Реологические свойства теста

Реологические свойства теста

Тесто является сложной системой, которая в различных усло­виях проявляет свойства упругого тела или вязкой жидкости. Для него характерны такие реологические свойства, как вязкость, уп­ругость, эластичность, пластичность, релаксация. Она зависят от значения деформации и ее характера, силы муки, влажности тес­та, температуры тестоведения, рецептуры, свойств сырья, внесе­ния ферментных препаратов, окислителей и т.д.

Зная реологические свойства теста, можно заранее определить усилия перемещения и формования теста, а также способность тестовых заготовок сохранять форму, рисунок, объём, преду­смотреть улучшители (ферментные, окислительные, ПАВ, белко­вые обогатители и др.), а затем выбрать оптимальные технологи­ческие режимы, прогрессивную технологию, обеспечивающие высокое качество готовых изделий. Эти мероприятия лучше всего выполнять при помощи ЭВМ, в память которой заложе­ны различные варианты формирования свойств теста.

Изучив реологические свойства теста на границе контакта с различными конструкционными материалами, можно выбрать материалы, снижающие прилипание, адгезию теста к поверхно­сти машин и оборудования.

Можно использовать эти свойства и в качестве контроли­руемых параметров в автоматизированных системах управления отдельными технологическими или целыми производственными участками.

Реологические свойства характеризуют поведение теста в ус­ловиях напряженного состояния, связывающего между собой на­пряжение, деформацию и скорость формаций. В свою очередь технологические свойства теста позволяют определить законо­мерности его образования, обосновать и рассчитать параметры технологических процессов брожения, формования, расстойки и выпечки.

Тесто с неразрушенной   структурой

Наиболее полную картину изменения реологических свойств теста дают кривые деформации ε во времени τ, полученные пу­тем определения кинетики деформации чистого сдвига в период приложения деформирующей силы   и после снятия ее (рис. 3).

Рекомендуемые материалы

Рис. 3. Кинетика развития и спада деформа­ции:  г_т - полная деформация; е₀- упругая деформация

В этом случае структура теста не разрушается (статическое по­ведение материала) так как определения происходят плоскопа­раллельном или коаксиальном зазоре до разрушения структуры. Если к тесту приложить напряжение σ = σ_т (σ_т - статическое предельное напряжение сдвига, при котором система начинает движение), то развитие деформации будет следующим.

 При мгновенном приложении напряжения о возникает упругая обратимая деформация ε_с = σ/Е (Е - модуль мгновенной упругости). Далее деформация идет по участку АВ, криволинейность которого объясняется явлением упругого последствия, когда од­новременно развиваются упругие и пластичные действия.

Через определенное время устанавливается прямолинейная за­висимость (участок ВС - стационарный процесс пластичного необратимого течения), сохраняющей постоянное значение упругой деформации, так как наклон на участке ВС нарастает. Скорость характеризуется тангенсом угла наклона прямой ВС, которая прямо пропорциональна (σ - σ_Т) / η_пл и обратно пропорциональна пластической вязкости η_пл. Продолжив прямую ВС до пересече­ния с осью деформации, можно найти значение ε_m, то есть упругой части деформации криволинейного участка АВ, или ε_m - ε₀

высокоэластичной деформации. Эластичность теста способствует образованию и сохранению его пористой структуры, но в тоже время препятствует правильному делению на куски и сохране­нию отформованного рисунка или формы тестовой заготовки.

Если в какой-то период времени τ₁ снять напряжение, то сразу исчезнет часть упругой деформации ε_о (СД = OA), а затем с тече­нием времени восстановится деформация ε_m . В дальнейшем кри­вая будет асимптотически приближаться к оси времени, но часть деформации останется (ε_ост)-

Таким образом, упруговязкопластичные свойства теста с не­разрушенной структурой могут быть охарактеризованы пятью независимыми константами системы, определяемыми с помощью кривых ε = f (τ) (см. рис. 2):

 упругой ε_о деформацией

эластичной ε_m деформа­циями,

начальным модулем мгновенной упругости E₁ = Р/ ε_о,

наи­большей пластической вязкостью η = α_τ (Р – P₁)/ ε_о

модулем эла­стичности E₁= P/( ε_m – ε_о).

Тесто с разрушенной структурой

Для характеристики дисперсных систем в области разрушен­ной структуры исследуют их течение, строя кривые по формуле

P = f(ε)

где Р - напряжение сдвига, Н/м ; ε - скорость сдвига, с^-1.

Кривые течения не могут быть полностью охарактеризованы вышеприведенными константами ε ₀, ε _m ,Е _, Е₂, η_пл

В области разрушенной структуры принято считать эффективную вязкость η_эф = f (Р) основной характеристикой реологических свойств дис­персных систем, так как она является итоговой характеристикой, описывающей равновесное состояние между процессами восста­новления и разрушения структуры в установившемся потоке. В общем виде кривая течения ε = f (Р) упруговязкопластичного тела имеет S - образный характер и отсекает на оси абсцисс отре­зок, в пределах которого воздействующие на тело напряжения вызывают только упругие деформации (рис. 4).

По реологическим кривым (см. рис.4) можно определить значения характеристик сдвиговых свойств структурированных твердоообразных систем:

эффективную вязкость η _эф,

Лекция "МЮНЦЕР Томас" также может быть Вам полезна.

наибольшую вязкость неразрушенной структуры η_0,

вязкость предельно раз­рушенной структуры η _m,

пределы текучести - условно статиче­ский Р_с,

динамический Р_д (предельное напряжение сдвига),

 прочность структуры Р₂  при эластичном разрыве и Р₁ при пластично-вязком разрушении.

        В заключение следует добавить, что при изучении структурно-механических свойств теста важно знать не только модули упругости и вязкости, но и отношение вязкости к модулю Т = η/Е, то есть периоду релаксации, который характеризует продолжитель­ность релаксации внутренних напряжений, созданных в дефор­мированном образце при условии постоянной деформации.