RU2017152C1

RU2017152C1 - Device for determining compression properties of food-stuff

Info

Publication number: RU2017152C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Горбатов; С.Н. Туменов; С.С. Ахметов
Original assignee: Московская государственная академия прикладной биотехнологии
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: testing of rheological characteristics. SUBSTANCE: device has reservoir with cap, flexible envelope, pressure transducer and registrar for recording signals from pressure transducer. Elastic reservoir is actuated by hydrostatic pressure due to hydrostatic action means which has to be a pump. Change in volume of tested material, which arises from action of hydrostatic pressure, is equal to volume of pumped working liquid being fixed by flowmeter. Air, which fills the reservoir is displaced by working liquid through hole of threaded plug; the plug should by screwing in after air is removed completely. EFFECT: improved reliability of operation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике исследования реологических характеристик пищевых продуктов и может найти применение, в частности, в мясной промышленности при определении компрессионных свойств мяса и мясных продуктов. The invention relates to techniques for studying the rheological characteristics of food products and may find application, in particular, in the meat industry in determining the compression properties of meat and meat products.

Известен прибор для определения деформационных характеристик продукта, подвергнутого воздействию одноосного сжатия в закрытом объеме поршня с цилиндром [1]. A known device for determining the deformation characteristics of a product subjected to uniaxial compression in a closed volume of a piston with a cylinder [1].

Недостатком известного прибора является то, что при одноосном сжатии пластично-вязких тел в закрытом объеме создается сложнонапряженное состояние, характеризуемое различием величин осевых и боковых давлений, которое увеличивается с повышением прикладываемых усилий, и тем самым интерпретация данных физического исследования при высоких давлениях неоднозначная. A disadvantage of the known device is that uniaxial compression of plastic-viscous bodies in a closed volume creates a complex stress state characterized by a difference in axial and lateral pressures, which increases with increasing applied forces, and thus the interpretation of physical research data at high pressures is ambiguous.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является прибор для определения свойств пластично-вязких масс при нагреве, содержащий сосуд с крышкой, эластичную оболочку для исследуемого материала, механизм крепления эластичной оболочки, датчик давления и самописец для записи сигналов датчика давления [2]. The closest in technical essence to the invention is a device for determining the properties of plastic-viscous masses when heated, containing a vessel with a lid, an elastic shell for the material being studied, a mechanism for attaching an elastic shell, a pressure sensor and a recorder for recording pressure sensor signals [2].

В этом приборе давление создается внутри эластичной оболочки. Поэтому диапазон исследуемых значений давления ограничен прочностью этой оболочки. In this device, pressure is created inside the elastic sheath. Therefore, the range of the studied pressure values is limited by the strength of this shell.

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых значений давления. The aim of the invention is to expand the range of the studied pressure values.

Это достигается тем, что известный прибор для определения свойств пластично-вязких масс, содержащий сосуд с крышкой, эластичную оболочку для исследуемого материала, механизм крепления эластичной оболочки, датчик давления и самописец для записи сигналов датчика давления, согласно изобретению снабжен насосом для создания гидростатического (всестороннего) сжатия исследуемого материала, посредством трубопровода подсоединенным к сосуду, а также расходомером, установленным на трубопроводе, при этом датчик давления вмонтирован в крышку. This is achieved by the fact that the known device for determining the properties of plastic-viscous masses, containing a vessel with a lid, an elastic shell for the material under study, a mechanism for attaching an elastic shell, a pressure sensor and a recorder for recording pressure sensor signals, according to the invention is equipped with a pump for creating a hydrostatic (comprehensive ) compression of the test material, through a pipeline connected to the vessel, as well as a flow meter installed on the pipeline, while the pressure sensor is mounted in the lid.

Целесообразно крышку снабдить резьбовой заглушкой для удаления воздуха из сосуда. It is advisable to provide the lid with a threaded plug to remove air from the vessel.

Целесообразно механизм крепления оболочки выполнить в виде пробки и разместить в крышке сосуда. It is advisable to fasten the shell fastening mechanism in the form of a cork and place it in the lid of the vessel.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty." When studying other well-known technical solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified, and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

На чертеже изображено предлагаемое изобретение. The drawing shows the invention.

Прибор для определения компрессионных свойств пищевых продуктов содержит сосуд 1 с крышкой 2, эластичную оболочку 3 для исследуемого материала, насос 4, подсоединенный посредством трубопровода 5 к сосуду 1, пробку 6 для закрепления эластичной оболочки 3 к крышке 2, датчик 7 давления, самописец 8 для записи сигналов датчика 7 давления, расходомер 9, установленный на трубопроводе 5, и резьбовую заглушку 10. The device for determining the compression properties of food products contains a vessel 1 with a cover 2, an elastic shell 3 for the material to be studied, a pump 4 connected via a pipeline 5 to the vessel 1, a plug 6 for fixing the elastic shell 3 to the cover 2, a pressure sensor 7, a recorder 8 for recording signals of the pressure sensor 7, a flowmeter 9 mounted on the pipe 5, and a threaded plug 10.

Прибор работает следующим образом. The device operates as follows.

Предварительно наполненную исследуемым материалом эластичную оболочку 3 закрывают пробкой 6 и закрепляют на болтах (на чертеже не показаны) в отверстии крышки 2. Включают насос 4, который по трубопроводу 5 нагнетает рабочую жидкость в сосуд 1. Заполняющий объем сосуда 1 воздух вытесняется рабочей жидкостью через отверстие резьбовой заглушки 10, которую ввинчивают после полного удаления воздуха. При дальнейшем нагнетании рабочей жидкости в сосуде 1 создается гидростатическое давление, воспринимаемое датчиком 7 давления, сигнал с которого непрерывно передается на самописец 8. Под действием гидростатического давления происходит изменение объема исследуемого материала. Это изменение объема равно закаченной рабочей жидкости и определяется по расходу расходомера 9. The elastic shell 3 pre-filled with the test material is closed with a stopper 6 and fixed on bolts (not shown in the drawing) in the hole of the cover 2. Turn on the pump 4, which through the pipe 5 pumps the working fluid into the vessel 1. The filling volume of the vessel 1 is displaced by the working fluid through the opening a threaded plug 10, which is screwed in after complete removal of air. With further injection of the working fluid in the vessel 1, a hydrostatic pressure is created, which is sensed by the pressure sensor 7, the signal from which is continuously transmitted to the recorder 8. Under the influence of hydrostatic pressure, the volume of the studied material changes. This change in volume is equal to the injected working fluid and is determined by the flow meter 9.

В качестве рабочей жидкости может быть использована любая малосжимаемая жидкость, например вода. As the working fluid, any slightly compressible fluid, for example water, can be used.

Для определения расхода рабочей жидкости можно использовать объемный расходомер, в котором поток жидкости вращает ротор обращенного насоса. Количество оборотов подсчитывается суммирующим устройством, которое отградуировано в единицах объема жидкости. To determine the flow rate of the working fluid, a volumetric flow meter can be used in which the fluid flow rotates the rotor of the reversed pump. The number of revolutions is calculated by a summing device, which is calibrated in units of fluid volume.

Тогда относительная объемная деформация продукта ε (p, τ) и коэффициент объемного сжатия β (p, τ) при давлении p в момент времени τ определяются
ε(p,τ) =

;; β(p,τ) =

,, где V_ж - расход рабочей жидкости;
V_н - начальный объем исследуемого материала;
Δ p - изменение давления.Then the relative volumetric deformation of the product ε (p, τ) and the volumetric compression coefficient β (p, τ) at pressure p at time τ are determined
ε (p, τ) =

;; β (p, τ) =

,, where V _W - flow rate of the working fluid;
V _n - the initial volume of the investigated material;
Δ p - pressure change.

При давлениях более 10⁷ Па необходимо учитывать объемную упругость рабочей жидкости.At pressures greater than 10 ⁷ Pa, it is necessary to take into account the bulk elasticity of the working fluid.

Тогда
ε(p,τ) =

;; β(p,τ) =

,, где Е_ж - модуль объемной упругости рабочей жидкости, для воды он равен 21,8^.10⁸ Па.Then
ε (p, τ) =

;; β (p, τ) =

,, where E _W is the bulk modulus of the working fluid, for water it is 21.8 ^. 10 ⁸ Pa.

Таким образом, изобретение позволяет расширить диапазон исследуемых значений давления, гарантируя при этом высокую точность исследования. Thus, the invention allows to expand the range of the studied pressure values, while guaranteeing high accuracy of the study.

Claims

1. DEVICE FOR DETERMINING COMPRESSION PROPERTIES OF FOOD PRODUCTS, containing a container with a lid, an elastic shell for the product under study, a device for attaching an elastic shell in the lid, a pressure sensor and a recorder, characterized in that, in order to increase reliability in operation, it is additionally equipped with a means hydrostatic effects on the elastic shell, which is a pump connected to the tank through a pipeline with a flow meter, while the pressure sensor is mounted in the lid.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a threaded plug for removing air from a container mounted on the lid.

3. The device according to claim 1, characterized in that the device for attaching the elastic sheath is a cork placed in the lid.