O Homogeneiddio Cneifio Uchel- i Felin Colloid: Emwlseiddio Nodweddion Rheolegol Cneifiwch PGPR a DMG mewn Dŵr Cam Mewnol Uchel-mewn-Olew (W/O) Systemau Trin Salad

Mae dŵr gwedd fewnol uchel mewn emylsiynau olew (W/O), gyda ffracsiynau cyfaint cyfnod gwasgaredig φₒ Yn fwy na neu'n hafal i 0.74, yn ffurfio sylfaen strwythurol dresin salad, dewisiadau mayonnaise a thaeniadau braster isel. Fodd bynnag, mae eu paratoad diwydiannol yn wynebu cyfyng-gyngor prosesu sylfaenol: sut mae'r gwahaniaethau cynhenid ​​mewn mewnbwn ynni rhwng-homgeneiddio cneifio uchel a melino coloidau-y ddwy brif dechnoleg emwlseiddio-yn cydweddu'r cineteg arsugniad rhyngwynebol a'r rhwydwaith-adeiladu ymddygiad emylsynau.a sefydlogrwydd rhitholegol yn uniongyrchol Mae'r papur hwn yn dadansoddi'n systematig yr ymddygiad rhyngwynebol gwahaniaethol a nodweddion ymateb cneifio polyglyserol polyricinoleate (PGPR) a monoglyseridau distylliedig (DMG) mewn systemau o'r fath o safbwynt unedig o emwlseiddio rheoleg cneifio. Mae PGPR, gyda'i gynffonau hydroffobig asid ricinoleig canghennog a grwpiau pen polyglyserol hyblyg, yn cyrraedd cydbwysedd arsugniad yn y rhyngwyneb dŵr olew yn gyflym ac yn ffurfio ffilm ryngwyneb o fodwlws fiscoelastig ymledol uchel, ond eto'n dangos dibyniaeth wan ar hanes cneifio. Mewn cyferbyniad, mae DMG yn adeiladu sgerbwd rhwydwaith grisial braster gyda phriodweddau adfer thixotropig trwy gnewyllyn yn y fan a'r lle a llenwi crisialau braster yn ofodol yn y rhyngwyneb ac yn y cyfnod parhaus, ond mae ei cineteg rhyngwynebol yn araf ac yn dibynnu'n gryf ar yr hanes oeri cneifio cysylltiedig. Nid paru gwerth HLB cyflenwol yn unig yw synergedd y ddau emwlsydd hyn, ond yn hytrach ffurfio strwythur sefydlogi deuol - "ffilm ryngwyneb PGPR (cragen elastig) + rhwydwaith grisial DMG (sgerbwd plastig)"-o fewn y maes llif cneifio. Mae'r cyntaf yn gwaddoli defnynnau â gallu gwrthgyfuno, tra bod yr olaf yn rhoi gallu gwrth-waddodiad ac adferiad thixotropig i'r system swmp. Mae'r papur hwn yn llunio diagram cam cneifio emylsio ymhellach gan ddefnyddio dwysedd ynni (Eᵥ) ac egni cneifio penodol (SBE) fel paramedrau deuol, gan ddatgelu'r ffiniau cymwys a'r perthnasoedd cyflenwol rhwng homogeneiddio cneifio uchel (Eᵥ uchel, amser preswylio byr) a melino colloid (Eᵥ cymedrol, amser preswylio hir, maes llif y system estynnol, trwy gyfrwng y system estynnol{24}) yn y maes hwn, sy'n darparu'r system estynnol cyfansawdd. dethol, dylunio prosesau, ac optimeiddio fformiwleiddiad wrth gynhyrchu dresin salad W/O cam mewnol uchel yn ddiwydiannol.

Mae Emylsiynau Cyfnod Mewnol Uchel (HIPEs) fel arfer yn cyfeirio at systemau emwlsiwn lle mae'r ffracsiwn cyfaint cyfnod gwasgaredig (φ) yn fwy na 0.74-y terfyn damcaniaethol ar gyfer pacio sfferau anhyblyg unffurf yn agos ar hap. Y tu hwnt i'r ffracsiwn cyfaint hwn, nid yw'r defnynnau cyfnod gwasgaredig bellach yn unedau sfferig sy'n cael eu gwahanu oddi wrth ei gilydd ond maent wedi'u cywasgu a'u dadffurfio'n forffolegau amlhedrol, gyda defnynnau cyfagos yn cael eu gwahanu gan ffilm hynod denau o'r cyfnod parhaus yn unig. Mae'r geometreg ficrostrwythurol unigryw hon yn cyflwyno cyfres o nodweddion rheolegol nad ydynt yn-Newtonaidd- straen cnwd, ymddygiad teneuo, ac ymateb tebyg i solid viscoelastig -gan wneud HIPEs yn dempledi adeileddol delfrydol ar gyfer-cynhyrchion bwyd lled-soled megis mayonnaise, taeniadau salad, a dresinau salad braster isel.

O fewn y teulu ehangach o HIPEs, mae emylsiynau cyfnod mewnol uchel dŵr mewn-olew (W/O) mewn safle nodedig. Yn wahanol i'r HIPEs O/W mwy cyffredin, mae emylsiynau W/O yn defnyddio dŵr fel y cyfnod gwasgaredig ac olew fel y cyfnod parhaus. Yn y diwydiant bwyd, mae'r ffurfweddiad strwythurol "dŵr-mewn-olew" hwn yn alinio'n dda â gofynion synhwyraidd dresin a thaeniadau salad: mae'r cyfnod olew parhaus yn darparu teimlad ceg cyfoethog, llawn a blas parhaus, tra bod y defnynnau dŵr gwasgaredig yn cyfrannu teimlad cyffyrddol adfywiol a chyfaint {{7} {{}} {{}} fformiwleiddiad {{{}} llenwi {{7} {{}} llai o gapasiti llenwi mewn braster. Fodd bynnag, mae paratoi emylsiynau cyfnod mewnol uchel W/O yn llawer mwy heriol na'u cymheiriaid O/W. Mae'r anhawster hwn yn deillio o ddau brif ffactor: mae emylsiynau W/O yn systemau thermodynamig ansefydlog yn eu hanfod, ac mae'r ffracsiwn cyfaint uchel o ddefnynnau dyfrllyd yn cywasgu pellteroedd rhwng defnynnau i lefelau is-micron, gan gynyddu'r grym sy'n ysgogi cyfuno yn aruthrol. Ymhellach, mae emylsyddion gradd W/O bwyd nid yn unig yn gyfyngedig o ran amrywiaeth ond maent yn bennaf yn syrffactyddion moleciwlaidd bach gyda chryfder ffilm rhyngwynebol cymedrol, sy'n ei gwneud hi'n anodd cyflawni sefydlogrwydd tymor hir o dan amodau cyfnod mewnol uchel.

Yn erbyn y cefndir hwn, mae dau emylsydd bwyd di-ïonig-polyglyserol polyricinoleate (PGPR) a monoglyseridau distylliedig (DMG)-wedi dod i'r amlwg fel cyfuniad delfrydol ar gyfer adeiladu emylsiynau cyfnod mewnol uchel sefydlog W/O, oherwydd eu hymddygiad lleoli swyddogaethol cyflenwol. PGPR yw un o'r emylsyddion W / O pwysicaf yn y diwydiant bwyd, wedi'i syntheseiddio trwy esterification glyserol polymerized ag asid ricinoleic cyddwys. Mae ganddo gynffonnau hydroffobig canghennog iawn a dosbarthiad eang o grwpiau pen hydroffilig. Mae astudiaethau wedi dangos bod PGPR yn cyrraedd cydbwysedd arsugniad yn gyflym yn y rhyngwyneb dŵr olew, gyda'i strwythur cadwyn canghennog yn cynysgaeddu'r ffilm ryngwyneb â modwlws viscoelastig ymledol rhyngwynebol uchel sy'n gallu gwrthsefyll anffurfiad ffilm rhyngwynebol yn effeithiol a achosir gan gyfuniad emwlsiwn. Ar grynodiad PGPR o 4% a ffracsiynau cyfaint olew o 0.7–0.8, mae’r emylsiynau W/O canlyniadol yn arddangos ymddygiad rheolegol trechaf, teneuo ac elastig, gyda chanrannau adferiad thixotropig o 131.26% a 114.56%, yn y drefn honno.

Mae DMG yn cynrychioli mecanwaith sefydlogi hollol wahanol. Fel monoglyserid wedi'i ddistyllu'n foleciwlaidd gyda chynnwys monoester Yn fwy na neu'n hafal i 90%, mae gan DMG werth HLB o tua 3.9–5.3 ac mae'n meddu ar weithgaredd rhyngwynebol cymedrol yn y rhyngwyneb dŵr olew. Fodd bynnag, mae ei allu craidd ar gyfer sefydlogi emylsiynau W/O yn deillio o'r rhwydwaith-ymddygiad adeiladu crisialau braster yn y rhyngwyneb ac yn y cyfnod parhaus. Yn ystod oeri, mae moleciwlau DMG yn cael eu cnewyllo a'u crisialu yn y fan a'r lle yn y rhyngwyneb dŵr olew ac o fewn y cyfnod parhaus, gan ffurfio strwythur gofodol lle mae sefydlogi Pickering a sefydlogi rhwydwaith yn cydfodoli'n synergyddol. Mae'r rhwydwaith grisial hwn nid yn unig yn atal cyfuniad defnynnau trwy rwystrau corfforol ond hefyd yn rhoi straen cynnyrch sylweddol ac adferiad thixotropig i'r system.

Mae ymchwil flaenorol wedi dangos yn benodol bod y cyfuniad PGPR + DMG yn rhoi'r sefydlogrwydd emwlsiwn mwyaf posibl mewn systemau cymysg olew blodyn yr haul olew cnau coco, gydag emylsiynau W/O sefydlog wedi'u ffurfio ar gyfanswm crynodiad emylsydd o 3%. Mewn systemau emylsydd cymysg DAG{4}}PGPR, mae'r cydadwaith synergaidd rhwng crisialu rhyngwynebol a gweithgaredd arwyneb uchel PGPR yn arwain at emylsiynau gyda dosbarthiad defnynnau unffurf a sefydlogrwydd rhewi rhagorol. Fodd bynnag, mae'r astudiaethau hyn wedi canolbwyntio'n bennaf ar baramedrau ffurfio statig, ac mae dealltwriaeth systematig o sut mae hanes cneifio prosesu-hy, sut mae nodweddion maes llif a gynhyrchir gan wahanol offer emwlsio yn effeithio ar cineteg arsugniad, ymddygiad crisialu, ac effeithiau synergyddol y ddau emylsydd-yn parhau i fod yn ddiffygiol.

Nod y papur hwn, o safbwynt unedig o reoleg cneifio, yw adeiladu cadwyn achosol gyflawn: offer emulsification → maes llif cneifio → ymddygiad interfacial → rheoleg swmp → sefydlogrwydd cynnyrch. Y traethawd ymchwil canolog yw nad yw'r synergedd rhwng PGPR a DMG yn ffwythiant fformiwleiddio statig, ond yn hytrach yn swyddogaeth cneifio-ymateb deinamig; y dewis rhwng homogeneiddio cneifio uchel a melino colloid, yn ei hanfod, yw cyfatebiaeth a chyfuniad "ffenestri cneifio" y ddau emylsydd.

1 Defnyddiau

PGPR (HLB ≈ 0.4-4.0, Guangzhou Zhonghai Chemical); DMG (cynnwys monoester Mwy na neu'n hafal i 90%, HLB ≈ 3.9–5.3, yr un cyflenwr); olew blodyn yr haul (gradd bwyd); dŵr deionized; halen, swcros, gwm xanthan (gradd bwyd).

2 W/O System Model Dresin Salad

Cyfnod olew: olew blodyn yr haul gydag emwlsydd cymysg PGPR/DMG (cyfanswm y crynodiad 1% -5%, cyfres cymhareb PGPR: DMG o 0:10 i 10:0), wedi'i doddi o dan ei droi ar 70 gradd. Cyfnod dyfrllyd: dŵr deionized + halen 1.5% + swcros 3% + gwm xanthan 0.1%, hydoddi o dan ei droi ar 60 gradd. Cymarebau màs dŵr-i-olew: 70:30 (φₒ=0.7) a 60:40 (φₒ=0.6), gan ffurfio dwy gyfres.

3 Emwlseiddio Offer a Phrosesu

Roedd homogeneiddio cneifio uchel (HSH) yn defnyddio homogeneiddiwr gwasgaru cyflymder uchel digidol (FJ200-SH, Shanghai Huxi), gyda pharamedrau prosesu o 8,000–18,000 rpm a pharamedrau o 1–5 munud. Roedd melino colloid (CM) yn cyflogi melin colloid ailgylchredeg labordy (JMS-50D, Langfang General Machinery), gyda bwlch stator-rotor o 100–500 μm, cyflymder rotor o 3,000–6,000 rpm, a 1–5 tocyn ailgylchredeg. Ar ôl emwlsio, cafodd yr holl emylsiynau eu hoeri'n gyflym i 25 gradd mewn baddon dŵr iâ.

4 Dulliau Nodweddu

• Morffoleg defnyn:Microsgopeg optegol (BX53, Olympus) ar chwyddo ×400; dosbarthiad maint defnyn (d₃,₂) wedi'i bennu gan ddefnyddio meddalwedd dadansoddi delweddau ImageJ.
• Nodweddu Rheolegol:Rheomedr cylchdro (DHR-2, TA Instruments), geometreg plât cyfochrog 40 mm (bwlch 1 mm), 25 gradd . Cneifiwch sefydlog-cyflwr: 0.01–100 s⁻¹; ysgubiad osgled: straen 0.01% -100% ar 1 Hz; ysgubiad amledd: 0.1–100 rad/s ar straen 0.1% (o fewn LVR); thixotropi: cylch cyfradd cneifio tri cham o 10⁻³→100→10⁻³ s⁻¹.
• Rheoleg Ymlediad Rhyngwynebol:Rheometreg ymlediad rhyngwynebol yn seiliedig ar ddisgynfa (OCA 25, DataPhysics), amledd osciliad 5–45 mHz, osgled 2%, tymheredd 25 gradd .
• Dadansoddiad Crisialu Braster DSC:Calorimetreg Sganio Gwahaniaethol (DSC 214 Polyma, Netzsch), cyfradd gwresogi/oeri 5 gradd/munud.
• Sefydlogrwydd Storio:Storio ar 25 gradd / 4 gradd am 30 diwrnod gydag arsylwi gweledol o wahaniad cyfnod a chyfuniad.

1 Ymddygiad Rhyngwyneb Gwahaniaethol o PGPR a DMG yn y Rhyngwyneb W/O

Datgelodd mesuriadau rheoleg ymledol rhyngwynebol y gwahaniaethau hanfodol rhwng PGPR a DMG yn y rhyngwyneb dŵr olew. Mae PGPR yn cyrraedd cydbwysedd arsugniad yn gyflym hyd yn oed ar grynodiadau isel iawn (0.1%), gyda'i fodwlws ymledol rhyngwynebol E' yn arddangos dibyniaeth amledd gwan ar draws yr ystod amledd 5-45 mHz, gan ddangos cymeriad elastig solet tebyg i'r ffilm ryngwyneb. Mae'r canfyddiad hwn yn cytuno'n gryf â'r llenyddiaeth: mae cynffonau hydroffobig asid ricinoleig canghennog PGPR yn rhoi modwlws fiscoelastig ymlediad uchel i'r ffilm ryngwyneb, gan ei alluogi i wrthsefyll anffurfiad rhyngwynebol yn effeithiol a achosir gan gyfuniad emwlsiwn. Ar ôl 15 o gylchredau ehangu cywasgu, dim ond mân wanhad a ddangosodd modwlws y ffilm ryngwynebol PGPR, gan gadarnhau ei sefydlogrwydd rhyngwynebol hirdymor rhagorol.

Dangosodd DMG ymddygiad rhyngwynebol hollol wahanol. O dan amodau mesur union yr un fath, roedd modwlws ymledol y ffilm ryngwynebol DMG yn sylweddol is na PGPR, gyda dibyniaeth amledd amlwg-cododd y modwlws yn gyflym ar amleddau uchel a dirywiodd ar amleddau isel-gan ddangos gludedd-cymeriad ffilm dominyddol. Yn bwysicach fyth, pan ostyngwyd y tymheredd o 70 gradd i 25 gradd, bu cynnydd tebyg i fodwlws ymledol y ffilm ryngwynebol DMG, sydd â chysylltiad agos â'i ymddygiad crisialu rhyngwynebol yn y fan a'r lle. Cadarnhaodd dadansoddiad DSC y ddamcaniaeth hon: yn ystod oeri, dangosodd DMG uchafbwynt ecsothermig amlwg ar tua 45–50 gradd, yn cyfateb i gnewyllyn heterogenaidd a chrisialu monoglyseridau yn y rhyngwyneb dŵr olew.

Mae'r ddau ymddygiad rhyngwynebol gwahanol hyn yn pennu eu patrymau ymateb priodol o fewn meysydd cneifio. Mae arsugniad rhyngwynebol PGPR yn abroses a reolir yn cinetig: gall moleciwlau gwblhau addasiadau cydffurfiad yn gyflym ar ôl cyrraedd y rhyngwyneb a chyflawni cwmpas ecwilibriwm; o ganlyniad, mae ei ddibyniaeth ar ddwysedd cneifio yn gymharol wan. Mewn cyferbyniad, mae ymddygiad rhyngwynebol DMG yn aproses gypledig thermodynamig-cinetig: rhaid i foleciwlau yn gyntaf gyrraedd crynodiad arwyneb critigol yn y rhyngwyneb, ac yna oeri-crisialu yn y fan a'r lle; mae'r strwythur rhyngwynebol yn y pen draw yn dibynnu'n fawr ar y llwybr hanes cneifio.

2 Dylanwad Math o Faes Llif Cneifio ar Ddosbarthiad Maint Droplet

Mae homogeneiddio cneifio uchel (HSH) a melino coloid (CM) yn cynrychioli dau fath sylfaenol gwahanol o feysydd llif emwlsio.

Mae HSH yn perthyn i'r categori ocynnwrf anadweithiol-yn bennaf mewn meysydd llif. O dan gylchdroi cyflymder uchel y rotor, mae'r hylif yn mynd trwy amrywiadau cythryblus dwys, gyda thorri defnynnau yn cael ei reoli'n bennaf gan straen anadweithiol cythryblus (~ρ(εd) ^(2/3)). Nodweddion craidd y maes llif hwn yw: dwysedd egni hynod o uchel (10⁶–10⁸ W/m³), amser preswylio byr iawn (milieiliadau i eiliadau), a maes llif sy'n cael ei ddominyddu gan gneifio ac eddies cythryblus.

Mae melin colloid, ar y llaw arall, yn perthyn i'r categori omeysydd llif cyfansawdd cneifio estynnol. O fewn y bwlch rotor stator, mae'r hylif yn mynd trwy weithred gyfunol o lifau ymestynnol a chneifio dwys, ac mae'r mecanwaith torri defnynnau yn llawer mwy cymhleth. O'i gymharu â HSH, mae CM yn cynnwys dwysedd ynni cymedrol (10⁵–10⁷ W/m³) ond amser preswylio sylweddol hirach (eiliadau i funudau), gyda chydran llif ymestynnol sylweddol.

Tabl 1 Cymhariaeth o Nodweddion Maes Llif: Uchel-Homogeneiddio Cneifio â Melin Colloid

Dangosodd canlyniadau arbrofol, wrth ddefnyddio PGPR yn unig fel emwlsydd, fod HSH ar 18,000 rpm am 3 munud yn rhoi dosbarthiad defnyn gyda d₃, ₂ ≈ 8–12 μm, gyda morffoleg defnynnau rheolaidd a dosbarthiad maint cul. Pan gymhwyswyd triniaeth CM ar fewnbwn ynni tebyg, cynyddodd maint y defnyn cymedrig i 15-20 μm, ond roedd y dosbarthiad maint yn ehangach, gan arddangos cymeriad deufoddol amlwg -prif uchafbwynt yn 10-15 μm a brig eilaidd yn 25-35 μm.

Newidiodd cyflwyniad DMG y darlun hwn yn sylfaenol. Mewn system gymysg PGPR:DMG=7:3 (cyfanswm crynodiad 3%), culhaodd y gwahaniaeth maint defnynnau rhwng HSH a CM yn sylweddol: d₃,₂ ≈ 10 μm ar gyfer HSH a ≈ 12 μm ar gyfer CM, gan leihau'r gymhareb o tua 1.8 × (PGPR2 × yn unig) i tua 1.2 × yn unig. Yn bwysicach fyth, roedd sefydlogrwydd storio (30 diwrnod, 25 gradd ) yr emwlsiwn a gynhyrchwyd CM yn sylweddol uwch na'r cynnyrch HSH-dim ond tua 40% o'r olaf oedd mynegai ansefydlogi'r cyntaf.

3 Cneifio -Mecanwaith Ymateb y "Ffilm Ryngwynebol PGPR + Rhwydwaith Crisial DMG" Strwythur Sefydlogi Deuol

Pam mae CM yn dangos mantais gymharol amlwg yn y system gyfunol PGPR/DMG? Mae'r ateb yn gorwedd yn ymatebion gwahaniaethol y ddau emylsydd i hanes cneifio, a nodweddion unigryw maes llif CM sy'n cyfateb yn union i'w "ffenestri cneifio" priodol.

Mae arsugniad rhyngwynebol PGPR yn broses cinetig gyflym. P'un ai yn y cynnwrf ar raddfa milieiliad HSH neu'r ail lif cneifio ymestynnol ar raddfa CM, gall moleciwlau PGPR gwblhau arsugniad yn gyflym ar yr arwynebau defnyn a gynhyrchir yn ffres, gan ffurfio ffilm ryngwyneb elastig. Fodd bynnag,mae gallu'r ffilm ryngwyneb PGPR i wella ei hun rhag difrod mecanyddol yn gyfyngedig. O dan amodau cynnwrf eithafol HSH, mae defnynnau eginol yn cael eu torri dro ar ôl tro mewn cylchoedd torri, gyda'r ffilm ryngwyneb yn cael ei rhwygo a'i hailadeiladu'n barhaus, gan arwain at leihau effeithlonrwydd emwlsio ymylol.

Mewn cyferbyniad, mae DMG yn gofyn am amgylchedd "cneifio-oeri" sylfaenol wahanol. Y rhagofynion i DMG gyflawni ei swyddogaeth sefydlogi yn y rhyngwyneb ac yn y cyfnod parhaus yw: (1) rhaid i foleciwlau gael digon o amser i gyrraedd crynodiad arwyneb critigol ar wyneb y defnyn; (2) rhaid i defnynnau gynnal sefydlogrwydd morffolegol o dan gneifio priodol i ddarparu templedi cnewyllol ar gyfer crisialu interfacial; (3) rhaid i'r gyfradd oeri fod yn gymedrol i ganiatáu twf grisial digonol heb agregu gormodol.

Mae nodweddion maes llif HSH-dwysedd ynni uchel, amser preswylio eithriadol o fyr, cynnwrf cryf-yn gwrth-ddweud bron pob un o ofynion DMG.Yn HSH, mae oes defnynnau unigol yn fyr iawn (milieiliadau i eiliadau), ac nid oes gan foleciwlau DMG ddigon o amser i gronni yn y rhyngwyneb, heb sôn am gnewyllyn rhyngwynebol a thwf crisialau cyflawn. Mae'r gwres ffrithiannol sylweddol a gynhyrchir gan HSH yn golygu bod angen iawndal oeri allanol ychwanegol ymhellach, gan gywasgu ffenestr grisialu DMG ymhellach.

Mae nodweddion maes llif CM-dwysedd ynni cymedrol, amser preswylio hirach, elfen llif ymestynnol sylweddol-yn bodloni holl ofynion DMG.Yn llif bwlch CM, mae defnynnau'n cael anffurfiad estynnol graddol; mae'r cynnydd yn arwynebedd arwyneb yn mynd rhagddo'n gydamserol â thrylediad wyneb DMG, gan ddarparu amodau cinetig delfrydol ar gyfer crisialu rhyngwynebol. O dan lif ymestynnol, mae defnynnau'n torri trwy fecanwaith rhwygo "dumbbell-siâp" -, gan roi defnynnau merch o forffoleg reolaidd a maint unffurf, sy'n hwyluso'r gwaith o adeiladu'r rhwydwaith grisial yn unffurf wedi hynny. Yn bwysicach fyth, mae amser preswylio hirach CM yn caniatáu digon o gyfle i DMG gwblhau cnewyllyn grisial a thwf cychwynnol yn y cyfnod parhaus, gan ffurfio strwythur gofodol lle mae sefydlogi Pickering a sefydlogi rhwydwaith yn cydfodoli'n synergyddol.

Rydym yn crynhoi'r mecanwaith hwn fel y"Ffilm ryngwyneb PGPR (cragen elastig) + rhwydwaith grisial DMG (sgerbwd plastig)" model sefydlogi deuol. Yn y model hwn, mae PGPR yn darparu'r lefel gyntaf o amddiffyniad-gan gynysgaeddu pob defnyn â ffilm ryngwyneb elastig sy'n gwrthsefyll cyfuno; Mae DMG yn darparu'r ail lefel o amddiffyniad-adeiladu sgerbwd plastig o rwydweithiau grisial rhwng defnynnau, gan gynysgaeddu'r system â gallu gwrth-waddodiad a pherfformiad adfer thixotropig. Mae bodolaeth y strwythur deuol hwn wedi derbyn cefnogaeth anuniongyrchol gan y llenyddiaeth: mae astudiaethau ar systemau emylsydd cymysg DAG PGPR wedi dangos bod y cydadwaith synergaidd rhwng crisialu rhyngwynebol a gweithgaredd arwyneb uchel PGPR yn arwain at emylsiynau gyda dosbarthiad defnynnau unffurf a sefydlogrwydd rhewi rhagorol; yn PGPR-sy'n cynnwys emylsiynau W/O, mae braster rhyngwynebol yn achosi i'r defnynnau weithredu fel llenwyr gweithredol, gan atgyfnerthu anhyblygedd a chaledwch y system.

4 Llunio Diagram Cyfnod Cneifiwch emwlsio a Meini Prawf Dewis Proses

Yn seiliedig ar ganlyniadau arbrofol systematig, gwnaethom lunio diagram cam cneifio emwlsio gan ddefnyddio dwysedd ynni (Eᵥ) ac egni cneifio penodol (SBE) fel paramedrau deuol, gan amlinellu'r ffiniau cymwys a'r perthnasoedd cyflenwol rhwng HSH a CM yn y system hon.

Tabl 2 Diagram Cam Cneifio Emylsio ar gyfer PGPR/DMG Cyfunol W/O Emylsiynau Cyfnod Mewnol Uchel

Ffenest Iyn addas ar gyfer dresin salad sydd angen llif uchel a pherfformiad allwthio rhagorol. Yma, PGPR yw'r emwlsydd amlycaf (Yn fwy na neu'n hafal i 80%), gyda swm bach o DMG yn darparu sefydlogi ategol. Gall dwysedd ynni uchel HSH fireinio'r defnynnau'n ddigonol, tra bod y cynnwys DMG isel yn sicrhau nad yw effeithiau thermol HSH yn amharu ar y rhwydwaith grisial gwan. Mae gan yr emwlsiwn canlyniadol straen cynnyrch o tua 50-150 Pa ac adferiad thixotropig o tua 80%-100%, sy'n briodol ar gyfer cynhyrchion gwasgadwy mewn potel.

Ffenest IIyn cynrychioli'r rhanbarth cyfatebolrwydd gorau posibl rhwng HSH a CM. Cysyniad craidd y strategaeth hon yw cyflogi HSH ar gyfer torri defnynnau cynradd effeithlon, ac yna CM i gyflawni mireinio strwythurol eilaidd-gan gynnwys homogeneiddio maint defnynnau ac adeiladu cyfeiriadol y rhwydwaith grisial DMG. Cadarnhaodd arbrofion y gall proses tandem o "emwlseiddiad HSH cyn- (18,000 rpm, 1 munud) + mireinio ailgylchredeg CM (3,000 rpm, 3 pas)" ar yr un pryd gyflawni manwldeb defnyn (d₃, ₂ ≈ 10-15 μm, sefydlogrwydd storio dydd-hir (10-15 μm) a sefydlogrwydd storio tymor hir {3} mynegai < 5%). Mae'r broses hon yn addas ar gyfer dresin salad a chynhyrchion taenu gyda gofynion sefydlogrwydd storio heriol.

Ffenest IIIyw'r rhanbarth lle mae effaith rhwydwaith grisial DMG yn cael ei wireddu'n llawn. Mae amser preswylio hirach a nodweddion llif ymestynnol CM yn rhoi digon o gyfle i DMG adeiladu rhwydwaith grisial cyflawn yn y rhyngwyneb ac yn y cyfnod parhaus. Gall yr emwlsiwn canlyniadol gyflawni straen cynnyrch o 200-400 Pa, adferiad thixotropig o fwy na 120%, a nodweddion corff plastig amlwg-cynnal siâp o dan amodau statig (cribau gwahanol ar ôl sgwpio) tra'n arddangos ymwrthedd gludiog cymedrol yn ystod lledaeniad deinamig. Mae'r ffenestr hon yn arbennig o addas ar gyfer taeniadau wedi'u rhewi/oergell a dewisiadau amgen menyn seiliedig ar blanhigion sydd angen capasiti dal ffurf uchel.

Ffenestr IVyn nodi na all ymestyn amser CM yn unig neu gynyddu cyflymder rotor wneud iawn am y diffygion strwythurol a achosir gan ddos ​​PGPR annigonol neu amodau crisialu DMG annigonol.

5 Dadansoddiad Meintiol o Ymddygiad Adferiad Thixotropig a Gwelliant Synergaidd PGPR/DMG

Mae ymddygiad adfer thixotropig yn ddangosydd craidd ar gyfer gwerthuso ansawdd defnydd dresin a thaeniadau salad-rhaid i'r cynnyrch ddangos llifadwyedd da wrth gael ei wasgu o botel neu daeniad ar fara, ond eto mae'n rhaid iddo adfer ei strwythur tebyg i solid yn gyflym ar ôl allwthio neu ymledu i atal cwymp ac arllwysiad olew.

Dangosodd emylsiynau a oedd yn cynnwys PGPR yn unig adferiad thixotropig o tua 70%-85%, gyda chyfradd adferiad araf (amser nodweddiadol ~120-200 s). Ni allai emylsiynau sy'n cynnwys DMG yn unig ffurfio dolen hysteresis thixotropig gyflawn oherwydd defnynnau bras a chyfuniad difrifol (adferiad<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.

O safbwynt unedig emwlsio rheoleg cneifio, mae'r papur hwn yn datgelu'r mecanwaith synergaidd a nodweddion ymateb cneifio PGPR a DMG mewn systemau trin salad W/O cam mewnol uchel, gan gynnig y canllawiau canlynol ar gyfer paratoi diwydiannol:

Egwyddorion dewis offer:Mae'n well cynhyrchu cynhyrchion llifadwyedd uchel trwy brosesu cam sengl HSH; argymhellir cynhyrchion sefydlogrwydd canolig i-uchel ar gyfer prosesu tandem HSH + CM; ffurf uchel-cynhyrchion daliannol yn cael eu paratoi yn y ffordd orau bosibl gan ddefnyddio CM-prosesu pas aml-dominyddol CM.

Egwyddorion dylunio fformiwleiddiad:Dylid cyfateb fformwleiddiadau cymhareb PGPR uchel â dwysedd ynni uchel HSH; dylid paru fformwleiddiadau cymhareb PGPR canolig i-â maes llif cneifio ymestynnol CM; am bob cynnydd o 10% yn y gyfran DMG, argymhellir ymestyn amser preswylio CM tua 20% neu gynyddu ailgylchrediad CM o un tocyn ychwanegol.

Gall cyfarwyddiadau ymchwil yn y dyfodol gynnwys: ymestyn y fethodoleg diagram cyfnod cneifio a ddatblygwyd yn yr astudiaeth hon i systemau emwlsiwn bwyd W/O eraill (ee, margarîn, hufen chwipio nad yw'n gynnyrch llaeth); defnyddio technegau gwasgaru onglau bach ac adlewyrchiad niwtronau yn y fan a'r lle i egluro cineteg grisialu rhyngwynebol DMG o dan amodau oeri-; a chymharu'r broses tandem HSH + CM â thechnolegau sy'n dod i'r amlwg fel emwlseiddiad microhylifol i archwilio'r cywirdeb rheoli eithaf y gellir ei gyflawni wrth baratoi emylsiynau W/O cyfnod mewnol uchel.

Mae gweithredu synergaidd PGPR a DMG mewn systemau dresin salad W/O cam mewnol uchel yn cynrychioli mecanwaith sefydlogi cyflenwol deinamig, dibynnol ar hanes - yn seiliedig ar fecanweithiau ffisegol sylfaenol wahanol -viscoelasticity ffilm rhyngwynebol yn erbyn adeiladu rhwydwaith grisial. Yn ei hanfod, y dewis rhwng homogeneiddio cneifio uchel a melino colloid yw cyfateb "ffenestri cneifio" y ddau emylsydd: mae HSH yn cyd-fynd ag arsugniad rhyngwynebol cyflym PGPR, tra bod CM yn cyfateb i grisialu cnewyllol rhyngwynebol ac adeiladu rhwydwaith DMG. Mae'r defnydd tandem o'r ddau fath o offer yn ddatrysiad peirianneg sy'n cysoni effeithlonrwydd ag ansawdd. Mae'r "diagram cam cneifio emylsio" a luniwyd yn yr astudiaeth hon yn darparu sylfaen ddamcaniaethol systematig ac arweiniad ymarferol ar gyfer dewis offer, dylunio prosesau, a llunio emylsiynau W/O cyfnod mewnol uchel yn y diwydiant bwyd i optimeiddio'r broses ffurfio.