Структурообразование в дисперсных системах - Реферат

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТИТЕТ ИМЕНИ Д.И. Кафедра «Технологии химико-фармацевтических и косметических средств»Обычно одна из фаз образует непрерывную дисперсионную среду, в объеме которой распределена дисперсная фаза (или неск. дисперсных фаз) в виде мелких кристаллов, твердых аморфных частиц, капель или пузырьков. Дисперсные системы повсеместно распространены в природе. Учение о дисперсных системах и поверхностных явлениях в них составляет сущность коллоидной химии.Устойчивость дисперсных систем характеризуется постоянством дисперсности (распределения частиц по размерам) и концентрации дисперсной фазы (числом частиц в единице объема). Наиб. сложна в теоретическом аспекте и важна в практическом отношении проблема устойчивости аэрозолей и жидких лиофобных дисперсных систем. Различают седиментационную устойчивость и устойчивость к коагуляции (агрегативную устойчивость). Седиментационно устойчивы коллоидные системы с газовой и жидкой дисперсионной средой, в которых броуновское движение частиц препятствует оседанию; грубодисперсные системы с одинаковой плотностью составляющих их фаз; системы, скоростью седиментации в которых можно пренебречь изза высокой вязкости среды. В агрегативно устойчивых дисперсных системах непосредственно контакты между частицами не возникают, частицы сохраняют свою индивидуальность. Сближаясь на расстояние, отвечающее этому минимуму, частицы объединяются в агрегаты, образование которых ведет к потере системой агрегативной устойчивости.Таким образом, системы, образующиеся в результате коагуляции коллоидных растворов, а также концентрированные растворы ВМС являются структурированными. Тип и свойства структур, образующихся в коллоидных системах, зависят от характера сил взаимодействия между частицами дисперсной фазы. Ребиндеру все структуры подразделяются на два типа: конденсационно-кристаллизационные и коагуляционные. Они образуются при коагуляции, соответствующей вторичному минимуму на потенциальной кривой, в результате дальнего межмолекулярного взаимодействия частиц на расстояниях порядка 100 А, т.е. за счет сил Ван-дер-Ваальса. Для коагуляционных структур характерно старение во времени, которое проявляется в постепенном упрочнении структуры, ее сжатии и высвобождении части жидкости из структурной сетки, что может привести к своеобразному разделению системы на две фазы: более концентрированный студень и растворитель, содержащий некоторое количество частиц дисперсной фазы.Это системы с частицами, имеющими несферическую форму и способными деформироваться, а также структурированные дисперсные системы. Кроме того, с увеличением концентрации дисперсной фазы усиливается взаимодействие между частицами, что приводит к значительному отклонению от уравнения Эйнштейна, и поведение структурированной жидкообразной системы отличается от поведения ньютоновской жидкости - для них наблюдается зависимость вязкости от напряжения сдвига. Кривые течения для структурированных жидкостей имеют вид, изображенный на рис. Поэтому получается система с концентрацией дисперсной фазы, которая отвечает образованию структурной сетки из частиц, подверженных броуновскому движению. При малых нагрузках (участок I) контакты между частицами практически не нарушаются - система обладает очень высокой вязкостью и ведет себя как твердообразная.Известно, что дисперсные системы встречаются повсеместно, как в повседневной жизни, так и в производственных процессах.Процесс структурообразования многокомпонентных пищевых масс может начаться и завершиться в течение одной технологической операции или, в большинстве случаев, структурообразование охватывает несколько операций. В последнем случае структура обрабатываемой массы приобретает новое качество от операции к операции. Например, на стадии сбивания сахаро-паточного сиропа с яичным белком и другими компонентами образуется пенообразная структура сбивной конфетной массы, которая затем приобретает твердообразные свойства в результате застудневания агара на стадии выстойки. В производстве пралиновых конфетных масс структурообразование имеет место при смешивании жировых и сыпучих компонентов и пластикации смеси, в то время как в производстве маргарина оно осуществляется в процессе эмульгирования жировой и водно-молочной фаз, охлаждения и кристаллизации полученной эмульсии. Таким образом, структурообразование является центральным процессом в технологической схеме производства многокомпонентных пищевых продуктов, объединяя те операции, которые непосредственно формируют необходимые структурно-механические, физико-химические и органолептические свойства конечных продуктов.В зависимости от этого в первом случае формирование структур твердения будет протекать по кристаллизационному механизму, а во втором - по коагуляционному. В ряде случаев, по-видимому, структурообразование протекает по смешанному кристаллизационно-коагуляционному и коагуляционно-кристаллизационному механизму в зависимости от преобладания того или иного вида структурообразования.

Содержание

Введение

1. Причины структурообразования

1.1 Устойчивость дисперсных систем

1.2 Структурно-механические свойства дисперсных систем

2. Реологические свойства структурированных систем

3. Структурообразование в различных технологических сферах

3.1 Структурообразование в пищевом производстве

3.2 Структурообразование в строительстве

Заключение

Список литературы