Diszpergált és kolloid rendszerek az élelmiszergyártásban
Diszpergált és kolloid rendszerek az élelmiszergyártásban
Az élelmiszer-technológia fontos szerepet játszik a diszpergált és kolloid rendszerekben és tulajdonságaikban.
A diszpergált rendszerek heterogének és két fázisból állnak. Egyikük folyamatos, az úgynevezett diszperziós közeg. A másik, töredezett és eloszlott az első, a diszperz fázisnak nevezzük.
A diszpergáló rendszerek a legtöbb élelmiszertermék, nyersanyag és félkész termék: kenyér, liszt, csokoládé,
sajtok, túró, tejpor, gyümölcslevek, pezsgő, sör, édességek stb.
A diszpergált fázisú anyagok részecskéi különböző méretűek és alakúak lehetnek: gömb alakúak, hengeresek, téglalap alakúak és gyakrabban szabálytalanok. Különböző diszperziók kialakulását szemléltetjük a kocka méretének három tengely mentén történő csökkentésével. Jelentős méretcsökkenéssel, egy dimenzióban egy film vagy egy felületi réteg képződik, mivel a kocka méretei csökkennek, két dimenziójú szálak vagy kapillárisok egyidejűleg alakulnak ki, és a méreteinek csökkenése mindhárom mérésnél kis részecskék képződéséhez vezet. A szétdarabolódást a test méretének a tengely mentén határozza meg, amellyel elérte, vagyis a legkisebb dimenziót. A. A fragmentációt az o nagyságú reciprok, az l / a is jellemzi. Ezt az értéket a D diszperziónak is nevezik. Ezen túlmenően a szétdarabolódást a Sy fajlagos felülete jellemzi, amelyet a határfelület és az S / V test térfogatának aránya határoz meg. A fragmentáció mindhárom jellemzője egymással összefüggésben áll: az a méret, a D diszperzió és az S
A Sya fajlagos felületének változása, amikor az anyagot 1 cm-re kisebb részecskékké aprítják (kockák), a táblázatban látható. 9.1.
A részecskeméret növekedése és az ehhez kapcsolódó növekedés a fajlagos felületen bizonyos változást eredményez a diszpergáló rendszerek tulajdonságaiban.
AZ ÉLELMISZERELÉSRE VONATKOZÓ RENDSZEREK OSZTÁLYOZÁSA
Minden diszpergált rendszert a diszperzió mértékének megfelelően osztályoznak. A 10-3 cm-nél nagyobb részecskékkel diszpergált rendszerek durva diszpergált rendszerekre vonatkoznak (35. ábra). Ezek a részecskék vizuálisan megfigyelhetők, ha folyadékba vagy gázba kerülnek, ahol fokozatosan leülepednek vagy lebegnek. A 10 -5 és 10 -3 cm méretű (0,1 és 10 μm közötti) részecskékkel rendelkező rendszerek mikroheterogénnek nevezhetők. Az ilyen rendszerek részecskéi csak mikroszkóppal láthatók, gáz- vagy folyékony közegben is lebegnek vagy lebegnek.
Heterogén rendszereket, amelyek 10 -7 és 10 -5 cm közötti méretű részecskéket (1 és 100 nm között) ultra-mikroheterogénnek neveznek. Az ilyen rendszereket kolloidnak hívják. A benne lévő részecskék olyan kicsiek, hogy az anyag, amelyről alkotnak, szinte teljesen kolloid állapotban van, vagyis gyakorlatilag csak felszíni atomokat és molekulákat tartalmaz. Az ilyen részecskék az egyes molekulákhoz képest egy bizonyos aggregált állapotot tartalmaznak, amelyhez a molekulának nincsen. A részecskékben lévő molekulák számának növekedésével fokozatosan megszerzi a fázis valamennyi tulajdonságát. A nagy fajlagos felületnek köszönhetően a kolloid rendszerek jelentős felszíni energiával rendelkeznek, ami a rendszer instabilitását okozza - ez mindig hajlamos spontán csökkenteni az interfázis felületét, vagyis a diszperzió csökkentésére. Az út - a kolloid rendszerek pozíciója a részecskeméret aggregációval történő növelése érdekében aggregatív instabilitásnak nevezik.
A diszpergáló rendszereket nem csak a részecskeméret, hanem a diszpergált fázis és a diszperziós közeg összesített állapota is besorolja. Három aggregátumállapot (szilárd, folyékony és gáznemű) kombinációja 9 típusú diszpergáló rendszert eredményez (9.2. Táblázat). Feltételesen azokat egy olyan frakció jelöli, amelynek számlálója a diszperziós fázis összesített állapotát és a diszperziós közeg nevezőjét jelzi. Például a T / F szimbólum azt jelzi, hogy a rendszer egy gáz-halmazállapotú diszpergált fázisból és egy folyékony diszperziós közegből (folyadékban lévő gáz halmazállapotú anyagból) áll.
Ábra. 35. A rendszer keresztirányú részecskeméretének fajlagos felülete függvényében:
1 - durván szétszórt; 2 - mikroheterogén; 3 - kolloid; 4 - molekuláris diszpergált