Перфектната смес от пяна и пеногасител е от съществено значение при обработката на картофи, както Андре Еразъм открива с помощта на списанието Frank Emerald Foam Control.
Пяната е навсякъде около нас - тя може да бъде във вана с мехурчета или в главата на прясно налитата ви бира, където е забавно; или може да бъде полезен при обработка на минерали, пречистване на отпадъчни води, предотвратяване на пожари или преработка на храни. Но това също може да създаде неприятности и за ефективната обработка на картофите контролът на пяната е жизненоважен.
Пяните се състоят от матрица от ламели, които са газове, капсулирани с различни форми на течности. Образуването им зависи от наличието на повърхностноактивни вещества, които по дефиниция са разположени на течните повърхности.
Терминът „повърхностноактивно вещество“ е смес от „повърхностно действащ агент“ и е създаден през 1950 г. Повърхностноактивните вещества намаляват повърхностното напрежение на водата чрез адсорбиране на границата на течността. Адсорбцията е процес, който възниква, когато газ или течност се натрупват на повърхността на твърдо вещество или течност (адсорбент), образувайки филм от молекули или атоми. Тя се различава от абсорбцията, при която веществото се дифузира в течност или твърдо вещество, за да образува разтвор.
Ако въздухът се вкара в течност, съдържаща повърхностноактивно вещество, като по този начин го разбърква, молекулите на повърхностноактивното вещество образуват двоен слой около газа, образувайки мехурче. Повтарянето на този процес води до образуването на матрица от ламели, които произвеждат пяна.
Пяната е стабилна, ако енергията на системата е ниска и силите в пяната са в равновесие. Сферичните ламели не са стабилни поради високото си съдържание на течност. Поради това повърхностното напрежение и други механични напрежения карат сферичните ламели да се свързват помежду си, така че да споделят повърхности, а резултатът е „полиедрична“ пяна, която е по-стабилна.
Пълното равновесие е енергийно невъзможно обаче, така че дори многостранната пяна рано или късно ще се самоунищожи. Разпадането на пяната има три етапа: оттичане на течност между ламелите, разкъсване на ламелите и дифузия на газ от клетките на пяната.
Пяна в храната
Пяната се генерира в много търговски процеси. Някои от най-често срещаните процеси са: преработка на храни, химическо производство, ферментация, текстил, производство на лепило, печатарски мастила, бои, покрития и смоли и управление на отпадъчните води. Ако не беше пеногасител, преработката на много от продуктите, от които разчитаме днес, би била трудно до невъзможна, тъй като качеството на продуктите би било лошо.
Пеногасителите се използват или за контрол на образуването на пяна, или за премахване на образуването на пяна по време на производствения процес.
Когато се предотврати образуването на пяна, химичното вещество обикновено се нарича антипенител. Когато вече е налице пяна и продуктът е добавен за унищожаване на пяната, това е приложение против пенообразуване.
Пяната може да се генерира или чрез механично разбъркване, или чрез химически повлиян механизъм, като например процес на ферментация.
Пеногасителите са произведени и проектирани да работят в специфична среда. Средата, в която се очаква да работят пеногасителите, може да включва диапазони на температура, pH, налягане или съвместимост на химически съставки. От пеногасителите може дори да се наложи да отговарят на определени разпоредби като Кодекса на федералните разпоредби за администрацията по храните и лекарствата, HACCP, cGMP, EPA, Националната научна фондация, Halal, Kosher или Kosher за Пасхално удостоверяване, или просто да се използват за индустриални приложения, отговарящи на местните щатски и федерални насоки. В зависимост от всяка държава или държава, законите са специфични и уреждат избора и приложението на пеногасителя.
Под контрол
Ако се обърнем специално към обработката на картофите, от съществено значение е образуването на пяна да се контролира.
Както подчертава списание Frank, бизнес директор на Emerald Foam Control, трябва да има перфектната смес от пяна и пеногасител, за да може обработката на картофените продукти да работи ефективно и икономично. "Всичко е до контрола", каза той. „Пяната при преработката на картофи се причинява от нишесте и биологични компоненти, които са особено предизвикателни.“
Критериите за избор за контрол на пяната включват:
Ефективност - той трябва да контролира пяната в процеса, а в някои случаи и крайната употреба;
Съвместимост - не трябва да влияе върху външния вид на крайния продукт;
Устойчивост - трябва да работи през всички етапи на обработка и период от време, както и евентуално през срока на годност на готовия продукт; и
Ефективност - трябва да работи при ниска доза.
Списанието посочва, че при обработката на картофи приложението може да бъде или разпенващ руден продукт против разпенване. Това се основава на точката за подаване на приложение в системата. Жизненоважната точка е, че продуктът унищожава натрупването на пяна (събаря се) за продължителен период (задръжте).
„Пеногасителят произвежда механизъм, който причинява разпадането на пяната, каза Списание.
„Това причинява разпространение, дренаж, изтъняване и след това разкъсване на ламелите.
„Внимателното съчетание на пяната с контрола на пяната е това, което работи, трябва да има баланс между неразтворимостта и диспергируемостта с всяка съставна съставка, осигуряваща специфична функция.“
Така че бракът трябва да има тази перфектна химия.
Някои от основните компоненти на химията на пеногасителя са неговата течна фаза, емулгатор, разпръскващ агент и неговите хидрофобни частици.
Течният носител - масло (растително или минерално), вода, полиол (на алкохолна основа) или естер (на химическа основа) - трябва да има степен на несъвместимост със средата, в която трябва да работи, а също така се нуждае от коефициент на бързо разпръскване, за да се върне назад вода от хидрофилни повърхности.
Разпръскващият агент (обикновено естери, масла или омокрящи агенти) има задачата да разнесе пеногасителя и да му даде способността да навлиза в специфичния състав на мехурчета, които ще срещне.
Хидрофобните частици (силициев диоксид или восъци) трябва да запълнят празнините и да не позволяват на пяната да се реформира. Частиците трябва да почиват под определен ъгъл на контакт в матрицата от пяна и трябва да бъдат с правилния размер и форма, за да позволят на пеногасителя да работи ефективно.
Предизвикателство срещу разпенване
Точките за нанасяне на пяна могат да варират в типичната линия за обработка на картофи, но те ще бъдат полезни от улова на камък / камък до системата на каналите и приложенията за обелване с пара или абразив до хидротранспорт, измиване на резервоари, възстановяване на нишесте и пречистване на отпадъчни води.
Така че разпенването в картофената промишленост е предизвикателство, казва Списание. Съществуват и регулаторни изисквания по отношение на безопасността на храните и съставките, които трябва да бъдат изпълнени и трябва да се вземат предвид помощните средства за обработка, като пеногасители.
Но това е помощно средство за преработка или хранителна добавка?
В повечето случаи това е помощно средство за преработка, но може да се наложи да се определи по-внимателно разглеждането на остатъчните вещества в крайния продукт, за да се определи възможният статус на хранителна добавка.
Този статус се основава и на предвиденото въздействие върху пенопласта в крайния продукт - ако има такъв, както и на остатъчните вещества във вторичните потоци от храни за животни и домашни любимци от процеса.
Тази тема продължава да бъде все по-голяма дискусионна тема от потребителите и държавните агенции в световен мащаб и нейното използване е да контролира образуването на пяна, като същевременно запазва и използва повторно водата.
Колкото повече вода се използва повторно, трябва да следва, че колкото повече пенообразуващи агенти са необходими, тъй като примесите се концентрират.
Но добрата новина за потребителите на EFC пеногасители, заключава списание, е, че чрез правилен анализ на приложението и правилен избор на антипенител или пеногасител, те могат да намалят потреблението на вода, като същевременно намаляват разходите и използването на пеногасител, като същевременно осигуряват подобрено качество на продукта.
Намалените разходи за пречистване на отпадъчни води и увеличеното нишесте, което може да се оползотвори, заедно с правилните изисквания за безопасност на храните и сертифицирането допълват предимствата.
