ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЖАНЫХ ЗАМЕСОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВОГО ЭТАНОЛА
Creators: name: ПОЛИВАНОВСКАЯ ДАРЬЯ ВИКТОРОВНА
name: СИДОРКИН ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ
Publisher: name: Пищевая промышленность
Year: 2020
Subjects: РЖАНОЙ ЗАМЕС
ТЕМПЕРАТУРА
НАПРЯЖЕНИЕ И СКОРОСТЬ СДВИГА
ЭФФЕКТИВНАЯ ВЯЗКОСТЬ

description: Разработка современных энергосберегающих технологий спиртового производства и создание современного оборудования для их функционирования требуют знания реологических характеристик перерабатываемых сред. Исходной перерабатываемой средой спиртового производства является замес, представляющий собой смесь измельченного зерна с водой. В процессе технологической переработки смесь подвергается нагреванию, при этом изменяются ее реологические свойства. Знание таких реологических характеристик, как напряжение сдвига, скорость сдвига и эффективная вязкость, необходимы для гидравлических, тепломассообменных и энергетических расчетов коммуникаций, оборудования и средств автоматизации спиртового производства. В большинстве опубликованных работ, посвященных данному вопросу, определялась условная вязкость, характеризующая только ее изменения в зависимости от концентрации в замесе сухих веществ, температуры и продолжительности нагрева. Полученные при этом данные по вязкости было невозможно применить для инженерных расчетов, так как нагретые замесы являются неньютоновскими жидкостями, течение которых зависит, кроме других факторов, от скорости, напряжения сдвига и описывается степенным законом. Это было доказано нами при исследовании замесов из пшеницы. В связи с тем, что объем перерабатываемой на спирт ржи доходит до 40% от общего объема зерна, представляло интерес исследовать реологические характеристики полупродуктов из нее. Опыты проводились во ВНИИПБТ - филиале ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии». Исследования проводили на ротационном электровискозиметре марки ЭВИС-72С в интервале температур от 40 до 90 °С. Исследованием установлены зависимость эффективной вязкости замесов от скорости сдвига и зависимость скорости сдвига от напряжения сдвига. Зависимости в них представляют собой нелинейные линии, не выходящие из начала координат, аналогичные графикам пшеничных замесов, классифицированных как псевдопластики, течение которых описывается степенной функцией. Также показано, что с повышением температуры от 40 до 50 °С прочностные свойства ржаных замесов повышаются, что можно объяснить образованием пространственной структуры в процессе клейстеризации, а затем при температуре от 60 до 90 °С уменьшаются. В исследованном диапазоне изменения напряжения сдвига от 0,1 до 76 Па и скорости сдвига от 0,5 до 175 с-1 эффективная вязкость изменялась от 1,5 Па·с до 580 Па·с·103. Кроме того, выяснилось, что при увеличении скорости сдвига эффективная вязкость вначале увеличивается, а затем, достигнув максимума, уменьшается. Проведенные исследования представляют научную ценность для понимания реологических процессов, протекающих в ржаном замесе при технологической обработке, а также могут использоваться для гидравлических, массообменных и энергетических расчетов технологического оборудования спиртового производства. Кроме того, возможно использование полученных данных для разработки приборов контроля и систем автоматического управления технологическим процессом.