Вестник МГТУ. 2019, Т. 22, № 3.

Введение Производство растительных масел непрерывно растет последние 20 лет. Основными способами получения подсолнечного масла являются прессование с использованием маслопрессов и прессование с последующим процессом экстрагирования. Маслопрессы подразделяются на одношнековые и двушнековые, однократного и многократного прессования, холодного и горячего отжима. Большое количество отечественных и зарубежных работ направлено на поиск оптимальной геометрии маслопрессов, в частности шнекового вала, геометрии витков и зеерной камеры ( Ocenasek et al., 2009; Uitterhaegen et al., 2017; Гукасян и др., 2018; Кошевой и др., 2004). Одной из задач является изучение и анализ основных реологических свойств исследуемого масличного материала, без знания которых невозможен расчет оборудования, его расходно-напорных характеристик. Цель работы - исследование реологических свойств мезги подсолнечника с оценкой влияния температуры, давления и масличности. В связи с этим исследование реологических характеристик проводится при различных показателях давления, температуры и масличности, близких к условиям производственного цикла. Материалы и методы В качестве объекта исследования использовали масличный материал - мезгу подсолнечника, взятую с производственного цикла маслозавода. Лузжистость мезги подсолнечника находилась в пределах 10 %. Исходная масличность составляла 56,0 %. Для анализа эффективной вязкости мезги как одного из основных реологических свойств использовали ротационный вискозиметр Fungilab One Pro (Fungilab, Spain) с цилиндрическим шпинделем L4. Скорость сдвига в процессе измерения находилась в диапазоне от 1 до 10 с-1. Выбор ротационного способа измерения основан на возможности измерения вязкости как ньютоновских, так и неньютоновских (Inglett et al., 2014; Akbulut et al., 2008), т. е. истинных и структурированных сред. Для оценки влияния давления ячейка вискозиметра была оборудована гидравлической системой регулируемого избыточного давления на ротор вискозиметра (рис. 1). Под действием силы тяжести поршень надавливал на исследуемую массу. Величину избыточного давления определяли как ризб = Fg/S, где Fg - сила тяжести, Н; S - площадь поршня, м2. Зазор между ротором и поршнем составлял 2 мм. Для минимизации величины погрешности измерений с и без гидравлической системы снятие показателей эффективной вязкости с прибора проводили с трехкратной повторностью. Оценку достоверности экспериментальных данных выполняли с помощью анализа показателя дисперсии и среднего абсолютного отклонения. Для изменения температуры ячейка вискозиметра была оборудована гибким змеевиком, в который подавалась горячая вода от термостата. Ячейка вместе со змеевиком находилась в корпусе из пенопласта для обеспечения равномерного прогрева мезги по объему. Для изменения масличности мезгу подвергали предварительному механическому отжиму на гидравлическом прессе, тщательно перемешивали и направляли в измеряемую ячейку вискозиметра. Таким образом, экспериментальное исследование эффективной вязкости мезги проводили с вариацией значений избыточного давления в диапазоне от 980 до 2 700 Па, температуры в диапазоне от 28 до 45 °С и масличности мезги при значениях 40,48,5 и 56 %. Рис. 1. Схема лабораторной ячейки вискозиметра (а) и микрофотография мезги подсолнечника: п - масличная пленка, о - оболочка масличной клетки, г - глобула масла при увеличении *600 (б) Fig. 1. Setup scheme of the viscometer chamber (а) and SEM-image of heat-moisture treated sunflower mash *600: п - oil film, o - cell skin, г - oil globule (б) Результаты и обсуждение Реологические свойства мезги подсолнечника Структура реологических потоков в шнеке маслопресса в значительной степени определяется выбором реологического уравнения течения, которое влияет на объемную производительность маслопресса. При анализе микрофотографии мезги на ее поверхности отчетливо видны глобулы масла (Г) в затемненной и светлой зонах, а также масличная пленка (П), выраженная в виде светлых