Пены

Пены – грубодисперсные, высококонцентрированные системы, в которых дисперсная фаза – газ, а дисперсионная среда – жидкость в виде тонких пленок. Не все системы с таким составом  относят к пенам. Если концентрация газа не велика, то пузырьки газа имеют шарообразную форму, не связаны между собой  и свободно перемещаются в жидкости. Такую дисперсную систему следует рассматривать скорее как эмульсию газа в жидкости. Примером таких систем могут быть шампанское, газированная вода, содержащие пузырьки углекислого газа, а также, водопроводная вода, вытекающая под большим  напором из крана (при этом она не прозрачная и белого цвета).

В пенах газообразная фаза составляет основную часть объема. Пузырьки газа имеют не шарообразную, а форму  многогранников и разделены тонкими пленками жидкости.

Чистые жидкости не образуют пены. Получение пен возможно лишь в присутствии стабилизатора – пенообразователя.  Устойчивость пен, устанавливаемая временем существования ее определенного объема различна и зависит от природы пенообразователя, его концентрации и температуры.

В качестве пенообразователя могут выступать мыла, высокомолекулярные вещества (например, белки), ПАВы (имеющие достаточно длинную углеводородную цепь), спирты. Пенообразователи, адсорбируясь на границе жидкость/воздух, образуют прочную пленку. Если пленки способны отвердевать, то получаются безгранично устойчивые пены (пенобетоны, пенопласты, хлеб и хлебобулочные изделия и т.д.). В процессе брожения теста (или разрыхления химическим разрыхлителями) происходит насыщение газообразными продуктами (СО₂, NH₃), при этом формируется сетчатая структура теста. В процессе выпечки происходит закрепление такой структуры, и получаются пористые изделия.

С повышением температуры устойчивость пен снижается, так как уменьшается вязкость жидкости и снижается адсорбция пенообразователя на границе раздела фаз. Для повышения прочности пен в их состав вводят стабилизаторы – вещества, повышающие вязкость дисперсионной среды (агар, агароид, крахмал), что способствует укреплению пен.

В некоторых случаях пенообразование нежелательно. Например в производстве мыла, дрожжей, сахара. Для разрушения пен – гашения – используют механическое воздействие (продувая воздух через раствор) или физико-химическое (вводят вещества, обладающие высокой поверхностной активностью, но не дающие стойкой пены. Они вытесняют пенообразователи с поверхности и разрушают структуру пены).