Teibí
Dúshlán teicniúil atá le sárú le fada an lá roimh an tionscal is ea an leá tapa d’uachtar reoite tar éis suaitheadh slabhra fuar, go háirithe géarchúiseach sna réigiúin theo agus cásanna lóistíochta ríomhthráchtála. Déanann an staidéar seo imscrúdú córasach ar mheicníochtaí rialaithe sineirgisteacha de chumasc eiblithe thrínártha a chuimsíonn monostearate próipiléine glycol (PGMS), eistir polaglycerol (PGE), agus monaghlicrídí driogtha (DMG) ar fhriotaíocht leá uachtar reoite agus cobhsaíocht cúr. Léiríonn na torthaí, ag cóimheas mais PGMS:PGE:DMG de 5:3:2 agus leibhéal breisithe iomlán de 0.35%, go léiríonn an córas an fheidhmíocht is fearr: leathnaíonn an t-am leá 50% ó 38 min (rialú) go 67 min, sroicheann róchaiteachas 92% ±3%, agus is iad na scóir mheastóireachta céadfacha an ceann is airde i measc na ngrúpaí go léir. Déanann an obair seo na meicníochtaí rialaithe micreastruchtúrtha a shoiléiriú ó thrí pheirspictíocht{-neart scannán idir-aghaidhe, ráta comhtháthaithe páirteach saille, agus cosc ar athchriostalú oighir-a sholáthraíonn bunús teoiriciúil agus treoirlínte praiticiúla maidir le dearadh foirmiú uachtar reoite resistant leá thionsclaíoch.
Eochairfhocail:-friotaíocht leá uachtar reoite; PGMS; Eistir polyglycerol; Monaglicrídí driogtha; chumasc ternary; Cobhsaíocht cúr
Réamhrá
Is córas casta ilchéime é uachtar reoite atá comhdhéanta de ghlóibíní saille, criostail oighir, boilgeoga aeir agus maitrís tuaslagáin siúcra. Tá a chobhsaíocht struchtúrach an-so-ghabhálach i leith luaineachtaí teochta. Chomh luath agus a chuirtear isteach ar an slabhra fuar, luasghéaraíonn fás criostail oighir, comhcheanglaíonn boilgeoga aeir, agus comhiomlánaítear cruinneoga saille, rud a fhágann go dtiocfaidh meath ar an táirge agus meath céadfach ar deireadh thiar. Fulaingíonn an tionscal uachtar reoite domhanda na céadta milliún dollar i gcaillteanas eacnamaíoch bliantúil mar gheall ar shaincheisteanna cáilíochta a bhaineann le leá. Mar sin is ábhar imní don saol acadúil agus don tionscal é foirmlithe uachtar reoite a fhorbairt le friotaíocht níos fearr-.
Imríonn eiblitheoirí róil ríthábhachtacha iomadúla i gcórais uachtar reoite: ag laghdú teannas idir-aghaidh uisce ola chun eibleachtú saille a éascú, comhtháthú páirteach saille a spreagadh le linn na céime aosaithe chun líonra tríthoiseach a thógáil a thacaíonn le boilgeoga aeir, agus an comhéadan leachta gáis a chobhsú le linn reo agus fuip. Mar sin féin, is minic a bhíonn eiblitheoirí aonair ag streachailt chun na riachtanais thriarach a bhaineann le leá a shásamh ag an am céanna-friotaíocht, róchaiteachas, agus béil-táirgeann DMG ramhrú maith ach níl cobhsaíocht cúr go leor; Soláthraíonn PGMS airíonna aeraithe den scoth ach tá feabhas teoranta-friotaíocht leá; Cuireann PGE solúbthacht scannán idir-aghaidhe ar fáil ach is deacair comhtháthú páirteach a rialú go beacht nuair a úsáidtear é ina aonar.
Bunaithe ar na breithnithe seo, molann an staidéar seo straitéis chumaisc thrínártha a bhaineann le PGMS/PGE/DMG, a bhfuil sé mar aidhm aici éifeachtaí sineirgisteacha eiblitheoirí a bhfuil struchtúir mhóilíneacha éagsúla agus luachanna HLB acu a ghiaráil chun scannán idir-éadan a thógáil a bhfuil docht agus solúbthacht ann, agus ar an gcaoi sin feabhas a chur ar chobhsaíocht cúir agus leá-friotaíocht an uachtar reoite.
Ábhair agus Modhanna
1 Ábhair
Bhí PGMS (monostearate glycol próipiléine, HLB≈3.5, íonacht Níos mó ná nó cothrom le 95%), PGE (eistir aigéid shailligh polyglycerol, HLB≈6.0, céim de pholaiméiriú 3-5), agus DMG (monaiglicrídí driogtha, HLB≈3.8, ábhar monaiistir ar fad {9}) cothrom le bia-ghrád {9}, HLB≈3.8, níos mó ná 1} {90%). ó fhoinsí tráchtála. Ba chomhábhair de ghrád bia iad púdar bainne bearrtha (cion próitéin 34%), saill bhainne ainhidriúil (cion saille bainne 99.9%), siúcrós, solaid síoróip arbhair (DE 42), guma guair, carrageenan, agus ceallalós micreacriostailín.
2 Foirmiú agus Próiseáil
Chuimsigh foirmiú bunuachtair reoite: saill bhainne 8.0%, solaid bhainne neamh-shaille 10.5%, siúcrós 12.0%, solaid síoróip arbhair 4.0%, agus solaid iomlána 36.5%. Socraíodh an leibhéal breisithe eiblitheora iomlán ag 0.35% (w/w den mheascán iomlán), le cóimheasa cumaisc thrínártha deartha mar a thaispeántar i dTábla 1. Coinníodh cumasc cobhsaitheoir (guma guair 0.12%, carrageenan 0.02%, ceallalós micreacriostalach 0.15%) seasmhach ar fud na ngrúpaí go léir.
Céimeanna próiseála: meascadh comhábhair → corraigh ag 60 céim ar feadh 30 nóiméad → homogenization (65 céim , an chéad chéim 15 MPa / dara céim 3 MPa) → pasteurization (80 céim , 30 s) → fuarú tapa go 4 céim → ag dul in aois (4 céim , 4 h, íseal - reo suaitheadh agus whipping céim leanúnach - 5 céim). )→ líonadh → cruaite sa tollán soinneáin (-40 céim , 30 nóiméad) → stóráil ag -18 céim .
Tábla 1 Dearadh Turgnamhach do Chumaisc Eiblithe Trínártha
| Grúpa | PGMS (%) | PGE (%) | DMG (%) | Iomlán (%) |
|---|---|---|---|---|
| T0 (Rialú) | 0.35 | 0 | 0 | 0.35 |
| T1 | 0.20 | 0.10 | 0.05 | 0.35 |
| T2 | 0.175 | 0.105 | 0.07 | 0.35 |
| T3 (5:3:2) | 0.175 | 0.105 | 0.07 | 0.35 |
| T4 | 0.14 | 0.14 | 0.07 | 0.35 |
| T5 | 0.10 | 0.10 | 0.15 | 0.35 |
3 Modhanna Anailíse
Tástáil friotaíochta leáigh:Cuireadh samplaí uachtar reoite cruaite (-18 céim , cruth sorcóireach 100 mL) ar ghreille miotail (mogalra 2 mm) laistigh de -sheomra teochta tairiseach ag 25 céim ±0.5 céim . Taifeadadh an chéad am drip agus 50% den am leá mais. Sainmhíníodh cóimheas friotaíocht leá mar an t-am leáigh 50% roinnte ar an rialú.
Tomhas róchaiteachais:Rinneadh mais toirt seasta uachtar reoite a mheá roimh an reo agus ina dhiaidh. Ró-reatha (%)=(mais roimh reo - mais tar éis reo) / mais tar éis reo × 100%.
Ráta comhtháthaithe páirteach saille:Arna chinneadh ag eastóscadh tuaslagóra-speictreafótaiméadracht UV. Ráta comhtháthaithe páirteach=cion saille saor / cion saille iomlán × 100%.
Cobhsaíocht cúr:Rinneadh an meascán uachtar reoite leáite a ath-chuip, agus taifeadadh an t-am a bhí riachtanach le laghdú 50% ar thoirt an chúr mar leath-saolré an chúr.
Meastóireacht céadfach:Rinne painéal de 12 measúnóir oilte measúnú ar leá-bhraitheann béil, míne, uachtarúlacht, braiteadh fionnachtana, agus inghlacthacht iomlán ag baint úsáide as scála héadónach 9 bpointe.
Torthaí agus Plé
1 Éifeacht an Chóimheas Cumaisc ar an bhFriotaíocht Leáigh-
Léiríonn Fíor 1 iompar leá uachtar reoite faoi chóimheasa éagsúla eiblithe. Léirigh an rialú T0 (PGMS amháin) am leá 50% de 38 nóiméad agus an chéad uair drip de 22 nóiméad. I measc na ngrúpaí cumaisc thrínártha, léirigh T3 (PGMS:PGE:DMG=5:3:2) an fheidhmíocht is fearr, leis an aga teannta 50% sínte go 67 nóiméad-feabhsú 76.3% ar an rialú-agus cuireadh moill ar an gcéad am drip go 41 nóiméad.
Tábla 2 Leá-Friotaíocht agus Paraiméadair Struchtúracha Samplaí Uachtar Reoite
| Grúpa | 50% leá (nóiméad) | An Chéad Drip (nóiméad) | Ró-reatha (%) | Comhtháthú Páirteach (%) | Leathshaol Cúr-Saol (nóiméad) |
|---|---|---|---|---|---|
| T0 | 38±2 | 22±1 | 78±4 | 42±3 | 18±2 |
| T1 | 52±3 | 31±2 | 85±3 | 55±4 | 24±3 |
| T2 | 59±2 | 36±2 | 88±2 | 62±3 | 28±2 |
| T3 | 67±3 | 41±2 | 92±3 | 68±3 | 34±3 |
| T4 | 55±2 | 33±2 | 83±4 | 58±4 | 26±2 |
| T5 | 45±3 | 27±2 | 72±5 | 38±4 | 20±3 |
Nuair a bhí an t-ábhar DMG ró-íseal (T1), ní raibh dóthain dochtachta sa scannán interfacial, bhí an ráta comhaontaithe páirteach suboptimal (55%), d'fhan an struchtúr líonra cúr scaoilte, agus chuaigh an leá ar aghaidh go réasúnta tapa. Os a choinne sin, nuair a bhí an cion DMG ró-ard (T5), comhiomlánaíodh cruinneoga saille i mbraislí móra saille a chuir isteach ar aonfhoirmeacht cúr, rud a d’fhág gur thit an róchaiteachas go 72% agus go laghdaigh an fhriotaíocht go géar. Léiríonn sé seo go bhfuil an fhuinneog DMG optamach laistigh den chóras cumaisc thrínártha-tá gá le go leor saille criostalach chun an creatlach líonra a thógáil, ach ní mór comhiomlánú iomarcach a sheachaint chun sláine na mboilgeog a chaomhnú.
2 Meicníochtaí Rialaithe Idir- aghaidhe den Chumasc Trínártha
Eascraíonn an fhriotaíocht leá fheabhsaithe a thugann an cumasc trínártha PGMS/PGE/DMG as meicníochtaí sineirgisteacha a fheidhmíonn ar thrí leibhéal:
Leibhéal scannán comhéadan:Soláthraíonn DMG ciseal idirfacial saill criostalach docht a fheidhmíonn mar nóid agus creat an líonra cúr; Cruthaíonn PGE, lena luach HLB sách ard agus solúbthacht idir-aghaidh den scoth, scannán leaisteacha ag an gcomhéadan leachta gáis, rud a fheabhsaíonn friotaíocht na mboilgeog i gcoinne dífhoirmithe; Tá ról idirmheánach ag PGMS, atá in ann comh-criostail a dhéanamh le DMG chun neart an líonra a neartú agus ag an am céanna an teannas idir-éadan le PGE a laghdú chun giniúint boilgeoga míne aeir a éascú.
Rialachán um chomhtháthú páirteach:Tá comhtháthú páirteach saille ríthábhachtach chun struchtúr cúr uachtar reoite a fhoirmiú. Nuair a bhíonn an ráta comhtháthaithe páirteach ró-íseal (<50%), the fat network cannot effectively support the air bubbles; when it is excessively high (>80%), cothaíonn braislí saille comhtháthú mboilgeog agus titim struchtúrach. Tagann an ráta comhtháthaithe páirteach 68% den ghrúpa T3 go beacht laistigh den fhuinneog is fearr a tuairiscíodh sa litríocht (60-75%), rud a chinntíonn leanúnachas líonra agus ag seachaint an riosca tite a bhaineann le comhiomlánú iomarcach.
Cosc criostail oighir:Feidhmíonn an líonra idir-éadanach scannán agus saille a bhunaigh an cumasc eiblithe trínártha mar bhacainní fisiceacha, ag cur moille ar Ostwald ag aibiú criostail oighir. Tar éis 30 lá stórála ag -18 céim , ba é an meán-trastomhas criostail oighir sa ghrúpa T3 ná 32 μm, i bhfad níos ísle ná an 48 μm a breathnaíodh sa rialú-a mhíníonn tuilleadh an bunús microstructural dá fheabhas leá-friotaíocht.
3 Bealaí le haghaidh Feabhsú Cobhsaíochta Foam
Cinneann cobhsaíocht cúr cumas coinneála cruth an uachtar reoite le linn an phróisis leá. Thaispeáin an grúpa T3 leath-saolré cúr de 34 nóiméad, thart ar 1.9 uair níos mó ná saolré an rialaithe. Is é asaithe leaisteach PGE ag an gcomhéadan leachta gáis an príomh-ranníocóir le cobhsaíocht cúr feabhsaithe-déanann a grúpaí cloigeann hidreacileacha iolracha hiodrocsaile líonraí bannaí hidrigine le móilíní uisce, rud a mhéadaíonn tiús ciseal hiodráitithe an scannáin idir-aghaidhe. Ag an am céanna, cuireann an gréasán saille tógtha ag DMG agus PGMS tacaíocht fhisiceach ar fáil do boilgeoga aeir, ag cur bac ar dhraenáil scannán leachtach idir boilgeoga agus ag cur bac ar chomhtháthú mboilgeog.
4 Bailíochtú Meastóireachta Céadfach
Tábla 3 Scóir Chéadfach Samplaí Uachtar Reoite (scála 9 bpointe)
| Grúpa | Leá-anuas Mouthfeel | Smoothness | Uachtarúlacht | Cneastacht | Inghlacthacht Foriomlán |
|---|---|---|---|---|---|
| T0 | 5.2 | 6.8 | 6.5 | 6.2 | 6.1 |
| T3 | 7.8 | 7.5 | 7.2 | 7.0 | 7.6 |
| T5 | 5.5 | 5.0 | 6.8 | 6.3 | 5.8 |
Scóráil an grúpa T3 i bhfad níos airde ná na grúpaí rialaithe agus T5 araon i leá-síos béil agus míne, rud a bhailíochtú tionchar cinntitheach ráta comhdhlúthúcháin pháirtigh cuí ar fhíneáltacht uigeachta.
Moltaí Feidhme Tionscail
Bunaithe ar thorthaí an staidéir seo, moltar do mhonaróirí uachtar reoite atá ag glacadh leis an gcóras cumaisc thrínártha PGMS/PGE/DMG oibriú laistigh den fhuinneog foirmithe seo a leanas: leibhéal suimithe eiblithe iomlán de 0.30-0.40%, le raon cóimheas maise PGMS:PGE:DMG de 4.5-5.5:5:2.8-3.3. Is féidir mionchoigeartú laistigh den raon seo a dhéanamh de réir cion saille, cion solad bainne neamh-saille, agus an cineál táirge.
D’fhéadfadh go n-áireofaí ar threoracha taighde amach anseo imscrúdú a dhéanamh ar fheidhmíocht an chórais chumaisc thrínáraigh seo i bhfeidhmchláir uachtar reoite atá bunaithe ar ghléasra, chomh maith le tionchar na gcomhdhéanaimh éagsúla aigéid shailligh (cóimheasa sáithithe/neamhsháithithe) ar airíonna an scannáin idir-éadan chumaisc.
