Bài giảng Vật lý thực phẩm - Chương 4: Tính chất bề mặt của thực phẩm - Dương Văn Trường

Chương 4 : Tính chất bề mặt của thực phẩm Bề mặt riêng (interfacial tension) - Khi chúng ở trên bề mặt phân chia pha, thì lực hút của chúng khác với chúng nằm trong pha - Lực hút phân tử làm cho các chất bị hút vào lòng của nó làm cho chất lỏng có xu hướng làm giảm bề mặt tối thiểu trong điều kiện nhất định giọt luôn có hình cầu - Khi đường kính của hạt càng lớn thì chúng không còn hình cầu nữa Sức căng bề mặt • Là công tác dụng trên một đơn vị bề mặt, hay là công cần thiết để thay đổi diện tích bề mặt ở điều kiện nhiệt độ nhất định. Chất lỏng 1 Chất lỏng 2 L: là khoảng chạy khi kéo lực F, m D: khoảng cách từ AB 2: chỉ rằng có 2 chất lỏng ở hai bên. Phương trình LAPLACE • Giọt nước có áp suất P1, môi trường có áp suất P2. • Lực căng bề mặt • Lực này duy trì sức căng bề mặt Nửa giọt nước ở trong không khí h is the height of the column, m ρl is the density of the liquid, kg/m3 rt is the capillary tube radius, m ϴ is the contact angle, độ Do khối lượng riêng của khí rất nhỏ nên ta có sức căng bề mặt là Example • Calculate the height of rise of water in a clean capillary tube of radius 0.001 cm if the density of water is 997 kg/m3, surface tension is 73 dynes/cm, and the contact angle of water to the glass is 100. 1dyne = 10-5N 1dyne/cm=10-3 N/m Chất hoạt động bề mặt Hình 1: (a)Giọt nước trên bề mặt ghét nước (hydrophobic) (b) giọt nước trên bề mặt thích nước (hydrophilic). Hoạt nh bề mặt Khái niệm : Những chất mà khi cho một lượng rất nhỏ sẽ làm giảm sức căng bề mặt gọi là chất có hoạt nh bề mặt - Chất hoạt động bề mặt (Surfactant) là các tác nhân thấm ướt làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng. - Là chất mà phân tử của nó phân cực: một đầu ưa nước và một đuôi kị nước. - Những chất này tan được trong nước và trong dung môi hữu cơ Khi cho chất hoạt động bề mặt vào trong dung dịch, nó sẽ tạo thành các hạt mixen (micelle) -Tùy theo môi trường mà mixen có đầu quay ra ngoài hay quay vào trong VD: Một mixen với phần đầu kị nước hoà tan trong dầu, trong khi phần ưa nước hướng ra phía ngoài, như là Liner Alkyl Benzen Sunfunat Acid, xà phòng Phân loại chất hoạt động bề mặt • Ion âm • Ion dương • Không mang điện ch • Mang cả hai điện ch Trong quá trình hoạt động của chất hoạt động bề mặt liên quan đến chuyển động lực học của hệ thống, liên quan đến mức độ trật tự, hỗn độn của hệ thống. Ứng dụng • Chất hoạt hóa bề mặt ứng dụng rất nhiều trong đời sống hàng ngày. Ứng dụng phổ biến nhất là bột giặt,nước rửa chén, sơn, nhuộm ... • Trong công nghiệp thực phẩm: Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp : chocolat, sữa chua, kem. • Tính chất bề mặt vô cùng quan trọng trong công đoạn rửa, những chất tẩy rửa làm giảm sức căng bề mặt làm cho các chất bẩn ở dạng rắn dễ tách ra khỏi bề mặt • Trong công nghiệp mỹ phẩm: Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt • Trong ngành in: Chất trợ ngấm và phân tán mực in • Trong nông nghiệp: Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật, • Trong xây dựng: Dùng để nhũ hóa nhựa đường, tăng cường độ đóng rắn của bê tông Ngoài ra những ứng dụng trong các lĩnh vực khác như • Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mềm cho vải sợi, chất trợ nhuộm • Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan • Trong công nghiệp khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt để làm giàu khoáng sản • Trong công nghiệp thực phẩm: Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp Xà phòng hay xà bông là một chất tẩy rửa các vết bẩn, vết dầu mỡ. • Thành phần của xà phòng là muối natri hoặc kali của axít béo. • Xà phòng được dùng dưới dạng bánh, bột hoặc chất lỏng. • Một là đầu hiđrocacbon kị nước, còn một đầu là ion kim loại ưa nước. • Đối với các vết bẩn, dầu mỡ bám trên mặt vải thì đuôi kị nước sẽ quay vào trong vết bẩn, đầu ưa nước hướng ra ngoài. Sau đó sẽ tạo thành mixen là một khối dạng cầu có đầu ưa nước quay ra ngoài tách vết bẩn ra khỏi bề mặt vải.