17 / 54
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» № 2, 2018
17
численные значения
μ
изменяются очень медленно. Это соответствовало согласно [7] уравнению (1),
при условии
0
τ
= 0 и
n
< 1, а также уравнению (7). Такой характер зависимости указывает на реализацию
процесса постепенной деградации первоначальной структуры жидкофазной системы ПРМ. При этом
форма перегибов на графиках
( )
μ γ
f
=
в области от
γ
= 100 с
–1
до
γ
= 30 с
–1
, отмеченных так же
и в работе [8], указывает на проявление у ПРМ реопектических свойств. Реопектические свойства
проявляются в том, что на фоне общего снижения
μ
при увеличении
γ
(или
τ
) в некоторой области
градиентов скорости сдвига
γ
(или
τ
) имеет место относительное увеличение текущих численных
значений коэффициентов динамической вязкости. Это происходит за счет формирования в потоке
жидкой фазы промежуточных структур ПРМ, обладающих повышенной энергией дисперсионного
взаимодействия, которые при дальнейшем увеличении значений градиента скорости сдвига
образуют квазиньютоновскую структуру жидкой фазы ПРМ.
Численные характеристики функций
( )
μ γ
f
=
в области изменения градиентов скоростей
сдвига от
1
γ 1с
−
=
до
1
γ 69с
−
=
, полученные для подсолнечного масла в работах [8] и [12],
соответствовали друг другу с допустимой погрешностью для экспериментов на различных
лабораторных установках.
Авторами работы [12], полученные в ходе исследований данные о реологических свойствах
ПРМ предложено аппроксимировать моделью слабоструктурированной псевдопластичной
жидкости, обладающей реопектическими свойствами.
В научной литературе представлены, полученные методом ротационной вискозиметрии,
данные о реодинамических свойствах жидких ПРМ и гетерофазных продуктов на их основе,
например, майонезов [6], а аналогичные свойства гомогенных растворов ПРМ – мисцелл этим
методом практически не изучались. Более того, моделирование жидкого состояния мисцелл ПРМ
не проводилось. Получаемые методом ротационной вискозиметрии функции
( )
μ γ
f
=
позволяют
определять отличающиеся друг от друга численные значения коэффициентов динамической
вязкости
μ
при различных скоростях потока мисцеллы. При этом становится возможной более
адекватная оптимизация тепло- и массообменных процессов. Причем более объективный тип
модели течения ПРМ, определяющий их структуру, позволяет установить более точные
корреляции сенсорных свойств этих растворов и их концентрации.
Таким образом, исследование реодинамических свойств масляных мисцелл методом
ротационной вискозиметрии в сравнении с аналогичными свойствами соответствующих ПРМ,
исследованных тем же методом, являются актуальной научной задачей.
Преимуществом метода компьютерной ротационной вискозиметрии, по сравнению с методом
Гепплера, является автоматизация процесса измерений и математического моделирования
экспериментальных данных, позволяющих с высокой скоростью проводить измерения и получать
большой объем информации о реологических функциях жидкостей, которые по методу Гепплера
не могут быть получены в принципе.
В связи с тем, что наиболее распространенной масличной культурой в России является
подсолнечник, а количество подсолнечного масла, производимого ежегодно масложировой
отраслью промышленности РФ, почти в два раза превышает объем всех других видов ПРМ,
то исследования структурно-реологических свойств мисцелл на основе подсолнечного масла
являются приоритетными.
Целью настоящей работы является исследование реодинамических свойств раствора н-гексана
и подсолнечного масла методом ротационной вискозиметрии в интервалах концентраций
и температур, приближенных к условиям многоступенчатой дистилляции, а также определение
по этим данным типа модели жидкого состояния мисцелл подсолнечного масла.
Экспериментальная часть
Для выполнения программы измерений реодинамических свойств мисцеллы подсолнечного
масла были приготовлены образцы мисцеллы, в которых весовые концентрации подсолнечного
Э ектронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека