Ускорители процесса производства пищевых продуктов

Стабилизаторы

К группе пищевых стабилизаторов (функциональный класс 21) относятся вещества, главной технологической функцией которых являются стабилизация гомогенной пищевой системы, образованной из двух или более несмешивающихся веществ, или улучшение степени гомогенизации этой системы.

Принцип действия стабилизаторов в пищевых системах аналогичен действию эмульгаторов, от которых они отличаются пониженной поверхностной активностью, что обусловлено особенностями строения молекул. В молекулах стабилизатора гидрофильные группы, как правило, равномерно распределяются по всей длине молекулы и изменяют характер ее поведения на границе раздела фаз.

По своему поведению в пищевых системах стабилизаторы занимают промежуточное положение между эмульгаторами и загустителями, при этом эффект стабилизации может быть достигнут как за счет адсорбции их молекул на межфазных границах, образуемых частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды, так и за счет повышения вязкости дисперсионной среды, содержащей частицы дисперсной фазы.

Часто добавки этого функционального класса в пищевых системах проявляют смежные технологические функции эмульгаторов, загустителей и комплексообразователей.

В таблице 1 приведены основные представители добавок, выделенных в соответствии с СанПиН 2.3.2.560—96 в самостоятельный функциональный класс — класс стабилизаторов.

Таблица 1 - Стабилизаторы, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктовТаблица 1 – Стабилизаторы, разрешенные к применению при производстве пищевых продуктов

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

(НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)

Факультет: технологический

Кафедра: химии

Группа: 1112

Реферат

Тема: «Пены. Методы получения. Основные характеристики.

Свойства. Устойчивость. Применение.»

Выполнила: Косарева Ю. В.

      Проверила: Нуриева Э. Н.

Нижнекамск 2014

Содержание.

1.Введение ………………………………………………………………………………………………3

2.Строение пен…………………………………………………………………………………………3

3.Основные характеристики …………………………………………………………………..4

4.Устойчивость пен …………………………………………………………………………….5

5.Методы разрушения пен ……………………………………………………………………8

6.Применение пен …………………………………………………………………………….9

7.Способы получения …………………………………………………………………………….11

8.Заключения ……………………………………………………………………………………..12

9.Используемая литература ……………………………………………………………………15

Фиксаторы миоглобина

Фиксаторы миоглобина – вещества, обеспечивающие стойкий розовый цвет мясных изделий (колбасы). В качестве фиксаторов миоглобина наиболее широко применяются нитриты, которые, вступая в связь с пигментами мяса, образуют нитрозогемоглобин. Последний при тепловой обработке переходит в гемохромоген, сообщающий колбасам стойкий розово-красный цвет.

Нитриты токсичны, в связи с чем их применение требует большой токсикологической настороженности, строгой дозированности и равномерности распределения в массе фарша, а также контроля за приготовлением раствора, введением его в фарш и сроками хранения. Нитриты применяют, соблюдая установленные требования. Засолка мяса допускается только мокрым способом.

Применяемые дозы нитритов для засола говядины, баранины и конины – 0,1 % нитрита к весу рассола или 0,12 % нитрита к объему рассола; для свинины -0,06- 0,08 % нитрита; для колбасных изделий – 0,005 % к весу мяса, шротированного или пропущенного через волчок.

Раствор нитрита должен быть приготовлен не ранее чем за сутки до применения. В готовом продукте содержание нитритов вплоть до последнего времени допускалось до 20 мг на 100 г мяса (0,02 %). В настоящее время содержание нитритов в некоторых колбасных изделиях снижено до 5 мг на 100 г мяса.

Поступление нитритов в организм обусловливает метгемоглобинообразование и возможное развитие нитратной метгемоглобинемии, особенно у детей младшего возраста. Не умаляя значения при этом питьевой воды, содержащей нитриты и нитраты, тем не менее и нитриты пищевых продуктов могут участвовать в развитии нитратной метгемоглобинемии. Безусловно, допустимой суточной дозой нитратов для человека является 0- 5 мг/кг, а нитритов 0-0,4 мг/кг веса тела. Условно допустимыми дозами являются для нитратов 5-10 мг/кг и нитритов 0,4-0,8 мг/кг веса тела.

Что такое пожарная пена?

Химической основой пенообразователей и, следовательно, противопожарной пены являются ПАВы. Основное отличительное свойство этих веществ заключается в их способности самопроизвольно концентрироваться и адсорбироваться на границе раздела фаз «вода – воздух» и «вода – углеводороды» с образованием мицелл. Для оценки предельно возможных концентраций ПАВ в мицеллах (моль/л) введена величина критической концентрации мицеллообразования ККМ. При пенообразовании молекулы ПАВ из мицелл поступают на поверхность водных плёнок пузырьков на границе раздела фаз. Образованная таким образом поверхность плёнок будет стабильной до тех пор, пока запас молекул в мицеллах не исчерпается.

Пищевой пенообразователь из метилцеллюлозы

Исследование влияния указанных выше стабилизаторов и пенообразователей на пенообразующую способность молочных коктейлей показало, что наиболее приемлемой из них является водорастворимая метилцеллюлоза. Она представляет собой метилцеллюлозный эфир пищевой целлюлозы, который получают путем переработки древесной целлюлозы или хлопкового волокна.

Метилцеллюлоза не имеет запаха, цвета, вкуса. По внешнему виду это волокнистый (типа ваты) материал белого цвета с желтоватым или сероватым оттенком. Не обладает калорийностью, является эффективным эмульгатором, стабилизатором, загустителем и пенообразователем. В организме человека она не усваивается, но, находясь в желудке, вызывает чувство насыщения. Добавление ее к обезжиренному молоку в количестве 0,10—0,15 % делает молоко по консистенции и вкусовым качествам похожим на свежие сливки. Кроме того, такое молоко при сбивании хорошо вспенивается, образуя мелкоячеистую и относительно устойчивую пену.

Значение ее в качестве добавки в пищевые продукты еще заключается в том, что она устойчива к различным химическим реагентам, обладает биологической устойчивостью, не токсична и физиологически инертна. Растворяется в воде при комнатной температуре, образуя вязкие прозрачные растворы. При нагревании свыше 50 °С она коагулирует (образует хлопья), а при охлаждении вновь переходит в раствор. Изменяя концентрацию метилцеллюлозы, можно получать различную взбитость.

Коктейл

ЭМУЛЬСИИ

Эмульсии – особый вид дисперсных систем, дисперсная фаза идисперсионная среда являются взаимонерастворимыми жидкостями, это системы Ж/Ж.

Свойства эмульсий

В зависимостиот состава дисперсной фазы и дисперсионной среды могут быть прямые и обратныеэмульсии.

Прямыеэмульсии типа М/В – дисперсия масла в воде.

Обратныеэмульсии типа В/М – дисперсия воды в масле. Пример прямой эмульсии – молоко,пример обратной эмульсии – маргарин, нефть.

В зависимостиот концентрации раздробленной фазы эмульсии могут быть разбавленными (0,1%),концентрированными (0,1% – 75%), высококонцентрированными (свыше 75 %).

В разбавленныхэмульсиях концентрация дисперсной фазы невелика, поэтому их свойства неотличаются от свойств дисперсионной среды.

Стремлениеповерхностной энергии к минимуму, вследствие подвижности жидкой границыраздела, приводит к самопроизвольному снижению поверхности раздела фаз. По этойпричине капли разбавленных и концентрированных эмульсий приобретаютшарообразную форму.

Приконцентрации дисперсной фазы свыше 75% наблюдается деформация жидкости,обрамляющей капли дисперсной фазы, ее сферичность нарушается, а эмульсияприобретает новые свойства. Подобные эмульсии образуют структуру – маргарин.

Устойчивость эмульсий

Эмульсии могутбыть лиофильными и лиофобные. Лиофильные – термодинамически устойчивы иобразуются самопроизвольно путем диспергирования массы жидкости до капель.

Большинствоэмульсий относится к лиофобным системам – они термодинамически неустойчивы, немогут образовываться самопроизвольно, существовать длительное время, нуждаютсяв стабилизации. Разрушение и потеря агрегативной устойчивости происходит внесколько стадий. Первая – контакт по крайней мере двух капель. Вторая- образование агрегатов.

Устойчивостьэмульсий зависит от ряда причин: поверхностного натяжения, свойств и структурыграничных слоев.

Повышенияустойчивости лиофобных эмульсий достигают введением веществ эмульгаторов, способных стабилизироватьэмульсии.

Эмульгаторымогут быть гидрофобные и гидрофильные.

Гидрофильные эмульгаторы – ПАВ. Стабилизируют прямыеэмульсии. Полярные радикалы образующегося на границе раздела фаз адсорбционногослоя ПАВ находятся на наружной стороне капель масла, препятствуя их сближению(рис. 14.1, а)

image001.gif

 Рис.14.1. Адсорбция молекул ПАВ в прямых (а) иобратных (б) эмульсиях.

Эти жевещества в эмульсиях обратного типа адсорбируются на  внутренней поверхности капель воды (14.1, б),образующийся адсорбционный слой не является препятствием для слипания капель.Поэтому стабилизацию обратных эмульсий нужно производить с помощью ПАВ, которыелучше растворяются в масле, чем в воде.

Ориентацияадсорбционного слоя ПАВ происходит в соответствии с  правиломуравнивания полярности Ребиндера:

полярнаягруппа молекул ПАВ обращена к полярной жидкости, а неполярный радикал – кнеполярной.

Соотношениеммежду гидрофильными и гидрофобными частями молекул ПАВ определяется:

1.Эффективностьэмульгатора. Гидрофильные свойства определяются  взаимодействием полярных групп молекул ПАВ сводой. Гидрофобный радикал  обуславливаетвзаимодействие между неполярной цепью ПАВ и маслом. Лиофильное взаимодействиеПАВ и масла  будет гидрофобным поотношению к воде.

2.Поверхностнаяактивность. Для короткоцепочечных ПАВ преобладает гидрофильноевзаимодействие, в результате которого молекулы втягиваются в воду. Длинноцепочечныемолекулы ПАВ – гидрофобное взаимодействие.

Уравновешиваниегидрофильного и лиофильного взаимодействий называется гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ). То есть определенное оптимальноесоотношение  действия воды и масла намолекулы ПАВ определяет условия образования адсорбционного слоя на границераздела двух жидкостей.

ГЛБ -эмпирическая безразмерная величина:

ГЛБ = (b + yn)/а      (14.1)

где n – число групп СН2 вуглеводородном радикале, y – свободная энергиявзаимодействия в расчете на одну СН2 группу, b – безразмерныйпараметр, зависящий от природы ПАВ, а – сродство полярной группы молекулы ПАВ кводе.

Действиеадсорбционных слоев ПАВ, экранирующих границу раздела фаз, зависит от свойствПАВ и жидкостей, образующих эмульсию. Прочные адсорбционные слои образуютбелки, углеводы, имеющие слабую поверхностную активность.

Рольэмульгаторов могут выполнять порошки. Действие порошков эмульгаторов  обеспечивается особым положением частицпорошка  на границе раздела двух жидкихфаз.

Получение и разрушение эмульсий

Эмульсии могутобразовываться самопроизвольно или получаться искусственно в результатедиспергирования или гомогенизации.

Самопроизвольноеэмульгирование характерно для  лиофильныхсистем и определяется минимальным значением межфазового поверхностногонатяжения.

Механическоедиспергирование жидкостей достигается перемешиванием, встряхиванием иливибрацией. Эффективность повышается в присутствии эмульгаторов.

Для полученияи стабилизации эмульсий используют гомогенизацию– продавливание жидкостей через отверстия.

Разрушениеэмульсий происходит самопроизвольно или под действием деэмульгаторов.Самопроизвольное разрушение характерно для лиофобных эмульсий. Деэмульгированиепроисходит в результате фазового перехода дисперсионной среды или дисперснойфазы. Например, при нагревании капли дисперсной фазы могут испариться и  эмульсия перейдет в пену.

Способ разрушенияэмульсий – обращение фаз, то есть, например, превращение прямой эмульсии вобратную. Обращение фаз осуществляется при определенных условиях: наличиевысококонцентрированных эмульсий, механическое воздействие, присутствиеэмульгаторов.

Применениеэмульсий

1.Производствопродуктов питания.

2.Производствофармацевтических препаратов.

3.Строительство(битумные эмульсии)

4.Синтезразличных веществ.

5.Получениепористых органических сорбентов, мембран, покрытий.

Вы здесь

Эмульгаторы добавляются в пищевые продукты с целью создания и стабилизации эмульсий и других пищевых дисперсных систем. Действие эмульгаторов многостороннее. Они отвечают за взаимное распределение двух несмешивающихся фаз, за консистенцию пищевого продукта, его пластические свойства, вязкость и ощущение «наполненности» во рту. Эмульгаторы, создающие условия для равномерной диффузии газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты, носят название пенообразователей. Эмульгаторы, добавляемые в жидкие взбитые продукты для предотвращения оседания пены, называются стабилизаторами пены. Эмульгаторы обладают поверхностно-активными свойствами: концентрируясь на поверхности раздела несмешивающихся фаз, они могут снижать межфазное поверхностное натяжение. Тем самым, термины «эмульгатор» и «поверхностно-активное вещество» (ПАВ) в применении к пищевым ингредиентам можно считать синонимами.

Общие сведения Пищевые дисперсные системы (дисперсии) представляют собой гетерогенные системы из двух или более несмешивающихся фаз с развитой поверхностью раздела между ними. Одна из фаз образует непрерывную дисперсионную среду, по объему которой распределена дисперсная фаза в виде мелких твердых частиц, капель или пузырьков. Дисперсные системы с частицами крупнее10-4 см обычно называют грубодисперсными, а с частицами от 10-5 до 10-7см — высокодисперсными, или коллоидными. Системы с газовой дисперсионной средой называют аэрозолями и аэрогелями, с жидкой — эмульсиями и суспензиями, системы с газовой дисперсной фазой — пенами. В пищевой промышленности чаще всего встречаются эмульсии, состоящие из воды и масла: прямые, с каплями неполярной жидкости в полярной среде (типа «масло в воде» — М/В), и обратные, или инвертные (типа «вода в масле» — В/М). Типичный пример прямой пищевой эмульсии — майонез, обратной — маргарин. Изменение состава эмульсии, либо внешнее воздействие могут привести к превращению прямой эмульсии в обратную или наоборот. Пены также весьма распространены среди пищевых продуктов. Пена представляет собой тонкую дисперсию воздуха в жидкости или твердом теле. Чтобы пена образовалась и могла существовать, необходимо присутствие в системе поверхностно-активных веществ — пенообразователей. Эти же вещества чаще всего выполняют и роль стабилизаторов пены. Как и другие коллоидные системы, пены термодинамически нестабильны. Газ и жидкость, из которых они состоят, стремятся образовать два слоя с минимальной поверхностью раздела фаз. Поэтому пены в готовых пищевых продуктах стабилизируют формированием мельчайших кристаллов сахара (нуга), фиксируют путем термообработки (подсушивание зефира, выпекание бисквита, закаливание мороженого) и добавкой стабилизаторов пены. Пищевые эмульгаторы, пенообразователи и стабилизаторы пены представляют собой органические соединения, обладающие поверхностно-активными свойствами. Их молекулы имеют дифильное строение, то есть содержат лиофильные и лиофобные (обычно гидрофильные и гидрофобные) атомные группы. Гидрофильные группы обеспечивают растворимость ПАВ в воде, гидрофобные (обычно углеводородные) при достаточно высокой молекулярной массе способствуют растворению ПАВ в неполярных средах. На границе фаз дифильные молекулы ориентируются энергетически наиболее выгодным образом: гидрофильные группы — в сторону полярной (обычно водной) фазы, гидрофобные — в сторону неполярной (газовой или масляной) фазы. Таким образом формируется межфазный пограничный слой, благодаря которому снижается поверхностное натяжение и становится возможным или облегчается образование эмульсий. Действие эмульгаторов на этом не заканчивается. Благодаря образованию пространственных и электрических барьеров они дополнительно стабилизируют эмульсии, то есть предотвращают повторное слипание уже сформировавшихся частичек дисперсной фазы и повторное расслоение. Пенообразователи и стабилизаторы пены преимущественно располагаются на поверхности пузырьков воздуха, образуя там прочную пленку, которая усиливает сопротивляемость пузырьков слипанию. В жиросодержащих пенных массах, например в мороженом, эмульгаторы располагаются, на поверхности жировых шариков. Они обеспечивают лучшее распределение жира и одновременно снижают антагонизм жиров и белков благодаря «гидрофилизации» поверхности жира. Кроме того, они способствуют необходимой частичной аггломерации жировых шариков (деэмульгированию). Основные физико-химические и технологические свойства ПАВ определяются т.н. гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ) их молекул. ГЛБ отражает соотношение молекулярных масс гидрофильных и липофильных групп. Величина ГЛБ может иметь значение от 1 до 20 (эмпирическая шкала Гриффита). Эмульгаторы, имеющие ГЛБ < 10, преимущественно липофильны, а имеющие ГЛБ > 10 — преимущественно гидрофильны. Чем больше ГЛБ, тем ярче проявляется способность молекулы ПАВ к образованию и стабилизации прямых эмульсий (М/В), чем меньше ГЛБ — тем ярче проявляется способность к образованию и стабилизации обратных эмульсий (В/М). Эмульгаторы, характеризующиеся величиной ГЛБ от 7 до 9, могут применяться в качестве смачивателей (смачивающих агентов), а характеризующиеся величиной ГЛБ от 15 до 18 — в качестве солюбилизаторов. Гидрофильно-липофильный баланс — величина аддитивная, то есть ГЛБ смеси эмульгаторов можно вычислить, сложив ГЛБ компонентов пропорционально их содержанию в смеси. Эмульгатор (или смесь эмульгаторов) ускоряет образование и стабилизирует тот тип эмульсии, в дисперсионной среде которой он лучше растворим. Например, маргарин представляет собой эмульсию типа «вода в масле», поэтому для его получения применяют эмульгаторы с величиной ГЛБ 3…6. Майонез представляет собой эмульсию «масло в воде», и для него используют эмульгаторы, имеющие ГЛБ 8…18. В качестве первых пищевых эмульгаторов использовались натуральные вещества. Типичными и старейшими эмульгаторами являются белок куриного яйца, природный лецитин, сапонины (например, отвар мыльного корня). Некоторые из них сохранили свою популярность и сегодня. Однако более широко в промышленности используются синтетические эмульгаторы, или продукты химической модификации природных веществ, промышленное производство которых начало развиваться в 20-е годы XX в. Целью химической модификации натуральных эмульгаторов является изменение их гидрофильно-липофильного баланса, например, ГЛБ лецитинов можно менять от 2 до 10. Соответственно меняется и их поведение в пищевых системах. Поскольку ГЛБ является величиной аддитивной, смешиванием нескольких эмульгаторов можно получать эмульгирующие системы, поведение которых сильно отличается от поведения компонентов. Например, гидролизованные лецитины (ГЛБ 8) в смесях с другими эмульгаторами могут иметь величину ГЛБ 12. Величина ГЛБ может зависеть от рН среды: например, в нейтральной и щелочной среде ГЛБ аммонийных солей фосфатидиловой кислоты (Е 442) заметно выше, чем в кислой. Наиболее популярными пищевыми эмульгаторами являются моно- и диглицериды жирных кислот (Е 471), эфиры глицерина, жирных и органических кислот (Е 472), лецитины, фосфатиды (Е 322), аммонийные соли фосфатидиловой кислоты (Е 442), полисорбаты, Твины (Е 432…Е 436), эфиры сорбитана, Спэны (Е 491…Е 496), эфиры полиглицерина и взаимоэтерифицированных рициноловых кислот (Е 476), эфиры сахарозы и жирных кислот (Е 473), стеароиллактаты натрия (Е 481), стеароиллактаты кальция (Е 482). Величины их ГЛБ представлены в табл.6.

Таблица 6.Величины гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) и ДСП (JECFA) основных пищевых эмульгаторов

Код Е

Эмульгатор

ГЛБ

Е 322

Лецитины:

фракционированный (обогащенный фосфа тидилхолином)

2

стандартный

4

обезжиренный

5

ацетилированный

6

гидролизованный

8

обезжиренный гидролизованный

9

ацетилированный гидролизованный

10

Е 432…Е436

Эфиры полиоксиэтиленсорбитана, TWEEN’ы

10…15

Е 442

Аммонийные соли фосфатидиловой кислоты

4…51)

Е 471

Моно- и диглицериды жирных кислот

3…4

Е 472а

Эфиры глицерина и уксусной и жирных кислот

2…3

Е 472b

Эфиры глицерина и молочной и жирных кислот

4…3

Е 472с

Эфиры глицерина и лимонной и жирных кислот

4…122)

Е 472е E 472f

Эфиры глицерина и диацетилвинной и жирных кислот — смешанные эфиры глицерина и винной, уксусной и жирных кислот

8…10

Е 473

Эфиры сахарозы и жирных кислот

3…16

Е 474

Сахароглицериды

3…16

Е 475

Эфиры полиглицерина и жирных кислот

6…11

Е 476

Эфиры полиглицерина и взаимоэтерифициро-ванных рициноловых кислот

1,5…3

Е 477

Сложные эфиры пропиленгликоля и жирных кислот

5…7

Е 48 l(i)

Лактилат натрия

≈18

Е 482

Лактилат кальция

7…9

Е491…Е496

Эфиры сорбитана, SPAN’ы

2…9

1) В кислой среде; в нейтральной и щелочной заметно выше. 2) ГЛБ меняется от 4 в кислой среде до 12 в нейтральной.

Применение Способность маргарина намазываться, пластичность теста и жевательной резинки, взбитость мороженого определяются диспергирующим действием эмульгаторов. Взаимодействие эмульгаторов с белками муки укрепляет клейковину, что в производстве хлебобулочных изделий приводит к увеличению удельного объема, улучшению пористости, структуры мякиша, замедлению черствения. В маргарине стабилизирующее действие эмульгаторов на поверхность раздела фаз и влияние на процесс кристаллизации жира определяет срок годности, разбрызгиваемость при нагревании и органолептические свойства. В производстве шоколада, шоколадных глазурей и т.п. добавка эмульгатора снижает вязкость шоколадных масс, улучшает их текучесть за счет влияния на кристаллизацию какао-масла. Добавка эмульгаторов в сухое молоко, сухие сливки, супы и т. п. позволяет уменьшить размер жировых шариков и их распределение, что ускоряет и облегчает разведение сухих продуктов в воде. Эмульгаторы применяют для равномерного распределения нерастворимых в воде ароматизаторов, эфирных масел, экстрактов пряностей в напитках и пищевых продуктах. Лецитины (Е 322) являются классическими «природными» эмульгаторами и антиокислителями в яйце, сливках и сливочном масле. В количестве 2…10 г/кг лецитины могут выполнять все функции эмульгаторов, описанные выше. Малая термостойкость (покоричневение) и склонность к гидратации (образование мути) ограничивают возможности применения «нативного» (немодифицированного) лецитина. При модификации «нативного» лецитина расширяется спектр его применения. Так, например, введение ацетогрупп повышает термостойкость лецитина; сложные эфиры лимонной и молочной кислот изменяют его эмульгирующую силу и повышают способность к растеканию и комплексообразованию (антиокислительное действие). Часто используемыми соэмульгаторами лецитинов являются моно- и диглицериды жирных кислот. Обычно их смешивают в соотношениях 1:1; 1:2; 1:3; 2:3. Моно- и диглицериды (Е 471) являются относительно инертными веществами и в большинстве случаев применяются только в активированной форме, например, в форме порошка, полученного распылительной сушкой на подходящем носителе или гидратацией. В большинстве случаев действуют только моноглицериды. В мороженом, десертах и т. п. твердые моноглицериды улучшают взбитость и стабильность пены, в то время как моноглицериды ненасыщенных жирных кислот действуют, скорее, как антивспениваюшие средства. Добавка 0,5 % дистиллированных моноглицеридов к тесту обеспечивает не только улучшение свойств теста и усиление клейковины, но и улучшение качества готового продукта — хлеба, продление его свежести. В сдобных изделиях добавка моноглицеридов позволяет экономить жиры. В жирах, маргаринах, майонезах, кремах добавка 0,5…5 % (предварительно растворенного при подогревании) моноглицерида используется для более легкого и равномерного эмульгирования водной фазы, сохранения стабильной эмульсии при неблагоприятных условиях хранения, устранения «сального» привкуса, облегчения дальнейшей переработки, особенно сбиванием в пенистые продукты. В жировых глазурях и других покрытиях моноглицерид может замедлить отделение жиров, уменьшить липкость, облегчить взбиваемость. Практически единственной областью применения фосфатидов аммония (Е 442) является шоколадное производство. Привлекательность использования именно этих эмульгаторов в производстве шоколада и глазурей заключается в том, что снижение вязкости происходит даже при случайной передозировке фосфатидов выше 1 %. Конденсированные полиоксиэтиленовые цепи придают сложным эфирам моноангидросорбита с жирными кислотами (эфиры полиоксиэтиленсорбитана — Е 432…Е 436) высокую термостойкость, высокую устойчивость к гидролизу, водорастворимость (при высоком содержании полиоксиэтиленов), гидрофильный характер, хорошую смачиваемость, не зависящее от рН действие, высокую активность на границе раздела фаз, диспергирующее действие. Таким образом, полисорбаты являются сильными эмульгаторами систем масло/вода, мало зависящими от свойств диспергируемых фаз. Полисорбаты используются в количестве нескольких граммов на килограмм. Основные области их использования: создание тонких дисперсий эфирных масел и жирорастворимых ароматизаторов в водных «псевдорастворах»; производство маргаринов, жиров для выпечки и жарения, мороженого, сливок для кофе, кексов и т. п. Они создают эмульсии и повышают устойчивость эмульсионных продуктов. В кислых пищевых продуктах полисорбаты выполняют роль пенообразователей и стабилизаторов пены, в жирах для жарки — антивспенивателей. Они регулируют структуру кристаллов жира в маргаринах, жирах для выпечки и т. п. Ацетожирами (Е 472а) являются ди- и триглицериды натуральных жирных кислот с четным числом атомов углерода от С2 до С18, то есть с очень разной длиной цепи. Поскольку они содержат только насыщенные жирные кислоты, они устойчивы к кислороду и свету, а также к осмолению и прогорканию, но легко отщепляют уксусную кислоту. Они едва ли обладают эмульгирующим действием, но могут влиять на кристаллическую структуру и пластичность жиров, выполнять роль смазки, разделяющего агента, образовывать твердые, крепко держащиеся и устойчивые к разрушению покрытия или пленки. Молочнокислые глицериды (Е 472b) являются прекрасными эмульгаторами при взбивании трехфазных систем и облегчают вспенивание (насыщение воздухом/взбивание) теста, маргаринов для выпечки, мороженого, десертов без предварительной обработки. Но их применение ограничивается пенными продуктами с коротким временем жизни. Из-за склонности к гидролизу они могут использоваться только в порошкообразных продуктах. Глицериды лимонной кислоты (Е 472с) применяются в качестве эмульгаторов (обычно в смеси с моноглицеридами) и синергистов антиоксидантов (обычно в смеси с токоферолами) в сосисках и вареных колбасах для предотвращения отделения жира, добавляются в процессе приготовления фарша (обычно вместе с фосфатами в количестве 0,3…0,5 %). В смесях для мороженого, десертов, сухих сливках для кофе и соусах в том же количестве они стабилизируют порошок, облегчают его использование и улучшают взбитость и стабильность готового продукта. Глицериды лимонной кислоты делают возможным одноэтапное приготовление кондитерских изделий, улучшают взбитость и снижают опасность плесневения, в препаратах сухих дрожжей продлевают жизнеспособность дрожжевых клеток, в ароматизаторах используются для защиты от изменения вкуса. Эмульгаторы, обозначаемые как Е472е и E472f (ДВК-эфиры, DATEM), невозможно различить ни при анализе, ни при использовании. Они представляют собой смесь сложных эфиров глицерина с молекулами жирных, винной и уксусной кислот, причем винная кислота может быть этерифицирована еще двумя молекулами глицерида. ДВК-эфиры обладают высокой степенью сродства к пшеничной клейковине и укрепляют в тесте из пшеничной муки мембраны липопротеидов, поэтому используются практически только в хлебопечении при переработке муки со слабой, средней и короткорвущейся клейковиной. Рекомендуется применять ДВК-эфиры, в основном, для приготовления хлеба, в рецептуру которого входит не более 5 % сахара и жира (к массе муки). ДВК-эфиры добавляют в тесто, предварительно растворив в жире или смешав с порошкообразными компонентами. Дозировка составляет от 0,3 до 0,4 % от массы муки, или от 0,2 до 0,3 % от массы выпечки. Все эфиры быстро разлагаются при термической обработке и в готовом (испеченном) изделии практически отсутствуют. Эфиры сахарозы и жирных кислот (Е 473) и сахароглицериды (Е 474) состоят из обычных пищевых продуктов — сахара и жира или жирных кислот — и были бы идеальными пищевыми эмульгаторами, если бы не два недостатка. Во-первых, их производство очень сложное, необходима дорогостоящая очистка от побочных продуктов, катализаторов и растворителей, что сильно удорожает продукт. Во-вторых, эфиры сахарозы очень трудно растворимы, их переработка требует использования растворителей. Эфиры сахарозы и жирных кислот, а также содержащие их сахароглицериды можно применять в различных областях в качестве соэмульгаторов для стабилизации активной формы моноглииеридов. Эфиры сахарозы и сахароглицериды используются в качестве компонента воскожировых составов для покрытий, например, покрытий свежих фруктов. Сложные эфиры жирных кислот и сорбита (Е 491…Е 496) не создают таких проблем при растворении и производстве, как сложные эфиры сахарозы и жирных кислот. Эфиры сорбитана с 1…3 жирными кислотами имеют достаточную растворимость/диспергируемость в пищевых системах. СПЭНы с 2…3 жирными кислотами действуют как эмульгаторы в системах «вода/масло»; моноэфиры, напротив, стабилизируют эмульсии «масло/вода», причем в обоих случаях возможна инверсия фаз. Устойчивость СПЭНов к гидролизу достаточна для пищевых систем. Термостабильность также хорошая. Основные области использования: печенье, кексы, взбитые сливки, мороженое и другие взбитые продукты, дисперсии ароматизаторов, пряные соусы, низкожирные майонезы, маринады, маргарины, жиры для выпечки, шоколад и глазури. Раздельная полимеризация жирных кислот и глицерина с последующей этерификацией ведет к образованию неионогенных, относительно высокомолекулярных эмульгаторов Е 476 — эфиров полиглицерина и взаимоэтерифицированных рициноловых кислот (PGPR). Они поразительно сильно влияют на поверхностное натяжение в системе масло/вода и масло/жировой кристалл. Для этих эмульгаторов (Е 476) есть две различных области применения:

  • в качестве эмульгатора и разделителя в разделяющих эмульсиях, спреях и восках (для смазывания пекарских форм, противней, а также формующих и штампующих машин для кондитерских изделий);
  • для снижения вязкости темперируемых шоколадных масс при размалывании, вальцевании и коншировании, а также для лучшего формования. PGPR также хорошо подходит для получения тонких, но плотных и прочных шоколадных глазурей (покрытий).

Для ощутимого снижения вязкости шоколадных масс, необходимого при производстве глазурей, концентрация PGPR должна составлять 0,3…0,5 %. При потреблении шоколада с таким высоким содержанием Е 476 его предельно допустимая дневная доза достигается уже при употреблении одной плитки весом 100 г, что недопустимо. При употреблении же тонких шоколадных глазурей на выпечке, в кондитерских изделиях и мороженом опасность превышения ДСП отсутствует даже при такой высокой концентрации. Сложные эфиры пропиленгликоля и жирных кислот (Е 477) имеют величины ГЛБ ниже, чем у моноглицеридов, однако кристаллизуются всегда в a-форме и переводят жиры и другие эмульгаторы, в особенности моноглицериды, в активную и легко гидратируемую а-форму. Поэтому они чаще всего используются в качестве соэмульгаторов, повышая взбитость пен, мороженого, десертов и стабилизируя другие препараты эмульгаторов. Термически окисленное соевое масло (Е 479) применяют в разделительных восках и эмульсиях. Поскольку оно содержит оксистеарины, то может использоваться также в качестве антивспенивателя. Свободная стеароилмолочная кислота трудно поддается механической обработке из-за большого температурного интервала плавления. Лактилаты (Е 481…Е 482), наоборот, хорошо измельчаются до стабильных порошков. Из-за малой термостойкости и неустойчивости в отношении гидролиза лактилаты используются преимущественно в сухих добавках, от которых требуется кратковременная эмульгирующая способность в улучшителях хлеба, хлебобулочных изделий и сладкого теста. В сухих смесях для мороженого и десертов лактилаты улучшают смачиваемость порошка, а в готовом продукте — взбитость и стабильность пены. Часто у них наблюдается синергизм с функциональными белками.

Токсикологическая безопасность и хранение Эмульгаторы в большинстве являются синтетическими веществами, нестойкими к гидролизу. В организме человека они расщепляются на природные, легко усваиваемые компоненты: глицерин, жирные кислоты, сахарозу, органические кислоты (винную, лимонную, молочную, уксусную). Лецитины являются важной составной частью клеточных мембран, а также клеточным транспортом жиров, холестерина и фосфатированных соединений. Поэтому лецитины в настоящее время используются в рецептурах функциональных продуктов питания как одна из важнейших групп нутрицевтиков. Токсикологическими исследованиями Комитета по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ установлено допустимое суточное поступление эмульгаторов в организм человека (см. табл. 6). Срок годности эмульгаторов, в зависимости от товарной формы, составляет от нескольких месяцев до двух лет. Эмульгаторы должны храниться в сухом месте и быть защищены от прямых солнечных лучей и длительного воздействия тепла. Емкости, в которых хранят добавку, обязательно следует плотно закрывать после отбора каждой порции.

Л. А. Сарафанова Применение пищевых добавок Технические рекомендации 6-е издание, исправленное и дополненное Санкт-Петербург ГИОРД 2005

Более двухсот заболеваний могут распространяться в пищевой цепи. Поэтому предприятия, работающие в области производства…

Мороженое – компонент молочных коктейлей

Мороженое, наряду с молоком и сахаром, содержит в качестве обязательного рецептурного компонента один из названных выше стабилизаторов (крахмал, желатин, агар, метилцеллюлозу и т. п.). При этом взбитость и скорость таяния мороженого зависят именно от наличия стабилизаторов, поэтому содержание их в рецептурах мороженого значительно выше, чем в рецептурах молочных коктейлей. Таким образом, введение мороженого в рецептуру коктейлей не только улучшает их вкус за счет вкусовых особенностей мороженого, но и обеспечивает введение достаточного количества стабилизатора. Кроме того, известно, что чем ниже температура смеси, тем выше взбиваемость коктейлей. Мороженое же обеспечивает дополнительное снижение температуры смеси при взбивании коктейлей, что также положительно отражается на качестве готовых напитков. Для изготовления коктейлей можно использовать любой вид мороженого (пломбир, сливочное, молочное, фруктовое, ароматическое), а также мягкое мороженое с любыми наполнителями или без них.

Классификация пенообразователей

Пенообразователи в зависимости от химического состава (поверхностно-активной основы) подразделяются на синтетические, фторсинтетические, протеиновые, фторпротеиновые.

Пенообразователи в зависимости от способности образовывать огнетушащую пену на стандартном пожарном оборудовании подразделяются на виды: пенообразователи для тушения пожаров пеной низкой кратности (не более 20); пенообразователи для тушения пожаров пеной средней кратности (от 21 до 200); пенообразователи для тушения пожаров пеной высокой кратности (более 200).

Пенообразователи в зависимости от использования при тушении пожаров различных классов по ГОСТ 27331 подразделяются на следующие: пенообразователи для тушения пожаров класса А и пенообразователи для тушения пожаров класса В (при испытаниях в качестве эталонной углеводородной горючей жидкости используют н-гептан, а в качестве водорастворимой (полярной) горючей жидкости – ацетон).

Пенообразователи в зависимости от способности разлагаться под действием микрофлоры водоёмов и почв подразделяются на следующие: быстроразлагаемые, умеренноразлагаемые, медленноразлагаемые.

Пенообразователи для тушения пожаров по совокупности показателей назначения подразделяются на классификационные группы в зависимости от применения:

  1. Пенообразователи синтетические углеводородные общего назначения;
  2. Пенообразователи целевого назначения:
    • синтетические углеводородные (для использования с морской водой, для использования при низких температурах, с повышенной огнетушащей способностью, для тушения пеной высокой кратности и т.д.);
    • синтетические фторсодержащие пленкообразующие (тип AFFF);
    • синтетические фторсодержащие пленкообразующие для тушения водорастворимых (полярных) горючих жидкостей (тип AR);
    • протеиновые (в том числе фторпротеиновые).

Технологические добавки

Технологические добавки объединяют большую группу веществ, используемых в качестве обязательного компонента в производстве пищевых продуктов; к ним относятся:

  1. разрыхлители теста (натрий двууглекислый, углекислый аммоний);
  2. желеобразователи (агар, пектин, агароид пищевой, альгинат натрия);
  3. отбеливатели (бромноватистокислый калий, для муки 40мг/кг;
  4. пенообразователи (экстракт мыльного корня для халвы).

Химические разрыхлители теста применяются в производстве печенья. Для этой цели используют двууглекислый натрий и углекислый аммоний. Оба эти вещества не обладают какими-либо вредными свойствами, в связи с чем не лимитируются как пищевая добавка.

В производстве мармелада, пастилы, джемов необходимы вещества, обеспечивающие желирующее действие, в результате которого продукту придается свойственная ему стойко сохраняющаяся структура. К веществам, обладающим желирующими свойствами, относятся агар и агароид пищевые, пектин, растительный клей, альгинат натрия.

Приведенные вещества растительного происхождения не обладают какими-либо вредными свойствами, в связи с чем их применение в пищевой промышленности не лимитируется.

Пектин в настоящее время может рассматриваться как пищевое вещество, полезное и необходимое в питании человека, в связи с чем более правильно пектин исключить из числа пищевых добавок и рассматривать его как пищевое вещество.

В качестве отбеливателя муки в хлебопекарной промышленности используется бромноватистокислый калий, который в применяемых концентрациях безвреден. Согласно данным Объединенного комитета экспертов по пищевым добавкам ФАО/ВОЗ, установлена безусловно допустимая доза бромидов для обработки муки – 0-20 мг/кг и условно допустимая- 20-75 мг/кг (для бисквитов). Бромноватистокислый калий допущен в качестве отбеливателя муки в количестве 40 мг/кг.

Пенообразователи

В эту группу пищевых добавок (функциональный класс 14) входят вещества, обеспечивающие равномерную диффузию газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты, в результате чего образуются пены и газовые эмульсии.

Пены — концентрированные дисперсные системы, состоящие из газовой дисперсной фазы и жидкой или твердой дисперсионной среды

Газовые эмульсии представляют собой разбавленные системы с небольшим содержанием пузырьков в жидкости (содержание дисперсной фазы менее 0,1 %) Для пен с жидкой дисперсионной средой принципиальное практическое значение имеют устойчивость, стабилизация и разрушение. В жидких пенах пузырьки газа плотно соприкасаются друг с другом через тонкие прослойки дисперсионной среды (пенные пленки), что ограничивает их свободное перемещение. Со временем толщина пленок уменьшается из-за отекания жидкости под действием силы тяжести и капиллярного давления в местах контакта нескольких газовых пузырьков.

Следствием утончения пленок становятся прорыв слоя жидкости между газовыми пузырьками и их коалесценция (слияние).

Увеличение размеров газовых пузырьков приводит к изменению раздела фаз, способствующему разрушению пены. В связи с этим время «жизни» пены, дисперсионная среда которой представляет собой однокомпонентную жидкость (например, чистую воду), сравнительно мало и пена, образованная путем диспергирования газа в жидкости, разрушается практически сразу после ее образования.

Разрушение газовых эмульсий, в которых концентрация дисперсной фазы невелика, связано с процессом обратной седиментации — всплытием газовых пузырьков из объема жидкой дисперсионной среды на ее поверхность.

Для получения пен необходимой устойчивости в систему вводят пенообразователи, которые подразделяют на два типа (рода):

  • истинно растворимые (низкомолекулярные) ПАВ;
  • коллоидные ПАВ, белки и некоторые другие природные высокомолекулярные соединения.

В общем случае при образовании пены в присутствии ПАВ происходит адсорбция их молекул в тонком слое пленки жидкой дисперсионной среды на границе с газовой дисперсной фазой, что вызывает изменение поверхностного натяжения на границе раздела фаз. В результате истечение жидкости из пенной пленки и ее утончение замедляются, а время «жизни» пены увеличивается.

Утончению пленок препятствует также избыточное давление, возникающее в тонком слое. Адсорбционный слой ПАВ изменяет структуру поверхности межфазной границы, повышая ее механическую прочность.

В присутствии пенообразователей первого рода устойчивость пен повышается пропорционально концентрации введенного ПАВ, однако такие пены быстро разрушаются по мере истечения жидкости из пенных пленок. При использовании пенообразователей второго рода с увеличением их концентрации повышается прочность структуры пены, каркас которой способен сдержать истечение межпленочной жидкости. При этом образуются устойчивые пены, время «жизни» которых составляет десятки минут и даже часы.

Пенообразование в пищевых системах может осуществляться диспергационным или конденсационным способом. Диспергирование происходит за счет перемешивания, встряхивания, взбивания, барботажа струи газа через жидкость и интенсифицируется в присутствии пенообразователей, растворенных в жидкой дисперсионной среде, а также при нагревании или снижении давления.

Конденсационный способ основан на пересыщении дисперсной-

ной среды газом, что происходит, в частности, в результате химических реакций или микробиологических процессов, которые сопровождаются выделением газа.

Примеры некоторых пищевых пен и природа их образования приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Источники образования основных видов пищевых пенТаблица 2 – Источники образования основных видов пищевых пен

В соответствии с СанПиН 2.3.2.560—96 технологические функции пенообразователя имеют четыре пищевые добавки (таблица 3).

Таблица 3 - Пищевые пенообразователиТаблица 3 – Пищевые пенообразователи

Куриные яйца в молочных коктейлях

Целый ряд молочных коктейлей готовят с введением в их рецептуру яиц. Чаще всего вводят только яичные желтки, но есть и рецептуры, предусматривающие введение яичных белков. Введение яичных желтков позволяет не только повысить биологическую ценность коктейлей за счет обогащения их витаминами и минеральными веществами, но и получить стойкие пены за счет естественного стабилизатора — лецитина. Яичный желток является естественным пищевым концентратом лецитина.Содержание его в желтке достигает 6 %. Лецитин не только прекрасный стабилизатор. Это и одно из ценнейших биологически активных веществ, выполняющих ряд важнейших функций в жизнедеятельности человеческого организма. Он обуславливает проницаемость мембран всех живых клеток организма, способствует росту молодого организма, нормализует жировой обмен и обмен холестерина, является легкодоступным источником фосфора.

Таким образом, коктейли с яичным желтком чрезвычайно полезные и вкусные напитки при условии использования куриных яиц первой свежести (не более 5 сут после снесения).Пенообразователь из яичного белка также является ценным в пищевом отношении продуктом. Основную массу сухих веществ его (около 13 %) составляют полноценные белки, которые и обусловливают пенообразующую способность яичного белка.

Пенообразующие вещества

В производстве некоторых кондитерских изделий необходимы пенообразователи, сообщающие характерную структуру, свойственную данному изделию. Классическим пенообразующим веществом является экстракт мыльного корня. Однако широкое применение его ограничивается и даже невозможно из-за токсических свойств действующего начала мыльного корня – сапонинов.

В связи с содержанием в мыльном корне сапонинов, обладающих токсическими свойствами, мыльный корень и его экстракты не допускаются в пищевой промышленности, в частности в кондитерском производстве и производстве безалкогольных напитков. Исключение составляет халва, в производстве которой допускается использование экстракта мыльного корня для введения в карамельную массу в количестве, не превышающем 0,03 % сапонина на 1 кг. При расчете на экстракт (удельный вес 1,05) допускается 20 000 мг на 1 кг карамельной массы.

ПОРОШКИ

Порошки – это осадки аэрозолей или системы, полученные врезультате диспергирования твердых материалов.

Сыпучиематериалы могут быть превращены в аэрозоли под действием газового (воздушного)потока.

Кисели, желе, заварные кремы

В качестве пищевых стабилизаторов можно использовать готовые концентраты в виде киселей, желе, заварных кремов. Все они в своем составе содержат тот или другой стабилизатор, поэтому на их основе можно получать прекрасные коктейли. В киселях роль стабилизатора выполняет крахмал, в желе – желатин.

Методы разрушения пен.

Некоторые технологические процессы, особенно в химической, текстильной и пищевой промышленности, сопровождаются нежелательным пенообразованием. В ряде случаев образование пены может вызвать серьезные проблемы в ходе технологического процесса или отрицательно сказаться на качестве конечного продукта. В частности, пены могут снижать производительность оборудования, увеличивать технологическое время и затраты. Они мешают проведению технологических процессов, связанных с фильтрованием, центрифугированием, выпариванием, дистилляцией и т.п. В подобных случаях прибегают к разрушению пен. Для этих целей используют механические и физические способы. Механическое разрушение пен осуществляют струей воздуха или пара, либо с помощью специальных механических устройств – диспергаторов, крыльчатки, вакуумных устройств. Физические способы заключаются в воздействии на пену перегретым паром, ультразвуком, электрическим полем.

Однако наиболее экономичным и эффективным является применение химических пеногасителей. В качестве пеногасителей применяют природные жиры и масла, органические кислоты, кремнийорганические соединения, силиконовые масла, спирты, эфиры. Эффективные пеногасители – поверхностно-активные вещества, вытесняющие с поверхности жидкости пенообразователи, но сами не способные обеспечить стабилизацию пен из-за их низкой поверхностной активности.

Для пеногасителей характерна специфичность действия: вещества, вызывающие гашение пены в одной среде, малоэффективны в другой. Широкое распространение получили пеногасители из семейства кремнийорганических ВМС, они устойчивы, химически инертны, относительно дешевы.

При выборе пеногасителя необходимо учитывать следующие факторы: химическую природу пенообразователя, растворимость и концентрацию, присутствие электролитов, коллоидов или других ПАВ, температуру, рН и вязкость системы, используемое технологическое оборудование, конечное назначение продукта, содержащего пеногаситель.

В пищевой промышленности наиболее широко используют силиконовые пеногасители, поскольку они в наибольшей мере соответствуют всем необходимым требованиям.

СИСТЕМЫ С ТВЕРДОЙ ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДОЙ

К системам ствердой дисперсионной средой относятся конфеты, хлеб, рубиновые стекла.

Высокодисперсныесистемы типа Т/Т называют твердымизолями, а грубо- и среднедисперсные- сплавами.

К дисперснымсистемам Т/Т относятся минералы, горные породы, сплавы некоторых металлов.

Дисперсныесистемы типа Ж/Т называют твердымиэмульсиями – фарфор, некоторые фрукты (яблоки).

В системах Т/Ти Ж/Т возникает граница раздела фаз, на которой могут происходить адсорбционныеи адгезионные процессы.

Из электрокинетическихсвойств системам Ж/Т присущ электроосмос (удаление влаги из древесины)..

Некоторыесистемы типа Ж/Т и Т/Т способны рассеивать свет.

Например,жемчуг система типа Т/Т, состоит на 90% из мелких кристалликов карбонатакальция. Каждый кристалл окружен слоем перламутра. Перламутр рассеивает свет исоздает неповторимый колорит жемчуга.

Рассеяниесвета определяет окраску всех драгоценных и полудрагоценных камней, которыесодержат примеси тяжелых металлов, являющихся дисперсной фазой.

На основеметодик физико-химической механики были получены новые конструкционные материалы.Ряд таких материалов относится к системам Т/Т.

Твердые пены

В системах Г/Тпузырьки газа окружены твердой оболочкой – твердыепены.

В отличие отобычных пен, у твердых пен прочный каркас и они могут сопротивляться внешнимусилиям.

Твердые пеныполучают теми же методами, что и жидкие. В пищевой промышленности твердые пеныполучают вспениванием при помощи пеносушки.

Пеносушка – это приготовление вспененной массы с  одновременным сублимационным высушиванием.

Твердые пенытакже широко используются в строительстве: пенопласты, пенобетон,пеностекло,  поролон.

Капиллярно-пористые тела

К капиллярнопористым телам относятся  древесина,ткани, бумага, кирпич, фетр. В зависимости от содержания влаги их можнорассматривать как системы типа Г/Ж, Ж/Т или Ж/Г.

Характерноесвойство таких тел – подъем жидкости в порах. Капиллярный подъем -самопроизвольный процесс, который связан с уменьшением поверхности раздела фазза счет механического перемещения фаз относительно друг друга.

Упругостьпаров в случае вогнутой поверхности жидкости в капилляре меньше, чем надплоской поверхностью. В результате давление паров над плоской поверхностьюбудет превышать давление в капилляре, и в случае смачивания жидкостью стеноккапилляра за счет этого давления жидкость поднимается на высоту Н.

Н = 2 image003.gifЖГcosq/rgr      (14.5)

При полномсмачивании краевой угол равен 0:

Н = 2 image003.gifЖГ/rgr      (14.6)

Капиллярныйподъем жидкости имеет место в процессе пропитки и увлажнении структурированныхтканей, он определяет влагосодержание почвы, питание растений.

Молочная сыворотка

В последнее время прекрасные пищевые пенообразователи начали получать из молочной сыворотки. При этом используют метод ультрафильтрации — разделение сыворотки на фракции путем применения специальных мембранных фильтров, которые пропускают раствор молочного сахара и задерживают сывороточные белки. После высушивания получают концентрат сывороточных белков (КСБ), который является прекрасным пенообразователем , так как состоит в основном из белков альбумина и глобулина.

Применение пен.

Пенообразование используют во многих отраслях народного хозяйства – в производстве строительных и теплоизоляционных материалов (пенобетон, пеностекло), пластичных масс (пенопласты), при обогащении полезных ископаемых (пенная флотация).

Экстракорпоральное насыщение крови кислородом осуществляется в пенных аппаратах («искусственные легкие»). Пенные аэрозоли применяют для остановки кровотечений.

Вспенивание жидких и полужидких продуктов с последующим отверждением полученных пен имеет важное значение в производстве многих пищевых продуктов, для которых пенообразная структура оказывает решающее влияние на их отличительные свойства, например хлеба, бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, мороженого, кремов и др. Образование устойчивой пены пива свидетельствует о его высоком качестве.

На образовании пены основана пеносушка – сушка с предварительным вспениванием, обеспечивает получение сухих продуктов с тонкой структурой. Используется при производстве сухого картофельного пюре, кофе, порошков для приготовления напитков.

Пенообразование и пены имеют большое практическое значение. Образование пены является положительным фактором при стирке. С помощью вспенивания и последующего удаления пены можно очищать некоторые жидкости от содержащихся в них поверхностно-активных примесей, переходящих в пену. Так, например, за время существования пены можно извлечь нефтяные загрязнения с поверхности моря. И, наоборот, пользуясь тем же приемом, из раствора можно извлекать содержащиеся в нем ценные ПАВ.

Ссылка на основную публикацию