عناوين
الحلويات صناعة تكنولوجيا

حل وكلاء التبلور

في إنتاج كتل الهلام ، تكون المواد المكونة للهلام منقوعة مسبقًا لساعات 1-3 في حمام به ماء جار عند درجة حرارة 15-25 ° С.

عندما نقع agaroid أجار، يحدث تورم furcellaran، يتم امتصاصه٪ من المياه 400-600 لارتفاع المواد الوزن الجزيئي.

البكتين الجاف يستخدم عادة في صناعة منتجات الأرضيات. يضاف حوالي 10 ٪ من البكتين التفاح إلى عصير التفاح الذي يحتوي على 3 ٪ من المواد الصلبة ، ويخلط جيدا ويترك لمدة 2-4 ساعات لتنتفخ. تم تطوير طريقة متسارعة لإعداد معجون التفاح - البكتين ، والتي تقضي باختزال مزيج من هريس التفاح والبكتين الجاف ونفايات عودة الخطمي (مزيج متجانس) مع تحريك بسرعة دوران تتراوح بين 900-1200 دورة في الدقيقة لتقليل وقت التورم في البكتين. 70-60 دقائق

قبل تبرير الأنظمة التكنولوجية لإنتاج كتل الهلام والباستيل ، من الضروري أن نتحدث بإيجاز عن عمليات تورم وتفكك المواد ذات الوزن الجزيئي العالي.

في السابق ، انطلقوا من نظرية micellar الخاصة ببنية البوليمرات العالية واعتبروا عملية الذوبان بمثابة تشتيت مادة عالية الوزن الجزيئي في مذيب مع تكوين محاليل غروانية غير متجانسة وغير متجانسة حرارياً وغير مستقرة.

تم استبدال النظرية الميكروية بالنظرية الجزيئية ، والتي بموجبها يحدث انحلال مركب عالي الوزن الجزيئي تلقائيًا ، وغالبًا ما يحدث ذلك مع إطلاق الحرارة. عند الذوبان ، لا يلزم وجود عامل استقرار. لا يمكن الحصول على الحلول الغروية ، كما تعلمون ، بدون عامل استقرار خاص.

جزيئات المركبات الجزيئية في المحلول هي في شكل خيوط ملتوية في كرة. نتيجة للحركة الحرارية ، يتغير تكوين الخيط المدرفل طوال الوقت. بشكل عام ، ومع ذلك ، فإن شكل الملف يبقى دائمًا على مقربة من شكل الإهليلجيه الطويل.

عادةً ما يتم اعتبار انحلال المواد الجزيئية كعملية لخلط اثنين من السوائل ، والذي يحدث بسبب تفاعل الطاقة بين جزيئات المذاب والمذيب ، وبفعل عامل الانتروبيا الذي يميز التوزيع الموحد لجزيئات المذاب في المحلول.

يجب أن يكون الانحلال التلقائي لمركب ذو وزن جزيئي عالٍ عند ضغط ودرجة حرارة ثابتة مصحوبًا بانخفاض في الطاقة الحرة وفقًا للمعادلة:

AE = AF - TAS (ثانيا 3)

حيث F- الطاقة الداخلية، S هو الانتروبيا.

من الواضح ، من أجل حدوث انحلال تلقائي ، يجب أن يكون لقيمة الإمكانات الحرارية الديناميكية E قيمة سالبة. يتم تحقيق ذلك بشرط أن يكون DF <0 ، AS> 0. يتم استيفاء الشرط الأول من خلال إطلاق حرارة الترطيب والانحلال. يتم تنفيذ الشرط الثاني دائمًا في الممارسة أثناء الذوبان ، نظرًا لأن إنتروبيا الاختلاط تكون دائمًا إيجابية بالنسبة للمواد ذات الوزن الجزيئي العالي وتتجاوز بشكل ملحوظ الإنتروبيا المثالية للخلط. ويفسر ذلك من خلال حقيقة أنه في الحل تزداد إمكانية حركة المقاطع الفردية من جزيئات السلسلة المرنة.

يمكن تحديد موقع الجزيئات الموجودة في المحلول بشكل مختلف ، ويمكن لكل جزيء ماكرو إجراء عدد كبير من التعديلات. مما سبق ، هناك استنتاج مهم يتبع أن المواد عالية الجزيئات ذات الجزيئات المرنة يجب أن تذوب دائمًا بشكل أفضل من الجزيئات الصلبة.

مع زيادة درجة الحرارة ، تصبح قيمة عامل الانتروبيا أكبر. وبالتالي ، بالنسبة لأي مادة الجزيئات الكبيرة والمذيبات ، يجب أن توجد درجة حرارة حرجة يتم ملاحظة خلطها أعلاه من جميع النواحي.

يرافق ذوبان المواد عالية الوزن الجزيئي مع الجزيئات الخطية تورم ، وهي المرحلة الأولى من الذوبان.

عند التورم في الماء ، يستمر الذوبان على مرحلتين. الجزيئات الكبيرة في المواد الجزيئية غير المتبلورة تكون معبأة بإحكام نسبيا ، والحركة الحرارية بين السلاسل المرنة تخلق فجوات تنتشر فيها جزيئات الماء الصغيرة. يحدث ترطيب الجزيئات ، مصحوبًا بإطلاق الحرارة ، وتدمير الروابط بين الجزيئات الفردية ، الترتيب المرتب لجزيئات الماء بالقرب من الجزيئات الكبيرة من البوليمرات العالية. لذلك ، في المرحلة الأولى من الانهيار ، تتناقص إنتروبيا النظام.

في المرحلة الثانية، عندما التواصل بين الجزيئات الفردية أضعفت إلى حد كبير، يتم فصل هم من المواد السائبة ونشر في البيئة، وتشكيل الحل الحقيقي متجانسة. في هذه المرحلة، فإن عملية حل لأسباب التدهور الحتمي بحتة.

الوزن الجزيئي العالي للمادة، تحدث عمليات تورم وحل أكثر ببطء.

في ظل هذه الظروف ، لا ينتهي التورم دائمًا بالانحلال. قد يكون أحد أسباب هذه الظاهرة هو أن المادة ذات الوزن الجزيئي العالي والمذيبات قادرة على الاختلاط إلى حد محدود. سبب آخر هو أن الروابط الكيميائية أو الجزيئات المتشابكة يمكن أن توجد بين جزيئات مادة عالية الوزن الجزيئي. مثل هذه المادة تمثل أساسًا شبكة مكانية تمنع فصل الجزيئات عن بعضها البعض وانتقالها إلى محلول.

ينخفض ​​التورم المحدود بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة ، ويزيد معدل التورم ، حيث أن زيادة درجة الحرارة تساعد على تسريع إنشاء حالة التوازن للنظام.

درجة تورم Hн يمكن حساب المواد ذات الوزن الجزيئي العالي بالمعادلة:

Нн = (g - EO) / g0> (ثانيا:4)
حيث g0 и g هي عينة المادة قبل التورم وبعده ، على التوالي.

من خلال تحديد درجة التورم في فواصل زمنية معينة ، يمكن للمرء دراسة حركية التورم وبناء منحنى موصوف تحليليًا بواسطة المعادلة التفاضلية:

Hmax-- K (NNtakh - لاالإقليم الشمالي)، (II-5)


حيث HNtakh- درجة التورم النهائي ؛ Hالإقليم الشمالي- درجة التورم في الوقت t ؛ K هو ثابت معدل التورم ، وهذا يتوقف على طبيعة البوليمر والمذيبات ودرجة الحرارة.

بناءً على النظرية المذكورة أعلاه حول تفكك المواد الجزيئية الكبيرة ، من الممكن وصف اعتماد قابلية الذوبان لعوامل التخصيب في الماء على عدة عوامل.

كما هو الحال مع أي مركب الجزيئات ، تعتمد قابلية الذوبان للعوامل المكونة للجيل على الوزن الجزيئي للمادة وبنية جزيئها. يمتلك agaroid ، فورسيلاران ، أفضل ذوبان في الماء ، حيث تكون كتلها الجزيئية أقل 5-10 مرات من كتلة agaroid. تعتمد قابلية ذوبان المواد البكتينية ليس فقط على الوزن الجزيئي ، ولكن أيضًا على درجة استنارة الجزيئات. مع زيادة في الوزن الجزيئي وانخفاض في درجة الأسترة ، وانخفاض الذوبان. على سبيل المثال ، في البكتين القابل للذوبان في الماء ، أكثر من 80 ٪ من مجموعات الكربوكسيل مشبعة بجذور ميثيل الكحول. وحمض البكتيك ، درجة استنارة الجزيئات التي تساوي الصفر ، غير قابل للذوبان عملياً في الماء.

يرجع عدم قابلية البروتوبكتين للذوبان في الماء إلى وجود جزيء من الروابط الأيونية متعددة التكافؤ من خلال الكالسيوم والمغنيسيوم بين مجموعات الكربوكسيل الحرة من جزيئات البكتين. قد تتشكل روابط المجموعة بين مجموعات كربوكسيل من جزيئات البكتين ومجموعات هيدروكسيل من عديد السكاريد الأخرى (السليلوز ، الهيملسيلوز).

مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتم تسريع عمليات التورم وتفكك عوامل تشكيل الجل. عندما يغلي ، فإنها تذوب تماما ، وتشكيل الحل الجزيئي الحقيقي. يمكن أن تختلف مواد البكتين التي انتقلت إلى محلول عند تسخين الفواكه والمواد الخام للتوت إلى درجات حرارة مختلفة في درجة البلمرة والتقدير وغيرها من الخصائص.

إضافة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. Обязательные поля помечены *

هذا الموقع يستخدم Akismet لمكافحة البريد المزعج. تعرف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.