Tárgy január 3
A legtöbb objektum alá, reológiai vizsgálatok úgynevezett diszperz rendszerek. Ez utóbbinak különösen jellemző jelentős eltérések a klasszikus törvényei deformáció és az áramlás.
Disperse Systems - egy olyan rendszer, amelyben az egyik anyag részecskék formájában különböző méretű diszpergált egy másik anyagban.
A diszperz rendszerek megkülönböztetik a diszpergált fázis (DP) - anyag, és a finom eloszlású diszperziós közeg (DS), - homogén anyag, amelyben a diszpergált fázis oszlik (a sáros víz tartalmazó agyag, DF szilárd részecskék, az agyag, és a DS - víz).
Egy fontos jellemzője a diszperz rendszerek a diszperziós fok - az átlagos részecskeméret a diszpergált fázis.
Szerint a diszperziós fok általában izolálva következő osztályai diszperz rendszerek:
A szuszpendált rendszer - egy olyan rendszer a diszpergált fázis részecskemérete nagyobb, mint 10 ~ 7 M (szuszpenziók és emulziók).
Kolloid rendszerek - rendszerek, a diszpergált fázis szemcsemérete, ami 10 -7 - 10 -9 m microheterogeneous Ez a rendszer jó a fázisok közötti határfelületen .. Ezek a részecskék nem ülepednek a gravitáció, áthaladnak a szűrőpapíron, de késleltetett növényi és állati membránok. Például, protein oldatok, talajkolloidok, stb
Néha bocsátanak molekuláris (ion) -dispersnye rendszer, amely szigorúan véve, az igazi megoldásokat. azaz homogén rendszerekben, mivel nincs interfész felületek őket. diszpergált fázis részecskemérete kisebb, mint 10 ~ 9 M. oldott anyag formájában molekulák vagy ionok. Például, elektrolit oldatok, cukor.
Az alsó határ az a kolloid diszperziós rendszer 20-30 molekulákat, amelynek mérete 1-6 nm.
Kolloid rendszerek, viszont vannak osztva két csoportra, élesen eltérő karakter interakciók részecskéi között a diszpergált fázis és a diszperziós közeg - vagy liofil kolloidok (szolok) és liofil kolloidok amely korábban tulajdonított megoldások nagy molekulatömegű vegyületek. Liofilizálással rendszerek közé micellák felületaktív anyagok.
A liofil kolloidok közé tartoznak olyan rendszerek, amelyekben a diszpergált fázis részecskéihez kölcsönhatásba gyengén diszperziós közegben; Ezek a rendszerek csak akkor érhető el a energiafelhasználással, és stabilak csak stabilizátorok jelenlétében. Liofil rendszerek definíció szerint, ha van egy felesleges felületi energiával, ha azt nem kompenzálja a bevezetése stabilizátorok. Ezért ezek a folyamatok spontán részecskék megnövekedése, azaz csökkentését felületi energia csökkentésével fajlagos felülettel. Az ilyen rendszereket nevezzük aggregáció instabil. Tény, alatt az aggregátum stabilitása megértsék a rendszer azon képességét, hogy fenntartsák a határfelületi energia a felület a diszpergált fázis részben a diszperziós közeg
A bővítés a részecskék mehet külön utakon. Egyikük, az úgynevezett izoterm desztilláció. Ez át az anyagot a kisebb részecskék nagy (a Kelvin hatás). Ennek eredményeként, a finom részecskék fokozatosan oldottunk (bepároljuk), és a nagy - egyre növekvő.
A második út, a leggyakoribb és jellemző diszperz rendszerek, egy koagulációs (lat, koaguláció, beszűrődés) álló koaleszcencia részecskék. Az is lehetséges, és koalistsentsiya -Merge részecskék.
Koagulációs híg rendszerekben is vezet veszteség ülepedési stabilitása (ellenállás a szedimentációs részecskék hatása alatt a gravitáció), és végül a rétegek szétválásának (szeparáció) fázisok.
Aggregatív instabilitása nagy részecskék határozza meg a felső határt a létezését kolloid részecskék.
A nemfolytonos fázis a liofil diszperz rendszerek úgynevezett micella, egy vagy liofil - egy komplex szerkezeti egységet.
A mennyiségi jellemző diszperziót (fragmentáció) Az anyag a diszperziós fok (a foka fragmentáció, D) - a reciproka a méret a diszpergált részecskék.
Amikor csökkenti a méretét és diszpergálhatóságának javítására növeli jellemző összes heterogén rendszerek belső a fázisok közötti határfelületen, nagyobb és nagyobb számú atom van a felületi réteg (a határfelületen), mint a részecskék száma a térfogata a diszpergált fázis, azaz a kiemelkedő szerepet a határ rétegek és a kapcsolódó felszíni jelenségek. Táblázat. Az 1. ábra a funkciók kolloid rendszerek, mint a valódi megoldások és durván diszpergált rendszereket.
A különböző diszperz rendszerek is köszönhető, hogy az a tény, hogy a az őket alkotó fázisok lehetnek a három állapot bármelyikében az aggregációt. Amikor a felvétel sematikus halmazállapotát diszperz rendszerek jellemzően egy töredékét: a számláló jelzi, hogy a betűk G (gáz), F (folyadék) vagy T (szilárd) aggregációs állapotától a diszpergált fázis, és a halmazállapot és a diszperziós közeg (2. táblázat) pont a nevezőben. A kapcsolat a korlátlan kölcsönös oldhatósága a gázdiszperzió rendszer Y / Y a besorolási általában nem jelezzük.
1. táblázat - jellemzői diszperziók
Durvára diszpergált rendszerek (emulziók és szuszpenziók)
Porózus és kapilláris rendszerek (habkő, penolplasty)
Porózus test, gélek (víz paraffin, gyöngy)
A szilárd kolloidok (ólomüveg ötvözetek)
Diszperz rendszerek lehetnek svobodnodispersnymi svjaznodispersnye és attól függően, a hiánya vagy jelenléte közötti összeköttetés a részecskék a diszperz fázis. Azáltal svobodnodispersnym rendszerek közé tartoznak az aeroszolok, hígított szuszpenziók és emulziók. Ezek a folyadék, ezekben a rendszerekben a diszpergált fázis részecskéi nincsenek kapcsolatok, részt lehallgató hőmozgást, szabadon mozoghatnak a gravitáció hatására. Svjaznodispersnye rendszer - tverdoobrazny; erednek az érintkezés a diszpergált fázis képződéséhez vezet egy szövetváz szerkezet vagy háló. Egy ilyen szerkezet korlátozza a fluiditása a diszperz rendszer, és adja a képességét, hogy megtartja a formáját. Porok, koncentrált emulziók és szuszpenziók (paszták), habok, gélek - példák svjaznodispersnye rendszerek.
A 3. táblázat mutatja a komplex szemcsés élelmiszer-rendszerek, és a 4. és 5. táblázatban - a besorolás élelmiszerek a reológiai tulajdonságok
3. táblázat - Összetett szemcsés élelmiszer-rendszer
Kemény cukorkák, gabonafélék, dió mag, tészta, sárgarépa
Rugalmasság, keménység, nagy rugalmasság és szilárdság, törékenység
Attól függően, hogy a koncentráció a diszpergált fázis diszperziók is három csoportra oszthatók:
1) a híg, legfeljebb 0,1 térfogat%. diszpergált fázist;
2) koncentrátumok, amelyek 0,1-74% térfogat. diszpergált fázist;
A legösszetettebb reológiai tulajdonságok nagymértékben koncentrált diszperziók térbeli szerkezetek.
Leírni a trendek a különböző élelmiszer-anyagok nagyobb valószínűséggel használják az exponenciális egyenlet Ostwald de Waele
. ahol K és n állandók
Az n <1 уравнение соответствует кривой, в соответствии с рисунком 12а (при n =1 степенной закон сводится к выражению Ньютона).
Ostwald egyenletnek két állandók: K - összhang együttható jellegétől függően az anyag típusától és méretétől műszerek, és n - az index a jelenlegi. A K együttható legérzékenyebb, míg n. a hőmérséklet-változásnak, az anyag, ami különösen fontos megjegyezni, az élelmiszer-környezetben. egyenlet állandói csak akkor érvényes, egy bizonyos tartományban nyírási sebességnél.
Ha az érték n <1 вязкость уменьшается с повышением скорости сдвига, что соответсвует псевдопластичномув поведению материалаю Это реологическое свойство объясняют тем, что в неподвижной среде расположение частиц характеризуется значительной хаотичностью, а под действием возрастающих сил происходит все большая ориентация частиц в направлении течения. С повышением скорости также уменьшается взаимодействие между частицами.
A hatványfüggvény széles körben használják, hogy kifejezzék a különböző nemnewtoni áramlási élelmiszer anyagok: paradicsom koncentrátumok, cukoroldatok, sárgabarack püré, sütőipari tésztát, édességet tömeg és egyéb anyagokat.
Áramlási görbe a 12. ábrán látható (b), által leírt Steiger
(Itt, C és A - empirikus állandók).
Vannak még ilyen pszeudoplasztikusak anyagok, amelyekben az arányosság és között # 964; Meg kell jegyezni, csak nagyon nagy nyírási sebességeknél, összhangban a 12. ábra.
Ábra. 12. görbék egy pszeudoplasztikus élelmiszer anyagok
Az élelmiszer-anyagok megtalálhatók nem csak pszeudoplasztikus, hanem dilatáns áramlási ábra szerint a 13 (a). Ez az áramlási ismertetnek Ostwald ha n> 1. Nagyon nagy feszültségek viszkozitása válhat végtelenül nagy, ami vezet a megsemmisítése az anyag.
A diszperz rendszerek helyzet akkor állhat elő a koncentrációtól függően, és a terhelést, amikor a feszültség értéke kevesebb, mint a határérték, a diszperz rendszer úgy viselkedik, mint egy merev test, és rugalmasan deformálódik. Ha a stressz ható rendszer meghaladja a határértéket, a képlékeny bekövetkezik. A leírás, az áramlás a műanyag, amelyben predlozhenouravnenie Bingham # 964; 0 - folyáshatár (folyáshatára), Pa; HPL - műanyag viszkozitását, Pa # 8901; s (13. ábra b). Egy példa a rendszerek meglehetősen közel Bingham következő egyenlet szolgálhat margarin, csokoládé keveréket syrkovo-túró tömeg és praliné, fogkrém, folyékony szappanok és detergensek.
Flow görbék egyes élelmiszer anyagok (például cukorka tömeg „orosz minta”) leírása Herschel-Bulkley, összhangban a 13. ábra (c).
Ha a viszkozitás változás összefügg nemcsak a sebesség, de az idő, beszélünk tixotróp antitiksotropii vagy reopeksii.
Emlékezzünk, hogy az anyagot kell tekinteni, ha tixotróp viszkozitása az idő függvényében, és azt feltételezik, hogy a szerkezet egy bizonyos ideig nyugalmi visszatér az eredeti állapotába. Idő tixotróp megsemmisítés, valamint a hasznosítás és különböző struktúrák változnak nagyon széles határok között.
Will élelmiszer anyag rendelkeznek tixotróp tulajdonságokkal lehet meghatározni a rheogram előkészítése során a hiszterézis görbe. Ábra szerint 13 (g) illusztrálja az egyik forma a hiszterézis hurok épített eredményei alapján az egyik kísérletben, amelynek során a nyírási sebesség folyamatosan növekszik nullától a maximális érték, majd azonnal nullára csökken (nyíl mutatja). Meg kell jegyezni, hogy az azonos típusú hurkos más lesz teszt különböző időpontjaiban. Egy példa a tixotróp élelmiszer anyagok: fánk tésztát, praliné, szarvasgombával édességet tömege, kakaó, darált hús.
Anyagok, amelyek áramlási állapotban időben ellentétes, hogy egy tixotrop rendszert antitiksotropnymi hívást, összhangban a 13. ábra (d).
Anyagok Idő keményített szerkezete olyan tulajdonságokkal reopeksii, összhangban a 13. ábra (e). Ezek az anyagok tulajdonítható néha antitiksotropnym viszonylag ritka a mi gyakorlatunkban. Hiszterézis ezen anyagok állíthatók elő, valamint a idlya tixotrop. Kiszámításakor folyamatok tixotróp tulajdonságait feldolgozott élelmiszerek használt közeg olvasni, amikor kiindulási után hosszabb tartózkodási gépek és reopeksnye - után nagy nyíróerő.
13. ábra. Áramlási görbék különböző élelmiszert.