, автома-
тизации и оптимизации выделения
пива из суспензий избыточных дрож-
жей, образующихся в процессе про-
изводства различных сортов пива, а
также определение кинематических,
динамических, геометрических и
других параметров технологическо-
го оборудования не могут успешно
решаться без идентификации их
реологических свойств и закономер-
ностей изменения этих свойств в за-
висимости от изменяющихся потен-
циалов (температуры, концентрации
и т.д.) [1].
Известно, что суспензии пивных
избыточных дрожжей ведут себя как
неньютоновские псевдопластические
жидкости [2, 3], уравнения тече-
ния которых описываются законом
Оствальда де Виля
γ
n
–1
τ
=
η
0
––
γ
,
(1)
γ
1
где
τ
—напряжение сдвига, Па;
η
0
—
эффективная вязкость при единичном
значении градиента скорости сдвига,
Па·с;
γ
— градиент скорости сдвига,
с
–1
;
γ
1
— единичное значение гради-
ента скорости сдвига, с
–1
;
n
—индекс
течения.
При этом закон (1) не обладает
инвариантностью и не учитывает все
свойства суспензий пивных избыточ-
ных дрожжей в зависимости от сорта
пива, температуры и концентрации
дрожжевых клеток, в котором ко-
эффициенты
η
0
и
n
, в свою очередь,
являются функциями концентрации
дрожжевых клеток (
c
) и температу-
ры (
t
), т.е.
η
0
=
η
0
(
c, t
) и
n
=
n
(
c, t
)
для конкретного сорта пива. В связи
с этим в данной работе предлагаются
на основе экспериментального иссле-
дования структурно-механических
характеристик обобщенные реологи-
ческие уравнения суспензий пивных
избыточных дрожжей следующих сор-
тов пива: легкое высокосброженное
(экстрактивность начального сусла
16 %), легкое среднесброженное
(экстрактивность начального сусла
10%), «Кулер» и Tuborg (экстрак-
тивности начального сусла 11%),
выпускаемых в условиях филиала
ОАО «Пивоваренная компания «Бал-
тика» — «Балтика — Воронеж».
Исследования структурно-меха-
нических характеристик проводили
на ротационном вискозиметре «Ре-
отест-2» (Германия) при различных
концентрациях дрожжевых клеток,
температурах и градиентах скоро-
сти сдвига. Варьирование локальной
концентрации дрожжевых клеток су-
спензий пивных избыточных дрож-
жей обусловлено тем, что при отбо-
ре ее из цилиндроконического танка
(ЦКТ) они не содержат фиксирован-
ного количества пива и дрожжей, ко-
торые изменяются в зависимости от
расположения в конусе ЦКТ, сорта
пива, расы дрожжей и особенностей
технологического процесса. Кроме
того, выделение пива из суспензий
избыточных дрожжей с помощью по-
лупроницаемых мембран обусловле-
но увеличением их концентраций с
И. Т. Кретов
, д-р техн. наук;
Е. С. Попов
, аспирант
Воронежская государственная технологическая академия
Реологические
уравнения суспензий
пивных избыточных дрожжей
различных сортов пива
УДК 663.48
Ключевые слова:
суспензия, избыточные дрожжи,
структурно-механические
характеристики,
реологическое уравнение.
Рис. 1.
Зависимость эффективной вязкости при единичном значении градиента
скорости сдвига от температуры суспензий пивных избыточных дрожжей
сортов пива:
а
— легкое высокосброженное;
б
— легкое среднесброженное;
в
— «Кулер»;
г
— Tuborg
400
350
300
250
200
150
100
50
5
0
η
0
, Па·с
0
0
0
283
293
303
313
t
, К
750
650
550
450
350
250
150
50
10
5
0
η
0
, Па·с
0
0
0
283
293
303
313
t
, К
750
650
550
450
350
250
150
50
10
5
0
η
0
, Па·с
0
0
0
283
293
303
313
t
, К
750
650
550
450
350
250
150
50
10
5
0
η
0
, Па·с
0
0
0
283
293
303
313
t
, К
а
б
в
г
Концентрация дрожжевых клеток (об.%):
––
0,85
– –
0,7
––
0,6
– –
0,5
· · ·
0,4
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библи тека