43097 skanuj0013 (167)

104 RwiUia- XI

własności związków wielkocząsteczkowych na podstawie matematycznych modeli Struktury i dynamiki długich łańcuchów polimerowych.

Trzecią gałęzią teologii jest reometria, zajmuje się ona ilościowym wyzna-' czaniem własności teologicznych na drodze doświadczalnej.

Czwarta gałąź, to ranloglu stosowna, która zajmuje się licznymi zagadnieniami odkształcenia i przepływu substancji o złożonych własnościach teologicznych w układach geometrycznych o znaczeniu praktycznym.

Idealne ciało stałe odkształca się w sposób sprężysty. W takim przypadku siła zużyta do wywołania odkształcenia zostaje całkowicie odTyskana po usunięciu naprężenia. Idealni* ośrodki płynne, takie jak ciecze i gazy, deformują się w sposób nieodwracalny - płyną. W ośrodku ciągłym energia zużyta na deformację zostaje rozproszona w formie ciepła i nie może być odzyskana po usunięciu naprężenia (Schramm 19VKJ,

Reologia jako nauka ząjmiyc się zachowaniem substancji rzeczywistych, takich, które w trakcie odkształcenia wykazują w stopniu nie dającym się zaniedbać więcej niż jedną podstawową własność teologiczną, laką jak spręży-steść lub lepkość. Ciała rzeczywiste występujące w inżynierii żywności nie są ani idealnymi ciałami stałymi, ani idealnymi ośrodkami płynnymi. Wśród cieczy mających praktyczne zastosowanie w przemyślę spożywczym tylko nieliczne zachowują się w sposób zbliżony do cieczy idealnych.

Biorąc pod uwagę właściwości teologiczne, przeważającą większość cieczy na i rży sklasyfikować pomiędzy cieczami a ciałami stałymi [Schramm 1998], Układy bardziej złożone, wykazujące równocześnie cechy sprężyste i lepkie, nazywamy substancjami łepko-spreżyssyrai. Substancje te mogą być >cpko--sprężystymi ciałami stałymi albo płynami sprężysto-iepkimi [Ferguson, Kem-błowski 1995). Między powyższymi rodzajami substancji nie ma ostrej granicy, a terminologia w literaturze nic jest konsekwentna.

Rodzaj odpowiedzi substancji zależy od skali czasowej przeprowadzonego eksperymentu, dla dwóch różnych odpowiednio dobranych przypadków ta sama substancja może raz dać odpowiedź lepką, natomiast w drugim przypadku •*dpowiedź sprężystą |Ferguson. Kcmbłowski I995J. Im szybsza jest deformacja. tym odpowiedź jest bliższa odpowiedzi sprężystej, im zaś wolniejsza jest deformacji*, tym odpowiedź jest bliższa lepkiej.

Substancje występujące w * przemyśle spożywczym klasyfikowane tą w następujący sposób:

— ciecze niatonow&ldf to takie, których przepływ -jv pewnym zakresie naprężeń i szybkości ścinania ma charakter liniowy (linii prostej). Przykładami cieczy niuionowskięh są: woda. roztwory cukru, pastery zowane micko. alkohol, herbata;

■ ciecze nlcniiitonowskic sq to wszystkie inne. których przepływ nic ma charakteru idealnego. Jest Ich znacznie więcej ni; cieczy niutonowsklch. Lepko# (^pumn) zależy od prędkości ścinania (;>). czyli rfc»»"7(yV, jeżeli wartość lepkości tfrastycznic spada przy wzroście szybkości ścinania, ui mamy do czynienia z ciec/anu pfcsćoplat?yc/ii> nv. iY/jihdanl takici żywności są skondensowane mleko, rcawory pumy guarnwej i ksNKsuwg; jeżeli przy wzroście szybkości ścinania obserwujemy wzrost lepkości oraz dodatkowo jeszcze wzrost objętości materiału to manty do czynienia z cieczami dylatacyjnymi. Przykładem takich płynów są skoncentrowane roztwory skrobi;

produkty żywnościowe, takie jak: margaryna, masło, keczup, mus jabłkowy. maślanka, poddane niskim napręż;••;««» zachowują się jak ciała stale, a poddane wysokim naprężeniom jak płyny- Są to ciecze plastyczne, kloce mają granicę płynięcia (.yiełd stres*^- c). Ogólnie można powiedzieć, te Żywność charakteryzująca się plastycznym płynięciem jest powszechna, jeżeli w cieczy plastycznej obserwujemy stale wartości lepkości, to mamy do czynienia z cieczą Błngbama.

W idealnie elastycznych materiałach zależność między naprężeniem (n) a odkształceniem (y) Jest liniowa. Taka zależność występuje wtedy, gdy odkształcenia są małe dla takiej żywności, jak: ugotowane białko jaja. galaretki i żelatyna, biszkopty oraz margaryna. Produkty kruche, takir jsk chipsy ziemniaczane i herbatniki charakteryzuje liniowa zależno# między naprężeniem i odkształceńicm do momenu złamania. Zależno# nidinkm* występuje. gdy odkształcenia ciał elastycznych są duże. np. w przypadku ugotowanych białek Jaj i żeli. Produkty takie jak margaryny i masła wykazują nieliniowy charakter właściwości po przekroczeniu punktu płynięcia.

Definicje I pomiar podstawowych wielkości występujących w reołogU

Pomiar właściwości teologicznych cieczy wymaga przede wszystkim zdefiniowania wszystkich parametrów opisujących przepływ. Następnie konieczne test określenie warunków pomiarowych, które umożliwią obiektywny i powtarzalny pomiar parametrów przepływu.

i/Jak Newton pierwszy sformułował podstawową zasadę, nazwaną później prawem lepkości Newtona. Zasada ui opisuje zachowanie się cieczy idealnej I jest wyrażona wzorem:

[PaJ