Пищевые массы как структурированные системы

Поведение пищевых масс в различных технологических процессах, качество и товарный вид продуктов питания определяются их структурно=механическими свойствами. С этой точки зрения дисперсные системы подразделяются на свободнодисперсные и связнодисперсные системы, а также твердые структуры.

Свободнодисперсная система – это система, в которой частицы дисперсной фазы могут свободно перемещаться по всему объему системы.

Связнодисперсная система – это система, в которой частицы дисперсной фазы связаны между собой и неспособны перемещаться друг относительно друга.

Рис. 6. Свободнодисперсные и связнодисперсные системы

Связнодисперсные системы образуют кондитерские массы, студни, тесто, мясо и мясные изделия и т.д. Связнодисперсные системы в отличие от свободнодисперсных систем обладают новым качеством – прочностью. Они способны к деформации, простейшие виды которой – растяжение и сдвиг. При упругой деформации напряжение и деформация связаны следующим образом: Р = Е · ε, где Р – напряжение; Е – модуль упругости / модуль Юнга /; ε – деформация.

Возможен переход упругой деформации в пластическую. Этот переход осуществляется при Р = Р_т, где Р_т – предел текучести.

Деформация тел непосредственно связана со структурой. Структурированные системы в зависимости от концентрации, свойств и взаимодействия частиц дисперсной фазы могут обладать признаками жидкости или твердых тел, т.е. все тела можно разделить на жидкообразные и твердообразные.

Течение жидкообразных тел происходит при сколь угодно малых значениях предела текучести, т.е. при Р_т ≈ о.

Течение твердообразных /твердых/ тел имеет место при определенном значении предела текучести, когда Р_т > 0.

Жидкообразные системы обладают вязкостью. Течение вязких тел определяется законом Ньютона:

d ɣ

Р = ———, где

d Р

η – коэффициент вязкости;

d ɣ / d Р - скорость деформации. Если обозначить скорость деформации через ɣ, то вязкость системы определяется как η = Р/ ɣ.

Жидкости, вязкость которых не зависит от приложенной скорости деформации, называются ньютоновскими.

В отличие от ньютоновских жидкостей, характер течения которых отличается тем, что вязкость является величиной постоянной, вязкость структурированных жидкообразных систем зависит от внешнего воздействия. Подобные структурированные системы называют неньютоновскими / бингамовскими / жидкостями.

Для них характер течения определяется полной реологической кривой течения. Здесь η _max – наибольшая вязкость практически неразрушенной структуры, η _min – наименьшая вязкость предельно разрушенной структуры.

Рис.7. Полная реологическая кривая течения неньютоновской жидкости

Таблица 7

Классификация пищевых масс по структурно-механическим свойствам