Dintre substanțele care alcătuiesc materiile prime și produsele alimentare, o parte semnificativă este reprezentată de compușii cu conținut mare de molecule. Compușii cu conținut molecular ridicat sunt acele substanțe ale căror molecule constau în sute, mii și zeci de mii de atomi. De obicei, substanțele cu molecula ridicată sunt considerate cu o masă moleculară de la zece mii la câteva milioane.
Substanțele moleculare înalte (IUD) se referă la coloizi moleculari, moleculele acestor substanțe au dimensiunile particulelor coloidale, numite macromolecule din acest motiv. Cu toate acestea, există o diferență între soluțiile coloidale și soluțiile polimerice: în soluțiile de compuși cu molecule înalte nu există o caracteristică de bază a eterogenității sistemului coloidal. În ciuda greutății moleculare enorme a polimerilor, soluțiile lor sunt sisteme care sunt omogene, monofazate; Nu există interfață între faza dispersată și mediul de dispersie. Soluțiile IUD sunt soluții adevărate, deși au multe proprietăți similare cu cele ale soluțiilor coloidale. Spre deosebire de sistemele coloidale, soluțiile reale sunt agregate stabile.
Prin origine, substanțele moleculare înalte sunt divizate în naturale și sintetice. Printre cele mai importante substanțe macromoleculare naturale de origine vegetală și animală sunt proteine (gelatină, albumină), polizaharide (amidon, agar, celuloză, pectină) și altele.
Proprietățile DIU sunt influențate de gradul de polimerizare și de forma macromoleculelor. Conform structurii macromoleculelor, ele sunt împărțite în linii, ramificate și reticulate.
Polimerii au o rezistență mecanică ridicată, în special rezistența la tracțiune. Rezistența la tracțiune crește odată cu creșterea greutății moleculare (grad de polimerizare), iar cu creșterea temperaturii scade.
Sub influența oxigenului în aer, a luminii, a încălzirii și a altor factori, polimerii în condiții normale de depozitare suferă transformări chimice care duc la o schimbare a proprietăților. Acest proces se numește polimeri de îmbătrânire.
Polimerii cum ar fi substanțele cu un conținut scăzut de molecule moleculare au o solubilitate selectivă, adică, în unele lichide, polimerii se dizolvă, în altele nu. Polimerii se dizolvă în lichide asemănătoare cu cele din structura chimică: polimeri polari - în lichide polarice și nepolari - nepolari. De exemplu, gelatina - un polimer polar - se dizolvă într-un lichid polar - dar nu se dizolvă în alcool etilic. Procesul de dizolvare a polimerilor este particular și diferă de dizolvarea substanțelor cu greutate moleculară mică. Dizolvarea polimerului este precedată de umflare. Procesul de edemului adesea observate în anumite industrii, de exemplu în pâine, în gătit, și așa mai departe. G. Atunci când, înainte de operațiile de proces produc înmuiere gelatină, agar, pectină, leguminoase, în care aceste materii prime, tumefiere, absorb cantități mari de apă și creșterea în dimensiuni.
Procesul de dizolvare poate fi împărțit în patru etape. În prima etapă (figura 5, a), înainte de începerea dizolvării, sistemul constă din componentele lor pure: un lichid cu greutate moleculară joasă și un polimer. A doua etapă a procesului (figura 5, b) este umflarea, care constă în faptul că moleculele de lichid molecular scăzut pătrund în polimerul care se află în el. Acest lucru se datorează faptului că macromoleculele polimerice sunt flexibile, iar moleculele mici ale solventului penetrează polimerul, împing în afară lanțurile lanțurilor de polimeri, slăbind-o. Distanțele dintre moleculele din proba de polimer devin astfel mai mari, ceea ce este însoțit de o creștere a masei și volumului.
Dizolvarea a treia treaptă (fig. 5c) este aceea ca volumul de gonflare al polimerului și mărește distanța dintre macromoleculele, astfel încât macromolecule începe să se rupă de una de alta și se trece în stratul de lichid cu greutate moleculară mică. În a patra etapă a dizolvării (figura 5, d), moleculele de polimer sunt distribuite uniform pe întregul volum al sistemului, formând o soluție reală omogenă.
Fig. 5. Etape succesive de dizolvare reciprocă a unui compus cu moleculă înaltă într-un lichid cu greutate moleculară mică
Unii polimeri se umflă într-o măsură limitată. Tumba limitată este o umflare care nu se termină cu dizolvarea. În acest caz, polimerul absoarbe lichidul, dar el însuși nu se dizolvă sau se dizolvă foarte puțin. Polimeri cu umiditate redusă care au legături chimice - "poduri" - între macromolecule. Astfel de poduri nu permit ca moleculele de polimer să se separe unul de altul și să intre în soluție. În cazul în care comunicarea între macromoleculele de polimer instabil, polimerii limitat umflare la temperaturi moderate, la temperaturi mai ridicate se umflă fără limită, t. E. solubile, de exemplu, gelatină și agar.
Rata de umflare a polimerilor depinde de temperatură. Pe măsură ce crește temperatura, rata de difuzie crește și, în consecință, rata de umflare. Rata de umflare crește de asemenea cu gradul de rafinare a polimerului, deoarece aceasta determină o creștere a suprafeței de contact a agentului de umflare cu solventul. Șlefuirea cu răzuitoare, mașini de măcinat, mori se folosește în industria alimentară și în sectorul alimentar public. Alimentele mărunțite se umflă rapid și se fierbe.
Gradul și viteza de umflare sunt afectate de vârsta polimerului. Această influență este deosebit de importantă pentru proteine: cu cât vârsta polimerului este mai mică, cu atât este mai mare gradul de umflare și rata acesteia. Un exemplu este o umflare bună a pesmetului proaspăt, a biscuiților, a pielii de oaie și a umflăturilor slabe după o perioadă lungă de depozitare.
Rata și gradul de umflare a proteinelor depind, de asemenea, de pH-ul mediului. Această capacitate de a se umfla, în funcție de valoarea pH-ului, este utilizată în prepararea anumitor produse alimentare, de exemplu, se adaugă acid la produsele de patiserie, carne etc.
Capacitatea polimerilor de a se umfla poate fi estimată prin gradul de umflare (în%):
unde m1 este masa de polimer înainte de umflare;
m2 este masa polimerului după umflare.
Soluțiile de polimeri au o capacitate scăzută de difuzie, nu penetrează prin partiții semipermeabile. Această similitudine se explică prin faptul că dimensiunile moleculelor de polimeri dizolvați depășesc în mod semnificativ dimensiunile moleculelor obișnuite.
O caracteristică caracteristică a soluțiilor de compuși cu înaltă moleculare este o viscozitate ridicată, este mult mai mare decât cea a soluțiilor de substanțe moleculare mici și soluții coloide de aceleași concentrații.
Pentru a cuantifica vâscozitatea soluțiilor de polimer, este adesea folosită așa-numita vâscozitate relativă a soluției, adică raportul dintre vâscozitatea soluției și vâscozitatea solventului pur:
Pentru determinarea vâscozității relative, timpul de curgere al soluției și solventului este măsurat în același viscozimetru la aceeași temperatură.
Vâscozitatea soluțiilor de polimeri depinde de natura polimerului (greutatea moleculară și forma macromoleculelor), natura solventului, concentrația și temperatura. Astfel, cu creșterea greutății moleculare, crește viscozitatea soluțiilor de polimeri. În polimerii cu lanțuri îndreptate, viscozitatea este mai mare decât pentru polimerii cu molecule în formă de bobină în formă de bobină. Viscozitatea soluțiilor de polimeri crește puternic cu creșterea concentrației și scade mereu odată cu creșterea temperaturii.
Având o viscozitate ridicată, crescând odată cu creșterea concentrației de soluție, unii polimeri pot fi transformați dintr-o soluție foarte vâscoasă, dar care se poate curge, într-un jeleu solid de conservare a formei. Soluțiile de polimeri cu macromolecule puternic alungite formează jeleuri cu o concentrație mică de soluție. Astfel, gelatina și agar-agar formează geluri și geluri în soluții 0,2-1,0%.
Educația elevilor este cea mai importantă caracteristică tehnologică a multor DIU utilizate în industria alimentară și în sectorul alimentar public.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: