Прибры для измерения компрессионных свойств

Универсальный прибор ВНИИМПа (рис. 4). Прибор предназначен для измерения компрессионных характеристик при осевом сжатии продуктов.

Рис. 4. Универсальный прибор ВНИИМПа

Прибор имеет основание, к которому жестко присоединены реверсивный электродвигатель с редуктором и коробка скоростей (4). На выходном валу коробки скоростей имеется подвижный шток с держателем (1) образца продукта (2). С помощью переключателя скоростей устанавливают одну из трех скоростей для перемещения подвижного штока. На основании смонтирована стойка с кронштейном и тензометрической балкой (3). В центре тензобалки установлен полый патрон со сквозным отверстием, в которое вставляется одно из измерительных приспособлений. В центре кронштейна имеется отверстие, через которое входит хвостовик держателя грузов (6). На кронштейне и основании прибора установлены концевые выключатели, а на подвижном штоке - механический или электрический датчик (5) деформации продукта. В комплект прибора входит набор сменных измерительных приспособлений и держателей рабочего органа.

Методика проведения испытания образцов продукта такая же, как и для прибора описанного выше. Отличие заключается в том, что перемещается нижняя пластина, а не верхняя. По полученным данным строят деформационные кривые исследуемого продукта.

Данный прибор также применяется для определения адгезионных характеристик продуктов.

Консистометр Гепплера (рис. 5). Прибор предназначен для определения компрессионых свойств вязко-пластичных материалов, в частности для измерения относительных деформаций и построения кинетических зависимостей деформационных изменений материала под действием объемного сжатия.

Рис. 5. Консистометр Гепплера

 

Прибор состоит из измерительного цилиндра (1),внутри которого находится исследуемый продукт (3), поршня (2), штока (4), передающего усилие давления, устройства (5), создающего давление, включающее грузы, поворотного рычага и установленного на нем балансира, термостата (7), индикатора часового типа (10) для измерения перемещения поршня и установочных винтов.

Испытания проводятся следующим образом. Образец продукта, взвешенный с заданной точностью (например, от ±0,05 до 0,1 %), укладывают в цилиндр, в него вводят поршень и подвергают термостатированию. Для удаления воздуха продукт подпрессовывается или вакуумируется. Начальную высоту продукта в цилиндре измеряют после подпрессовки. Затем на рычаг навешивают контрольный груз и с помощью индикатора производят замер перемещения поршня. Замер величин абсолютных деформаций продукта производят через 20 сек или непрерывно. Рабочие пределы изменения давления у консистометра Геппляра от 1.56*105 до 15.6*105 Па. Максимальное время, необходимое для достижения равновесного состояния равно 180 сек, что примерно соответствует периоду релаксации для многих пищевых продуктов. Затем нагрузку снимают и исследуют кинетику восстановления образца. По результатам измерений вычисляют относительные деформации, строят кинетические зависимости. Поскольку масса продукта в цилиндре известна, то по результатам замеров можно рассчитать плотность продукта для конкретного значения давления.

Компрессионный акалориметр МТИММПа. Прибор (рис. 6) позволяет определять компрессионные и теплофизические свойства вязко-пластичных материалов при различных давлениях.

Рис. 6. Компрессионный акалориметр МТИММПа

Прибор состоит из корпуса, подвешенного на пружинах измерительного цилиндра (1), для размещения навески исследуемого продукта (3), с водяной рубашкой (7). В цилиндре с противоположных сторон установлены поршни (2), между которыми закладывают навеску исследуемого продукта. Поверхность соприкосновения поршней и исследуемым продуктом термоизолирована эбонитовыми прокладками. Верхний поршень закреплен неподвижно на корпусе, а нижний - на подвижном штоке (4), который посредством грузов (5), навешиваемых на рычаги, осуществляет поступательное движение, обеспечивая первоначальную подпрессовку исследуемого продукта. Шток и поршень в нерабочем состоянии уравновешены с учетом массы продукта. Со штоком неподвижно соединен плунжер (9) индукционной катушки с помощью опорного рычага, на другой конец которого опирается конец стержня индикатора часового типа (10). Для измерения температуры продукта в различных точках и греющей среды установлены термопары (8) игольчатого типа. Запись показаний термопар производится потенциометром КСП-4.

Во время испытаний исследуемый продукт, заключенный в цилиндр, в результате перемещения нижнего поршня, подвергается объемному сжатию, изменяя при этом свой первоначальный объем. Деформационные изменения объема продукта одновременно фиксируются визуально по индикатору часового типа и записываются на диаграммную ленту потенциометра. Далее по полученным данным рассчитывают компрессионные характеристики продукта.

Прибор также позволяет проводить испытания продуктов при повышенных или пониженных значениях температуры, для чего рубашку прибора заполняют жидкостью с заданной температурой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

К основным компрессионным (объемным) свойствам материалов относятся: модуль упругости первого рода , Па; модуль упругости второго рода G, Па, равновесный модуль , Па; период релаксации деформации при постоянном напряжении ; с, относительная деформация ; объемная относительная деформация ; плотность ρ, кг/м .

Эти характеристики используются для расчета процессов шприцевания, формования, дозирования, транспортирования по трубопроводам и др., а также для оценки качества продуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1. Шрамм, Г Основы практической реологии и реометрии [Текст] / Г. Шрамм, Пер. с англ. И. А. Лавыгина; Под ред. В. Г. Куличихина – М.: КолосС, 2003. – 312 с.
2. Мачихин, С. А. Физико – механические  свойства сырья и готовой продукции [Текст] / С. А. Мачихин, В. А. Арет, Б. Л. Николаев, Л. К. Николаев – СП. : ГНОРД, 2009. – 448 с. : ил.
3. Малкин, А. Я. Реология: концепции, методы, приложения [Текст]  / А. Я. Малкин, А. И. Исаев. – СПб. : Профессия, 2007. – 580 с.