Измельченное вещество называют дисперсной фазой, а вещество, в котором распределена дисперсная фаза – дисперсионной средой. Степень раздробленности дисперсной системы можно охарактеризовать величиной, называемой дисперсностью. Она обратно пропорциональна поперечному размеру частиц дисперсной фазы: D = 1/a, где а – поперечный размер частиц. Форма частиц дисперсной фазы может быть различна – сферическая, кубическая, пластинчатая, нитевидная, цилиндрическая и др. Чем меньше размер частиц тем выше степень дисперсности.
Основным условием существования дисперсных систем является нерастворимость или малая растворимость дисперсной фазы в дисперсионной среде. В связи с этим классифицировать ДС по единому признаку затруднительно.
Существует несколько видов классификации ДС.
1. По агрегатному состоянию фаз (В. Оствальд):
|
ДФ/ДС |
Газообразная |
Жидкая |
Твердая |
|
Газообразная |
Г/Г При обычных условиях образуют гомогенную систему |
Г/Ж Газовые эмульсии, пены (крем, взбитые сливки, взбитый белок, пены в производстве мороженого) |
Г/Т Пористые тела, твердые пены (сыр, взбитый и коагулированный меланж, кость) |
|
Жидкая |
Ж/Г Аэрозоли – туманы (дисперсия молока в распылительной сушке) |
Ж/Ж Эмульсии, кремы (молоко, жир в воде, простокваша, яичный белок, сливочное масло) |
Ж/Т Твердые эмульсии (замороженное сливочное масло, мышечная ткань, адсорбенты в растворах) |
|
Твердая |
Т/Г Аэрозоли (коптильный дым), порошки (сухое молоко, молочные продукты, пищевой альбумин, меланж) |
Т/Ж Золи, суспензии (бульон, расплавленный жир с белковыми частицами, колбасный фарш, паштеты) |
Т/Т Твердые суспензии, сплавы (замороженная мышечная ткань) |
2. По структуре
Выделяют два класса дисперсных систем:
– свободнодисперсные (суспензии, эмульсии, золи) – ДС в которых частицы дисперсной фазы могут свободно перемещаться в дисперсионной среде (майонез)
– связнодисперсные (капиллярно-пористые тела, конц. эмульсии, гели, пасты, студни, пены) – ДС в которых одна из фаз структурно закреплена и не может свободно перемещаться (мусс, самбук, пена пива).
3. По степени дисперсности (по размеру коллоидных частиц):
– грубодисперсные (>10-
– микрогетерогенные (10-5–10-
– ультрамикрогетерогенные (10-7–10-
4. По характеру взаимодействия между частицами
– золи – бесструктурные коллоидные системы, обладающие текучестью, и содержащие частицы свободные от непосредственных связей друг с другом
– гели – структурированные коллоидные системы частично или полностью потерявшие текучесть, содержащие частицы связанные друг с другом межмолекулярными связями.
5. По интенсивности межфазового взаимодействия, т.е. по интенсивности межмолекулярных сил взаимодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Характерно только для систем с жидкой дисперсионной средой.
– лиофильные – сильные межмолекулярные взаимодействия между частицами, это все растворы ВМС (бульон паштет, сырковая масса, расплавленный жир с белковыми частицами). Образуются самопроизвольно
– лиофобные – слабые взаимодействия, эмульсии, суспензии и золи. Образуются с затратой энергии и термодинамически неустойчивы (самопроизвольно разделяются на ДФ и ДС).
Дисперсные системы широко распространены в природе и имеют большое значение в быту и технике. В приготовлении пищи широко используют масло, маргарин, майонез сметану, сливки, молоко, представляющие собой дисперсные системы. В основе физико-химических изменений, происходящих при тепловой обработке мяса, рыбы, яиц, при получении соусов, при взбалтывании сливок, белков, муссов, при черствении мучных изделий, отделении жидкостей от киселей и желе, осветлении бульонов и т.п. лежат процессы коллоидной химии. Коллоидные процессы лежат в основе хлебопечения, виноделия, пивоварения, кондитерского и других видов пищевых производств.