Тема 5.7. Грубодисперсные системы

Эмульсии, их классификация. Строение и получение эмульсий. Устойчивость эмульсий, природа и роль эмульгатора. Получение и общие свойства эмульсий. Раз­бавленные, концентрированные и желатинированные эмульсии. Деэмульгирование. Ха­рактеристика пищевых эмульсий: молока, майонеза, маргарина. Практическое значе­ние эмульсии.

Пены; структура, агрегативная устойчивость. Роль пенообразователей. Получение и разрушение пен. Жидкие и твердые пены. Применение пен в промышленности и тех­нологии приготовления пищи.

Порошки, суспензии, пасты. Методы получения порошков, суспензий, паст. Использование в техноло­гии приготовления пищи.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Грубодисперсными называются системы, в которых частицы дисперсной фазы имеют размеры не менее 10^{-5 см. К ним относятся эмульсии, порошки, пены, суспензии, аэ­розоли. Знакомясь с эмульсиями, следует уяснить, что дисперсные системы, в кото­рых дисперсионная среда и дисперсная фаза находятся в жидком состоянии, называ­ются эмульсиями.}

Указать типы эмульсий: «масло в воде» (сокращенно м/в) и «вода в масле» (в/м). Эмульсии обычно образуются при добавлении одной жидкости в другую (диспергирование).

Достаточно устойчивую эмульсию можно приготовить лишь при добавлении стабили­затора (эмульгатора). В зависимости от типа желаемой эмульсии следует использо­вать гидрофобные или гидрофильные эмульгаторы. Они не только сообщают капелькам эмульгированной жидкости заряд, но главным образом создают вокруг них своеобраз­ную оболочку, препятствующую коалесценции.

К эмульгаторам относятся мыла, белки и ряд синтетических продуктов. Почти все они — поверхностно-активные вещества, следовательно, адсорбируясь на поверхности раздела одной из фаз, понижают силы поверхностного натяжения, возникающие на границе раздела не растворяющихся друг в друге жидкостей.

Для эмульсии типа м/в хорошими эмульгаторами являются растворимые в воде мы­ла, т. е. натриевые и калиевые соли жирных кислот. Для эмульсии типа в/м анало­гичную роль играют нерастворимые в воде мыла - кальциевые, магниевые и алюминие­вые соли жирных кислот.

Часто возникает необходимость разрушить эмульсию. Особенно важной стала про­блема разрушения эмульсии в связи с необходимостью тщательной очистки сточных вод.

К эмульсиям относится ряд важнейших жиро содержащих продуктов питания: молоко, сливки, сливочное масло, сметана, майонез. Распространенный пищевой продукт мар­гарин, в основном, представляет собой концентрированную эмульсию воды (молока) в предварительно рафинированном (очищенном от примесей) пищевом жире.

Изучите свойства и физико-химические условия получения пищевых эмульсий — майонеза и маргарина.

Многие продукты пищевой промышленности выпускаются в виде порошков, например, мука, кофе, какао, витамины, крахмал и т. д., поэтому важно знать их свойства и методы получения. Особое значение приобретают размер частиц порошков и величина удельной поверхности. Следует рассмотреть вопрос о гранулировании порошков, сли-паемости частиц. Χарактеристику суспензий (паст) изучите в сравнении с золями.

Суспензии седиментационно неустойчивы, их частицы оседают или всплывают в за­висимости от плотности дисперсионной среды и дисперсной фазы. Суспензии одновре­менно поглощают и отражают свет, в проходящем свете они мутны.

Обратите внимание на агрегативную устойчивость суспензий, которая обусловлена тем, что их частицы имеют на поверхности двойной электрический слой или сольватную оболочку.

Устойчивость суспензии можно придать, вводя в нее третий компонент - поверх­ностно-активное вещество, растворимое в дисперсионной среде. Молекулы поверхно­стно-активного вещества, адсорбируясь на частицах своими неполярными группами, сообщают поверхности частиц свойство смачиваться водой. Это ведет к образованию гидратной оболочки и, как следствие, к агрегативной устойчивости суспензии. В качестве примера разберите стабилизацию протертых супов.

Концентрированные суспензии, называемые пастами, могут быть получены как в результате оседания более разбавленных суспензий, так и непосредственно растира­нием порошков.

Помадные массы кондитерского, производства представляют собой пасты, твердой фазой, в которых являются кристаллики сахарозы, а жидкой - раствор сахарозы, глюкозы, мальтозы в воде.

При сильном измельчении твердых тел часто образуются аэрозоли, иногда весьма устойчивые и взрывоопасные, например, мучная, сахарная пыль. Поэтому следует уделить внимание методам разрушения, аэрозолей в целях снижения потерь и обеспе­чения техники безопасности на производстве.

К грубодисперсным системам относятся также пены - концентрированные дисперс­ные системы, где дисперсной фазой является газ, а дисперсной средой служит жид­кость, вытянутая в пленки, иногда отвердевшие: пастила, мусс, суфле, зефир. Сле­дует разобраться в методах достижения устойчивого ценообразования при получении пищевых продуктов, а в ряде случаев - с примерами разрушения пен путем вытесне­ния пенообразователя поверхностно-активными веществами.

Дисперсные системы с газообразной дисперсионной средой называются аэрозолями. Аэрозоль с жидкой дисперсной фазой может быть в виде дыма или пыли.

ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ ОБУЧАЮЩИЙСЯ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ И УМЕТЬ:

- Давать характеристику эмульсий, пен; порошков, суспензий, аэрозолей.

- Выделить значимость вышеназванных систем для технологии приготовления пищи.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ:

1. Перечислите основные факторы устойчивости разбавленных и концентрированных эмульсий, пен, аэрозолей.

2. Укажите стабилизаторы эмульсий в/м и м/в среды следующих веществ: мел, сажа, желатин, мука, горчица.

3. В чем заключается обращение фаз эмульсий и каким образом оно осуществляет­ся?

4. Каковы характерные размеры частиц дисперсной фазы в эмульсиях, пенах и аэро­золях?

5. Охарактеризуйте практическое значение эмульсий, пен, порошков в пищевой про­мышленности и технологии приготовления пищи.

6. Объясните причину деэмульгирования при приготовлении яично-маслянных соусов. Как предотвратить данное явление?

7. Что используется в качестве стабилизатора при приготовлении супа пюре?