CC BY
6
УДК 542.86:635.89
Одарченко Д.М., Штих С.В., Пщдубний В.В.
ВПЛИВ ОПЕРАЦ1Й ПОПЕРЕДНЬОÏ ПОДГОТОВКИ НА ЕЛЕКТРОФ1ЗИЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ПЛАЗМИ З ГРИБ1В ГЛИВА ЗВИЧАЙНА
Статтю присвячено дослгдженню електрофьзичних властивостей плазми грибгв, що е перспективною сировиною для виробництва нових вид1в заморожених напгвфабрикатгв з грибгв глива звичайна. Доведено, що електрофьзичт властивостг дають змогу визначити яюсний склад грибно'1 плазми. Розраховано силу струму р1дко1 фази грибгв залежно вгд р1зноХ величини напруги, питомий опгр та ктетику сили струму при посттнт напруз1. На основi отриманих даних визначено природу речовин, що мгстяться у ргдкш фракци грибгв.
Вступ. Пвд час проведения ощнки якосл сировини та харчових продукпв визначають pi3Hi показники: органолептичш, фiзико-хiмiчнi, мшробюлопчш та îh. Для того, щоб товарознавець мав змогу досконало ощнити яшсть продовольчих товарiв, вш повинен добре знати не лише хiмiчний склад, а й фiзичнi властивостi харчових продуктiв. До фiзичних властивостей, якi вiдiграють важливу роль у визначенш якостi товарiв належать: густина, структурно-механiчнi, оптичнi, теплофiзичнi, сорбцшш властивостi та iH. Значну увагу придiляють також i електрофiзичним властивостям продукпв. Отриманi результати вимiрювання дають змогу зробити висновок про шльшсний та якюний склад речовин, що здатш проводити струм [1].
Постановка задачь Метою дано1 роботи було визначення електрофiзичних властивостей грибно1 плазми, як перспективно! сировини для виготовлення заморожених нашвфабрикапв з грибiв глива звичайна. Об'ектом дослвдження були електрофiзичнi властивостi грибно1 плазми, якi пвдлягали багаторазовому заморожуванню. Предметом дослвдження була плазма з грибiв глива звичайна.
Вир1шення задачь Для визначення електрофiзичних властивостей попередньо отримують грибну плазму шляхом чотириразового циклу заморожування-центрифугування (температура заморожування -18° C), причому рвдина, яка видiляeться шд час пресування твердо1 фази, зливаеться до загального об'ему соку, а тверда фаза, яка вщщляегься шд час фшьтраци рiдкоï фази, до загально1 шлькосп м'якотi [2]. Вiдмiчено, що тсля четвертого циклу заморожування у рщкш фазi не спостерiгаеться осаду шд час центрифугування. Пiд редкою фазою (плазмою) розумiеться частина ввд цшого грибу, яка вiддiляеться шляхом центрифугування, а осад - тверда фаза.
Вимiрювання електрофiзичних властивостей рiдкоï фази здшснювали на установцi, схема яко1 зображена на рис. 1.
На установщ були встановленi електроди, яш виробленi з металу (Ме) та мають, вiдповiдно, електронну провiднiсть. Рщка фаза розмiщувалася
мiж електродами та мала юнну провiднiсть: Кi+ -
катiони; Ак - анюни (рис. 1). Утворення i- тих катюшв i к-тих анiонiв пов'язане з дисощащею простих електролiтiв (солей, лупв, кислот) i високомолекулярних полионтв (речовин органiчного походження). Методика проведения вимiрiв полягала в наступному: дослщжувану плазму об'емом 20 мл помщали у вимiрювальну ланку. Площа змочування електродiв складала 4-10-4 м2. Напругу на електродах змiнювали вiд 0,1 до 20 В за допомогою джерела постшного струму (ДС). Силу струму фшсували мiлiамперметром (мА). Питомий отр обчислювали, виходячи iз закону Ома.
На рис. 2 наведено вольт-амперну характеристику (V-A) для досладжуваних зразшв.
Рис. 2. Сила струму ввд напруги на електродах
1 - без заморожування;
2 - тсля першого заморожування;
3 - тсля другого заморожування;
4 - тсля третього заморожування;
5 - тсля четвертого заморожування.
Явно виражена нелшштсть цих характеристик для св1жих зразшв грибно! плазми та плазми тсля першого заморожування, кр1м того, спостергаються дв1 характерт д1лянки У-Л-характеристик. Так1 вольт-амперш характеристики властив1 для нелшшних електричних ланцюпв. У таких ланцюгах нелшштсть обумовлена електрох1м1чною взаемод1ею електролтв. Зпдно х1м1чно! теори концентрованих розчитв електролтв, розвиненою А.Н. Сахановим 1 В.А. Плотшковим [3], речовини у розчиннику можуть утворювати комплекси, що складаються з молекул розчинено! речовини та розчинника. Так1 комплекси можуть дисоцшвати як на складт юни, так 1 на звичайт молекули та юни. Пом1чено, що шсля першого та другого заморожування електропровщтсть зростае, а пот1м зменшуеться. Це може бути пояснено перерозподшом речовин, що проводять струм м1ж твердою та рщкою фазами продукту.
При цьому ввдшчено, що питомий отр та щшьшсть струму на д1лянках р1зш (табл. 1).
Таблиця 1
Опiр та щшьшсть струму в грибнш плазмi
Я, Ом р, Омм ), А/м2
I дшянка II дшянка I дшянка II д1лянка I д1лянка II д1лянка
без заморожування 0,4^0-3 0,18^ 10-3 3,36 1,5 11,9 121,4
тсля 1-ого заморожування 0,2-10-3 0,12^10-3 1,68 1,0 11,9 234,4
тсля 2-ого заморожування 0,28^0-3 0,16^10-3 2,35 1,34 26,19 254,7
тсля 3-ого заморожування 0,28^0-3 0,1410-3 2,35 1,17 26,19 254,7
тсля 4-ого заморожування 0,26^10-3 0,1310-3 2,18 1,09 11,9 250,0
Р1зш за величиною напруги, за яких характеристики ввдхиляються ввд лшшносп, скорше за все, обумовлеш взаемод1ею р1зних за молекулярними масами та зарядами речовин.
На рис. 3 наведено шнетику сили струму у вшносних одиницях при постшнш напру з1 для р1зних цикл1в заморожування.
Рис. 3. Кшетика сили струму у дослщжуваному зразку при U = const = 0,1 В
1 - без заморожування;
2 - тсля першого заморожування;
3 - тсля другого заморожування;
4 - тсля третього заморожування;
5 - тсля четвертого заморожування.
Видно, що для встановлення постшно! сили струму необхвдний певний промгжок часу. Очевидно, це зумовлено тим, що рщка фаза грибiв мiстить iони рiзноl природи: органiчного та неорганiчного походження. Така система характеризуеться тим, що при вщносному русi iонiв з малою масою (низькомолекулярш з'еднання) i з великою масою (високомолекулярнi з'еднання), першi зв'язуються кулонiвськими силами, що призводить до обмеження рухливостi низькомолекулярних юшв, i сила струму зменшуеться. Ввдзначено вплив циклiв заморожування на швидшсть зменшення сили струму.
Якщо кривi рис. 3 умовно роздшити на 2 дiлянки, то видно, що нахил кривих першо! дшянки (т = 0-20 с) залежить вiд циклiв заморожування. Для свiжого соку грибiв спостерiгаеться найбiльша швидшсть падiння сили струму, а для дворазового заморожування - найменша. Якби розчин мютив тiльки низькомолекулярнi юни, то слiд було очiкувати миттеве встановлення рiвня струму. Отже, при циктчному заморожуваннi та розморожуваннi спостертаеться зсув поведiнки електрофiзичних властивостей редко! фази грибiв у сторону, характерну для простих iонiв.
У таблиц 2 представлено величини електрорушшно! сили, що виникае на електродах, виготовлених з рiзних металiв, тобто утворюють своерщш гальванiчнi елементи: цинк-свинець (Zn-Pb), цинк-мiдь (Zn-Cu), свинець-мiдь (Pb-Cu).
Таблиця 2
Е.р.с. на електродах для рпних пар металiв
Гальватчний елемент E, В
Без заморожування Шсля 1-ого заморожування Пiсля 2-ого заморожування Пiсля 3-ого заморожування Шсля 4-ого заморожування
ё |Zn +2 || Pb+2 | ё 0,33 ± 0,04 0,35 ± 0,04 0,41 ± 0,04 0,44 ± 0,04 0,38 ± 0,04
ё |Zn +2 || Cu+2 | ё 0,55 ± 0,05 0,63 ± 0,05 0,63 ± 0,04 0,75 ± 0,03 0,68 ± 0,03
ё |Pb +2 || Cu+2 | ё 0,56 ± 0,05 0,56 ± 0,05 0,35 ± 0,03 0,39 ± 0,03 0,41 ± 0,03
Видно, що найбiльше значення Е утворюе пара цинк-мiдь. Встановлено, що для ще! пари циктчтсть заморожування вiдображуеться у певному збшьшент електричного потенцiалу, у той час як для шших пар металiв значення е.р.с. нестабiльне.
Висновки. Таким чином, у процес дослвдження встановлено змши електрофiзичних показник1в грибно! плазми (величина сили струму, отр та щшьтсть струму) в залежностi вщ циклу заморожування. Вiдмiчено збiльшення сили струму тсля другого циклу заморожування та И зменшення тсля третього циклу. Очевидно, це зумовлено перерозподшом та розпадом речовин рiзноl природи у грибнш плазмi пiд час багаторазового заморожування.
Л1ТЕРАТУРА:
1. Николаева М. А. Теоретические основы товароведения. -К.: Норма, 2007. - 448 с.
2. Пщдубний В.В., Шкода О.О., Максимова А.О. Новий спос1б отримання нашвфабрикату з гриб1в глива звичайна // Всеукра!нська наук.-практич. конф. молодих учених та студенпв «Актуальш проблеми розвитку харчових виробництв, готельного, ресторанного господарств 1 торпвлЬх тези доповшей. - Харшв, 2011. - С. 463.
3. Харнед Г., Оуэн Б. Физическая химия растворов электролитов, 2-е изд. - М., 1952. - 629 с.
ОДАРЧЕНКО Дмитро Миколайович - к.т.н., доцент кафедри товарознавства, управлшня як1стю та еколопчно! безпеки, Харшвського державного ушверситету харчування та торпвл1.
- товарознавство, управлшня яшстю та еколопчна безпека;
- харчов1 технологи.
ШТИХ Сергш Васильович - асистент кафедри товарознавства, управлшня яшстю та еколопчно! безпеки Харк1вського державного ушверситету харчування та торг1вл1.
- товарознавство, управлшня яшстю та еколопчна безпека;
- харчов1 технологи.
ШДДУБНИЙ Василь Вжгорович - асистент кафедри товарознавства, управлшня яшстю та еколопчно! безпеки Харшвського державного ушверситету харчування та торпвл1 Науков1 1нтереси:
- товарознавство, управлшня яшстю та еколопчна безпека;
- харчов1 технологи.
