Устройство для определения реологических характеристик газонасыщенных пищевых масс Советский патент 1993 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к средствам определения реологических характеристик пи- щевых продуктов и может быть использовано в кондитерской, хлебопекарной, мясомолочной промышленности.

Известно устройство для определения реологических характеристик теста, состоящее из помещенного в термостат неподвиж- ного вертикального цилиндра, смонтированного в нем ротора, поршня с винтовым механизмом, устройства для определения угла поворота ротора и устройства для сообщения ротору крутящего момента.

Известное устройство не позволяет исследовать реологические свойства азона- сыщенных пищевых масс в зависимости от их газосодержания, задаваемого непосредственно в ходе эксперимента.

Известно устройство для определения реологических- характеристик газосодержа- щих пищевых масс, содержащее чувствительный элемент, установленный в герметичном термостатируемом корпусе.. систему его нагружения и регистрации реологических характеристик, систему газонасыщения исследуемой массы.

Недостатком известного устройства является невозможность определения текущей плотности (газосодержания) исследуемой массы одновременно со снятием ее реологических характеристик. Так как реологические свойства гэзосодержащмх масс в значительной степени определяются их плотностью, то последнее является существенным недостатком. Кроме того, в известном устройстве газ, подаваемый для насыщения массы, предварительно не тер- мостатируется до температуры массы при

ее исследовании. В результате неравенство температур газа и массы приводит к снижению точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения реологических характеристик газонасыщенных пищевых масс, содержащем помещенный в термостат цилиндрический корпус с герметичной крышкой, измеритель давления, ротор, устройство для сообщения ротору крутящего момента и измеритель угла поворота ротора, состоящий из перфорированного диска, фотоэлемента и осветительной лампы, на крышке расположен регулятор расхода газа, концентрично цилиндрическому корпусу в термостатирующей полости установлен газопровод в виде многовитковой спирали с кольцевым коллектором, при этом труба газопровода изготовлена из материала с коэффициентом теплопроводности не менее 203,5 Вт /(м -К) и наружный ее диаметр составляет 0,4-0,6 внутреннего диаметра корпуса, а кольцевой коллектор установлен в нижней части цилиндрического корпуса и соединен с рабочей полостью посредством отверстий, выполненных в стенке корпуса с шагом не более 0,010 м, при этом отношение площади кольцевого зазора между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и поверхностью ротора к суммарной площади отверстий равно 21,3-42,8, причем в боковой стенке цилиндрического корпуса расположено прозрачное окно с измерительной шкалой.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство для определения реологических характеристик газонасыщенных пищевых масс имеет цилиндрический корпус 1, помещенный в термостат 2. Внутри цилиндрического корпуса 1 расположен ротор 3. В термостатирующей полости 4 концентрично цилиндрическому корпусу 1 установлен газопровод 5 в виде многовитковой спирали с кольцевым коллектором 6. Кольцевой коллектор б смонтирован в нижней части цилиндрического корпуса 1 и соединен с рабочей полостью 7 посредством отверстий 8, выполненных в стенке цилиндрического корпуса по его периметру. В боковой стенке цилиндрического корпуса предусмотрено прозрачное окноЭ с измерительной шкалой. Цилиндрический корпус 1 также имеет герметичную крышку 10, на которой смонтированы измеритель давления 11 и регулятор расхода газа 12. Ротор 3 приводится во враи

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

щение грузами 13 и фиксируется стопором 14. Угол поворота ротора 3 измеряется с помощью устройства, состоящего из перфорированного диска 15, фотоэлемента 16 и осветительной лампы 17, Все детали собраны на основании 18.

Устройство работает следующим образом.

В рабочую полость загружают исследуемую массу известного количества, объем которой контролируют по шкале прозрачного окна 9 в боковой стенке цилиндрического корпуса 1. Затем цилиндрический корпус закрывается крышкой 10 с установленными на ней измерителем давления 11 и регулятором расхода газа 12, после чего в термостат 2 подается термостатирующая жидкость. После этого в газопровод в виде многовитковой спирали 5 подается сжатый газ, который по мере прохождения по газопроводу и кольцевому коллектору б так же, как и исследуемая масса, термостатируется до заданной температуры. Из кольцевого коллектора 6 термостатированный газ поступает через отверстия 8 в обьем исследуемой массы и за счет разности плотностей сред, поднимается в вышележащие слои, равномерно распределяясь. По мере насыщения газом объем массы увеличивается и стабилизируется по достижении равновесного газосодержания, соответствующего заданным физическим условиям (давление, температура). Величину приращения объе-- ма массы в процессе ее насыщения газом, т. е. газосодержание, определяют по шкале прозрачного окна 9 как разность объемов до и после газонасыщения. По установлении заданных газосодержания и давления избыток поступающего газа непрерывно удаляется через регулятор расхода газа 12, тем самым поддерживается устойчивый режим измерений. Величина задаваемого давления контролируется посредством измерителя давления 11.

При достижении заданных т.емперату- ры, давления и газосодержания в исследуемой массе отводом стопора 14 снимают фиксацию ротора 3 и, постепенно увеличивая грузы 13, приводят его во вращение. Угловую скорость вращения ротора 3 измеряют с помощью устройства, состоящего из перфорированного диска 15, фотоэлемента 16 и осветительной лампы 17. По измеренным угловой скорости ротора, его герметическим размерам и размерам коаксиального зазора рассчитывают реологические характеристики исследуемой массы.

Предложенное устройство для определения реологических характеристик газонасыщенных пищевых масс позволяет

расширить диапазон измеряемых параметров, т, е. получить зависимости вязкость - скорость сдвига, - газосодержание, предельное напряжение сдвига - газосодержание, кривые течения массы при различном газосодержании.

Сущность изобретения: устройство имеет цилиндрический корпус, помещенный в термостат. Внутри корпуса смонтирован ротор. В термостатируемой полости концент- рично цилиндрическому корпусу установлен газопровод в виде многовитко- вой спирали с кольцевым коллектором. Кольцевой коллектор расположен в нижней части цилиндрического корпуса м соединен с рабочей полостью посредством отверстий, выполненных в стенке цилиндрического корпуса по его периметру. В боковой стенке цилиндрического корпуса предусмотрено прозрачное окно измерительной шкалой. На цилиндрической крышке расположен измеритель давления и регулятор расхода газа. 3 ил.

Формула изобретения Устройство для определения реологических характеристик газонасыщенных пище- вых масс, содержащее помещенный в термостат цилиндрический корпус с герметичной крышкой, измеритель давления, ротор, устройство для сообщения ротору крутящего момента и измеритель угла пово- рота ротора, состоящий из перфорированного диска, фотоэлемента и осветительной лампы, от л и ч а ющееся тем, что, с целью повышения точности измерений, на крышке расположен регулятор расхода газа, кон- центрично цилиндрическому корпусу в тер- мостатирующей полости установлен газопровод в виде многовитковой спирали с кольцевым коллектором, при этом труба га.

зопровода изготовлена из материала с коэффициентом теплопроводности не менее 203,5 Вт/ (м-К) и наружный ее диаметр составляет 0,4-0,6 внутреннего диаметра корпуса, а кольцевой коллектор установлен е нижней части цилиндрического корпуса и соединен с рабочей полостью посредством отверстий, выполненных в стенке корпуса с шагом не более 0,010. м, при этом отношение площади кольцевого зазора между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и поверхностью ротора к суммарной площади отверстий равно 21,3-42.8, причем в боковой стенке цилиндрического корпуса расположено прозрачное окно с измерительной шкалой.

фиэ.2

. Б-- Б