7.3 Реологические характеристики сиропов лактулозы
200
В этой связи обобщение разрозненного научно-практического опыта, направленного на исследование реологических характеристик растворов лактулозы, имеет важное значение. В таблице 7.3.1 показано влияние скорости сдвигающей деформации на касательное напряжение растворов лактулозы с различной массовой долей влаги.
Таблица 7.3.1- Характеристика касательного напряжения сиропов лактулозы (температура 23+2°С)
|
Скорость сдвига, с" |
Касательное напряжение (Па), при массовой доле влаги, %, не более |
||
|
35 |
45 |
50 |
|
|
28 |
12,3+0,60 |
11,1+0,54 |
10,2+0,50 |
|
.56 |
24,4+1,19 |
22,0+1,07 |
20,2+0,99 |
|
84 |
36,0+1,78 |
31,5+1,53 |
29,0+1,44 |
|
112 |
53,5+2,65 |
48,2+2,40 |
44,5+2,21 |
|
160 |
70,1+3,42 |
63,1+3,11 |
58,0+2,86 |
|
240 |
101,0+5,01 |
90,9+4,52 |
83,6+4,13 |
|
320 |
125,2+6,23 |
112,7+5,61 |
103,7+5,14 |
|
400 |
173,1 ±8,62 |
155,8+7,71 |
143,3+7,11 |
|
450 |
192,1+9,55 |
172,9+8,65 |
159,1+7,92 |
|
500 |
209,9+10,46 |
188,9+9,44 |
173,8+8,64 |
|
550 |
232,2+11,61 |
209,6+10,42 |
192,8+9,62 |
|
Показатель R2 |
0,9977 |
0,9969 |
0,9970 |
|
Уравнение прямой для скорости сдвига Vgt;400 с"' |
Y=19,51X+ +153,05 |
Y=17,74X+ +137,45 |
Y=16,32X+ +126,45 |
Выявлено, что с увеличением скорости сдвигающей деформации значения касательного напряжения пропорционально возрастают.
Приведенные уравнения прямых хорошо описывают экспериментальные данные и указывают на общность процессов структурообразования в растворах лактулозы в диапазоне массовой доли влаги 35-50%. Значения R , близкие
201
к 1, свидетельствуют об отсутствии балластных веществ белковой природы, что свидетельствует о правильности предложенных режимов очистки растворов лактулозы после изомеризации.
Для повышения эффективности существующих и проектируемых технологий, подбора перекачивающего и дозирующего оборудования особый интерес имеют сведения о вязкости обрабатываемых сред. В этой связи представляется логичным исследование вязкостных свойств растворов лактулозы.
0,06
С 0,045
s
0,03
А Н О
о
| О'015
|
¦\ |
|
і |
|
|
|
|
|
2 3 ~^ |
*""""—"—¦---ИГ!^ |
і• |
|
|
|
*——• |
20
40
60
Температура, °С
Рисунок 7.3.1 - Влияние температуры на вязкость растворов лактулозы с различной массовой долей сухих веществ: 1 - 68%; 2 - 60%; 3 - 53%)
Отметим, что при температуре более 90°С, а также при массовой доле сухих веществ менее 40% измерение вязкости произвести достаточно сложно по причине ее малых числовых значений. Для получения дополнительной объективной информации в таблице 7.3.2 показаны уравнения реологических кривых растворов лактулозы.
Отсутствие предельного напряжения сдвига в растворах лактулозы, а также экспоненциальное увеличение вязкости с повышением массовой доли сухих веществ, а также установленные значения реологических параметров с отсутствием аномальных изменений свидетельствуют о возможности использования стандартного оборудования для перекачивания и фасовки, применяемых в молочной промышленности.
202 Таблица 7.3.2 - Уравнения, описывающие реологические свойства раство-
ров лактулозы
|
Пара метры |
Реологические уравнения для растворов лактулозы с массовой долей сухих веществ, % |
||
|
68 |
60 |
53 |
|
|
25°С |
n=0,3217-10"5-2,45-V |
n=0,03763-10"5-l,188-V |
Л=Ю'3-5,32+10-5-2,186^ |
|
55 °С |
^=0,0486+10"5-1,02- V |
ry=0,01146-10"5-0,561-V |
ri=10"3-6,53+10-5-l,033-V |
|
75 °С |
Г|=0,02143+10'5-0,82-V |
r|=0,00595-10'5-0,229-V |
r|=10-3-6,10+10-5-0,863-V |
|
90 °С |
r)=0,01623+10"5-0,62-V |
Л=0,00600-10-5-0,1769-^ |
Измерить не удалось |
|
25°С |
т=0,650+0,4046-^ |
1=-0,462+0,0543 -V |
t=-9,522+0,0404-V |
|
55 °С |
t=-0,333+0,0658-V |
1=-0,333+0,0173-V |
1=-0,333+0,0231-V |
|
75 °С |
т=-1,261+0,03 52-V |
x=-l,261+0,0394-V |
x=-l,261+0,0220-V |
|
90 °С |
t=-l,187+0,0275-V |
x=-l, 187+0,0388-V |
Измерить не удалось |
|
|
rj(t)=0,33+2,101x x,o-V14'6 |
r)(t)=-0,014+l,753x xio-V1'348 |
^(t)-8,7-10-3t+°'2t65 |
Приведенные в таблице 7.3.2 уравнения позволяют получить аппроксимированные данные в более широком диапазоне варьируемых факторов.