Дисперсних І колоїдної системи в харчовому виробництві
Важлива роль в харчовій технології належить дисперсним і колоїдних систем і їх властивостями.
Дисперсні системи гетерогенні і складаються з двох фаз. Одна з них - суцільна, називається дисперсійним середовищем. Інша - роздроблена і розподілена в першій, називається дисперсною фазою.
Дисперсними системами є більшість продуктів харчування, сировину і напівфабрикати: хліб, борошно, шоколад,
сири, сир, сухе молоко, соки, шампанське, пиво, цукерки і т. п.
Частинки речовин дисперсної фази можуть мати різні розміри і форму: сферичну, циліндричну, прямокутну, а частіше - неправильну. Освіта різних дисперсій можна проілюструвати на прикладі зменшення розмірів куба за трьома його осях. При значному зменшенні розміру в одному його вимірі утворюється плівка або поверхневий шар, при зменшенні розмірів куба одночасно в двох вимірах утворюються нитки або капіляри, а зменшення його розмірів по всіх трьох вимірах призводить до утворення дрібних частинок. Роздробленість визначається розміром тіла по тій осі, зменшенням якої вона досягнута, т. Е. Найменшим розміром а. Роздробленість характеризується також величиною, зворотної розміром о, т. Е. L / а. Ця величина називається дисперсностью D. Крім цього роздробленість характеризується величиною питомої поверхні Syд, яка визначається відношенням площі міжфазної поверхні до об'єму тіла S / V. Всі три характеристики роздробленості пов'язані між собою: зі зменшенням розміру а збільшуються дисперсність D і питома поверхня Sа
Зміна питомої поверхні Sya при дробленні 1 см речовини на частинки (кубики) меншого розміру показано в табл. 9.1.
Збільшення розмірів частинок і пов'язане з цим збільшення розмірів питомої поверхні тягнуть за собою деяку зміну властивостей дисперсних систем.
КЛАСИФІКАЦІЯ ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ В харчових виробництв
Всі дисперсні системи класифікують за ступенем дисперсності. Дисперсні системи з частинками, розмір яких перевищує 10 -3 см, відносяться до грубодисперсних систем (рис. 35). Ці частинки при розподілі в рідині або газі, де вони поступово осідають або спливають, спостерігаються візуально. Системи з частинками, розмір яких лежить в межах від 10 -5 до 10 -3 см (від 0,1 до 10 мкм), називаються мікрогетеро-генними. Частинки таких систем видно тільки в мікроскоп, в газовій або рідкому середовищі вони також осідають або спливають.
Гетерогенні системи з частинками розміром від 10 -7 до 10 -5 см (від 1 до 100 нм) відносять до ультрамікрогетерогенним. Такі системи називають колоїдними. Частинки в них настільки малі, що речовина, з якого вони складаються, майже цілком знаходиться в колоїдному стані, т. Е. Практично містить тільки поверхневі атоми і молекули. Такі частинки в порівнянні з окремою молекулою володіють певним агрегатним станом, якого не має молекула. При збільшенні числа молекул в частці вона поступово набуває все властивості фази. Колоїдні системи внаслідок великої питомої поверхні мають значну поверхневою енергією, що обумовлює нестійкість системи, - вона завжди прагне до мимовільного зменшення меж-фазної поверхні, т. Е. До зниження дисперсності. Спосіб-пость колоїдних систем збільшувати розміри частинок шляхом їх агрегації називається агрегативной нестійкістю.
Дисперсні системи класифікуються не тільки за розмірами частинок, але і по агрегатному стані дисперсної фази і дисперсійного середовища. Поєднання трьох агрегатних станів (тверде, рідке і газоподібне) дає 9 типів дисперсних систем (табл. 9.2). Умовно їх позначають дробом, чисельник якого вказує на агрегатний стан дисперсної фази, а знаменник - дисперсійного середовища. Наприклад, позначення Г / Ж показує, що система складається з газоподібної дисперсною фази і рідкого дисперсійного середовища (газоподібна речовина в рідини).
Мал. 35. Залежність питомої поверхні від поперечного розміру часток для системи:
1 - грубодисперсной; 2 - мікрогетерогенних; 3 - колоїдної; 4 - молекулярно-дисперсної