Виробництво пастильних виробів.

До пастельним відносяться кондитерські вироби, отримані збивання фруктово-ягідного пюре з цукром в присутності яєчного бежа, з наступним змішуванням пенообразной маси з гарячим Студнеобразующая агаровим (або пектиновим) сиропом або з гарячою мармеладної масою. В результаті застигання суміші виходить напівтверда пенообразная маса, яку після відповідної обробки формують окремими виробами прямокутної, кулястої, овальної форми.
Розрізняють два види пастили: клейову і заварний. У першому випадку збиту піноподібну масу змішують з клейовим (агар-цукрово патоковим) сиропом, у другому випадку - збиту масу змішують з яблучною мармеладної масою. Наші підприємства випускають переважно клейову пастилу.
Залежно від способу формування пастильной маси розрізняють різьблену пастилу, що випускається у вигляді виробів прямокутної форми, і відливну пастилу (зефір), якi формуються відливанням (відсадженням) у вигляді виробів кулястої або овальної форми.
Для виготовлення пастильних виробів використовуються різноманітні види фруктово-ягідного пюре, припаси, барвники, есенції або ефірні масла, що дозволяє виробляти широкий асортимент і надавати виробам смак і колір відповідних фруктів і ягід. Випускають сорти пастили, присмачені медом, молочними продуктами (медова, вершкова і ін.).
Пастила і зефір можуть бути покриті шоколадною глазур'ю.

Фізико-хімічні основи піноутворення

При виробництві кондитерських виробів використовується велика різноманітність піноподібних мас: білкові креми; збивні начинки; карамельна маса, збита з піноутворювачем; збивні цукеркові маси; пастильних і зефірна маси.

Піноподібні маси отримують, як правило, диспергационними способом. При інтенсивному перемішуванні рідини захоплюється повітря і дробиться на дрібні частинки. При диспергуванні частина роботи витрачається на збільшення вільної поверхневої енергії системи:
ЛЄ = As0, де ЛЕ - зміна вільної енергії; As - зміна площі поверхні розділу; про - поверхневий натяг на межі поділу фаз газ-рідина.

Зі зменшенням поверхневого натягу рідини пенообразующая здатність збільшується, так як для отримання однакового обсягу піни потрібно витрата меншою роботи.

Піни є термодинамічно нестійкими системами, так як мають сильноразвитой поверхню розділу фаз. За другим законом термодинаміки система мимовільно прагне зменшити запас вільної енергії. У зв'язку з цим процеси в пенах спрямовані на її коалес- ценцію, пов'язану зі злиттям окремих повітряних бульбашок, скороченням поверхні розділу, а отже, і зі зменшенням поверхневої енергії. Сталий стан системи відповідає повною коалесценции, тобто розшарування піни, з перетворенням в дві об'ємні фази- рідина і газ з мінімальною поверхнею розділу.

Для додання стійкості піні необхідна присутність в рідині, що оточує пухирці повітря, піноутворювача, до якого відносяться поверхнево-активні речовини (ПАР). Молекули ПАР мають дифільної властивостями і незалежно від концентрації спрямовуються на кордон розділу фаз, адсорбируясь певним чином. Гідрофільні частини молекул знаходяться у водній фазі, а гідрофобна спрямована в бік газового середовища або твердої поверхні, якщо остання гидрофобна.

В результаті адсорбції молекул ПАР на межі поділу фаз значно знижується поверхневий натяг. Його величина буде залежати від щільності упаковки молекул в адсорбционном шарі, природи і хімічного складу ПАР.

При досягненні певної концентрації ПАР настає «насичення» адсорбційного шару, починається міцелоутворення. Вважають, що в цьому випадку адсорбовані молекули орієнтуються перпендикулярно поверхневого шару.

Значення критичної концентрації міцелоутворення (ККМ) залежить від ряду факторів і, в першу чергу, від довжини вуглецевого радикала молекули ПАР, температури розчину. Зі збільшенням довжини ланцюга ККМ зменшується, а з підвищенням температури - збільшується.

У момент отримання піни кількість рідини в ній зазвичай значно перевершує те, яке повинно відповідати гидростатическому рівноваги. Тому вже при утворенні піни з неї виділяється рідина. Надлишкова рідина з плівок, що покривають газові бульбашки, випливає в канали, що виникають в місцях контакту трьох плівок, і по ним стікає з верхніх шарів піни в нижні в напрямку сили тяжіння до тих пір, поки градієнт капілярного тиску не врівноважує силу тяжіння.

Одночасно з перетіканням рідини в канали, коли тиск в нижньому шарі піни перевищить зовнішній тиск, починається витікання рідини піни. Цей процес називається синерезисом піни.

Швидкість синерезиса визначається не тільки гідродинамічними характеристиками піни (розміром і формою каналів, в'язкістю рідкої фази, градієнтом тиску, рухливістю поверхонь розділу рідина-газ та ін.), Але залежить також від інтенсивності внутрішнього руйнування структури піни (плівок і каналів) і руйнування стовпа піни . Зменшення середньої дисперсності і обсягу піни призводить до виникнення в ній надлишкової рідини і тим самим уповільнення встановлення гідростатичної рівноваги.

У свою чергу, при витіканні рідини з піни тиск в каналах знижується, відповідно підвищується капілярний і розклинюючий тиск, що прискорює коалесценцію бульбашок і руйнування стовпа піни.

Стабілізуючу дію адсорбційних шарів ПАР, як кінетичного фактора стійкості піни, полягає в тому, що вони зменшують швидкість течії рідини по каналах і плівкам піни, забезпечують загальмованість поверхневих шарів плівок і каналів і неможливість розвитку конвективного переносу, а також створюють певну залежність профілю каналів від типу ПАР і градієнта тиску.

Кількісною характеристикою піни є її кратність п, що визначається як відношення обсягу піни Vn до обсягу рідини V, що утворює стінки її бульбашок. Швидкість витікання рідини з піни і час встановлення капілярного тиску (при великому перепаді тиску) залежать від висоти стовпа піни, кратносгі піни, типу і концентрації піноутворювача, концентрації електроліту та інших добавок, в'язкості рідкої фази, температури піни, присутності в рідкій фазі твердих частинок.

Встановлено, що зі збільшенням висоти стовпа піни швидкість синерезиса лінійно зростає, але зменшується зі збільшенням кратності.

Однією з найважливіших характеристик піни є її дисперсність, яка визначає багато властивостей і процеси, що протікають в ній, а також технологічні якості піни. Для оцінки дисперсності вимірюють середній радіус бульбашки, еквівалентного за обсягом сфері, умовний діаметр і питому поверхню розділу рідина-газ. Кінетика зміни дисперсності відображає швидкість внутрішнього руйнування структури піни в результаті коалесценції.

При постійній кратності піни швидкість витікання рідини пропорційна квадрату її дисперсності і обернено пропорційна числу каналів в піні. При однаковій кратності і дисперсності швидкість синерезиса сильно знижується зі зменшенням стовпа піни. Зі збільшенням концентрації піноутворювача піна стає більш високодисперсною, що є основною причиною зменшення швидкості синерезиса. При однакових початкових умовах (кратності, дисперсності і т.д.) швидкість синерезиса зменшується обернено пропорційно збільшенню в'язкості рідкої фази.

Реальні піни полідісперсни. Одним з факторів самовільного руйнування піни є дифузний перенесення газу з маленьких бульбашок в більші. Він викликається неоднаковим тиском газу в бульбашках. У піні кожен пухирець оточений кількома бульбашками різних розмірів, і між кожними з них відбувається дифузійний перенос. З найбільш дрібних бульбашок газ дифундує в усі інші.

Основними факторами, що визначають швидкість дифузійного руйнування піни, крім ступеня полідисперсності, є розчинність газу, коефіцієнти дифузії, товщина плівок, поверхневий натяг розчину, а також пружність адсорбційних шарів ПАР. Останні зменшують капілярний тиск в малих бульбашках при їх стисненні і збільшують його в великих бульбашках при їх розширенні.

Вплив температури на стійкість пен досить складно і пов'язано з протіканням багатьох конкуруючих процесів. При підвищенні температури збільшується капілярний тиск всередині бульбашок повітря, а отже, зростає швидкість дифузійного переносу газу, збільшується розчинність ПАР, зменшується поверхневий натяг. Ці чинники сприяють короткочасного збільшення обсягу піни, але не стабільності. При підвищенні температури збільшуються теплові коливання адсорбованих молекул і, отже, послаблюється механічна міцність поверхневого шару, утвореного молекулами ПАР. Крім того, в'язкість пенообразующего розчину знижується, що збільшує швидкість течії рідини з плівок піни, а також змінюються умови гідратації полярних груп ПАР, що зменшує стійкість піни.

Зі зниженням температури швидкість синерезиса зростає, хоча в'язкість пенообразующего розчину збільшується. Це обумовлено тим, що з пониженням температури зростає не тільки в'язкість, але і поверхневий натяг, яке викликає збільшення розмірів бульбашок піни.

Більшість поверхнево-активних речовин стабілізує піну в лужному середовищі. Пенообразующая здатність неіоногенних ПАР не залежить від величини рН середовища в області значень від 3 до 9, Білкові розчини проявляють максимальну пенообразующую здатність, як правило, в ізоелектричної точці. При додаванні електролітів відбувається зсув ізоелектричної точки, одночасно з цим зміщується і максимум ціноутворення.

У водному розчині молекули яєчного альбуміну, сироватковогоальбуміну і казеїну знаходяться в вигляді глобул і більшість неполярних груп створюють гідрофобні області всередині глобули. При адсорбції білка на поверхні в результаті надлишку вільної енергії на межі розділу фаз відбуваються конформаційні зміни адсорбованих молекул, так як порушується рівновага сил, що стабілізують глобулу.

Процес адсорбції білкових макромолекул обумовлений повільної дифузією і повільної орієнтацією їх на кордоні розділу фаз, на що треба кілька годин на відміну від низькомолекулярних ПАР, для яких освіта рівноважного адсорбційного шару відбувається практично миттєво.

Розгортання білкових макромолекул на межі поділу фаз супроводжується глибокими змінами в третинної структурі, внаслідок чого більшість гідрофобних груп орієнтовано до повітряної фазі Агрегация денатурованих макромолекул супроводжується наростанням міцності міжфазного адсорбційного шару.

Стабілізація пен поверхнево-активними речовинами, здатними утворювати адсорбовані міжфазні шари з особливими структурно-механічними властивостями, може привести до практично необмеженого підвищення стійкості дисперсної системи.

Додати коментар

Вашу адресу електронної пошти не буде опублікований. Обов'язкові поля позначені *