Пены представляют собою дисперсную систему, состоящую из пузырьков газа, разделенных прослойками жидкости. Геометрическая форма газовых пузырьков пены зависит от соотношения объемов газа и жидкости в ней, степени полидисперсности пены и способа упаковки пузырьков. При концентрации газа в пене менее 50% пузырьки имеют форму шара. При объемной концентрации газа более 50% - они приобретают полиэдрическую форму.
При производстве кондитерских изделий используется большое разнообразие пенообразных масс: белковые кремы; сбивные начинки; карамельная масса, сбитая с пенообразователем; сбивные конфетные массы; пастильная и зефирная массы.
Пенообразные массы получают, как правило, диспергационным способом. При интенсивном перемешивании жидкости захватывается воздух и дробится на мелкие частички
С уменьшением поверхностного натяжения жидкости пенообразующая способность увеличивается
Для придания устойчивости пене необходимо присутствие в жидкости. окружающей пузырьки воздуха, пенообразователя, к которому относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ). Молекулы ПАВ обладают дифильными свойствами и независимо от концентрации устремляются на границу раздела фаз, адсорбируясь определенным образом.
В результате адсорбции молекул ПАВ на границе раздела фаз значительно снижается поверхностное натяжение. Его величина будет зависеть от плотности упаковки молекул в адсорбционном слое, природы и химического состава ПАВ. При достижении определенной концентрации ПАВ начинается мицеллообразование. Считают, что в этом случае адсорбированные молекулы ориентируются перпендикулярно поверхностному слою. Значение критической концентрации мицеллообразования (ККМ) зависит от ряда факторов и, в первую очередь, от длины углеводородного радикала молекулы ПАВ и температуры раствора. С увеличением длины цепи ККМ уменьшается. С увеличением концентрации ПАВ вспениваемость раствора сначала увеличивается до максимального значения, затем остается практически постоянной или понижается. Обычно изменение пенообразующей способности с ростом концентрации связывают с мицеллообразованием, поскольку при достижении ККМ происходит завершение формирования адсорбционного слоя, который в этот момент приобретает максимальную механическую прочность. В момент получения пены количество жидкости в ней обычно значительно превосходит то, которое должно соответствовать гидростатическому равновесию. Поэтому уже при образовании пены из нее выделяется жидкость. Избыточная жидкость из пленок, покрывающих газовые пузырьки, вытекает в каналы, возникающие в местах контакта трех пленок, и по ним стекает из верхних слоев пены в нижние в направлении силы тяжести до тех пор, пока градиент капиллярного давления не уравновесит силу тяжести.Одновременно с перетеканием жидкости в каналы, когда давление в нижнем слое пены превысит внешнее давление, начинается вытекание жидкости пены. Этот процесс называется синерезисом пены.
В свою очередь, при вытекании жидкости из пены давление в каналах понижается, соответственно повышается капиллярное и расклинивающее давление, что ускоряет коалесценцию пузырьков и разрушение столба пены.
Стабилизирующее действие адсорбционных слоев ПАВ, как кинетического фактора устойчивости пены, заключается в том, что они уменьшают скорость течения жидкости по каналам и пленкам пены, обеспечивают заторможенность поверхностных слоев пленок и каналов и невозможность развития конвективного переноса, а также создают определенную зависимость профиля каналов от типа ПАВ и градиента давления.
Скорость вытекания жидкости из пены и время установления капиллярного давления (при большом перепаде давления) зависят от высоты столба пены, кратности пены, типа и концентрации пенообразователя, концентрации электролита и других добавок, вязкости жидкой фазы, температуры пены, присутствия в жидкой фазе твердых частиц.
Одной из важнейших характеристик пены является ее дисперсность, которая определяет многие свойства и процессы, протекающие в ней, а также технологические качества пены. Для оценки дисперсности измеряют средний радиус пузырька, эквивалентного по объему сфере, условный диаметр и удельную поверхность раздела жидкость-газ.
Одним из факторов самопроизвольного разрушения пены является диффузионный перенос газа из маленьких пузырьков в более крупные. Он вызывается неодинаковым давлением газа в пузырьках. В пене каждый пузырек окружен несколькими пузырьками разных размеров, и между каждыми из них происходит диффузионный перенос. Из наиболее мелких пузырьков газ диффундирует во все другие.
С понижением температуры скорость синерезиса возрастает, хотя вязкость пенообразующего раствора увеличивается. Это обусловлено тем, что с понижением температуры возрастает не только вязкость, но и поверхностное натяжение, которое вызывает увеличение размеров пузырьков пены.
Большинство поверхностно-активных веществ стабилизирует пену в щелочной среде. Пенообразующая способность неионогенных ПАВ не зависит от величины рН среды в области значений от З до 9. Белковые растворы проявляют максимальную пенообразующую способность, как правило, в изоэлектрической точке. При добавлении электролитов происходит сдвиг изоэлектрической точки, одновременно с этим смещается и максимум пенообразования.
Стабилизация пен поверхностно-активными веществами, способными образовывать адсорбированные межфазные слои с особыми структурно-механическими свойствами, может привести к практически неограниченному повышению устойчивости дисперсной системы.
При производстве пастильных масс используется яблочное и другие виды пюре: абрикосовое, рябиновое, клюквенное, мандариновое, а также фруктово-ягодные припасы.
С увеличением концентрации сухих веществ рецептурной смеси за счет плотного остатка студнеобразующего яблочного пюре пенообразование, как правило, улучшается.
В качестве пенообразователя обычно используется белок куриного яйца. Преобладающей составной частью протеинов яичного белка является овальбумин (около 50 % к массе всех белковых веществ). Максимальная пенообразующая способность белков проявляется в изоэлектрической точке, которая соответствует рН среды около 7.
Пенообразующая способность белковых препаратов с увеличением их концентрации повышается. При получении пастильной массы свежий яичный белок добавляют в количестве 1,0-1,5% массы рецептурной сахарояблочной смеси.
Максимальная пенообразующая способность белков проявляется в изоэлектрической точке, которая достигается в слабо-кислых средах. При изготовлении пастильных масс величина рН колеблется в пределах З,2-3,8. В таких сильнокислых средах пенообразующая способность молочных белков резко снижается. Поэтому они используются лишь при изготовлении некоторых сбивных конфетных масс.
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 123 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |