Реологические уравнения течения. Идеальные тела.
Реология устанавливает взаимосвязь между силами, действующими на материальное тело и вызываемыми этими силами деформациями.
Реология решает задачи, предполагая для каждого материала реологическое уравнение, которое отражает связь между напряжением, деформацией и их производными во времени.
Форма реологического уравнения устанавливается эмпирически. Оно описывает свойства идеального материала, который служит для сравнения поведения свойств реального материала. Этим идеальным телам присвоено имя ученых, которые предложили эти уравнения. Различают 3 идеальных тела, описываемых тремя уравнениями.
1). τ = μ*γ – идеально упругое тело Гука
γ- деформация
μ – модуль сдвига – характеризует свойства конкретного тела
τ- напряжение, чем оно выше, тем больше деформация.
2). Идеально пластичное тело Сенвинана
τ =τт
при достижении определенной предельной текучести тело будет пластичным
3). Идеальное тело вязкой жидкости Ньютона
τ=η*γ
каждое из этих тел обладает только одним свойством (тело Гука – упругостью, Сенвинана – пластичностью, Ньютона – вязкостью), в то время как реальные тела обладают всеми реологическими свойствами, но в различной степени. Идеальные тела не существуют в природе. Они являются отправным пунктом к описанию поведения реальных тел.
При отыскании из экспериментальных данных реологического уравнения сложного тела большую помощь оказывают механические модели, которые приближенно описывают поведение реальных тел (материалов). Для моделирования реальных тел, обладающих всеми реологическими свойствами, можно комбинировать в различном сочетании идеальные тела и модели.
Смс теста
Мучное тесто является сложной гетерогенной лабильной коллоидной дисперсной системой. Его механические свойства (вязкость, эластичность, упругость, величина предельного напряжения сдвига, модули упругости и сдвига) определяются соотношением и свойствами высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений (5-7% газообразной фазы, иногда 10%, максимум 20%).
Соотношение газообразной, твердой и жидкой фаз теста во многом определяется по СМС.
Лабильная система – изменяет свойства системы целенаправлен. Есть факторы, резко уменьшающие и резко увеличивающие и изменяющие непредсказуемость.
Тесто – коллоидная система – большое значение имеют процессы гидротации, набухания белков, углеводов, изменение соотношения воды, свойства воды (жесткая, мягкая), что дает различную структуру белка клейковины.
Говоря о коллоидности теста, говорим о гидрофильности белков и крахмала или гидрофобности этих веществ.
Чем более гидрофильны белки, тем мука сильнее, тем лучше качество теста.
В тесте активно протекают физико-химические и биохимические процессы, которые изменяют СМС теста непрерывно. На разной стадии значение этих свойств увеличивается. В других случаях ( при вылежке – для пресных изделий, отлежка – для бродящих изделий, расстойка) эти значения, как правило, отличаются.
При механическом воздействии, в процессах созревания, формирования теста ( в тесте возникают напряжения и деформации, которые изменяют СМС и которые необходимо контролировать с целью получения оптимальных значений, а в конечном счете – стабильное качество изделий в соответствии с ГОСТом.
Именно ведение процесса с точки зрения реологии позволяет добиться правильного ведения процесса при различных технологических ситуациях, при различных изменениях свойств сырья, свойств теста в связи с изменением рецептуры в связи с изменением важных факторов.