1.a)roztwory rzeczywiste(r-ry cukru, chlorku sodu) b)mieszaniny związków o niskim ciężarze cząsteczkowym(oleje rafinowane) c)dyspersje koloidalne(odtłuszczona serwatka, surowe białko jaja) d)emulsje(mleko, śmietana, majonez, masło) e)układy koloidalno-zawiesinowe (nieklarowane soki owocowe i warzywne) f)żele(żelatynowe, pektynowe, skrobiowe) g)układy koloidalno-emulsyjne o strukturze żelopodobnej(jogurt, kefir) h)spienione układy koloidalno-emulsyjne(lody) i)układy koloidalno-zawiesinowe o strukturze żelopodobnej(dżem)

2.=>zajmuje się badaniem zjawiska odkształcenia i przepływu ciał rzeczywistych pod wpływem sił zewnętrznych, =>opisuje zjawiska występujące w bardzo szerokim zakresie pomiędzy stanem stałym i płynnym ZASTOSOWANIE Obszar I –zapewnienie odpowiednich warunków technicznych prowadzenia procesów przetwórczych (np. optymalizacja zużycia energii mechanicznej i cieplnej, prawidłowość przebiegu procesów i operacji jednostkowych). Obszar II –określanie relacji pomiędzy strukturą materiału a obserwowanymi właściwościami reologicznymi, –kontrola i projektowanie właściwości funkcjonalnych żywności, -badanie zjawisk fizycznych zachodzących w wielofazowych układach żywnościowych. Obszar III- korelacja cech sensorycznych i reologicznych produktów żywnościowych, –instrumentalne badanie takich cech sensorycznych jak: lepkość, płynność i konsystencja i ich korelacja z wynikami uzyskanymi za pomocą analiz sensorycznych

3. 1.Reologicznie stabilne – ich właściwości nie zalezą od czasu(historii) ścinania

2. Reologicznie niestabilne- ich właściwości zależą od czasu (historii) ścinania

4. - model potęgowy Ostwalda i de Waele:

$\tau = K*\dot{\gamma^{n}}$ lub$\ \tau_{\text{ap}} = K*\dot{\gamma}$^n-1

K- współczynnik konsystencji (Pa*sⁿ), n- wskaźnik płynięcia

-równanie Cross’a $\text{\ \ \ \ }\mathbf{\eta}\mathbf{=}\mathbf{\eta}_{\mathbf{\infty}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{\eta}_{\mathbf{0}}\mathbf{-}\mathbf{\eta}_{\mathbf{\infty}}}{\mathbf{1}\mathbf{+}\mathbf{K}\mathbf{*}\dot{\mathbf{\gamma}^{\mathbf{n}}}}$

-równanie Carreau$\mathbf{\ }\mathbf{\eta}\mathbf{=}\mathbf{\eta}_{\mathbf{\infty}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{\eta}_{\mathbf{0}}\mathbf{-}\mathbf{\eta}_{\mathbf{\infty}}}{\left\lbrack \mathbf{1}\mathbf{+}\left( \mathbf{\lambda}\mathbf{*}\dot{\mathbf{\gamma}} \right)^{\mathbf{2}} \right\rbrack^{\mathbf{N}}}$

5. Na czym polegają statyczne metody analizy właściwości lekkosprężystych:

Wykonanie testu pełzania i powrotu

Model Burgersa

$$J\left( t \right) = J_{0} + \frac{t}{\mu_{0}} + J_{1}*\left( 1 - \exp\left( \frac{- t}{\lambda_{\text{ret}}} \right) \right)$$

Relaksacja naprężeń

6.

Podstawowe typy układów makrocząsteczkowych: a-Dyspersja rozcieńczona , b-Dyspersja splątana, c-Żel słaby, d- żel mocny( rzeczywisty)

7. Konsystometr Bostwika wykonany jest ze stali nierdzewnej. Głównym elementem urządzenia jest rynienka z wygrawerowaną skalą co 0,5 cm. Próbka o odpowiedniej objętości umieszczana jest w zbiorniku za bramką. Następnie bramka jest podnoszona, przez naciśnięcie dźwigni zwalniającej. Dystans, jaki pokona spływająca po nachylonej rynience próbka, należy odczytać ze skali. Aby zapewnić dokładność i odtwarzalność testu urządzenie jest wyposażone w poziomicę i śrubę regulującą.

8. Tekstura- wg. ISO to wszystkie cechy mechaniczne, geometryczne oraz powierzchniowe, odbierane za pomocą receptorów: mechanicznych, dotykowych, ewentualnie wzrokowych i słuchowych.

9. Tekstura ma znaczenie zarówno dla konsumentów jak i producentów żywności:

kształtuje preferencje konsumenckie, wpływa na rozwój i zdrowie jamy ustnej, kształtuje przyzwyczajenia żywieniowe, jest wskaźnikiem świeżości, determinuje sposób obchodzenia się z produktem w przetwórstwie, transporcie i dystrybucji.

10. Związane z reakcją produktu na nacisk.

Twardość - Cecha odnosząca się do siły niezbędnej do deformacji lub penetracji w głąb produktu. Odczuwalna w trakcie ściskania produktu między zębami lub między językiem a podniebieniem. Stosowane określenia: Twardy, jędrny, miękki.

Spoistość - Cecha związana ze stopniem do jakiego można substancję odkształcić, ale nie złamać. S.o.: Łamliwość, przeżuwalność, gumiastość

Lepkość - Cecha związana z opornością na płynięcie. Siła potrzebna do ściągnięcia płynu z łyżeczki językiem lub do rozprowadzenia płynu na podłożu. S.o.: Płynny, rzadki, lepki

Sprężystość - Cecha związana z odkształceniem na skutek deformacji i stopnia powrotu odkształconego materiału do warunków przed odkształceniem po ustaniu działania siły. S.o.: Plastyczny, ciągliwy, elastyczny, sprężysty

Adhezyjność - Cecha zależna od siły niezbędnej do usunięcia materiału, który przylgnął do ust lub podłoża. S.o.: Przylepny, lepki, kleisty

Łamliwość (kruchość) - Cecha tekstury związana z siłą potrzebną do pierwszej trwałej deformacji produktu. S.o.: Kruszący się, łamliwy, chrupki, kruchy

Przeżuwalność - Cecha związana ze spoistością, czasem i wielokrotnością żucia potrzebnego do rozdrobnienia produktu stałego i przygotowania go do połknięcia.S.o.: Delikatny, suwalny, żylasty

Gumiastość - Cechy związane ze sprężystością i delikatnością produktu, określona jako wysiłek potrzebny do rozdrobnienia, rozpulchnienia produktu i doprowadzenia do stanu, w którym byłyby on gotowy do połknięcia. S.o.: Piaskowy, mączysty, pastowaty, gumiasty

11. Związane z rozmiarem, kształtem i rozmieszczeniem cząstek wewnątrz produktu. Mogą być rozróżniane na podstawie wyglądu produktu, a odbierane są przez receptory czuciowe znajdujące się w skórze głównie języka, w ustach i gardle. Wśród cech geometrycznych wyróżnia się:

Ziarnistość – związana z postrzeganiem wielkości i kształtu cząstek w produkcie. Typowe dla niej określenia to gładki, pylisty, piaszczysty, ziarnisty, chropowaty. Określenia te tworzą skalę o wzrastającej wielkości cząsteczek.

Struktura – związana z percepcją kształtu i układu cząstek w produkcie. Typowe dla niej określenia to włóknista (cząstki długie, ułożone w tym samym kierunku – seler naciowy), komórkowa (cząstki owalne), krystaliczna (cząstki wielościenne – cukier), rozdęta (duże pęcherze powietrza otoczone twardymi lub jędrnymi otoczkami – ryż dmuchany), napowietrzona (małe pęcherzyki powietrza otoczone miękkimi ściankami – ptasie mleczko).

12. Polegają na odpowiednim dobrze składników żywności, w taki sposób, aby ich właściwości reologiczne wzajemnie się uzupełniały, co w końcowym efekcie ma prowadzić do uzyskania zmodyfikowanych lub całkowicie nowych, pożądanych przez konsumenta cech produktu.

Mieszanie surowców o zróżnicowanych właściwościach fizycznych, operacje typu nadziewanie lub laminowanie, stosowanie niektórych dodatków do żywności, które bez udziału reakcji chemicznych wpływają na zmianę struktury produktu gotowego.

13. Ekstruzja to proces przetwarzania surowców, głównie skrobiowych, pod wpływem ciepła, wilgoci w warunkach wysokiego ciśnienia. Podczas tego procesu materiał jest poddawany jednoczesnemu działaniu temp., ciś. i sił ścinających, a przetwarzany surowiec jest ogrzewany, plastyfikowany, a następnie formowany podczas przechodzenia przed odpowiednią matrycę. Metodą ekstruzji uzyskuje się: przekąski śniadaniowe (chrupki, płatki), ekstrudaty białkowe, analogi mięsa, makarony błyskawiczne, pieczywo chrupkie, napoje instant, odżywki dla dzieci oraz słodycze.

14. 1.Substancje zagęszczające, stabilizujące i żelujące, które często wykazują również inne właściwości funkcjonalne np. emulgujące, wiążące, dyspergujące, klarujące pieniące.

a)Hydrokoloidy polisacharydowe – polimery i pochodne kwasu manurowego , galaktazy, galaktomannany, glukany.

Naturalne: wydzieliny roślinne(np. guma arabska), ekstrakty z wodorostów morskich (np. karageny, agar) oraz roś lądowych (pektyny), mączki nasion (guar) lub bulwy (konjac), gumy pochodzenia mikrobiol. ( np. ksantyn)

Modyfikowane : pochodne pektyny, celulozy i skrobi

b)Hydrokoloidy białkowe i ich pochodne (żelatyna, albumina, kazeina, preparaty białek sojowych),

c)Trzecią gr. stanowią inne sub. np. otrzymane syntetycznie (poliwinylopolipirolidon.)

2.Sub, emulgujące, których celem jest tworzenie i/lub utrzymywanie jednolitej struktury układów typu emulsje w takich produktach jak: margaryna, majonez, lody, pieczywo, wyroby czekoladowe. Emulgatory mogą stabilizować piany, zapobiegać pyleniu, ograniczać zjawisko krystalizacji cukru i tłuszczu, przeciwdziałać aglomeracji.Pochodzenia naturalnego (np. lecytyna) lub syntetycznego (estry kw tłuszczowych i poliglicerolu)

3.Substancje współdziałające w tworzeniu i/lub utrzymywaniu określonych struktur. W tej gr można wyróżnić:

a)Sub. przeciwdziałające zbrylaniu, stosowane w technologii suchych, sypkich i higroskopijnych prod. spoż. ( koncentraty spoż typ instant, ekstrakty kawy). Przykładami takich sub . są : węglan wpania, fosforan wapnia i magnezu, tlenek magnezu, sole magnezowe kw. Tłuszczowych

b)Sub. przeciwdziałające pienieniu (np.. kwasy tłuszczowe) w takich procesach jak: zagęszczanie, gotowania, fermentacja

c)Sub. wspomagające pienienie, których celem jest wytworzenie i stabilizacja struktury piankowej ( korpusy piankowe, bita śmietana, lody, pieczywo cukiernicze). Przykładami takch sub są: cytrynian tri etylowy i ekstrakt Quillaia.

15. - zagęszczanie, zwiększanie lepkości, żelowanie, teksturowanie, wiązanie, stabilizowanie, emulgowanie, tworzenie filmów i powłok, inhibicja krystalizacji , mikrokapsułkowanie, nadawanie elastyczności itp., - tworzenie struktury, - wypełnianie żywności o obniżonej kaloryczności, - pełnienie funkcji błonnika pokarmowego

16. Jest to proces przechodzenia zolu lub roztworu wielkocząsteczkowego w żel, czyli układ koloidalny, który utracił swoją płynność na skutek zwiększenia się wzajemnego oddziaływania między cząsteczkami zolu.

17. Metody empiryczne, obejmuje takie pomiary jak zginanie, przebijanie,przecinanie, ściskanie, wytłaczenie, rozciąganie i łamanie.

Metody imitujące polegające na naśladowaniu przy zastosowaniu odpowiednich urządzeń, warunków jakim poddawana jest próbka żywności podczas spożywania.

Metody podstawowe, które umożliwiają pomiar takich właściwości mechanicznych jak wytrzymałość, liczba Poissona, moduły ściśliwości oraz sprężystości wzdłużnej i poprzecznej. Należą do nich ściskanie, łamanie i rozciąganie.

18.

Parametry: kruchość, twardość, spójność, adhezyjność, sprężystość, gumiastość i przeżuwalność.

19. Próbkę żelatyny o masie 112 gramów i stężeniu 6,66% przygotowuje się w specjalnym pojemniku i przechowuje przez określony czas w określonej temperaturze. Pomiar polega na zagłębieniu próbki w próbce żelu. Liczba Blooma jest masa(g) odpowiadająca sile potrzebnej do zagłębienia próbnika. Wartość liczby Blooma dla żelatyny handlowej wynosi od 125 do 300.

20. Zetknięcie się rozpędzonych do znacznej szybkości elektronów z próbą (preparatem) prowadzi do ich zderzeń z atomami próbki i wywołuje kilka zjawisk:- część elektronów przechodzi przez próbkę prostoliniowo (elektrony pierwotne nierozproszone), - część elektronów przechodzi przez próbkę zmieniając tor(elektrony pierwotne rozproszone), - część elektronów odbija się od próbki (elektrony pierwotne wstecznie rozproszone), - z orbit atomów wbijane są elektrony, które biegną w kierunku przeciwnym niż wiązka pierwotna(elektrony wtórne), - atomy pozbawione elektronu(zjonizowane) powracają do stanu podstawowego czemu towarzyszy emisja promieniowania rentgenowskiego.

21. Zasada działania opiera się na rejestrowaniu interakcji pomiędzy tipem a powierzchnią próbki, kiedy najbardziej zewnętrzne atomy tipa zbliżają się do próbki, zachodzenie na siebie chmur elektronowych powoduje powstanie siły odpychającej, która jest proporcjonalna do całkowitej gęstości elektronowej, przyciąganie jest natomiast związane z dalekozasięgowymi siłami van der Waalsa, oddziaływania kulombowskie lub typu dipol kulombowskie lub typu dipol-dipol. Ze względu na występujące interakcje pomiędzy tipem a powierzchnia próbki AFM może pracować w trzech trybach: metodą contaktową,metodą „tapping”i metodą bezkontaktową.

22. Metody termoanalityczne –szereg metody analitycznych, szereg metody analitycznych, których zasada działania polega na pomiarze zmian wybranych właściwości fizycznych badanej substancji w funkcji temperatury, w warunkach kontrolowanego programu temperatury. Pomiary termoanalityczne mogą obejmować zmiany takich właściwości fizycznych substancji, jak: temperatura, entalpia, masa, wymiary liniowe, właściwości elektryczne, magnetyczne, akustyczne, mechaniczne i inne.

23. Skaningowa kalorymetria różnicowa (DSC) jest metodą pozwalającą uzyskać ilościowe dane o przemianach cieplnych zachodzących w badanej próbce. W metodzie tej zarówno próbka jak i substancja obojętna (wzorcowa) mogą być ogrzewane niezależnymi grzejnikami. Jeżeli w wyniku przemiany wystąpi różnica temperatury pomiędzy obiema substancjami, odpowiedni grzejnik doprowadza do jednej substancji tyle energii, by różnica temperatur została dokładnie skompensowana. Energia zużyta na dodatkowe ogrzewanie odpowiada ciepłu zachodzącej przemiany i jest rejestrowana w układzie współrzędnych: strumień doprowadzonego ciepła (dQ/dT) – temperatura chwilowa układu (T), temperatura chwilowa układu (T). Pole powierzchni pomiędzy krzywą DSC i linią podstawową jest bezpośrednią miarą ciepła przemiany. Pomiar ciepła przemiany w kalorymetrii skaningowej polega na określeniu pola powierzchni piku przemiany i przeliczeniu go na jednostki ciepła, gdy znana jest czułość aparatu i prędkość ogrzewania próbki.

24.-pomiary ciepła właściwego, ciepła topienia, temp. Topnienia, -wyznaczanie ilości wody związanej, -badanie rozkładu zw. obecnych w żywności-dodatków do żywności, zanieczyszczeń, -badanie: krzywych topnienia tłuszczów spoż., zafałszowań tłuszczów, odróżnianie tłuszczu ekstrahowanego od wytłaczanego, wpływu zabiegów tech. i obróbki termicznej na tł., procesu autooksydacji tł. , wpływ skuteczności przeciwutleniaczy dodawanych do tł. , -charakterystyka skrobi i jej pochodnych, wpływ różnych sub. na proces kleikowania skrobi, badanie: zj. retrogradacji, badanie czerstwienia pieczywa, -wpływ zabiegów tech. na denaturację białek i ich kompleksów, ocena stabilności termicznej białek pod wpływem różnych czynników, -zmiany strukturalne w białkach mięśni zwierząt, skutki obróbki term. mięsa

25. skład granulometryczny, gęstość nasypowa i porowatość złoża, powierzchnia właściwa, właściwości mechaniczne, sypkość i ściśliwość, właściwości rekonstrukcyjne, higroskopijność

26. 1.Randamowe, „nieoddziałujące na siebie” mieszaniny są zwykle niekohezyjne, swobodnie płynące, w postaci proszku lub granulatu, o bardziej lub mniej jednorodnej wielkości cząsteczek.

2.Uporządkowane, „oddziałujące” tworzą się zwykle gdy w układzie występuje tzw. nośnik- o względnie dużej wielkości cząsteczek - i drobne cząstki mające tendencję doczepiania się do powierzchni aktywnej nośnika. Przylegające cząstki nie mogą swobodnie przemieszczać się w złożu. Stabilne, nie ulegają segregacji pomimo różnic wielkości cząstek, pod warunkiem przylegania drobnych cząstek do powierzchni cząstek nośnika z wystarczającą siłą.

3. Pośrednie typy mieszanek których bazę stanowią mieszaniny „nieoddziałujące na siebie” i „oddziałujące”

27. Kolistość- definiowana jest jako stosunek obwodu koła o takiej samej powierzchni co obraz cząstki do obwodu obrazu tej cząstki. Jest miarą zbliżenia obserwowanego obwodu cząstki do okręgu i jest użytecznym parametrem w tych aplikacjach, w których produkt końcowy powinien mieć perfekcyjne kształty. Okrąg ma kolistość równą 1, podczas gdy kształty nieregularne, spiczaste mają kolistość małą, bliską 0.

Wydłużenie- jest wskaźnikiem stosunku szerokości cząstki do jej długości i defioniowane jest jako 1-(szerokość cząstki/ długość cząstki). Kształty symetryczne względem wszystkich osi, takie jak koła czy kwadraty, będą miały wydłużenie bliskie 0, kształty typu igieł, patykow, będą miały wartość zbliżoną do 1. wydłużenie nie charakteryzuje chropowatości.

Wypukłość- jest parametrem dobrze określającym stan powierzchni np. chropowatość cząstki. Charakteryzuje materiały iglaste, spiczaste, nieregularne. Definiowana jest jako stosunek obwodu „napiętej nici opasującej cząstkę” do obwodu obrazu cząstki. Wypukłość bardzo dobrze oddaje także odchylenie cząstki od kolistośći. Cząstki gładkie mają wypukłość równą 1, podczas gdy cząstki spiczaste, o kształcie nieregularnym mają wypukłość bliską 0.

28. Skład granulometryczny- przez to pojęcie należy rozumieć częstości występowania wyróżnionej cechy cząstek w funkcji ich średnicy. Zastosowana metoda pomiaru decyduje o tym, jaki rozkład częstości występowania oznacza- rozkład liczby, długości, powierzchni czy masy (objętości). Wszystkie wymienione typy rozkładów są ze sobą powiązane, ale przekształcenie jednego w drugi jest możliwe tylko wtedy, gdy współczynnik kształtu cząstek jest stały i nie zależy od ich wymiarów. Każda z metod pomiarowych daje różne wartości liczbowe średnic zastępczych charakteryzujących dany zbiór cząstek, ponieważ bazuje na pomiarze odmiennych właściwości cząstek.

Analiza granulometryczna- pomiar polega na zakwalifikowania średnicy każej cząstki do odpowiedniej frakcji ( przedziału średnic).

Sitowa analiza granulometryczna- prowadzi do wyznaczenia łącznej objętości wszystkich cząstek w zadanych przedziałach wielkości. Miarą takiej objkętości jest masa wszystkich cząstek, które w trakcie przesiewania proszku przez kolejne sito o mniejszych srednicach oczek pozostaną na konkretnym sicie.

Sedymentacyjna analiza granulometryczna- polega na wykorzystaniu zjawiska opadania pod wpływem siły grawitacji cząstek rozproszonych w nieruchomej cieczy.

Mikroskopowa analiza granulometryczna- polega na uzyskiwaniu płaskiego obrazu cząstki. Pozwala na bezpośrednie oglądanie badanych cząstek dla określenia ich kształtu.

Metoda zliczania cząstek w zawiesinie- stosowana jest z użyciem licznika Coultera. Cząstki zawieszone w elektrolicie przepuszcza się przez dyszę pomiarową z dwiema elektrolitami wytwarzającymi pole elektrostatyczne. Przepływająca między nimi cząstka zakłóca to pole dając impuls o wielkości proporcjonalnej do jej objętości.

Metoda dyfrakcji laserowej- korzysta z faktu, że kąt dyfrakcji rozproszonego światła laserowego jest odwrotnie proporcjonalny do wielkości cząstek.

29.W zależności od od rodzaju rozpyłowej objętości i metody jej otrzymania wyróżniamy 3 główne typy: Gęstość rzeczywista cząstki to stosunek masy cząsteczki do jej objętości zmniejszonej o objętość porów otwartych i zamkniętych. W praktyce jest to gętość substancji tworzącej cząstkę. Gęstość określonego produktu w proszku jest wartością stałą i nie może być zmieniona bez zmiany składników suchej substancji oraz zawartości wody. Dla większości cząstek żywności gęstość ta przyjmuje wartości liczbowe z zakresu 1000-1500 kg/m^3. Gęstość podstawowych składników suchej substancji dla materiału roślinnego: 1580 kg/m³ dla cukrów , 1400kg/m³ białka, 930 kg/m³ tłuszcz, 1440kg/m³ błonnik. Gęstość pozorna cząstki to stosunek masy cząsteczki do jej objętości zmniejszonej o objętość porów otwartych . objętość cząstki obejmuje pory wewnętrzne które nie są połączone z otaczającą atmosferą, mierzona jest metodami piknometr ii gazowej lub cieczowej. Jeżeli cząstka nie ma porów zamkniętych jak w przypadku cząstek krystalicznych to gęstość pozorna cząstek jest jednocześnie gęstością rzeczywistą. Piknometria pozwala tylko w przybliżony sposób ocenić objętość, bo mciecz e nie zapewniają wystarczającej penetracji małych porów w obrębie cząstek i przestrzeni miedzy cząstkowej w proszkach. Ciecze ze względu na ograniczoną ściśliwość, zwilżenie materiału, oraz zwiększone ryzyko rozpuszczenia próbki lub wchodzenie w reakcję chemiczną z badanym materiałem, nie jest zadawalającym medium pomiarowym. Gęstość nasypowa proszków to sosunek masy proszku do całkowitej objętości jaką on zajmuje. Objętość ta uwzględnia objętość substancji w proszku , przestrzenie miedzycząstkowe oraz pory otwarte i zamknięte w obrębie cząstki. Gęstość ta umożliwa ocenę stopnia wypełnienia materiałami sypkimi zbiorników i opakowań. Wartość liczbowa gęstości nasypowej jest zmienna ze względu na stopień upakowania cząstek w złożu proszku. Typy gęstości nasypowej: gęstość nasypowa luźna gęstość złoża proszku luźno swobodnie usypanego w zbiorniku, gęstość nasypowa utrzęsiona gęstość złoża proszku utrzęsionego w specjalnych warunkach, gęstość proszku skonsolidowanego gęstość określona po ściśnięciu złoża proszku w wyniku przyłożenia siły konsolidacji, gęstość nasypowa ekspandowana (napowietrzona) gęstość spulchnionej warstwy wypełnienia używanych w warunkach fluidyzacji lub transportu pneumatycznego. Gęstość tą określa się poprzez zważenie wyskalowanego cylindra pomiarowego wypełnionego proszkiem . znając cylindra i masę, można wyznaczyć gęstość nasypową. Tak określona gęstość tylko zgrubnie charakteryzuje badany materiał , bo w zmierzonej objętości materiału duży udział stanowią przestrzenie międzycząstkowe proszku, wypełnione powietrzem. W przypadku prowadzonego w ten sposób pomiaru gęstości bardzo trudno uzyskać powtarzalność wyników, ponieważ upakowanie przesypywanego za każdym razem jest inne.

30. współczynnik Hausnera HR-stosunek gęstości nasypowej utrzęsionej do luźnej używany jest jako wskaźnik sypkich proszków. Im większa jest wartość liczbowa tego współczynnika tym spójniejszy jest proszek z powodu wzrastających, sił międzycząstkowych. Do oceny sypkości stosuje się również współczynnik Carra I_c związany jest z gęstością nasypową luźną i utrzęsioną. Między współczynnikami HR i I_c występuje zależność I_c=(1-1/HR)*100wartośći liczbowe współczynnika Carra mieszczące się w odpowiednich zakresach , określają sypkość danego materiału jako: bardzo dobrą (I_c<18), śrtednią(I_c w zakresie 18+25), słabą (I_c w zakresie 25+30), bardzo słąbą (I_c>30). Kąt naturalnego nasypu αjest to kąt pomiedzy tworzącą stożku usypanego materiału a jego podstawą. Materiały sypkie tworzą usypiska: im większy jest kat nasypu tym większa jest kohezyjność proszku z powodu znacznych sił oddziaływania między cząsteczkowego, w porównaniu z siłami grawitacji. Im większa jest wzajemna ruchliwość cząstek, tym kąt nasypu jest mniejszy. Ruchliwość cząstek zależy od siły spójności i oporów tarcia, wilgotności, temperatury oraz zagęszczenia złoża związanego z wysokością formowania nasypu. Dla ładunku suchego kąta α odpowiada w przybliżeniu kątowi tarcia wewnętrznego z tego powodu jest często stosowany jako charakterystyczny parametr badanego materiału. Sposoby określenia kąta α: statyczny kąt nasypu to kąt określony dla stożka utworzonego przy swobodnym nasypywaniu materiału sypkiego ziarnistego z pewnej wysokości, dynamiczny kąt nasypu to kąt wytworzony prze nachyloną powierzchnię materiału sypkiego umieszczonego w obracającym się bębnie z płaszczyzną poziomą. Wskaźnik I_s określa sypkość jako czas wysypu 25cm³ proszku ze szczelin naczynka obracającego się z prędkością 30 obr/min. Wskaźnik ten charakteryzuje sypkość materiału w warunkach dynamicznych, podobnych do przesypywania i nie wymaga konsolidacji próbki. Wyładunek proszku w czasie do 20 sek pozwala sklasyfikować materiał sypki jako swobodnie płynący. Czas wysypu powyżej 60 sek określa materiał jako trudno płynący.

31. kohezja drobno ziarniste proszki mają skłonność do tworzenia agregatów, czyli łączenia cząstek w nowe struktury. Cząstki tworzące agregaty mogą b yć rozdzielone na skutek wystapienia sił większych od sił kohezji. Kohezja(spójność) to właściwość ciał, polega na przeciwstawianiu się rozdzielania ich na części. Kohezja odnosi się do oddziaływań między cząsteczkami o tej samej strukturze chemicznej i wielkości. Zaspajanie cząstek odpowiadają siły przciągania m molekularnego, elektrostatyczne i magnetyczne, nie ruchliwe mostki ciekłe, ruchliwe mostki ciekłe, mostki stałe, mostki mechniczne. Kohezyjność proszków spożywczych podczas konsolidacji się zwiększa, następuje przyleganie cząstek lub zbrylenie. Znaczenie sił przyciągania molekularnego rośnie wraz ze zmniejszeniem rozmiaru cząstek i odległości między nimi. Ogólnie siły grawitacji są dominujące dla cząstek o wymiarach rzędu milimetra, podczas gdy siły przyciągania molekularnego dominują dla cząstek o wymiarach rzędu mikrometra. Większość proszków jednak może być rozpatrywana jako niekohezyjne tylko wtedy, gdy są one suche, a rozmiary ziaren przekraczają 100 mikrometrów.

32. Najbardziej efektywnym sposobem zapobiegania segregacji jest tworzenie mieszanek ze składników o takich samych wymiarach. Innymi sposobami są: tworzenie interaktywnych mieszanek, w których drobne cząstki są silnie połączone z powierzchnią dużych cząstek, lub zmniejszenie ruchliwości cząstek poprzez zwiększenie kohezji przy podwyższonej zawartości wody.

33. Poszczególne procesy odtwarzania przebiegają wg innych zasad fizycznych

1.Zwilżalność – związana jest z wnikaniem cieczy w system porów cząstek i złoża na skutek działania sił kapilarnych. Określana jest jako podatność na penetrację cieczy w złoże proszku oraz zdolność cząstek proszku do gromadzenia na swojej powierzchni środka rozpuszczającego. Zwilżalność uważana jest za wskaźnik szybkości odtwarzania proszku w cieczy. Szybkość zwilżania zależy od napięcia powierzchniowego i lepkości cieczy, kąta zwilżania i promienia hydraulicznego kapilar w złożu proszku.

2.Dyspersyjność – oznacza zdolność proszku do rozpadu na pojedyncze cząstki w objętości cieczy. Mierzona jest najczęściej wielkością osadu na dnie. Korzystna jest obecność takiego rodzaju wiązań łączących cząstki w aglomeracie, które w cieczy zanikają lub wręcz przechodzą w siły odpychania między cząstkami.

3.Opadalność – jest cechą odpowiedzialną za zatopienie nawilżonego proszku w cieczy. Zależy ona od różnicy gęstości cząstki i cieczy. Problemy przy opadaniu stwarzają cząstki drobne, powstałe z kruszących się aglomeratów, lub wysuszone rozpyłowo cząstki z zamkniętym wewnątrz powietrzem.

4.Rozpuszczalność – odnosi się do stopnia i zakresu, w jakich składniki cząstek proszku rozpuszczają się w wodzie. Głównie zależy ona od składu chemicznego i stanu fizycznego materiału.

34. To proces nadający proszkom spożywczym cechy umożliwiające łatwą i szybką dyspersję czy rozpuszczenie w cieczy, w porównaniu do ich oryginalnej postaci. Proces en polega najczęściej na aglomeracji drobnych cząstek do porowatych, dużych tworów.

35. Emulsja to makroskopowy jednorodny układ dyspersyjny dwóch cieczy niemieszających się ze sobą. Jedną ciecz stanowi tzw. faza zdyspergowana albo inaczej rozproszona występująca w postaci drobnych oddzielnych kuleczek natomiast druga to ciecz, w której są zawieszone kuleczki zwana fazą dyspergująco, ciągłą albo zewnętrzną.

Emulsje można podzielić w oparciu o fizykochemię na 3 grupy : 1) emulsje proste [dzielą się na 2 rodzaje : a) emulsje typu O/W olej w wodzie, gdzie fazą ciągłą jest woda a wewnętrzną olej. Są to emulsje o dużej zawartości fazy zdyspergowanej powyżej 20-30% lub emulsje o małej zawartości-poniżej 20%, b) emulsje typu W/O woda w oleju, gdzie fazą ciągłą jest olej a fazą wewnętrzną woda], 2) emulsje podwójne, w których faza nieciągła zawiera w sobie kropelki fazy ciągłej. Wyróżnia się dwa typy tego rodzaju emulsji a) emulsje typu O/W/O układ oleju w wodzie zdyspergowanego dodatkowo w oleju, b) emulsje typu W/O/W układ wody w oleju zdyspergowanego dodatkowo w wodzie, 3) emulsje wielokrotne- odpowiednie fazy emulsji są kilkakrotnie w sobie nawzajem zamknięte. Emulsje wielokrotne posiadają ciekłą membranę dzięki której charakteryzują się specyficznymi właściwościami. Umożliwia ona usadzenie różnych związków aktywnych w zewnętrznej i wewnętrznej fazie wodnej oraz także aktywnych substancji czułych na długi kontakt z powietrzem.

Kryterium podziału ze wzgl. na rozmiar kropli fazy wewnętrznej emulsji: 1) nanoemulsje o rozmiarze kropli 10-50 (poniżej 100) nm, 2) miniemulsje/mezoemulsje o romiarze kropli 100-400 nm, 3) makroemulsje o rozmiarze kropli 200-500 nm.

Kryterium podziału ze wzgl. na trwałość fizyczną: makroemulsje- wykazujące trwałość kinetyczną, 2) mikroemulsje- wykazujące trwałość termodynamiczną.

36. W metodzie dyspersyjnego tworzenia emulsji materiał ulega rozdrobnieniu pod wpływem zewnętrznych sił. Następują przy tym procesy rozerwania albo rozpad zespołów cząstek pierwotnych na pojedyncze cząstki lub mniejsze zespoły. Rozdrobnienie można przeprowadzić w młynkach koloidowych, w homogenizatorach oraz w polu ultradźwiękowym. Tworzenie emulsji przeprowadza się także w homogenizatorze, którego zaletą jest duża homodyspersyjność powstałych kropelek. W metodzie tej ciecze są przeciskane przez małe otwory (powierzchnia około 10 ^-4 cm ²) pod wysokim ciśnieniem. Przy prędkości nie przekraczającej wartości krytycznej występuje rozpad strumienia cieczy, który jest podobny do rozdzielenia się cieczy na falistej powierzchni. Podczas zastosowania większej prędkości przepływu występuje rozpryskiwanie się cieczy podobne z jej rozpyleniem. Samorzutne tworzenie emulsji- w czasie przechodzenia związków powierzchniowo czynnych poprzez granicę faz pomiędzy cieczami do fazy z mniejszą lepkością kinematyczną oraz większym współczynniku dyfuzji tworzą się graniczne prądy konwekcyjne. Taka hydronamiczna niestabilność granicy faz przyczynia się do samorzutnego tworzenia emulsji przy małym napięciu powierzchniowym. Powstała mieszanina charakteryzuje się bardzo małymi kropelkami (ok. 10-50nm). Fakt ten przyczynia się do powstania emulsji charakteryzujących się dużą trwałością.

Kondensacyjne metody tworzenia emulsji- w metodzie kondensacyjnej substratem jest mieszanina o rozdrobnieniu molekularnym. Z kondesacją ściśle wiąże się teoria powstawania i wzrostu zarodków. Zarodek jest stanem o większej swobodnej energii, dlatego też może pozostać w równowadze, ale tylko z układem przesyconym. Tworzenie się zarodka jest związane z fluktuacją gęstości lub stężenia. Szybkość wzrostu zarodków jest uzależniona od szybkości dyfuzji cząstek do zarodka tj. od lepkości i temperatury oraz stężenia lub gradientu stężeń.

37.Emulgatory są substancjami powierzchniowo-czynnymi, które mogą obniżać napięcie powierzchniowe wytworzone na granicy faz emulsji. Cząsteczka tego związku jest zbudowana z dwóch grup : liofilowej i hydrofobowej. Przykłady : lecytyna, kazeinian sodu, hydrokoloidy, emulgatory anionowe, mono i diacyloglicerole, pochodne sorbitanu, estry poliglicerolu i sacharozy.

38. Krytyczne stężenie micelarne (CMC) – wartość stężenia surfaktanta w roztworze wodnym, od której właściwości koligatywne przestają się zmieniać ze wzrostem stężenia.

Nadmiar powierzchniowy emulgatorów – nadmiar stężenia emulgatora w obszarze międzyfazowym w porównaniu z jego stężeniem w fazie objętościowej, w której jest rozpuszczony.

39.a)Wzniesienie kapilarne. Jeżeli czysta, kapilarna rurka szklana trzymana pionowo dotknie powierzchni wody lub powierzchni roztworu wodnego, ciecz zostanie wciągnięta do kapilary, z powodu utworzenia się menisku wklęsłego w chwili zwilżenia ścianki kapilary przez ciecz. Menisk ten daje w rezultacie ciśnienie ujemne. Poziom cieczy wzrasta aż do chwili, gdy masa słupka zrównoważy siłę ciśnienia ujemnego. Znając promień kapilary i wysokość słupka cieczy można obliczyć napięcie powierzchniowe.

b)Ważenie kropli. Można użyć zwykłej biurety laboratoryjnej z końcówką o znanej średnicy. Ciecz wypływająca wolno z biurety utworzy kroplę. Masa kropli będzie stopniowo wzrastała, aż osiągnie punkt, w którym grawitacja przezwycięży napięcie powierzchniowe utrzymujące kroplę na końcu biurety. Oderwana kropla spływa do pojemnika o znanej masie. Uwzględniając współczynniki korekcyjne, średnicę końcówki i gęstość cieczy, można obliczyć napięcie powierzchniowe.

c)Kropla wisząca. Kropla, na chwilę przed oderwaniem się, ma kształt bulwiasty z przewężeniem tuż poniżej końcówki biurety. Pomiar średnicy tej wiszącej kropli w określonych punktach wzdłuż osi pionowej za pomocą mikroskopu poziomego i zastosowanie opublikowanych tabel współczynników korekcyjnych umożliwia obliczenie napięcia powierzchniowego. Metoda ta jest szczególnie przydatna w przypadku pomiaru napięcia międzyfazowego, gdy kropla wody znajduje się w badanym oleju.

d)Tensometr pierścieniowy. Pierścień o znanym obwodzie, zrobiony z drutu o znanej średnicy, jest przymocowany do ramienia wagi lub innego przyrządu umożliwiającego pomiar sił pionowych działających na pierścień. Pierścień zanurza się w cieczy, a następnie stopniowo podnosi nad jej powierzchnię. W pierścieniu podniesiony w ten sposób nad powierzchnię, znajduje się cylindryczna błona cieczy i siła działająca na pierścień wzrasta. W pewnej chwili błona ulega przerwaniu. Z wartości zmierzonej siły maksymalnej i za pomocą tabeli współczynników korekcyjnych można obliczyć napięcie powierzchniowe. Metoda ta jest przydatna także do pomiaru napięcia międzyfazowego. W tym przypadku pierścień zanurza się w wodzie, ostrożnie nawarstwia się olej, a następnie pierścień podnosi się przez granicę faz.

e)Metoda Wilhelmiego. Zasada i wykonanie pomiaru w metodzie płytkowej Wilhelmiego i metodzie tensometrycznej są podobne z wyjątkiem tego, że pierścień jest zastąpiony czystym szkiełkiem, zwilżonym wodą. W tym przypadku również mierzy się siłę maksymalną podczas oderwania szkiełka do powierzchni wody. Napięcie powierzchniowe jest wprost proporcjonalne do całkowitego obwodu szkiełka (tzn. dwie strony i dwie krawędzie), a do jego obliczenia potrzebne sa empiryczne współczynniki korekcyjne.

40. Może wynikać z : niewłaściwego składu emulsji, zbyt długiego czasu przechowywania, wpływu czynników środowiskowych (siła jonowa, pH, temperatura), stopnia rozdrobnienia fazy zdyspergowanej, czynników fizycznych (lepkość, gęstość faz emulsji, oddziaływania van der Waalsa), obecności surfaktantów.

Śmietankowanie – w górnych warstwach układu emulsyjnego zbieraja się lżejsze kropelki. Krople te nie zmieniają swojej wielkości. Ta niestabilność powstaje częściej w przypadku emulsji O/W. Krople oleju emulsji O/W wędrują do góry dlatego, że posiadają o 0,08 g/cm³ mniejszą gęstość niż woda. Wędrówka ta może przebiegać z różną szybkością, która zależy od średnicy cząsteczek fazy olejowej. Zmniejszając wymiary kropel zmniejszymy szybkość śmietankowania.

Sedymentacja – podobny proces jak w przypadku śmietankowania z tym, że cząsteczki fazy rozproszonej opadają na dno naczynia, w którym znajduje się emulsja. Zachodzi, ponieważ na cząsteczki działa siła ciężkości, które powoduje powstawanie gradientu stężenia. Siła ta przeważa, jeśli mamy do czynienia z odpowiednio dużymi (zwykle – powyżej 0,5 µm) średnicami cząstek fazy rozproszonej.

Flokulacja – cząsteczki fazy rozproszonej łączą się nie zmieniając swoich rozmiarów oraz liczby. Flokulacja powstaje prawdopodobnie poprzez oddziaływanie wiązań wodorowych i jonowych pomiędzy cząstkami substancji, które zaabsorbowane są na granicy faz.

Koalescencja emulsji ściśle wiąże się z procesem flokulacji dlatego, że jest to następny etap łączenia się cząstek fazy rozproszonej emulsji. Proces ten zachodzi, gdy cienki film fazy ciągłej ulegnie przerwaniu pomiędzy dwiema ściśle złączonymi kropelkami. Rozerwanie to może być powodem nieobecności odpowiedniego stabilizatora, który może powstrzymać kropelki przed łączeniem się.

Inwersja faz – polega to na gwałtownej zmianie typu emulsji. Wcześniejsza faza zdyspergowana staje się ciągłą, natomiast dawna faza ciągła zdyspergowaną. Zachodzi wraz ze wzrostem stężenia fazy zdyspergowanej, kiedy micele zaczynają wędrować ku sobie. Cząstki z miceli przedostają się przez powierzchnię międzyfazową, a potem łączą nawzajem tworząc fazę ciekłą, następuje zmiana typu emulsji.

Dojrzewanie Ostwaldowskie – proces podobny do koalescencji, ale ma odmienny mechanizm powstawania oraz powoduje wzrost cząstek fazy rozproszonej. Charakteryzuje się tym, że cząsteczki fazy rozproszonej przemieszczają się przez fazę ciągłą od jednej kropelki do drugiej. Zjawisko to wystąpi wtedy, gdy w emulsji będą występowały mniejsze i większe kropelki, a migracja będzie się odbywała od mniejszej do większej. Dzieje się tak, ponieważ występuje różnica energii wewnątrz kropel o różnych rozmiarach.