Грубодисперсные системы. Эмульсии

1. Грубодисперсные системы.

Эмульсии

2.

• понятие, классификация, строение
эмульсий, Устойчивость, природа и
роль эмульгатора, Получение и общие
свойства эмульсий. Деэмульгирование,
пищевые эмуль-сии: молоко, сливки,
сливочное масло, маргарин, соусы. Их
состав и строение.

3. Эмульсия

• Эмульсии — системы, состоящие из
двух
взаимно
нерастворимых
жидкостей.

4. Классификация эмульсий

1. По характеру дисперсной фазы и
дисперсионной среды:
- прямая м/в (масло в воде);
- обратная в/м (вода в масле).
Где м – любая не полярная жидкость,
в – любая полярная жидкость.

5. 2. По концентрации дисперсной фазы

• разбавленные,
• концентрированные,
• высококонцентрироватнтые.

6. Разбавленные эмульсии

Содержат до 0,1% дисперсной фазы.
Признаки:
• это наиболее высокодисперсные системы:
диаметр капель дисперсной фазы составляет
10-5 см;
• они не требуют введения стабилизаторов —
эмульгаторов, так как агрегативная
устойчивость эмульсий определяется
редкими столкновениями капель дисперсной
фазы.
Пример: молоко, нефть.

7. Концентрированные эмульсии

Содержат дисперсной фазы до 74 %
объема.
• Размер капель в них относительно велик
колеблется в пределах 0,1—1 мкм и
выше.
• Капельки видны под обычным
микроскопом.

8. Высококонцентрированные эмульсии

• Содержание дисперсной фазы превышает
74% объема.
• Признак таких эмульсий: капли дисперсной
фазы вследствие взаимной деформации
имеют форму многогранников. В целом
эмульсия под микроскопом напоминает соты.
• Некоторые эмульсии можно резать ножом,
например сливочное масло, маргарин,
кулинарные жиры.

9. Обращение фаз эмульсий

• Если в эмульсию типа м/в, стабилизированную
олеатом натрия ввести раствор хлористого
кальция, то в поверхностном слое произойдет
замещение натрия олеата кальция олеатом.
• Образовавшийся новый эмульгатор, обладая
противоположным действием по отношению к
эмульсии, обратит ее в эмульсию типа в/м. Если
в получившуюся эмульсию с эмульгатором
кальция олеата ввести раствор щелочи NaОН, то
образуется натрия олеат, а вместе с ним вновь
образуется эмульсия типа м/в.

10. Способы получения эмульсий

Диспергирование
1. Механическое
• Метод непрерывного встряхивания
dкапли=50-100 мкм
Наиболее эффективно прерывистое
встряхивание с постоянными
интервалами.

11. Применение смесителей

• С мешалками различного типа,
• Гомогенизаторы – жидкость
пропускается через малые отверстия
под высоким давлением.
• Гомогенизированное молоко – d частиц
0,2 мкм.

12. 2. Эмульгирование ультразвуком

• Наиболее эффективна область частот
20-50 кГц
3. Электрические методы
• достоинство – высокая
монодисперсность
• Не применим для вязких жидкостей.

13.

14.

• Явление взаимного превращения эмульсий
двух типов называется обращением фаз
эмульсий.
• При
этом
первоначальная
эмульсия
обращается так, что дисперсная фаза
становится в ней дисперсионной средой, а
дисперсионная среда — дисперсной фазой.
При обращении фаз вначале сосуществуют
оба типа эмульсий, но с течением времени
остается
или
преобладает
наиболее
устойчивая из них.
• Обращение фаз эмульсий можно вызвать
длительным механическим воздействием и
понижением температуры.

15. Изготовление масла

• В молоке и сливках жир находится в виде
стойкой эмульсии м/в.
При охлаждении
высокожирных сливок в маслообразователе
наступает
самопроизвольный
процесс,
приводящий
к
разрыву
адсорбционногидратной оболочки.
• При этом жировые шарики слипаются и
образуют агрегаты жировой фазы, в которой
распределяются водная фаза и отдельные
жировые
шарики
с
ненарушенными
оболочками. Происходит процесс обращения
фаз: сливки (м/в) – сливочное масло (в/м).

16. Типы эмульгаторов

1. Неорганические электролиты – наименее
эффективны
2. Коллоидные ПАВ – содержат не менее 8-10
атомов углерода.
Соотношение между гидрофильными
свойствами полярной группы и
липофильными свойствами неполярной
группы (углеводородного радикала)
определяется числом гидрофильнолипофильным балансом – ГЛБ.

17. Число ГЛБ

• Растворимость ПАВ характеризуется
число ГЛБ.
• ПАВ с числом ГЛБ от 8 до 13, лучше
растворимы в воде, чем в масле. Они
образуют первого рода (прямые).
• ПАВ с числом от 3 до 6 образуют
эмульсии второго рода.

18. Эмульгаторы для прямых эмульсий

• Натриевые соли высших карбоновых
кислот (мыла)
• Алкилсульфаты
• Лауриновая кислота C11H20COOH
• Миристидиновая кислота C13H27COOH
Для
предотвращения
коагуляции
(коалесценции) достаточно, чтобы эмульгатор
занимал 40-60% капли.

19. ПАВ в кулинарии и пищевой промышленности

• Природные – молотый перец, горчица,
желтки яиц.
• Синтетические – олеаты, пропиловый
спирт, моноглицериды жирных кислот,
сахароглицериды.

20. 3. Высокомолекулярные вещества

• Альгинаты, крахмал, агар, желатин,
казеинат натрия.
4. Тонкоизмельченные нерастворимые
порошки
м/в - гипс
в/м – графит, ZnS, CuS