Реферат: Физические свойства молока

Плотность

Плотность, или объемная масса, молока при 20°Сколеблется от 1027 до 1032 кг/м3. Средняя величина плотностизаготовляемого в РФ моло­ка низкая и составляет 1028,5 кг/м3(или28,5 градусов ареометра). Плот­ность молока зависит от температуры (понижаетсяс ее повышением) и химического состава (понижается при увеличении содержанияжира и повышается при увеличении количества белков, лактозы и солей).

Плотность молока, определенная с разу же после доения, нижеплотности, измеренной через несколько часов, на 0,8...1,5 кг/м3. Этообъясняется улетучиванием части газов и повышением плотности жира и белков (засчет изменения коэффициентов температурного расширения) при постепенномпонижении температуры молока. Поэтому плотность закупаемого молока следует определятьне ранее чем через 2 ч после дойки.

Величина плотности молока меняется в течение лактационногопериода, вследствие болезней, а также под влиянием кормовых раци­онов, породы идругих факторов. Значительно отличаются от нормального молока по плотностимолозиво и молоко, полученное от больных маститом животных, что объясняетсярезким изменением содержания в них белков, лактозы и других составных частей.

Плотность молока изменяется при фальсификации — понижает­сяпри добавлении воды (каждые 10% добавленной воды вызывают уменьшение плотностив среднем на 3 кг/м3) и повышается при подснятии сливок илиразбавлении обезжиренным молоком. Поэтому по величине плотности косвенно судято натуральности молока при подозрении на фальсификацию. Однако молоко, не удовлетворяю­щеетребованиям ГОСТа по плотности, например молоко, имеющее плотность ниже 1027кг/м3, но цельность которого подтверждена стойловой пробой,принимается как сортовое.

Плотность других молочных продуктов, как иплотность молока, зависит от химического состава. Например, плотность (в кг/м3)сы­воротки (творожной, подсырной и казеиновой) равна, соответствен­но1019...1026, 1018...1027 и 1020...1025, обезжиренного молока — 1032...1035,пахты — 1031...1033.

Вязкостьиповерхностноенатяжение

Вязкость, или внутреннее трение, нормального молока при20°С в среднем составляет 1,8 • 10~3 Па • с   с  колебаниями от 1,3 • 10-3 до 2,2 •10-3 Па • с. Она зависит главным образом от содержания белков ижира, дисперсности мицелл казеина и шариков жира, степени их гидратации иагрегирования. Сывороточные белки и лактоза незна­чительно влияют на вязкостьмолока.

В процессе хранения и обработки молока (перекачивание, гомо­генизация,пастеризация и т.д.) вязкость молока повышается. Это объясняется увеличениемстепени диспергирования жира, укрупне­нием белковых частиц, адсорбцией белковна поверхности шариков жира и т.д..

Практический интерес представляет вязкостьсильноструктуриро­ванных молочных продуктов — сметаны, кисломолочных напитков ипр. Вязкость этих продуктов, обусловленная образованием внутренних структур,отличается от истинной вязкости ньютоновских жидкостей (к которым можно условноотнести цельное молоко). При течении ненью­тоновских жидкостей вязкость зависитот напряжения сдвига и гради­ента скорости. Для них введено понятие «эффективнаявязкость», кото­рое характеризует равновесное состояние между процессамивосстанов­ления и разрушения структуры в установившемся потоке (А. В. Горба­тов).Эффективная вязкость простокваши, ацидофилина и сметаны 30%-й жирностисоставляет 445,1791 и 305 Па • с • 10-3, соответственно.

Поверхностное натяжение молока (сила, действующая на едини­цудлины границы раздела фаз молоко—воздух) ниже поверхностного натяжения воды(72,7 • 10-3 Н/м) и при 20°С равно около 44 • 10-3 Н/м.Более низкое по сравнению с водой значение поверх­ностного натяженияобъясняется наличием в молоке поверхностно-активных веществ (ПАВ) —фосфолипидов, белков, жирных кислот и т.д. Поверхностное натяжение молоказависит от его температуры, химического состава, состояния белков, жира,активности липазы, продолжительности хранения, режимов технологическойобработки и т.д. Так, поверхностное натяжение снижается при нагревании мо­локаи особенно сильно при его липолизе, так как в результате гидро­лиза жира образуютсяПАВ — жирные кислоты, ди- и моноацилглицерины, понижающие величинуповерхностной энергии.

Натяжение в молоке возникает также на границе раздела другихфаз — жир—плазма и воздух—плазма, способствуя образованию гидратных оболочекшариков жира и пены (А. П. Белоусов). Пенообразование имеет большоезначение для некоторых процессов переработ­ки молока, например для процессамаслообразования, фризерования смеси при производстве мороженого и др. Вместе стем пенообразование при получении, транспортировке, перекачивании, сепариро­ваниии сгущении молока отрицательно влияет на качество получае­мых молочныхпродуктов, так как способствует дестабилизации жи­ровой эмульсии, липолизу иокислению свободного жира.

Осмотическоедавлениеитемпературазамерзания

Осмотическое давление молока близко по величине космотичес­кому давлению крови животного и в среднем составляет 0,66 МПа.Температура замерзания нормального молока в среднем равна -0,54°С.

Осмотическое давление молока (и понижение температуры замер­занияпо сравнению с водой) обусловливается главным образом вы­сокодисперснымивеществами: лактозой (на молочный сахар прихо­дится около 50...60% всейвеличины давления) и ионами солей — пре­имущественно хлоридами и фосфатамикалия и натрия. Белковые вещества и коллоидные соли незначительно влияют наосмотичес­кое давление молока, жир практически не влияет.

Осмотическое давление обычно рассчитывают потемпературе за­мерзания молока. Согласно законам Рауля и Вант-Гоффа

<img src="/cache/referats/19864/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

где ∆t— понижение температурызамерзания исследуемого раствора, °С; 2,269 — осмотическое давление 1 молявещества в <st1:metricconverter ProductID=«1 л» w:st=«on»>1 л</st1:metricconverter>раствора, МПа; К— криоскопическая постоянная растворителя, для водыравна 1,86. Следовательно, при температуре замерзания молока -0,54°С (∆t=0,54) его осмотическое давление составит

Pосм= 0,54 • 2,269/1,86 =0,66 МПа.

Осмотическое давление молока, как и других физиологическихжидкостей организма животного, поддерживается на постоянном уровне (его колебаниянезначительны и составляют 0,64...0,70 МПа). Поэтому повышение в молокесодержания хлоридов, влияющих на осмотическое давление молока, происходит послеснижения в резуль­тате изменения физиологического состояния животного (особенноперед концом лактации или при его заболевании) количества друго­го важногокомпонента — лактозы.

Температура замерзания молока также довольно постоянная вели­чинаи колеблется в узких пределах — от —0,505 до -0,575°С. Она зави­сит от химическогосостава молока, поэтому может меняться в тече­ние лактационного периода, призаболевании животных, а также при разбавлении молока водой, добавлении к немусоды и при повышении кислотности. По данным Г. С. Инихова, температуразамерзания мо­лока понижается в начале лактации (—0,564°С), повышается в еесере­дине (—0,55°С) и снова заметно снижается к концу (—0,580С).

Внесение в молоко 1% воды повышает среднюютемпературу за­мерзания молока (—0,54°С) немногим более чем на 0,006°С (табл. 1).

Принцип измерения температуры замерзания молокалежит в ос­нове криоскопического метода контроля натурального молока.

Таблица 1. Влияние степениразбавления молока водой на температурузамерзания

Степень разбавления

Температура

Степень разбавления

Температура

молока водой, %

замерзания молока, *С

молока водой, %

замерзания молока, «С

-0,540

7

-0,502

1

-0,534

8

-0,497

2

-0,529

9

-0,491

3

-0,524

10

-0,486

4

-0,518

15

-0,459

5

-0,513

20

-0,432

6

-0,508

25

-0,405

<span Arial»,«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;color:black">Электропроводность

<span Arial",«sans-serif»;color:black"> <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;color:black">и<span Arial",«sans-serif»;color:black"> <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;color:black">теплофизические<span Arial",«sans-serif»;color:black"> <span Arial",«sans-serif»;mso-bidi-font-family: «Times New Roman»;color:black">свойства

Удельная электропроводность молока в среднемсоставляет 46 • 10-2 См/м с колебаниями от 40 • 10-2 до60 • 10-2 См/м. Ее обус­ловливают главным образом ионы — Cl-, Na+, K+, Н+, Са2+и др. Элек­трически заряженный казеин, сывороточные белки и шарики жира в силубольших размеров передвигаются медленно и несколько тормо­зят подвижность ионов,то есть практически уменьшают электропро­водность молока.

Величина электропроводности молока зависит отлактационно­го периода, породы животных и других факторов. Молоко, полу­ченноеот животных больных маститом и в конце лактации, имеет повышенную электропроводность,равную 1,3 и 0,65 См/м, соответ­ственно. Следовательно, по изменению удельнойэлектропровод­ности молока можно выявить животных с воспалением молочнойжелезы.

Электропроводность повышается при нарастании кислотностимолока и снижается при разбавлении его водой. Концентрирование молока вследствиеповышения вязкости и усиления межионных вза­имодействий приводит к снижениюэлектропроводности.

Теплофизические свойства молока необходимо знать для расчетов затраттеплоты или холода на нагревание или охлаждение молока и молочных продуктов.Наиболее важными из них являются удельная теплоемкость, теплопроводность икоэффициент температуропровод­ности, которые связаны между собой соотношением

<img src="/cache/referats/19864/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

где а —коэффициент температуропроводности, м2/с; λ— теплопро­водность,Вт/(м • К); с — удельная теплоемкость, Дж/(кг • К); р — плотность продукта,кг/м3.

Теплофизические свойства молока и молочных продуктов зави­сятот температуры, содержания сухих веществ, влаги, жира, кислот­ности, дисперсностижира и т.д.

Удельная теплоемкость цельного молока, как иудельная тепло­емкость воды и обезжиренного молока, в интервале температур273...333°К (О...6О°С) изменяется незначительно. В указанном интер­валетемператур приближенно ее можно считать величиной посто­янной, равной 3900Дж/(кг • К), или 3,9 кДж/(кг • К).

Список использованной литературы:

1. К.К. Горбатова  «Химия и физика молока»

2. Я.С. Зайковский «Химия и физика молока и молочных продуктов»

еще рефераты
Еще работы по физике