CC BY
21
исходного в наборе сырья. Потери витамина А минов в блюдах, имеющих аналогичную техноло-
минимальные при приготовлении всех исследуе- гию приготовления,
мых блюд.
Таблица 2
Блюдо Потери витаминов, %
витамин А ^-каротин тиамин 1 | ниацин рибофлавин витамин С
Пюре из тыквы 7 8 25 19 10 50
Котлеты капустные 4 21 26 22 26 55
Суфле из моркови — — 10 5 8 90
Свекла, тушенная в сметане 2 4 13 11 9 88
Картофель, тушенный с грибами — . 8 29 18 21 70
Капуста, тушенная с грибами — 8 30 30 26 61
Статистическая обработка результатов исследований показала с вероятностью 95% достоверность найденных потерь витаминов.
ВЫВОДЫ
1. Содержание витаминов в сырьевых наборах блюд колеблется в различных пределах в зависимости от вида сырья.
2. На содержание витаминов в готовых блюдах и потери их влияют способ подготовки компонентов сырьевого набора, изменение массы.
3. Полученные результаты могут быть использованы в дальнейшем при расчете содержания вита-
ЛИТЕРАТУРА
1. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания. — М.: Экономика, 1983.
2. Сборник рецептур блюд диетического питания для предприятии общественного питания. — Киев: Техника, 1989.
3. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы / Под ред. И.М. Скурихина, В.А. Шатерникова. — М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1984.
4. Методические указания по лабораторному контролю качества пищи, — 1—3. — Киев, УкрНИИТОП, 1983.
Кафедра технологии продукции
общественного питания
Поступила 13.01.92
663.256.15:661.183.4
ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГИДРОСЛЮДЫ
Г.И. ГОРОХОВ, А.П. ТЫЧИНА, В.В. ПОЖИДАЕВ, В.А. ТОЛМАЧЕВ
Краснодарский политехнический институт
В технологии виноделия для фильтрации и стабилизации вин и соков успешно применяются порошки природных алюмосиликатных минералов и цеолитов, важными показателями технологических свойств которых являются дисперсность и удельная поверхность, гетерополярность, адсорбционная активность, величина, и состав ионообменного комплекса.
В этой работе изучены некоторые поверхностные свойства одного из таких минералов — гидро-слюды. Прежде всего изучали гетерополярность ее поверхности, используя явление смачивания. Известно, что при взаимодействии твердых тел с жидкостями выделяется теплота смачивания, количество которой зависит от природы взаимодей-
ствующих тел, массы смачиваюшеи жидкости и величины поверхности твердого тела. Поэтому калориметрическое определение теплоты смачивания может дать полезную информацию об энергетике поверхностного взаимодействия адсорбента (порошка) с жидкой средой, для обработки которой он используется.
Удельные интегральные теплоты смачива-нияф* определяли с помощью калориметра по стандартной методике (1]. Продолжительность каждого опыта 8—10 мин. Для нахождения постоянной калориметра К в качестве растворителя брали дистиллированную воду, а в качестве стандартного вещества — КС1 марки ЧДА (ГОСТ 4234—77). Смачивающими жидкостями служили: дистиллированная вода, н-гексан (ТУ 6—09— 3375—78) и виноматериал херес Таманский Голу-
НОЛО-
лица 2
ь
I
I
I пред-омика,
едпри*
989.
*е таб->ва. —
) каче-
183.4
:тн и <у ка-чива-!врге-бента горой
чива-за по «ость юсто-ителя стан-ГОСТ кили: -09-Голу-
бицкого винсовхоза, содержащий 19,8 об.% спирта, 3 мас.% сахара, после обработки желатином, бентонитом и цеолитом; смачиваемым веществом — гидрослюда Г Черкасского месторождения Украины, перед опытами подвергнутая размолу в шаровой мельнице в течение 1 ч. Перед употреблением пробы Г сушили при 105*С до постоянной массы, закрытые бюксы с абсолютно сухой гидрослюдой Га.с охлаждали и хранили в эксикаторе при комнатной температуре. Ампулы, заполненные Га.с, закрывали пробками с обоих концов. Для сравнения использовали и сухую гидрослюду Гв.с, содержание летучих веществ в которой составляло = 5,14% к а.с. массе. Во всех опытах объем исходной жидкой фазы (растворителя либо смачивающей среды) в стакане калориметра составлял 200 мл. Массу ампул с КО, Г и пустых взвешивали с точностью до четвертого знака после запятой на аналитических весах АДВ-200. Опыты вели при комнатной температуре < = 22—23*С. Масса навесок КС1 и Г лежала в пределах ((1,5— 2,3)± 0,03001 г. В каждой серии экспериментов с Га.с выполняли по три параллельных опыта.
Расчет постоянной калориметра и энтальпии (теплоты) смачивания проводили по формуле:
А Я'- —— д/ , (1)
е
где ДЯ' и 0'—удельная интегральная энталь-4 пия и теплота растворения ДЯ'ЦО'т) либо смачивания ^Н'х(Я'х), кДж/кг (для КС1 наиболее достоверное значение интегральной энтальпии растворения 1 моль в 400 моль воды при 25‘С и нормальном давлении равно Ант - 1,757-10 Дж/моль [21, откуда удельная величина составляет АЯ'т = 235649 Дж/кг);
К—постоянная калориметра, Дж/град; ц —масса навески КС1 либо Г, кг;
Д| = /2-*1—истинная величина изменения температуры исследуемой системы в ходе опыта, в которой Н — температура системы перед опытом, /2 —то же после опыта.
Постоянная калориметра по данным четырех параллельных опытов составила К = 954±23 Дж/град. В табл. 1 приведены результаты измерения дН'х, а также случайные ошибки Д(ДЯ'*) (погрешности) определения теплот смачивания, найденные вероятностным методом на основе распределения Стьюдента (1) при доверительной вероятности Р = 0,95 и числе степеней свободы / = т - 1, где т — число параллельных опытов.
Таблица I
Исследуемая система т 1-ДЯ'х±Д(ДЯ'х)1-10-3. Дж/кг
Га.с — Н2О ,3 34,6+1,7
Га.с — к-гексан 3 67,9±23,4
Га.с — вино-материал 3 , 33.0+4.9
Гв.с — Н2О 2 14.6
Гв.с — н-гексан 2 13.1
ГвА — вино-материал 1 “ * * 12.3 ' .
Из табл. 1 видно, что удельные теплоты смачивания воздушно-сухой гидрослюды водой, винома-териалом и н-гексаном практически одинаковы и в несколько раз меньше, чем у гидрослюды, подвергнутой сушке. Это, очевидно, связано с наличием на поверхности гидрослюды адсорбированных из воздушной среды молекул газа (паров воды и др.), экранирующих поверхность. Сушка гидрослюды при 105’С до постоянной массы приводит к удалению экранирующего слоя, и это позволяет оценить природу ее поверхности. Коэффициент гидрофильности (гетерополярности) [31 равен:
т.е. гидрослюда преимущественно гидрофобна, большая часть ее поверхности лучше взаимодействует с н-гексаном, чем с водой и виноматериалом (О'* — удельная теплота смачивания твердой поверхности полярной жидкостью, ()'м — неполярной).
Величина ЛЯ'*зависит от удельной поверхности адсорбента м /кг, поэтому истинной энергетической характеристикой взаимодействия жидкости с твердой поверхностью служит интегральная теплота смачивания единицы поверхности, Дж/м [4]:
А Я* = Д Н'х/$уд , (2)
Чтобы ее знать, надо тем или иным методом определить 5^. В нашей работе для оценки удельной поверхности гидрослюды использованы адсорбционный и седиментационный методы. Первый из них позволяет оценить величину как внешней, так и внутренней поверхности порошкообразного адсорбента, смачиваемого водой, второй — только внешней поверхности.
При комнатной температуре / = 17°С исследовали адсорбционное равновесие гидрослюда—водные растворы уксусной кислоты [5]. Масса навесок воздушно-сухой гидрослюды в пересчете на сухое вещество составляла 3,00± 0,02 г. Полученные дан-
Г
ные представлены в табл. 2 и на рис. 1, описывающем зависимость (С/а) = [(С), где С — равновесная концентрация уксусной кислоты в растворе.
Таблица 2
$уд = (28,5±5,6)- 103 м2/кг
Но- мер опы- та Концентрация растворов СН3СООН, кмоль/м АС=С0-С кмоль/м Величина адсорбции а - 10э' кмоль/кг
до адсорбции Сд после адсорбции С
1 0,0104 0.0088 0,0016 5,62
2 0,0528 0,0504 0,0024 8.43
3 0,0988 0,0944 0,0044 15.44
4 0,2150 0.2098 0,0052 18.27
5 0,5400 0.5340 0,0060 21,08
Как следует из рис. 1, зависимость (С/а) = = [(С) линейна. Обработка ее методом наименьших квадратов (1) позволила определить предельную адсорбцию йт = 23,12- 10 кмоль/кг, откуда полная удельная поверхность гидрослюды равна:
5уд = „г-
= 23,12-10 ^-20,5-10 “-б.Ог-1026=
= 28,5- 10 м/ кг,
«о — площадь, занимаемая молекулой уксусной кислоты на поверхности адсорбента;
Ма — число Авогадро.
где
Р<с. 1. Зависимость С/а = /(С)дмя адсорбционного равновесия гидрослюда—СН3СООН в водных растворах при 17'С
Оценка погрешности определения Зуд методом наименьших квадратов на основе распределения Стьюдента [1] при Р = 0,95 и/ = т- 2 = 3 показала, что истинное значение полной удельной поверхности Г по данным одного опыта лежит в следующем доверительном интервале;
Таблица 3
г, с т, мг т, с т, мг т, с т, мг Т. с т, мг
30 52 240 80 960 89,5 3000 96
60 60 300 81 1200 90,5 3540 97
90 68 360 82 1440 91,0 4140 98
120 71 480 86 1740 92,0 4800 98
150 75 600 87 2100 93,0 5520 98
180 78 780 88 2520 95,5 6300 98
Внешнюю удельную поверхность гидрослюды находили методом седиментационного анализа [5], используя торзионные весы с ценой деления 1 мг. Осаждение частиц навески Гв.с массой 1 г вели в дистиллированной воде при 22°С, высота оседания составляла И = 0,227 м. Данные опыта приведены в табл. 3. По ним была построена седиментацион-ная кривая т - / (г), где от — масса осадка на чэшке весов; г — время осаждения. Обработку кривой вели графическим методом [6], разбивая касательными на фракции с одинаковой массой т<\ Для каждой точки касания находили время % и рассчитывали эквивалентный радиус частиц /-той фракции по формуле;
г -
Д./
%
2£(р - ро)
Н
X
Рис. 2. Дифференциальная кривая распределения частиц гьдрослюды по размерам
В расчетах использовали значения динамической вязкости воды 7 = 9,65-10 4 кг/м-с и ее плотности р = 997,7 кг/м3, указанные для ?.= = 22°С в справочнике [7]. Плотность гидрослюды р определяли пикнометрическим методом. По дан-
Ре
ени^
(рис]
Ка
хнос; = 0, чем Таки хара! сят стру сосп сред фра» 10% с Г' мум
38%
№
лота'
зна^
дейс^
0,05)
В]
пове|
укс)]
уело
Таблица 4
Номер фракции т, с т,- • 1О6. кг г,- -106, м гср' Ю6• м м /кг Щ АС?; =ч=е100, 2*т1 % Дг-106, ы АП
1 3 10 137.2 137.2 7,9 10.2 137.2 0,074
2 9 10 79.2 108,2 10.0 10,2 58,0 0,176
3 21 10 51,9 65,6 16,5 10,2 27,3 0,374
4 39 10 38,1 45.0 24,0 10.2 13.8 0,739
5 78 10 26,9 32,5 33,3 10.2 11,2 0,911
6 150 10 19.4 23,2 46,6 10.2 ‘ * 7,5 1,360
7 222 10 16.0 17.7 61,1 10,2 3,4 3,000
8 480 10 10,8 13.4 80,6 10,2 5.2 1,960
9 2760 10 4.5 7.6 142.2 10,2 6.3 1,619
10 4140 8 3.7 4.1 263.6 8.2 0.8 10,250
ным трех параллельных опытов р = = 2776± 34 кг/м3. Далее находили средний радиус частиц гСр каждой фракции и ее удельную поверхность $уд по уравнению:
6 3 <л\
$уд = =-----•
йР гР
Результаты расчетов, а также данные для построения дифференциальной кривой распределения (рис. 2) приведены в табл. 4.
Как видно из табл. 4, внешняя удельная поверхность пшэошка гидрослюды составляет э =
= 0,69 10 м / кг, что примерно в 40 раз меньше,
чем ее полная поверхность Эув = 28,5 10 м /кг. Таким образом, адсорбционные и ионообменные характеристики гидрослюды в водной среде зависят главным образом от ее капиллярно-пористой структуры. Порошок примерно на 90% (по массе) состоит из грубодисперсных частиц йСр > 10 ' м, среди которых, как показывает рис 2, преобладает фракция с г"Ср, равным 17,7- 10 м. Остальные 10% массы порошка состоят в основном из частиц с г"Ср ** 4,1- 10 м, отвечающих за второй максимум на кривой распределения и дающих около 38% внешней удельной поверхности гидрослюды.
Имеющиеся экспериментальные данные по теплота м смачивания [4, 81 свидетельствуют, что их значения АНх в зависимости от природы взаимодействующих веществ лежат в пределах
0,05-1,5 Дж/м .
В данной работе величину полной удельной поверхности гидрослюды определяли по адсорбции уксусной кислоты из водных растворов, т.е. в условиях смачивания водой полярных участков ее
поверхности. Поэтому оценку достоверности полученного значения 5уд - 28500 м /кг можно провести лишь по результатам смачивания а.с. гидрослюды водой. Расчет по уравнению (2) и данным табл. 1 дает величину теплоты смачивания АНХ щ 34,6-103/28,5-103 = 1,214 Дж/м2, вписывающуюся в указанные выше пределы.
Таким образом, результаты исследования адсорбционного равновесия гидрослюда—водные растворы уксусной кислоты коррелируют с данными, полученными в ходе калориметрических измерений теплот смачивания гидрослюды водой. Это свидетельствует о достоверности полученных результатов.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Практикум по физической химии / Под ред. Н.К. Воробьева. — М.: Химия, 1975. — 36 с.
2. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание в 4-х т. Т. 4, кн. 1 /В.П. Глушко и др. — М.: Наука, 1982. — С. 390.
3. Щукин Е. Д., П е р ц о в А. В., Амелина Е. А.
Коллоидная химия. — М.: Изд. МГУ. 1982. — 348 с. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. — М.; Мир, 19/0. — 408 с.
Практикум по коллоидной химии / Под ред. И.С. Лаврова.
— М.: Высшая школа, 1983. — 216 с.
Расчеты и задачи по коллоидной химии / Под ред. В.И. Барановой. — М.: Высшая школа, 1989. — 288 с.
Краткий справочник по химии / И.Т. Гороновский и др.
— Киев: Изд. АН УССР, 1962. — С. 324.
Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. — М.: Химия, 1982. ~ 400 с.
Кафедра физической и коллоидной химии Кафедра технологии виноделия
Поступила 14.04.92
