ЭлБиб

Èäåàëüíûì ìàòåðèàëàì ïî ïðåäëîæåíèþ Ìèçåñà [2]

ïðèñâîåíû íàçâàíèÿ ïî èìåíàì ó÷åíûõ, êîòîðûå

âïåðâûå ïðåäëîæèëè èõ óðàâíåíèÿ. Âñå îñòàëüíûå

ìàòåðèàëû èëè ñðåäû ìîãóò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê

êîìáèíàöèè ýòèõ òðåõ îñíîâíûõ ñðåä.

Ïðè âñåñòîðîííåì ñæàòèè âñå ñðåäû âåäóò ñåáÿ

«ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ ïðèáëèæåíèÿ îäèíàêîâî»

êàê èäåàëüíî óïðóãèå òåëà. Ðåîëîãè÷åñêèå ðàçëè÷èÿ

îñîáåííî ÿðêî ïðîÿâëÿþòñÿ ïðè ñäâèãå [1].

Ðåéíåð [1] ðàçäåëÿåò ðåîëîãèþ, êàê íàóêó î òå÷å-

íèè è äåôîðìàöèè, íà äâå ÷àñòè: ìàêðîðåîëîãèþ

(èëè ôåíîìåíîëîãè÷åñêóþ ðåîëîãèþ) è ìèêðîðåîëî-

ãèþ. Ðàçäåë ðåîëîãèè, çàíèìàþùèéñÿ òåîðèåé è ìå-

òîäîëîãèåé îïðåäåëåíèÿ ðåîëîãè÷åñêèõ êîíñòàíò,

ïîñòðîåíèÿ ðåîëîãè÷åñêèõ ìîäåëåé ðàçëè÷íûõ ñðåä

ïðèíÿòî íàçûâàòü ðåîìåòðèåé. Âèñêîçèìåòðèÿ ÿâëÿ-

åòñÿ ðàçäåëîì ðåîìåòðèè, ïîñêîëüêó èñïîëüçóåò ìå-

òîäû, îáåñïå÷èâàþùèå îïðåäåëåíèå òàê íàçûâàåìîé

ýôôåêòèâíîé âÿçêîñòè, íüþòîíîâñêîé âÿçêîñòè, íà-

èáîëüøåé è íàèìåíüøåé íüþòîíîâñêèõ âÿçêîñòåé è

äðóãèõ àíàëîãîâ âÿçêîñòè, êàê òî: êîýôôèöèåíò êîí-

ñèñòåíöèè, êîýôôèöèåíò ïëàñòè÷åñêîé âÿçêîñòè è

äðóãèõ ïîäîáíûõ âåëè÷èí, õàðàêòåðèçóþùèõ ïèùå-

âûå äèñïåðñíûå ñèñòåìû (ÏÄÑ).

Èññëåäîâàíèÿ ðåîëîãè÷åñêèõ èëè ïî äðóãèì èñòî÷-

íèêàì ñòðóêòóðíî-ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ [3, 4] ïèùå-

âûõ ïðîäóêòîâ èìåþò óæå äîñòàòî÷íî áîëüøóþ èñòî-

ðèþ, íà÷èíàÿ ñ ðàáîò Ìàêñâåëëà, Áèíãàìà, Øâåäîâà

(1881–1885 ãã.) [4]. Îñîáåííî áîëüøóþ ðîëü â ðàçâè-

òèè âèñêîçèìåòðèè ñûãðàëè ðàáîòû òåîðåòèêîâ è

ïðàêòèêîâ â îáëàñòè ïåðåðàáîòêè ïîëèìåðîâ [8–12].

Â 60-õ ãîäàõ ïðîøëîãî ñòîëåòèÿ óñèëèÿìè

Ê.Ï.Ãóñüêîâà è

Þ.À.Ìà

÷èõèíà ïîëó÷èëà ðàçâèòèå

øêîëà ðåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ïèùåâûõ ñðåä â

Ìîñêîâñêîì òåõíîëîãè÷åñêîì èíñòèòóòå ïèùåâîé

ïðîìûøëåííîñòè (ÌÒÈÏÏ) [3, 4]. Îäíîâðåìåííî

ïðè Ìîñêîâñêîì èíñòèòóòå ìÿñîìîëî÷íîé ïðîìûø-

ëåííîñòè (ÌÒÈÌÌÏ) ïîä ðóêîâîäñòâîì À.Â.Ãîð-

áàòîâà è È.À.Ðîãîâà ðàçâèâàëèñü ìåòîäû ðåîëîãè-

÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ñâîéñòâ ìÿñíûõ è ìîëî÷íûõ

ïðîäóêòîâ [4].

Â òî âðåìÿ ðàçâèâàëàñü â îñíîâíîì ôåíîìåíîëî-

ãè÷åñêàÿ ðåîëîãèÿ, ò.å. òåîðèÿ îïðåäåëåíèÿ ðåîëîãè-

÷åñêèõ êîíñòàíò â ñîîòâåòñòâèè ñ îïðåäåëåííîé ðåî-

ëîãè÷åñêîé ìîäåëüþ, ïðèïèñûâàåìîé èññëåäóåìîé

ñðåäå. Ïîëó÷åííûå õàðàêòåðèñòèêè ñëóæàò îñíîâîé

äëÿ ðàçðàáîòêè òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëè òåõíîëîãè÷åñ-

êîãî ïðîöåññà ïî ïåðåðàáîòêå äàííîé ñðåäû. Òàêèì

îáðàçîì, áûëè ðåøåíû çàäà÷è ðàñ÷åòà äèíàìè÷åñêèõ

è êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ òå÷åíèÿ ïèùåâûõ ñðåä

â íàãíåòàòåëüíûõ ìåõàíèçìàõ øíåêîâîãî, âàëêîâîãî

è øåñòåðåííîãî òèïîâ, òå÷åíèÿ â êàíàëàõ ñ íîðìàëü-

íûì ñå÷åíèåì ðàçëè÷íûõ ôîðì [12, 13]. Èñïîëüçîâà-

ëèñü èçâåñòíûå òåîðèè òå÷åíèÿ íüþòîíîâñêîé ñðåäû

â øíåêå Ìàê-Êåëâè, â óçêîì çàçîðå ìåæäó âàëêàìè

Ãàñêåëëà. Ã.Ê.Áåðìàí ðàçðàáîòàë óòî÷íåííóþ òåî-

ðèþ òå÷åíèÿ íüþòîíîâñêîé ñðåäû â âèíòîâîì êàíàëå

øíåêà ñ ïîïðàâêàìè íà ïîòåðè ïðîèçâîäèòåëüíîñòè

â çàçîðå ìåæäó ãðåáíåì øíåêà è ñòåíêîé êîðïóñà íà-

ãíåòàòåëÿ. Ðàçâèòèå ýòîãî íàïðàâëåíèÿ ïðîäîëæàåò-

ñÿ è â íàøå âðåìÿ ñ ó÷åòîì âîçäåéñòâèÿ âîëíîâîãî

äâèæåíèÿ ñòåíîê êàíàëà [15] è îñîáåííîñòåé òåðìî-

ýêñòðóçèè ïèùåâûõ ïðîäóêòîâ [16].

Ñëîæèâøàÿñÿ ìåòîäîëîãèÿ èñïîëüçîâàíèÿ ðåîìå-

òðèè êàê îñíîâàíèÿ äëÿ ïîñòðîåíèÿ òåîðèè òåõíîëî-

ãè÷åñêîãî ïðîöåññà è äàëüíåéøåãî åãî ñîâåðøåíñò-

âîâàíèÿ ïîëó÷èëà íàçâàíèå «èíæåíåðíàÿ ðåîëîãèÿ»

[3]. Ïî îòíîøåíèþ ê ïðîöåññàì ìåõàíè÷åñêîé ïåðå-

ðàáîòêè ïèùåâûõ ìàññ, ó÷èòûâàÿ óñïåøíîå ïðèìå-

íåíèå èçâåñòíûõ òåîðèé, î÷åâèäíà íåîáõîäèìîñòü

äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ ýòîãî íàïðàâëåíèÿ è ðàñïðî-

ñòðàíåíèÿ åãî íà äðóãèå òåõíîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû.

Çàäà÷è ìèêðîðåîëîãèè Ì.Ðåéíåð ôîðìóëèðóåò

ñëåäóþùèì îáðàçîì: «Çàäà÷åé ìèêðîðåîëîãèè ÿâ-

ëÿåòñÿ óñòàíîâëåíèå ñâÿçè ìåæäó ðåîëîãè÷åñêèìè

ñâîéñòâàìè ñëîæíîé ñèñòåìû è åå ñîñòàâíûõ ÷àñòåé.

Åñëè ýòà öåëü äîñòèãíóòà, òî ìîæíî îïðåäåëèòü

ñòðóêòóðó íåîäíîðîäíîãî ìàòåðèàëà ñ ïîìîùüþ ðåî-

ëîãè÷åñêèõ èçìåðåíèé». Äàëåå àâòîð îòìå÷àåò: «Ìà-

òåìàòè÷åñêîå ðåøåíèå îñíîâíûõ çàäà÷ ìèêðîðåîëî-

ãèè ñâÿçàíî ñ áîëüøèìè òðóäíîñòÿìè».

Ìèêðîðåîëîãèÿ ðåøàåò ñâîè çàäà÷è â ðàìêàõ íà-

óêè «Ôèçèêî-õèìè÷åñêàÿ ìåõàíèêà» èëè ïî áîëåå

ñîâðåìåííîé òåðìèíîëîãèè â ðàìêàõ «Õèìè÷åñêîé

òåðìîäèíàìèêè» è èãðàåò ñóùåñòâåííóþ ðîëü â ôîð-

ìèðîâàíèè ñòðóêòóð äèñïåðñíûõ ñèñòåì. Â ñâÿçè ñ

ýòèì è çàäà÷è îíà ôîðìóëèðóåò ñëåäóþùèì îáðàçîì:

à) óñòàíîâëåíèå ñóùåñòâà îáðàçîâàíèÿ è ðàçðóøåíèÿ

ñòðóêòóð â äèñïåðñíûõ è íàòèâíûõ ñèñòåìàõ â çàâè-

ñèìîñòè îò ñîâîêóïíîñòè ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ, áèî-

õèìè÷åñêèõ, ìåõàíè÷åñêèõ è äðóãèõ ôàêòîðîâ; á) èñ-

ñëåäîâàíèå, îáîñíîâàíèå è îïòèìèçàöèÿ ïóòåé ïîëó-

÷åíèÿ ñòðóêòóð ñ çàðàíåå çàäàííûìè òåõíîëîãè÷åñ-

êèìè ñâîéñòâàìè [17].

Çäåñü íåîáõîäèìî ïîâòîðèòü ñàìûå îáùèå îïðåäå-

ëåíèÿ. Äèñïåðñíàÿ ñèñòåìà — êîìáèíàöèÿ äâóõ èëè

áîëåå ôàç, îäíà èç êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ñïëîøíîé è ïî-

ýòîìó íàçûâàåòñÿ äèñïåðñèîííîé ñðåäîé, èíîãäà ïè-

øóò íåñóùåé ñðåäîé. Îñòàëüíûå ôàçû (òâåðäàÿ, æèä-

êàÿ èëè ãàçîîáðàçíàÿ) áîëåå èëè ìåíåå ðàâíîìåðíî

ðàñïðåäåëåíû â äèñïåðñèîííîé ñðåäå è íàçûâàþòñÿ

äèñïåðñíûå ôàçû.

Â ñîîòâåòñòâèè ñ óñòàíîâèâøåéñÿ â êîëëîèäíîé è

ôèçè÷åñêîé õèìèè òåðìèíîëîãèåé: òâåðäàÿ äèñ-

ïåðñíàÿ ôàçà â æèäêîñòè — çîëü (ñóñïåíçèÿ); ãàçî-

îáðàçíàÿ â æèäêîé — ïåíà (ïóçûðüêîâàÿ ýìóëüñèÿ);

æèäêîñòü â òâåðäîì — ãåëü; æèäêîñòü â æèäêîñòè —

ýìóëüñèÿ. Ïèùåâûå äèñïåðñíûå ñèñòåìû çà÷àñòóþ

ìîãóò ñîäåðæàòü îäíîâðåìåííî âñå òðè ôàçû — òâåð-

äóþ, æèäêóþ è ãàçîîáðàçíóþ.

Ïðåäñòàâëÿåòñÿ öåëåñîîáðàçíûì âûÿâèòü çàâèñè-

ìîñòü ýôôåêòèâíîé âÿçêîñòè îò êàêèõ ëèáî ïàðàìåò-

ðîâ äèñïåðñíîé ñèñòåìû. Ïîä ïîíÿòèåì «ýôôåêòèâ-

íàÿ âÿçêîñòü» ïðèíÿòî ïîíèìàòü ïðåäëîæåííóþ

Íüþòîíîì çàâèñèìîñòü

(

τ,γ

· ) =

· ,

(1)

ãäå

τ, γ

· — íàïðÿæåíèå ñäâèãà (êàñàòåëüíîå íàïðÿ-

æåíèå) è ñêîðîñòü ñäâèãà ñîîòâåòñòâåííî;

(

τ,γ

· ) —

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 6, 2010

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека