Кристаллизация – процесс выделения твердой фазы в виде кристаллов из растворов и расплавов. Кристаллизацией завершается производство сахара, глюкозы, лимонной кислоты, поваренной соли, а также жировых смесей и жиросодержащих эмульсий (масло сливочное, маргарины, кулинарные, хлебопекарные и кондитерские жировые продукты).
Особенности процесса кристаллизации связаны с образованием центров кристаллизации и ростом кристаллов. Образование центров кристаллизации в растворах осуществляют двумя способами: созданием условий для их самопроизвольного образования и вводом в раствор искусственных центров кристаллизации. Способность жировых продуктов кристаллизоваться в значительной мере зависит от температуры кристаллизации (плавления).
Переход вещества из раствора в твердую фазу осуществляется путем диффузии растворенного вещества через пограничный слой, окружающий поверхность кристалла. Скорость процесса кристаллизации может определяться скоростью диффузии растворенного вещества через пограничный слой, либо скоростью слияния вещества с телом кристалла, либо зависимостью от обеих стадий одновременно.
В процессе кристаллизации сахарозы кристаллы окружены пограничным слоем межкристального раствора толщиной d. Избыток молекул сахарозы из этого слоя пересыщенного раствора быстро выделяется на поверхность кристаллов, и раствор становится насыщенным с концентрацией сахарозы ун. На некотором расстоянии от граней кристаллов в окружающем растворе сохраняется пересыщение с концентрацией сахарозы уn.
Вследствие разности концентраций (уn – ун) сахароза диффундирует через пограничный слой раствора. Приблизившись к граням кристаллов, молекулы сахарозы переходят в кристаллическую решетку – происходит фазовый переход.
Механизм образования центров кристаллизации (зарождение кристаллов) в объеме переохлажденных жировых компонентов объясняется теорией гетерофазных флуктуаций вблизи точки плавления вещества. При охлаждении возникают местные и временные флуктуации, которые представляют собой скопления с ориентированным расположением молекул. Состояние этих скоплений неустойчивое: наряду с образованием наблюдается и их распад. Возникающее структурное образование становится зародышем для роста кристалла.
Основные элементы жировых кристаллов строятся из расположенных друг возле друга молекул триглицерида с отличающейся модификацией кристаллов с различной температурой кристаллизации (плавления). В числе этих форм кристаллов две являются метастабильными, их называют модификациями a и b¢, и одна стабильная фаза – b.
Для жирового сырья и жировых продуктов следует учитывать наличие значительного числа жировых компонентов с различной температурой кристаллизации (плавления), а также многообразие триглицеридного состава каждого жирового компонента. Процесс кристаллизации связан с режимами полиморфного преобразования и зависит от скорости охлаждения, а также скорости и степени кристаллизации.
Сущность процесса термомеханической обработки высокожирных сливок заключается в изменении структуры продукта. Последовательность протекающих процессов здесь можно представить в виде: охлаждения высокожирных сливок, интенсивного образования центров кристаллизации, отвердевания части жира, смены фаз жировой эмульсии, разрушения кристаллов агрегатов жира и их равномерного распределения по всей массе.
Свежие комментарии