2.5.6 Поверхностно-активные вещества 

Оглавление

2.5.6 Поверхностно-активные вещества 

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются химические соединения, которые способны адсорбироваться на границе раздела фаз. Адсорбируясь в виде мономолекулярного слоя, ПАВ могут значительно изменять молекулярное взаимодействие соприкосновения фаз, понижать поверхностное натяжение раствора, вследствие чего меняются скорости обмена веществ между фазами: скорость испарения, растворения, конденсации, кристаллизации. Эти изменения происходят под влиянием ничтожно малых количеств ПАВ.

Поверхностно-активными веществами в водных растворах на границе раздела с воздухом или собственным паром являются органические вещества, молекулы которых состоят из ассиметрично расположенных полярной группы и углеводородного радикала (спирты, карбоновые кислоты и др., а также их щелочные соли).

По химическому строению ПАВ делят на четыре основные группы: катионактивные, анионактивные, не-ионогенные и амфолиты.

Влияние ПАВ на различные технологические процессы, в которых имеет место смачивание, пенообразование, эмульгирование, диспергирование, и процессы, связанные с образованием и ростом новой фазы (кристаллизация), отличаются сложностью явлений. Каждый технологический процесс предъявляет свои специфические требования к ПАВ. Так, ПАВ, используемые в пищевой промышленности, должны быть нетоксичными, не сообщать продуктам специфических запахов, не изменять рН среды, быть достаточно устойчивыми в диапазоне температур данного процесса.

Таким условиям отвечают пищевые ПАВ.

Среди известных пищевых ПАВ значительное место занимают производные глицерина и жирных кислот. Одним из представителей этих ПАВ являются ацетилированные моноглицериды стеариновой кислоты (АМГС).

АМГС - химические соединения, в которых одна гидроксильная группа глицерина этерифицирована стеариновой кислотой, а вторая (АМГС 50 %-ной степени ацетилирования) или третья (АМГС 100 %-ной степени ацетилирования) гидроксильные группы - уксусной кислотой.

Ацетомоноглицериды - вещества светло-желтого цвета, не имеют вкуса, биологически инертны, легко гидролизуются в организме с образованием глицерина, жирной и уксусной кислот. Они находят широкое применение в качестве античерствителей в хлебопекарном производстве, жировых пластификаторов в маргарине, мороженом, в косметической и фармацевтической промышленности как смазочное средство для ряда видов пищевого оборудования.

АМГС должны соответствовать следующим требованиям:

АМГС применяются в процессах кристаллизации сахара. Технологическая эффективность их применения выражается в прекращении пенения, снижения вязкости, уменьшении адгезии утфелей, повышении скорости кристаллизации сахара, что способствует сокращению длительности их уваривания и улучшению гранулометрического состава сахара.

Эффективность влияния АМГС на протекание процессов кристаллизации утфелей увеличивается с понижением технологических качеств свеклы, поступающей на переработку, а также при добавлении их к утфелям промежуточной и особенно последней ступеней кристаллизации.

Применение АМГС в период переработки свеклы с низкими технологическими качествами дает возможность сократить длительность уваривания утфелей последней ступени кристаллизации.

При переработке здоровой свеклы хорошего технологического качества затруднений при уваривании утфелей I кристаллизации, как правило, не наблюдается. Целесообразность применения ПАВ в этот период может быть вызвана облегчением получения равномерных кристаллов сахара и предотвращением образования "муки". Величина добавки ПАВ в таких случаях составляет 30 мг/кг утфеля.

При уваривании утфелей I ступени кристаллизации с доброкачественностью ниже 90 % появляется необходимость интенсификации процесса, особенно в заключительный период. Величина добавки ПАВ при работе с такими утфелями может быть увеличена до 50 мг/кг утфеля.

Утфели промежуточной и последней ступеней кристаллизации отличаются увеличенной вязкостью, повышенной способностью к пенообразованию и низкими скоростями кристаллизации.

Применение ПАВ оказывает существенное влияние на уменьшение вязкости и увеличение текучести утфелей. Величина добавок ПАВ дифференцируется в зависимости от качества увариваемых утфелей и составляет 50-100 мг/ кг утфеля.

Добавка ПАВ к утфелю в кристаллизаторы перед центрифугированием сокращает цикл фуговки, улучшает качество сахара, полученного из утфеля последней ступени кристаллизации, устраняет залипание сит, способствует легкой выгрузке сахара из центрифуг.

Величина добавки ПАВ может составлять от 50 до 100 мг/кг утфеля в зависимости от вязкости и других факторов, отрицательно влияющих на центрифугирование.