![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Устойчивость сливок как дисперсной системыСтр 1 из 2Следующая ⇒
В соответствии с теорией устойчивости дисперсных систем энергия взаимодействия дисперсных частиц складывается из сил электростатического отталкивания и сил притяжения Ван-дер-Ваальса (дисперсные силы). С увеличением расстояния между частицами дисперсные силы ослабевают. В случае сближения частиц энергия изменяется таким образом, что при средних расстояниях преобладает отталкивание, а при малых — притяжение. Для агрегации частицы должны сблизиться на такое расстояние, когда притяжение преобладает над отталкиванием. Однако для этого необходимо преодолеть энергетический барьер, величина которого зависит от потенциала частицы. В жировой дисперсии молока частицей, обладающей электрическим потенциалом (около 15 мВ) на своей поверхности, является жировой шарик. Образуется потенциал, по-видимому, ионизированными кислотно-фосфатными группами, а также четвертичным атомом азота липопротеиновых комплексов, составляющих наружный слой оболочки жирового шарика При получении сливок методом отстаивания подобные флокуляты образуются (из жировых шариков) самопроизвольно; при перемешивании сливок они легко разрушаются. Агрегация жировых шариков в связи с необходимостью дополнительного преодоления структурно-механического барьера, создаваемого оболочкой, требует гораздо более высокой энергии сближающихся жировых шариков; достигается это в результате внешних взаимодействий (перемешивание и др.). Скорость агрегации жировых шариков будет, таким образом, при равнозначных условиях определяться стабилизирующей способностью их оболочек. Стабилизирующими факторами устойчивости для эмульсий и суспензий при этом является не наличие энергетического барьера, а коллоидные адсорбционные слои и связанные с ними сольватные оболочки, обладающие структурно-механическими свойствами и создающие структурно-механический барьер. Для образования и стабилизации высокоустойчивых дисперсных систем необходимо, чтобы адсорбционные системы и связанные с ними сольватные оболочки обладали достаточно высокой вязкостью, упругостью и механической прочностью. Таким стабилизирующим действием обладает оболочка жировых шариков. Устойчивость жировой дисперсии в сливках можно характеризовать продолжительностью времени, потребного для ее разрушения в условиях механического воздействия. При этом, чем выше массовая доля жира в сливках, тем ниже устойчивость дисперсии. Устойчивость сливок как дисперсной системы снижается с понижением устойчивости оболочек жировых шариков при нагревании, охлаждении, механическом перемешивании, замораживании и других операциях технологического процесса. На устойчивость сливок влияет размер жировых шариков, состав и свойства жира и др. Повышенная устойчивость жировой дисперсии сливок повышенной жирности и высокожирных наблюдается в случаях преимущественного содержания в их составе мелких жировых шариков. Значительное влияние на устойчивость жировой дисперсии сливок оказывают процессы отвердевания глицеридов в молочном жире. Одним из показателей устойчивости сливок является степень дестабилизации (разрушения) в них жировой дисперсии — отношение жира, освободившегося от липопротеиновых оболочек, к его общему количеству. На скорость и степень процесса дестабилизации дисперсии влияют массовая доля жира в сливках, интенсивность механического воздействия на них, температура охлаждения и другие факторы. Так, нагревание сливок с массовой долей жира 60—65% и частично отвердевшей жировой фазой до температуры плавления жира не вызывает разрушения дисперсии. В высокожирных сливках, содержащих отвердевший жир, при нагревании их до температуры плавления жира наблюдается частичное или полное разрушение дисперсии в результате необратимых изменений в оболочках жировых шариков [111]. На устойчивость дисперсии сливок могут оказать влияние процессы окисления липидов, включая содержащиеся в оболочках жировых шариков. 2. Выделение жировой фазы из сливок. Анализируя процессы, влияющие на устойчивость дисперсных систем (типа эмульсий), выделяют: флокуляцию (коагуляцию) — образование скоплений частиц и коалесценцию — слияние капелек. Флокуляция происходит при сближении частиц на достаточно близкие расстояния. Возникающие при этом флокуляты, в которых частицы сохраняют свою дискретность,
непрочны и легко разрушаются под влиянием механического воздействия на дисперсию (при перемешивании). Коалесценция, обычно следующая за фло-куляцией, в конечном счете приводит к разрушению дисперсии. Дисперсная фаза выделяется в виде объемной фазы и переходит из неустойчивого состояния в термодинамически устойчивое [16]. Процессы флокуляции и коалесценции в стабилизированных дисперсиях, к которым можно отнести жировую дисперсию молока при жидком состоянии глицеридного ядра жирового шарика, согласно А. Тепелу [237], схематически изображены на рис. 2.9. В противоположность нестабилизированным дисперсиям для подобных систем характерно длительное раздельное существование дисперсных частиц в флокулятах (поз. 2), а также в образовавшейся при отстаивании концентрированной дисперсии «сливочном слое» (поз. 3). Коалесценция в флокулятах с образованием первоначально более крупных капель, а затем объемной фазы (поз. 5) может происходить лишь после предварительного разрушения частиц дисперсной фазы, которая выражается в нарушении начальной структуры межфазного слоя (поз. 4). Применительно к жировой дисперсии молока, согласно А. П. Белоусову [16], указанная схема должна быть дополнена В зависимости от степени нарушения стабилизирующей способности оболочки (поз. 4) жировая дисперсия может претерпевать различные изменения. При небольшой степени этого нарушения (относительно небольшое число разрушенных капелек) коалесценция приводит лишь к увеличению числа крупных капель, то есть к снижению дисперсности системы. При более значительном нарушении стабилизирующей способности оболочки коалесценция может привести к превращению в объемную фазу сначала частиц, а затем всей системы, то есть к ее частичному или полному разрушению (поз. 5). В процессы флокуляции частиц жировой дисперсии молока своеобразие вносит отвердевание глицеридного ядра жирового шарика и образование агрегатов жировых шариков, не предусмотренных указанной схемой. Процессы агрегации частиц в дисперсных системах, частным случаем которых является флокуляция и коалесценция в дисперсиях, могут происходить при сближении дисперсных частиц на достаточно малые расстояния. Жировая дисперсия молока при его переработке в масло подвергается различным воздействиям, оказывающим влияние на состав и структуру нативной оболочки. Изменения оболочки, вызывающие снижение ее стабилизирующей способности, будут ускорять процессы коагуляции дисперсных частиц, включая агрегацию жировых шариков.
|