A nagy-nyírási homogenizálástól a kolloid malomig: A PGPR és a DMG nyírási reológiai jellemzőinek emulgeálása nagy belső fázisú vízben-az-olajban (W/O) salátaöntet rendszerekben

A magas belső fázisú víz{0}}az olajban (W/O) emulziók, amelyek diszpergált fázisú térfogathányada φₒ 0,74 vagy annál nagyobb, a salátaöntetek, a majonéz alternatívák és az alacsony-zsírtartalmú kenhető készítmények szerkezeti alapját alkotják. Ipari előállításuk azonban alapvető feldolgozási dilemmával szembesül: a nagy-nyírási homogenizálás és a kolloid őrlés,-a két uralkodó emulgeálási technológia-energia-beviteli különbségei hogyan egyeznek meg a határfelületi adszorpciós kinetikájával és az emulgeálószerek{8}}hálózat-építési viselkedésével, közvetlenül meghatározzák az emulgeálószerek stabilitását és minőségét. Ez a cikk szisztematikusan elemzi a poliglicerin-poliricinoleát (PGPR) és a desztillált monogliceridek (DMG) differenciált határfelületi viselkedését és nyírási válaszjellemzőit ilyen rendszerekben az emulgeáló nyírási reológia egységes szemszögéből. A PGPR elágazó ricinoleinsav hidrofób farkával és rugalmas poliglicerin fejcsoportjaival gyorsan eléri az adszorpciós egyensúlyt az olaj{12}}víz határfelületén, és nagy dilatációs viszkoelasztikus modulusú határfelületi filmet hoz létre, ugyanakkor gyengén függ a nyírási előzményektől. Ezzel szemben a DMG tixotróp visszanyerési tulajdonságokkal rendelkező zsírkristály-hálózati vázat hoz létre az in situ nukleáció és a zsírkristályok térbeli kitöltése révén a határfelületen és a folyamatos fázisban, de határfelületi kinetikája lassú és erősen függ a kapcsolt nyírási{14}}hűtési előzményektől. A két emulgeálószer szinergiája nem pusztán egy komplementer HLB-értékpárosítás, hanem egy kettős stabilizációs struktúra -"PGPR interfész film (elasztikus héj) + DMG kristályhálózat (műanyag váz)"-a nyírási áramlási mezőn belül. Az előbbi anti-összeolvadási képességgel ruházza fel a cseppeket, míg az utóbbi anti-üledékképződést és tixotróp visszanyerést biztosít az ömlesztett rendszernek. Ez a cikk az energiasűrűséget (Eᵥ) és a fajlagos nyírási energiát (SBE) mint kettős paramétert használó emulgeáló nyírási fázisdiagramot konstruálja meg, amely feltárja a nagy-nyírási homogenizálás (nagy Eᵥ, rövid tartózkodási idő) és a kolloid őrlés (közepes Eᵥ, hosszú tartózkodási idő, áramlási rendszer}} között alkalmazható határokat és komplementer kapcsolatokat. ezzel elméleti alapot biztosítva a berendezések kiválasztásához, a folyamattervezéshez és a formuláció optimalizálásához a magas belső fázisú V/O salátaöntetek ipari gyártása során.

A nagy belső fázisú emulziók (HIPE-k) általában olyan emulziós rendszerekre utalnak, amelyekben a diszpergált fázis térfogathányada (φ) meghaladja az egyenletes merev gömbök véletlenszerűen egymáshoz közeli egymáshoz való tömörítésére vonatkozó elméleti határérték 0,74- értékét. Ezen a térfogatrészen túl a diszpergált fázisú cseppek már nem egymástól elválasztott gömb alakú egységek, hanem összenyomódnak és poliéderes morfológiákká deformálódnak, és a szomszédos cseppeket csak a folytonos fázis rendkívül vékony filmje választja el. Ez az egyedülálló mikroszerkezeti geometria a nem-newtoni reológiai jellemzőket-hozamfeszültséget, nyírási-vékonyodást és viszkoelasztikus szilárd-szerű reakciót- kölcsönöz, így a HIPE-k ideális szerkezeti sablonok félig{9}}keményített élelmiszerek, saláták, kenhető ételekhez.

A HIPE-k szélesebb családjában a víz{0}}az olajban (W/O) magas belső fázisú emulziók megkülönböztető helyet foglalnak el. Az elterjedtebb O/V HIPE-kkel ellentétben a V/V emulziók diszpergált fázisként vizet, folytonos fázisként olajat használnak. Az élelmiszeriparban ez a "víz az olajban" szerkezeti konfiguráció jól illeszkedik a salátaöntetek és kenhető salátaöntetek érzékszervi követelményeihez: a folyamatos olajos fázis gazdag, testes érzetet és tartós ízfelszabadulást biztosít a szájban, míg a szétszórt vízcseppek frissítő térfogatú{{{{{-csökkentett tapintásérzékelést és tapintási érzetet}}8 készítmények. A magas belső fázisú V/O emulziók előállítása azonban lényegesen nagyobb kihívást jelent, mint O/V megfelelőik. Ez a nehézség két fő tényezőből adódik: a W/O-emulziók természetüknél fogva termodinamikailag instabil rendszerek, és a vizes cseppek nagy térfogatú része a cseppek közötti távolságot a-mikron alatti szintre szorítja össze, ami drámai módon megnöveli az összeolvadás hajtóerejét. Ezenkívül az élelmiszer-minőségű V/O emulgeálószerek nem csak korlátozott választékban állnak rendelkezésre, hanem túlnyomórészt kis molekulájú felületaktív anyagok, szerény határfelületi szilárdsággal, ami megnehezíti a hosszú távú stabilitás elérését magas belső fáziskörülmények között.

Ebben az összefüggésben két nem -ionos élelmiszer--minőségű emulgeálószer, a -poliglicerin-poliricinoleát (PGPR) és a desztillált monogliceridek (DMG)- ideális kombinációt jelentenek stabil, magas belső fázisú emulziók létrehozásához, mivel azok egymást kiegészítő viselkedésüknek és funkcionális helyzetüknek köszönhetően. A PGPR az egyik legfontosabb V/O emulgeálószer az élelmiszeriparban, amelyet polimerizált glicerin kondenzált ricinolsavval történő észterezésével állítanak elő. Erősen elágazó hidrofób farokkal és széles hidrofil fejcsoportokkal rendelkezik. Tanulmányok kimutatták, hogy a PGPR gyorsan eléri az adszorpciós egyensúlyt az olaj{7}}víz határfelületén, és elágazó-láncszerkezete nagy határfelületi dilatációs viszkoelasztikus modulussal ruházza fel a határfelületi filmet, amely képes hatékonyan ellenállni az emulzió koaleszcencia okozta határfelületi filmdeformációnak. 4%-os PGPR-koncentrációnál és 0,7–0,8 olajtérfogat-frakciónál a keletkező V/O-emulziók nyíró{13}}vékonyodását és rugalmas{14}}domináns reológiai viselkedést mutatnak, a tixotróp visszanyerési arány 131,26%, illetve 114,56%.

A DMG egy teljesen más stabilizációs mechanizmust képvisel. Molekulárisan desztillált monogliceridként 90%-nál nagyobb vagy egyenlő monoésztertartalommal, a DMG HLB-értéke körülbelül 3,9–5,3, és mérsékelt határfelületi aktivitással rendelkezik az olaj{4}}víz határfelületén. A V/O-emulziók stabilizálására szolgáló alapkapacitása azonban a zsírkristályok interfészen és a folytonos fázisban{6}}hálózat-építő viselkedéséből adódik. A hűtés során a DMG-molekulák in situ gócképződésen és kristályosodáson mennek keresztül az olaj-víz határfelületén és a folytonos fázison belül, és olyan térbeli struktúrát alkotnak, amelyben a Pickering-stabilizáció és a hálózat-stabilizáció szinergikusan létezik. Ez a kristályhálózat nemcsak megakadályozza a cseppek összeolvadását a fizikai korlátokon keresztül, hanem jelentős folyási feszültséget és tixotróp helyreállítást is biztosít a rendszernek.

Korábbi kutatások egyértelműen kimutatták, hogy a PGPR + DMG keverék maximális emulzióstabilitást biztosít a kókuszdióolaj{1}}napraforgóolaj kevert rendszerekben, 3%-os teljes emulgeálószer-koncentráció mellett kialakuló stabil V/O emulziókkal. A DAG-PGPR vegyes emulgeáló rendszerekben a határfelületi kristályosodás és a PGPR nagy felületi aktivitása közötti szinergikus kölcsönhatás egyenletes cseppeloszlású és kiváló fagyás{5}}olvadási stabilitású emulziókat eredményez. Ezek a tanulmányok azonban nagyrészt a statikus formulázási paraméterekre összpontosítottak, és továbbra is hiányzik annak szisztematikus megértése, hogy a feldolgozási nyírási előzmények hogyan befolyásolják a különböző emulgeálóberendezések által generált áramlási tér jellemzői az adszorpciós kinetikát, a kristályosodási viselkedést és a két emulgeálószer szinergetikus hatásait.

Ennek a cikknek a célja a nyírási reológia egységes perspektívájából egy teljes ok-okozati lánc felépítése: emulgeáló berendezés → nyírási áramlási mező → határfelületi viselkedés → ömlesztett reológia → termékstabilitás. A központi tézis az, hogy a PGPR és a DMG közötti szinergia nem statikus formulázási függvény, hanem dinamikus nyíró{1}}válaszfüggvény; a nagy-nyírású homogenizálás és a kolloid őrlés közötti választás lényegében a két emulgeálószer megfelelő "nyírási ablakának" összeillesztése és kombinációja.

1 Anyagok

PGPR (HLB ≈ 0,4–4,0, Guangzhou Zhonghai Chemical); DMG (monoészter-tartalom 90%-nál nagyobb vagy egyenlő, HLB ≈ 3,9–5,3, ugyanaz a szállító); napraforgóolaj (élelmiszeri osztályú); ionmentesített víz; só, szacharóz, xantángumi (élelmiszeri minőségű).

2 W/O salátaöntet modellrendszer

Olajfázis: napraforgóolaj PGPR/DMG kevert emulgeálószerrel (összkoncentráció 1%–5%, PGPR:DMG aránysor 0:10-től 10:0-ig), keverés közben 70 fokon feloldva. Vizes fázis: ionmentesített víz + só 1,5% + szacharóz 3% + xantángumi 0,1%, keverés közben 60 °C-on oldva. A víz-–-olaj tömegaránya: 70:30 (φₒ=0.7) és 60:40 (φₒ=0.6), két sorozatot alkotva.

3 Emulgeáló berendezések és feldolgozás

A nagy-nyírási homogenizálás (HSH) egy digitális nagy-sebességű diszpergáló homogenizátort (FJ200-SH, Shanghai Huxi) 8000-18000 ford./perc feldolgozási paraméterekkel és 1-5 perces időtartammal. A kolloid marásnál (CM) laboratóriumi-méretű recirkulációs kolloid malmot (JMS-50D, Langfang General Machinery) alkalmaztak, 100–500 μm állórész-rotor hézaggal, 3000–6000 ford./perc forgórész fordulatszámmal és 1–5 körfolyamattal. Az emulgeálás után az összes emulziót gyorsan lehűtjük 25 °C-ra jeges vízfürdőben.

4 Jellemző módszerek

• Cseppmorfológia:Optikai mikroszkóp (BX53, Olympus) × 400-as nagyítással; A cseppméret-eloszlást (d3,₂) ImageJ képelemző szoftverrel határoztuk meg.
• Reológiai jellemzés:Rotációs reométer (DHR-2, TA Instruments), 40 mm-es párhuzamos lemezgeometria (1 mm-es rés), 25 fok. Állandó-állapotú nyírás: 0,01–100 s⁻¹; amplitúdó sweep: 0,01%–100% feszültség 1 Hz-en; frekvencia sweep: 0,1-100 rad/s 0,1%-os feszültségnél (LVR-n belül); tixotrópia: háromlépcsős nyírási sebesség ciklus 10-3→100→10-3 s-1.
• Interfaciális dilatációs reológia:Függesztett esés{0}}alapú felületi dilatációs reometria (OCA 25, DataPhysics), oszcillációs frekvencia 5–45 mHz, amplitúdó 2%, hőmérséklet 25 fok.
• DSC zsírkristályosítási elemzés:Differenciális pásztázó kalorimetria (DSC 214 Polyma, Netzsch), fűtési/hűtési sebesség 5 fok/perc.
• Tárolási stabilitás:Tárolás 25 fokon / 4 fokon 30 napig, a fázisszétválás és az összeolvadás vizuális megfigyelésével.

1 A PGPR és a DMG differenciált interfész viselkedése a W/O interfészen

A határfelületi dilatációs reológiai mérések feltárták a lényeges különbségeket a PGPR és a DMG között az olaj{0}}víz határfelületén. A PGPR még nagyon alacsony koncentrációknál is (0,1%) gyorsan eléri az adszorpciós egyensúlyt, határfelületi dilatációs modulusa E' gyenge frekvenciafüggést mutat az 5–45 MHz-es frekvenciatartományban, ami a határfelületi film szilárd -elasztikus jellegére utal. Ez a megállapítás erősen megegyezik az irodalommal: a PGPR elágazó ricinoleinsav hidrofób farka nagy dilatációs viszkoelasztikus modulust biztosít a határfelületi filmnek, amely lehetővé teszi, hogy hatékonyan ellenálljon az emulzió összeolvadása okozta határfelületi deformációnak. 15 tömörítési-tágulási ciklus után a PGPR felületi film modulusa csak csekély gyengülést mutatott, ami megerősíti a kiváló hosszú távú interfész-stabilitást.

A DMG teljesen eltérő interfész viselkedést mutatott. Azonos mérési körülmények között a DMG határfelületi film dilatációs modulusa szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a PGPR-é, kifejezett frekvenciafüggéssel-a modulus gyorsan emelkedett magas frekvenciákon, és csökkent alacsony frekvenciákon-, ami azt jelzi, hogy a film viszkozitása-dominál. Ami még kritikusabb, amikor a hőmérsékletet 70 fokról 25 fokra csökkentették, a DMG határfelületi film dilatációs modulusa egy lépésszerű növekedésen ment keresztül, amely szorosan összefügg az in situ határfelületi kristályosodási viselkedésével. A DSC-elemzés megerősítette ezt a hipotézist: a hűtés során a DMG kifejezett exoterm csúcsot mutatott körülbelül 45-50 fokon, ami a monogliceridek heterogén gócképződésének és kristályosodásának felelt meg az olajvíz határfelületén.

Ez a két különböző határfelületi viselkedés határozza meg a megfelelő válaszmintákat a nyírási mezőkön belül. A PGPR határfelületi adszorpciója akinetikusan szabályozott folyamat: a molekulák a határfelületre érve gyorsan képesek végrehajtani a konformációs kiigazításokat, és egyensúlyi lefedettséget érnek el; következésképpen a nyírási intenzitástól való függése viszonylag gyenge. Ezzel szemben a DMG felületi viselkedése atermodinamikai{0}}kinetikus csatolású folyamat: a molekuláknak először el kell érniük a kritikus felületi koncentrációt a határfelületen, ezt követi a hűtés-, amelyet in situ kristályosodás hajt végre; így a végső határfelületi struktúra erősen függ a nyírási-hűtéstörténeti útvonaltól.

2 A nyírási áramlási mező típusának hatása a cseppméret-eloszlásra

A nagy-nyírású homogenizálás (HSH) és a kolloidőrlés (CM) az emulgeálási áramlási mezők két alapvetően eltérő típusát képviselik.

A HSH kategóriájába tartozikinerciális turbulencia{0}}uralta áramlási mezőket. A forgórész nagy sebességű-forgása alatt a folyadék intenzív turbulens ingadozásokon megy keresztül, a cseppek törését elsősorban turbulens tehetetlenségi feszültség szabályozza (~ρ(εd)^(2/3)). Ennek az áramlási mezőnek az alapvető jellemzői: rendkívül nagy energiasűrűség (10⁶–10⁸ W/m³), nagyon rövid tartózkodási idő (ezredmásodperctől másodpercig), valamint nyíró- és turbulens örvények által dominált áramlási mező.

A kolloid malom viszont a kategóriájába tartozikextenzív-nyírási áramlási mezők. Az állórész -rotorrésén belül a folyadék intenzív nyújtó- és nyíróáramok együttes hatásán megy keresztül, és a csepptörés mechanizmusa lényegesen összetettebb. A HSH-hoz képest a CM mérsékelt energiasűrűséggel (10⁵–10⁷ W/m³), de lényegesen hosszabb tartózkodási idővel (másodperctől percig), jelentős kiterjedésű áramlási komponenssel rendelkezik.

1. táblázat: Az áramlási mező jellemzőinek összehasonlítása: nagy-nyírási homogenizáció vs. kolloid malom

A kísérleti eredmények azt mutatták, hogy ha önmagában PGPR-t használunk emulgeálószerként, a HSH 18 000 fordulat/perc mellett 3 percig d₃,₂ ≈ 8–12 μm cseppeloszlást eredményezett, szabályos cseppmorfológiával és szűk méreteloszlással. Ha a CM-kezelést hasonló energiabevitel mellett alkalmazták, az átlagos cseppméret 15–20 μm-re nőtt, de a méreteloszlás szélesebb volt, és határozott bimodális jelleget mutatott, -a fő csúcs 10–15 μm-nél és egy másodlagos csúcs 25–35 μm-nél.

A DMG bevezetése alapjaiban változtatta meg ezt a képet. Egy PGPR:DMG=7:3 kevert rendszerben (összkoncentráció 3%) a HSH és a CM közötti cseppméret-különbség jelentősen csökkent: d₃,₂ ≈ 10 μm HSH és ≈ 12 μm CM esetében, így az arány körülbelül 1,8 × 2×-re csökkent (egyedül PGPR1). Ennél is fontosabb, hogy a CM{11}}előállított emulzió tárolási stabilitása (30 nap, 25 fok) jelentősen jobb volt, mint a HSH terméké,{12}}az előbbi destabilizációs indexe az utóbbinak csak körülbelül 40%-a.

3 Nyírási-A "PGPR interfész film + DMG kristályhálózat" kettős stabilizációs szerkezet válaszmechanizmusa

Miért mutat ilyen kifejezett relatív előnyt a CM a PGPR/DMG kevert rendszerben? A válasz a két emulgeálószer eltérő reakcióiban rejlik a nyírási előzményekre, és a CM áramlási mező egyedi jellemzőiben, amelyek pontosan illeszkednek a megfelelő "nyírási ablakokhoz".

A PGPR határfelületi adszorpciója gyors kinetikai folyamat. Akár a HSH ezredmásodperces-léptékű turbulenciájában, akár a CM második-léptékű extenziós-nyírási áramlásában, a PGPR molekulák gyorsan befejezhetik az adszorpciót a frissen keletkezett cseppfelületeken, rugalmas határfelületi filmet képezve. Viszont,a PGPR interfészfólia öngyógyító képessége a mechanikai sérülésekkel szemben korlátozott. A HSH szélsőséges turbulencia körülményei között a születőben lévő cseppek ismétlődő törési-összeolvadási-újra-törési ciklusokon mennek keresztül, miközben a felületi fólia folyamatosan elszakad és újjáépül, ami az emulgeálási hatékonyság csökkenését eredményezi.

Ezzel szemben a DMG-hez alapvetően más „nyíró{0}}hűtés” kapcsolt környezet szükséges. A DMG stabilizáló funkciójának a határfelületen és a folytonos fázisban való kifejtésének előfeltételei a következők: (1) a molekuláknak elegendő idővel kell rendelkezniük ahhoz, hogy elérjék a kritikus felületi koncentrációt a cseppfelületen; (2) a cseppeknek morfológiai stabilitást kell fenntartaniuk megfelelő nyírás mellett, hogy nukleációs templátokat biztosítsanak a határfelületi kristályosításhoz; (3) a hűtési sebességnek mérsékeltnek kell lennie, hogy megfelelő kristálynövekedést tegyen lehetővé túlzott aggregáció nélkül.

A HSH-nagy energiasűrűség, rendkívül rövid tartózkodási idő, erős turbulencia-áramlási mező jellemzői gyakorlatilag a DMG összes követelményének ellentmondanak.A HSH-ban az egyes cseppek élettartama rendkívül rövid (ezredmásodperctől másodpercig), és a DMG-molekuláknak nincs elegendő idejük a határfelületen való felhalmozódásra, nem beszélve a teljes határfelületi magképződésről és a kristálynövekedésről. A HSH által generált jelentős súrlódási hő további külső hűtési kompenzációt tesz szükségessé, ami tovább tömöríti a DMG kristályosodási ablakát.

A CM{0}}mérsékelt energiasűrűség, hosszabb tartózkodási idő, jelentős kiterjedésű áramlási komponens-áramlási mező jellemzői kielégítik a DMG összes követelményét.A CM résáramlásában a cseppek fokozatos kiterjedési deformáción mennek keresztül; a felület növekedése szinkronban megy végbe a DMG felületi diffúziójával, ideális kinetikai feltételeket biztosítva a határfelületi kristályosodáshoz. Extenzív áramlás esetén a cseppek egy „súlyzó-alakú” megnyúló-szakadási mechanizmus révén törnek szét, szabályos morfológiájú és egyenletes méretű leánycseppeket hozva létre, ami megkönnyíti a kristályhálózat későbbi egységes felépítését. Ennél is fontosabb, hogy a CM hosszabb tartózkodási ideje lehetővé teszi a DMG számára, hogy a folyamatos fázisban befejezze a kristálymagképződést és a kezdeti növekedést, olyan térszerkezetet képezve, amelyben a Pickering stabilizálás és a hálózat stabilizálása szinergikusan létezik.

Ezt a mechanizmust a következőképpen foglaljuk össze"PGPR interfész film (elasztikus héj) + DMG kristályhálózat (műanyag váz)" kettős stabilizációs modell. Ebben a modellben a PGPR biztosítja az első szintű védelmet,{1}}minden cseppet rugalmas felületi filmréteggel ruház fel, amely ellenáll az összeolvadásnak; A DMG a védelem második szintjét nyújtja, -kristályhálózatok műanyag vázát alkotva a cseppek között, felruházva a rendszert anti-ülepedés- és tixotróp visszanyerési teljesítménnyel. Ennek a kettős szerkezetnek a létezését a szakirodalom közvetetten alátámasztotta: a DAG-PGPR vegyes emulgeáló rendszerekkel kapcsolatos tanulmányok kimutatták, hogy a határfelületi kristályosodás és a PGPR nagy felületi aktivitása közötti szinergetikus kölcsönhatás egyenletes cseppeloszlású és kiváló fagyás{6}}olvadási stabilitású emulziókat eredményez; a PGPR-tartalmú W/O emulziókban a felületi zsír hatására a cseppek aktív töltőanyagként működnek, megerősítve a rendszer merevségét és keménységét.

4 Az emulgeáló nyírófázis diagram felépítése és az eljárás kiválasztásának kritériumai

A szisztematikus kísérleti eredmények alapján emulgeáló nyírási fázisdiagramot szerkesztettünk az energiasűrűség (Eᵥ) és a fajlagos nyírási energia (SBE) kettős paraméterek felhasználásával, felvázolva az alkalmazható határokat és a HSH és CM közötti komplementer kapcsolatokat ebben a rendszerben.

2. táblázat Emulgeáló nyírófázis diagram PGPR/DMG kevert V/O magas belső fázisú emulziókhoz

I. ablakalkalmas olyan salátaöntetekhez, amelyek nagy folyóképességet és kiváló extrudálási teljesítményt igényelnek. Itt a PGPR a domináns emulgeálószer (nagyobb vagy egyenlő 80%), kis mennyiségű DMG-vel pedig kiegészítő stabilizálást biztosít. A HSH nagy energiasűrűsége megfelelően finomítja a cseppeket, míg az alacsony DMG-tartalom biztosítja, hogy a HSH hőhatásai ne zavarják meg a gyenge kristályhálózatot. Az így kapott emulzió folyási feszültsége hozzávetőleg 50–150 Pa, tixotróp visszanyerése pedig körülbelül 80–100%, megfelelő a palackozott préselhető termékekhez.

Ablak IIa HSH és a CM közötti komplementaritás optimális régióját jelenti. Ennek a stratégiának az alapkoncepciója a HSH alkalmazása a hatékony elsődleges csepptörés érdekében, ezt követi a CM a másodlagos szerkezeti finomításhoz,{1}}beleértve a cseppméret homogenizálását és a DMG-kristályhálózat irányított felépítését. Kísérletek megerősítették, hogy a "HSH előemulgeálás (18 000 ford./perc, 1 perc) + CM recirkulációs finomítás (3000 ford./perc, 3 menet)" tandem eljárással egyszerre érhető el a cseppfinomság (d₃,₼ ≈ 10–15 µm)} {15} {15 napos destabilizációs index < 5%). Ez az eljárás alkalmas salátaöntetekhez és kenhető termékekhez, amelyek szigorú tárolási stabilitási követelményeket támasztanak.

Ablak IIIaz a régió, ahol a DMG kristályhálózati hatás teljes mértékben megvalósul. A CM hosszabb tartózkodási ideje és kiterjesztett áramlási jellemzői bőséges lehetőséget biztosítanak a DMG-nek egy teljes kristályhálózat felépítésére a határfelületen és a folyamatos fázisban. Az így létrejövő emulzió 200-400 Pa folyási feszültséget, 120%-ot meghaladó tixotróp visszanyerést és kifejezett műanyag-testjellemzőket-megőrzi alakját statikus körülmények között (kihúzott bordák), miközben mérsékelt viszkózus ellenállást mutat a dinamikus terítés során. Ez az ablak különösen alkalmas fagyasztott/hűtött kenhető kenőanyagokhoz és növényi alapú vaj-alternatívákhoz, amelyek nagy formatartó-kapacitást igényelnek.

Ablak IVazt jelzi, hogy a CM idő meghosszabbítása vagy a rotor sebességének növelése nem tudja kompenzálni az elégtelen PGPR adagolás vagy a nem megfelelő DMG kristályosítási körülmények által okozott szerkezeti hiányosságokat.

5 A tixotróp gyógyulási viselkedés és a PGPR/DMG szinergikus fokozódás kvantitatív elemzése

A tixotróp visszanyerési viselkedés a fő mutató a salátaöntetek és kenhető salátaöntetek használati minőségének értékeléséhez,{0}}a terméknek jó folyóképességűnek kell lennie, ha üvegből kinyomják vagy kenyérre kenik, ugyanakkor gyorsan vissza kell nyernie szilárd, -szerű szerkezetét extrudálás vagy szétterítés után, hogy megakadályozza az összeesést és az olajkiválást.

A csak PGPR-t tartalmazó emulziók körülbelül 70–85%-os tixotróp visszanyerést mutattak, lassú visszanyerési sebesség mellett (jellemző idő ~120–200 s). A csak DMG-t tartalmazó emulziók nem tudtak teljes tixotróp hiszterézis hurkot kialakítani a durva cseppecskék és a súlyos összeolvadás (helyreállás) miatt<50%). When the two were blended at a 7:3 ratio, the thixotropic recovery could reach 130%–140%-exceeding the theoretical upper limit of 100% and indicating that the recovered structure was stronger than the initial structure-with a substantially accelerated recovery rate (characteristic time ~20–40 s). This counterintuitive "super-complete recovery" phenomenon suggests that further structural reinforcement occurs during the recovery process: the DMG crystal network continues to evolve toward a more ordered structure under static conditions, while the PGPR interfacial film preserves droplet integrity throughout this evolution.

Az emulgeáló nyírási reológia egységes perspektívájából ez a cikk feltárja a PGPR és a DMG szinergikus mechanizmusát és nyíró{0}}válasz jellemzőit magas belső fázisú V/O salátaöntet rendszerekben, és a következő útmutatást nyújtja az ipari előkészítéshez:

A berendezés kiválasztásának alapelvei:A nagy-folyékonyságú termékek a legjobban HSH egy-lépéses feldolgozással állíthatók elő; közepes---nagy stabilitású termékek ajánlottak a HSH + CM tandem feldolgozáshoz; A magas formájú-tartós termékek optimálisan készülnek a CM-domináns több-menetes feldolgozás segítségével.

A készítmény tervezésének alapelvei:A magas PGPR arányú készítményeket össze kell hangolni a HSH nagy energiasűrűségével; A közepes-–-alacsony PGPR arányú készítményeket a CM extenzív-nyírási áramlási mezőjéhez kell igazítani; A DMG arányának minden 10%-os növekedéséhez javasolt a CM tartózkodási idejét körülbelül 20%-kal meghosszabbítani, vagy a CM recirkulációt egy további lépéssel növelni.

A jövőbeli kutatási irányok a következők lehetnek: a jelen tanulmányban kidolgozott nyírási fázisdiagram módszertan kiterjesztése más W/O élelmiszer-emulziós rendszerekre (pl. margarin, nem{2}}tejből készült habtejszín); in situ kis-szögszórási és neutronreflexiós technikák alkalmazása a DMG határfelületi kristályosodási kinetikájának tisztázására nyíró-hűtési körülmények között; és a HSH + CM tandem eljárás összehasonlítása olyan feltörekvő technológiákkal, mint a mikrofluidikus emulgeálás, hogy feltárja a magas belső fázisú V/O emulziók előállításánál elérhető végső szabályozási pontosságot.

A PGPR és a DMG szinergikus hatása nagy belső fázisú V/O salátaöntet rendszerekben egy dinamikus, nyírási{0}}előzmény-függő, egymást kiegészítő stabilizációs mechanizmus, amely alapvetően eltérő fizikai mechanizmusokon- alapul, a felületi film viszkoelaszticitása és a kristályhálózat felépítése. A nagy-nyírású homogenizálás és a kolloid őrlés közötti választás lényegében a két emulgeálószer megfelelő "nyírási ablakainak" egyeztetése: a HSH a PGPR gyors határfelületi adszorpciójával, míg a CM a DMG határfelületi góckristályosodásával és hálózatépítésével felel meg. A két berendezéstípus tandem alkalmazása olyan mérnöki megoldást jelent, amely összeegyezteti a hatékonyságot a minőséggel. Az ebben a tanulmányban felépített "emulgeáló nyírófázis diagram" szisztematikus elméleti alapot és gyakorlati útmutatást ad a berendezések kiválasztásához, folyamattervezéséhez és összetételének optimalizálásához a magas belső fázisú W/O emulziók élelmiszeriparban.