RU2288027C2 - Способ получения текучей суспензионной системы и продукты на основе суспензии, получаемые этим способом - Google Patents
Способ получения текучей суспензионной системы и продукты на основе суспензии, получаемые этим способом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288027C2 RU2288027C2 RU2004127165/13A RU2004127165A RU2288027C2 RU 2288027 C2 RU2288027 C2 RU 2288027C2 RU 2004127165/13 A RU2004127165/13 A RU 2004127165/13A RU 2004127165 A RU2004127165 A RU 2004127165A RU 2288027 C2 RU2288027 C2 RU 2288027C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- fibrous
- suspension
- initial
- replaced
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 94
- 244000299461 Theobroma cacao Species 0.000 claims abstract description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 18
- 102000014171 Milk Proteins Human genes 0.000 claims abstract description 11
- 108010011756 Milk Proteins Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims abstract description 11
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 235000021239 milk protein Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims abstract 7
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 235000009470 Theobroma cacao Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 235000005764 Theobroma cacao ssp. cacao Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000005767 Theobroma cacao ssp. sphaerocarpum Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000001046 cacaotero Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 abstract 1
- 235000019219 chocolate Nutrition 0.000 description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 8
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 7
- 229940110456 cocoa butter Drugs 0.000 description 5
- 235000019868 cocoa butter Nutrition 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 3
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 3
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 3
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- -1 mining Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 210000003254 palate Anatomy 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G1/00—Cocoa; Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
- A23G1/30—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
- A23G1/32—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor characterised by the composition containing organic or inorganic compounds
- A23G1/44—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor characterised by the composition containing organic or inorganic compounds containing peptides or proteins
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G1/00—Cocoa; Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
- A23G1/30—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
- A23G1/32—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor characterised by the composition containing organic or inorganic compounds
- A23G1/46—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor characterised by the composition containing organic or inorganic compounds containing dairy products
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G1/00—Cocoa; Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
- A23G1/30—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor
- A23G1/56—Cocoa products, e.g. chocolate; Substitutes therefor making liquid products, e.g. for making chocolate milk drinks and the products for their preparation, pastes for spreading, milk crumb
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G2200/00—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF containing organic compounds, e.g. synthetic flavouring agents
- A23G2200/10—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF containing organic compounds, e.g. synthetic flavouring agents containing amino-acids, proteins, e.g. gelatine, peptides, polypeptides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G2200/00—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF containing organic compounds, e.g. synthetic flavouring agents
- A23G2200/12—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF containing organic compounds, e.g. synthetic flavouring agents containing dairy products
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Confectionery (AREA)
- Dairy Products (AREA)
- Paper (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения текучей концентрированной суспензионной системы с улучшенными реологическими свойствами и продукту, получаемому этим способом. В способе при сохранении постоянной объемной концентрации веществ 5-30% первоначальных суспензионных частиц заменяется волокнообразными и/или пластинчатыми частицами для улучшения текучести. Добавленные волокнообразные частицы имеют соотношение длины и диаметра≥3. Волокнообразные частицы получены из формованных волокон путем измельчения или из концентратов белков путем процесса формования с последующей сушкой и размельчением. Возможно в способе при сохранении постоянной объемной концентрации твердых веществ 5-30% первоначальных суспензионных частиц для улучшения текучести заменять волокнообразными и/или пластинчатыми частицами с такими же средними диаметрами или характеристическими размерами, что и у первоначальных суспензионных частиц. Продукты на основе суспензий, полученные данным способом, заменой части первоначальных суспензионных частиц, которые в ламинарных потоках не претерпевают ориентирования, волокнообразными и/или пластинчатыми частицами. Продукт может относится к области продуктов питания или к области кондитерских продуктов. Волокнообразные частицы могут быть молочным белком или сухим молоком с соотношением длины и диаметра более трех. Для улучшения реологических свойств продукта использована замена части первоначальных от кубических шестигранных до сферических круглых суспензионных частиц, которые традиционно состоят из сахара, частиц какао и сухого молока, волокнообразными или пластинчатыми частицами молочного белка. При этом обеспечивается улучшение реологических свойств концентрированных суспензий при стабильной объемной доле твердой фазы, что снижает стационарную динамическую сдвиговую вязкость. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к способу получения текучей суспензионной системы.
Кроме того, изобретение относится к продуктам на основе суспензии, получаемым этим способом.
Суспензии являются многофазными дисперсными системами. При этом твердые частицы одного или нескольких типов веществ (дисперсная фаза) суспендированы в непрерывной жидкой фазе, которая со своей стороны может состоять из одной жидкости или смеси жидкостей. Текучесть суспензий, как у всех жидких сложных структурированных систем, тесно связана с ее дисперсной структурой и ее поведением под действием гидродинамических напряжений (=тангенциальные/нормальные напряжения, передающиеся от жидкости в поток). При этом важную роль играют как свойства частиц (размер/распределение по размерам, морфология частиц, форма частиц, поверхностные свойства), так и свойства жидкости (вязкость, неньютоновский характер). Далее, значение имеет и взаимодействие (ВД) между частицами (Ван-дер-Ваальсовское, электростатическое) и между жидкостью и частицами (например, гидрофобное взаимодействие). Присутствие поверхностно-активных веществ может в решающей степени изменить взаимодействие как между частицами, так и между жидкой фазой и частицами.
Обычно реологические свойства суспензии заметно зависят от механических/гидромеханических и физико-химических факторов влияния.
В зависимости от объемной концентрации твердого вещества суспензии подразделяются на разбавленные, полуразбавленные и концентрированные. Концентрированные суспензии, в отличие от разбавленных суспензий, имеют текучесть, заметно зависящую от нагрузки и времени. В концентрированных системах повышение содержания твердой фазы на несколько процентов может привести к многократному увеличению вязкости. Максимальная концентрация суспензии ограничена максимальной плотностью упаковки взвешенных частиц. Для монодисперсных сферических частиц она составляет от 0,63 (хаотическая упаковка) до 0,74 (гексагонально уплотненная упаковка). Применением полидисперсных твердых частиц можно повысить максимальную плотность упаковки или, соответственно, снизить вязкость суспензии при неизменной концентрации.
На максимальную плотность упаковки влияет форма частиц. Для волокнообразных частиц максимальная плотность упаковки в случае хаотической упаковки снижается с увеличением соотношения длины и диаметра. Соответственно, для суспензий с волокнообразными частицами следует ожидать более высокой вязкости по сравнению с соответствующими концентрированными суспензиями со сферическими частицами.
Однако волокнообразные или пластинчатые частицы склонны ориентироваться в направлении потока в ламинарных гидравлических условиях. С увеличением степени ориентации понижается гидравлическое сопротивление и, тем самым, вязкость суспензии.
Для частиц различных форм, таких как пластинки, эллипсы, волокна, кубики/прямоугольные параллелепипеды и т.д., в специальной литературе можно найти экспериментальные и частично также теоретические данные о концентрационной зависимости вязкости. Эти данные относятся к системам веществ только с одним форм-классом частиц.
Выбранные для примера продукты питания шоколад, шоколадоподобные массы относятся к концентрированным суспензиям. Дисперсная фаза состоит из сахара, компонентов какао в виде частиц и сухого молока, а непрерывная фаза преимущественно состоит из масла какао и, возможно, некоторой доли других жиров. Для уменьшения межчастичного взаимодействия и, тем самым, вязкости в шоколад обычно добавляют поверхностно-активные вещества (например, эмульгатор лецитин). При получении шоколада с пониженным содержанием жира или повышенным содержанием твердых веществ либо добавляют комбинированные эмульгаторы, либо изменяют распределение частиц по размерам. Снижение дисперсности, т.е. повышение среднего размера частиц, приводит к снижению вязкости. Реологические и органолептические свойства должны оставаться по возможности оптимальными. В /1/ в качестве примера описано применение особых распределений частиц по размерам для изменения реологических свойств шоколада и шоколадоподобных продуктов.
Патентов или публикаций, которые бы ссылались на определенную смесь определенных, по меньшей мере двух, групп частиц с разными характерными формами частиц (различными форм-классами), чтобы описать или целенаправленно использовать реологические свойства таких смесей, до настоящего не имеется.
Из заявки DE 4207722 А1 известны поверхностно-модифицированные пластинчатые пигменты, которые для улучшения перемешиваемости покрывались модификатором, состоящим из полиакрилата, или полиметакрилата, или их водорастворимых солей. Благодаря этому улучшались характеристики редиспергирования без неблагоприятного влияния на другие свойства, такие как блеск и четкость. Пигменты, поверхностно-модифицированные таким образом, не должны пылиться и должны быть легко текучим материалом. Сообразно с этим должны покрываться все известные пластинчатые металлы, как оксиды металлов, слюдяные пигменты и прочие пластинчатые субстраты. Примерами являются слюда, тальк, каолин и другие подобные минералы, а также пластинчатый оксид железа и хлорокись висмута. Для получения пигментов исходные пигменты соединяют с модификатором при перемешивании в смесительном устройстве, как, например, вибросмеситель, якорный смеситель, лопастной смеситель или жидкостной смеситель. После этого пигменты используют, в частности, в красках, печатных красках, лаках и для приготовления косметических средств.
Заявка DE 19801809 А1 описывает также поверхностно-модифицированные пигменты на основе пластинчатых субстратов, которые для улучшения осаждаемости и перемешиваемости покрыты силикатным слоем диаметром 0,1-25 нм. При этом неожиданно оказалось, что пигменты на основе пластинчатых субстратов, покрытые силикатным слоем, предпочтительно из группы монтмориллонита диаметром 0,1-25 нм (размер частиц в активном, полностью диспергированном состоянии), с покрытием обнаруживают улучшенные характеристики осаждаемости и перемешиваемости.
Из патента US 6391373 В1 известно о возможности влияния на реологические свойства продуктов питания, например шоколада, изменением размера частиц ингредиентов.
Из словаря по краскам и лакам Römpp-Lexikon Lacke und Farben, под редакцией Zorri, Ulrich, издательство Georg Thieme, Штуттгарт, 1998, стр.63, колонка 2 известно о применении бентонита как желирующего средства и тиксотропного агента в печатных красках и лаках, особенно в грунтовках, покрывных слоях, а также в покрывных лаках. Путем введения растворителя и связующего в капиллярные зазоры упаковки пластинок бентонита происходит смачивание под действием сдвиговых усилий. Это приводит к раздроблению агломерата и к заметному повышению вязкости. Адгезия, которая удерживает пластинки вместе, преодолевается при продолжающемся воздействии сдвига посредством влияния полярных добавок (растворителей), например спирт/вода, пропиленкарбонат/вода, особых поверхностно-активных диспергаторов и антиосадителей. В состоянии покоя первоначальная реологическая структура снова полностью восстанавливается путем восстановления водородных мостиковых связей между краями пластинок.
Из заявки ЕР 0279255 А1 известно устройство для снижения вязкости в суспензиях твердых веществ в жирном носителе, таких как шоколадные массы и им подобные, причем это устройство имеет емкость типа кожуха, который внутри содержит множество колец, расположенных на расстоянии друг под другом и образованных из составных частей, а также входной патрубок и выходной патрубок для продукта. В емкости-кожухе установлен ротор, который содержит множество образованных из составных частей колец, причем указанные образованные из составных частей кольца расположены, взаимно чередуясь, с равным шагом с образованными из составных колец, емкости-кожуха, причем к ротору подсоединен привод с регулируемой скоростью. Между емкостью-кожухом и внешней оболочкой предусмотрен отсек нагревания-охлаждения-термостатирования, который имеет входной патрубок и выходной патрубок для жидкости нагревания-охлаждения-термостатирования. Это устройство должно, помимо прочего, быть выгодным за счет того, что снижение вязкости происходит путем простого переноса механической энергии к обрабатываемой шоколадной массе, что должно приводить к возможному изменению определенных твердых частиц.
Задачей настоящего изобретения является улучшение реологических свойств концентрированных суспензий при стабильной объемной доле твердой фазы. Под этим в первую очередь понимается снижение стационарной динамической сдвиговой вязкости.
Далее, задачей изобретения является получение высококонцентрированных продуктов на основе суспензий, реологические свойства которых могут быть существенно улучшены по сравнению с соответствующими традиционными продуктами без изменения рецептуры.
С точки зрения способа задача решается посредством отличительных признаков, указанных в пунктах 1 или 2 формулы изобретения.
Было показано, что добавлением определенной доли удлиненных, волокнообразных частиц к концентрированной суспензии можно целенаправленно улучшить ее текучесть. Более подробно это означает, что в зависимости от диаметра, соотношения длины и диаметра (L/D) и доли добавленных волокнообразных частиц можно целенаправленно достичь существенного снижения стационарной сдвиговой вязкости суспензионной системы. Благодаря этому обеспечиваются улучшенные свойства продукта, как, например, улучшенная обрабатываемость суспензий при получении/обработке и улучшенные консистентные/реологические свойства при применении или потреблении. В принципе предоставляется также возможность путем соответствующего снижения доли жидкой фазы обеспечивать свойства, сравнимые со свойствами суспензий, не модифицированных согласно изобретению.
Концентрированные суспензионные системы находят место в большинстве отраслей промышленности (химия, продукты питания, фармацевтическая промышленность, горное дело, нефтедобыча/нефтехимия) как исходные, промежуточные или целевые продукты. Текучесть этих систем особенно важна при гидравлической транспортировке, а также в процессах формования, дозирования и расфасовки. Если продукты находятся в виде концентрированных суспензий, сфера их применения определяется в значительной степени их реологическими свойствами. В области продуктов питания самой важной характеристикой продукта являются потребительские свойства. Реологические свойства продуктов определяют консистентные свойства при продвижении в полости рта и при проглатывании.
Для получения определенных продуктов питания, как, например, шоколада и шоколадоподобных масс, стремятся, как можно сильнее снижая содержание жира (жидкая фаза в расплавленном состоянии) или повышая содержание твердых веществ, получить вместе с тем хорошие реологические и, тем самым, связанные с ними хорошие органолептические свойства.
Для обеспечения этого способ согласно изобретению раскрывают, каким образом модифицировать природу твердых частиц, чтобы они оказывали пониженное гидравлическое сопротивление в потоке суспензии. В экспериментальных исследованиях, на которых основано изобретение, было показано, что помимо известных, положительно влияющих на текучесть приемов использование более крупных частиц и/или более широкое распределение частиц по размеру, в частности изменение формы частиц для определенной фракции твердых частиц, позволяет достичь особенно ярко выраженных эффектов снижения вязкости. При этом неожиданно оказалось, что к достижению оптимальной текучести с минимальной вязкостью приводит изменение формы не всей или подавляющей части совокупности частиц, а только части твердой фазы до примерно 30% (согласно изобретению предпочтительно от 5 до 30%). Форма частиц, устанавливаемая для этой доли твердых частиц, является волокнообразной или пластинчатой.
С помощью способа согласно изобретению можно улучшить реологические свойства высококонцентрированной суспензионной системы без изменения рецептуры. Только одна замена части твердого компонента компонентом той же природы, но имеющим волокнообразную/пластинчатую форму, обеспечивает преимущество согласно изобретению.
В связи с этим появляется также возможность для экономии жидкой фазы, дорогой во многих пищевых технологиях (например, масло какао в кондитерских продуктах), т.е. при повышении тем самым доли твердой фазы, устанавливать реологические свойства, сравнимые со свойствами традиционных продуктов, обогащенных жидкостью.
Далее, преимуществом для определенных продуктов из области продуктов питания является то, что значительное ориентирование волокон/пластинок при поглощении в полости рта (сдвиговый поток между зубами и небом) влечет за собой улучшение реологических свойств, а также улучшение органолептических характеристик (например, мягкость, сливочность).
Для различных концентрированных суспензий неожиданно было обнаружено, что смешением частиц равного или сравнимого среднего диаметра по крайней мере двух различных форм-классов А и В можно снизить вязкость суспензионной системы при той же полной объемной концентрации твердой фазы, если один из двух форм-классов частиц (например, форм-класс В) содержит частицы таких форм, которые в ламинарных потоках соответствующих концентрированных суспензий могут быть частично или полностью ориентированы в направлении потока.
Целенаправленной заменой некоторой объемной доли имеющихся частиц форм-класса А, которые имеют, например, сферическую или кубическую шестигранную форму (преимущественное ориентирование в ламинарных потоках невозможно), волокнообразными или пластинчатыми частицами форм-класса В (возможно преимущественное ориентирование самой длинной оси частиц в направлении потока) можно существенно понизить стационарную вязкость суспензии при неизменной постоянной объемной концентрации твердой фазы, т.е. более чем на 5%, а в некоторых случаях более чем на 25%.
Эти положения далее поясняются в соответствии с изобретением посредством двух примеров.
В Примере 1 раскрывается модельная система стеклянные шарики/стекловолокно диаметром примерно от 10 до 15 мкм (микрометр).
Пример 2 касается реальной шоколадной системы, в которой частицы шестигранных/кубических компонентов сахара были заменены волокнами молочного белка с диаметром около 20 мкм.
Пример 1. Модельная система стеклянные шарики/стекловолокно
Были получены суспензии с разной объемной долей волокна и общим содержанием твердой фазы 50 об.%. В качестве непрерывной фазы применяли силиконовое масло с ньютоновской текучестью и вязкостью 1,94 Па (25°С). Дисперсные компоненты состояли из полых стеклянных шариков со средним диаметром х50,3, равным 11 мкм, и стекловолокна со сравнимым средним диаметром х50,0, равным 13,3 мкм, а также средним соотношением длины и диаметра 7,6.
Текучесть этих суспензий определялась в ротационном реометре с регулируемой деформацией. В качестве измерительной геометрии применяли концентрическую цилиндрическую щель с шириной щели 1 мм. Фиг.1 показывает кривую тангенциального напряжения в зависимости от скорости сдвига для суспензий с различной объемной долей волокон.
На Фиг.2 показана относительная вязкость в области средних скоростей сдвига (1,0 1/с) как функция доли волокон в суспензии.
На Фиг.1 и Фиг.2 можно четко видеть, что для суспензий, в случае которых волокнообразными частицами была заменена объемная доля около 1/6 (16,7%), были замерены самые маленькие тангенциальные напряжения и, соответственно, вязкости. При более высокой доле волокон снова происходит повышение вязкости.
Пример 2. Модельный шоколад с волокнами молочного белка
50 кг модельной шоколадной массы, состоящей из 59% сахара, 11% порошка какао, 29,5% масла какао (жидкая жировая фаза в расплавленном состоянии) и 0,5% лецитина, было получено на пилотной установке. Твердофазные компоненты при этом были тонко размолоты вместе с некоторой частью масла какао (х50,3=6 мкм; х95,3=21 мкм) и коншированы (совмещенная термическая, механическая месильно-смешивающая обработка). В конце конширования к расплаву были добавлены еще масло какао и лецитин. Для реологического исследования влияния объемной доли волокон на текучесть модельной шоколадной суспензии объемная доля твердой фазы была установлена в 50%. В качестве волокнообразного компонента применяли волокнообразное сухое молоко (полученное в процессе формования волокна) со средним диаметром волокна х50,0, равным 18,5 мкм, и соотношением длины и диаметра около 4.
Текучесть шоколадной модели определялась ротационным реометром с регулированием деформации. В качестве измерительной геометрии применяли концентрическую цилиндрическую щель толщиной 1 мм. Пробы шоколада перед измерением расплавляли при температуре 50°С. Измерения проводили при температуре 40°С. Фиг.3 показывает кривую тангенциального напряжения в зависимости от скорости сдвига для этой модели шоколада с разными объемными долями волокон. На Фиг.4 представлена относительная вязкость в области более высоких скоростей сдвига как функция доли волокон в модели шоколада. Из Фиг.3 и Фиг.4 ясно, что при увеличении доли удлиненных (волокнообразных) частиц вязкость шоколадной модели уменьшается.
Другие формы выполнения изобретения описаны в пунктах 3-6 формулы изобретения.
Задача, касающаяся суспендированных продуктов, решается за счет отличительных признаков, описанных в пунктах 7 или 8 формулы изобретения.
Другие формы выполнения изобретения описаны в пунктах 9-13 формулы изобретения.
Отличительные признаки, описанные в реферате, формуле изобретения и в описании, а также приведенные на чертеже, могут быть важными для осуществления изобретения как по отдельности, так и в любых комбинациях.
Claims (20)
1. Способ получения текучей суспензионной системы, в котором при сохранении постоянной объемной концентрации твердых веществ 5-30% первоначальных суспензионных частиц заменяется волокнообразными и/или пластинчатыми частицами для улучшения текучести.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что волокнообразные частицы имеют соотношение длины и диаметра ≥3.
3. Способ по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что волокнообразные частицы получены из формованных волокон путем измельчения.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что волокнообразные частицы получены из концентратов белков путем процесса формования с последующей сушкой и размельчением.
5. Способ получения текучей суспензионной системы, в котором при сохранении постоянной объемной концентрации твердых веществ 5-30% первоначальных суспензионных частиц для улучшения текучести заменяют волокнообразными и/или пластинчатыми частицами с такими же средними диаметрами или характеристическими размерами, что и у первоначальных суспензионных частиц.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что добавленные волокнообразные частицы имеют соотношение длины и диаметра ≥3.
7. Способ по любому из пп.5-6, отличающийся тем, что волокнообразные частицы получены из формованных волокон путем измельчения.
8. Способ по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что волокнообразные частицы получены из концентратов белков путем процесса формования с последующей сушкой и размельчением.
9. Продукт на основе суспензий, полученный способом по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что его улучшенные реологические свойства получены заменой части первоначальных суспензионных частиц, которые в ламинарных потоках не претерпевают ориентирования, волокнообразными и/или пластинчатыми частицами.
10. Продукт по п.9, отличающийся тем, что продукт на основе суспензии относится к области продуктов питания, его реологические свойства обеспечены заменой части первоначальных суспензионных частиц, которые в ламинарных потоках не претерпевают ориентирования, полученными волокнообразными или пластинчатыми белковыми частицами.
11. Продукт по п.9, отличающийся тем, что продукт на основе суспензии относится к области кондитерских продуктов, для улучшения его реологических свойств использована замена части первоначальных от кубических шестигранных до сферических круглых суспензионных частиц, которые традиционно состоят из сахара, частиц какао и сухого молока, волокнообразными или пластинчатыми частицами молочного белка.
12. Продукт по п.11, отличающийся тем, что от 5 до 30% первоначальных суспензионных частиц в виде твердых частиц заменено волокнообразными частицами молочного белка или сухого молока.
13. Продукт по любому из пп.11-12, отличающийся тем, что волокнообразные частицы молочного белка или сухого молока имеют соотношение длины и диаметра более трех.
14. Продукт по любому из пп.9-13, отличающийся тем, что частицы молочного белка или сухого молока получены из концентратов белка путем процесса формования волокон и последующего формования, сушки и измельчения.
15. Продукт на основе суспензий, полученный способом по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что его улучшенные реологические свойства получены заменой части первоначальных суспензионных частиц, которые в ламинарных потоках не претерпевают ориентирования, волокнообразными и/или пластинчатыми частицами, состоящими из тех же веществ, что и замененные частицы.
16. Продукт по п.15, отличающийся тем, что продукт на основе суспензии относится к области продуктов питания, его реологические свойства обеспечены заменой части первоначальных суспензионных частиц, которые в ламинарных потоках не претерпевают ориентирования, полученными волокнообразными или пластинчатыми белковыми частицами.
17. Продукт по п.16, отличающийся тем, что продукт на основе суспензии относится к области кондитерских продуктов, для улучшения его реологических свойств использована замена части первоначальных от кубических шестигранных до сферических круглых суспензионных частиц, которые традиционно состоят из сахара, частиц какао и сухого молока, волокнообразными или пластинчатыми частицами молочного белка.
18. Продукт по п.17, отличающийся тем, что от 5 до 30% первоначальных суспензионных частиц в виде твердых частиц заменено волокнообразными частицами молочного белка или сухого молока.
19. Продукт по любому из пп.17 и 18, отличающийся тем, что волокнообразные частицы молочного белка или сухого молока имеют соотношение длины и диаметра более трех.
20. Продукт по любому из пп.15-19, отличающийся тем, что добавленные частицы молочного белка или сухого молока получены из концентратов белка путем процесса формования волокон и последующего формования, сушки и измельчения.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10342114A DE10342114B3 (de) | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Verfahren zur Herstellung fließfähiger konzentrierter Suspensionssysteme und nach diesem Verfahren hergestellte suspensionsbasierte Produkte |
| DE10342114.9 | 2003-09-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004127165A RU2004127165A (ru) | 2006-02-20 |
| RU2288027C2 true RU2288027C2 (ru) | 2006-11-27 |
Family
ID=34129772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004127165/13A RU2288027C2 (ru) | 2003-09-10 | 2004-09-09 | Способ получения текучей суспензионной системы и продукты на основе суспензии, получаемые этим способом |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1514908B1 (ru) |
| AR (1) | AR045618A1 (ru) |
| AT (1) | ATE368387T1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0403967A (ru) |
| DE (2) | DE10342114B3 (ru) |
| DK (1) | DK1514908T3 (ru) |
| ES (1) | ES2288654T3 (ru) |
| NO (1) | NO335621B1 (ru) |
| PL (1) | PL1514908T3 (ru) |
| RU (1) | RU2288027C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546836C2 (ru) * | 2008-03-26 | 2015-04-10 | Экопьюро | Конструкционно-улучшенные пластмассы, характеризующиеся армирующим действием наполнителя |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1202466B (it) * | 1987-02-03 | 1989-02-09 | Carle & Montanari Spa | Dispositivo per la riduzione della viscosita' in sospensioni di solidi in veicoli grasso,come masse di cioccolato e simili |
| DE4207722A1 (de) * | 1991-05-28 | 1992-12-03 | Merck Patent Gmbh | Oberflaechenmodifizierte plaettchenfoermige pigmente mit verbessertem aufruehrverhalten |
| DE19801809A1 (de) * | 1997-09-26 | 1999-04-01 | Merck Patent Gmbh | Oberflächenmodifizierte plättchenförmige Substrate |
| DE69932038T2 (de) * | 1998-03-12 | 2007-01-18 | Mars Inc. | Rheologisch modifizierte suesswaren hergestellt durch verwendung von teilchen mit besonderer groessenverteiung |
| GB9807269D0 (en) * | 1998-04-03 | 1998-06-03 | Unilever Plc | Detergent compositions |
-
2003
- 2003-09-10 DE DE10342114A patent/DE10342114B3/de not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-08-21 ES ES04019881T patent/ES2288654T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-08-21 DE DE502004004494T patent/DE502004004494D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-08-21 PL PL04019881T patent/PL1514908T3/pl unknown
- 2004-08-21 AT AT04019881T patent/ATE368387T1/de active
- 2004-08-21 DK DK04019881T patent/DK1514908T3/da active
- 2004-08-21 EP EP04019881A patent/EP1514908B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-08-27 NO NO20043584A patent/NO335621B1/no not_active IP Right Cessation
- 2004-09-08 AR ARP040103228A patent/AR045618A1/es unknown
- 2004-09-09 RU RU2004127165/13A patent/RU2288027C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-09-09 BR BRPI0403967-0A patent/BRPI0403967A/pt not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Международный журнал науки и техники продовольствия. Black Well Научные публикации. ОКСФОРД. Гигабит-ISSN 0950-5423 Vol: 38, номер 3, с.325-335. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546836C2 (ru) * | 2008-03-26 | 2015-04-10 | Экопьюро | Конструкционно-улучшенные пластмассы, характеризующиеся армирующим действием наполнителя |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL1514908T3 (pl) | 2007-10-31 |
| ATE368387T1 (de) | 2007-08-15 |
| DE10342114B3 (de) | 2005-04-07 |
| EP1514908A2 (de) | 2005-03-16 |
| BRPI0403967A (pt) | 2006-02-21 |
| DK1514908T3 (da) | 2007-10-15 |
| EP1514908B1 (de) | 2007-08-01 |
| ES2288654T3 (es) | 2008-01-16 |
| DE502004004494D1 (de) | 2007-09-13 |
| NO20043584L (no) | 2005-03-11 |
| RU2004127165A (ru) | 2006-02-20 |
| EP1514908A3 (de) | 2005-07-13 |
| AR045618A1 (es) | 2005-11-02 |
| NO335621B1 (no) | 2015-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Overview of nanoemulsion properties: stability, rheology, and appearance | |
| Chevalley | Chocolate flow properties | |
| Afoakwa et al. | Effects of particle size distribution and composition on rheological properties of dark chocolate | |
| Bolenz et al. | Impact of fat content during grinding on particle size distribution and flow properties of milk chocolate | |
| Do et al. | Structural characteristics of cocoa particles and their effect on the viscosity of reduced fat chocolate | |
| Kim et al. | Formulation and evaluation of cold-extruded chocolate ganache for three-dimensional food printing | |
| EP1948564A1 (en) | Dry liquids, processes and apparatus for their preparation | |
| Do et al. | Use of ethylcellulose polymers as stabilizer in fat-based food suspensions examined on the example of model reduced-fat chocolate | |
| Chan et al. | Microencapsulation of oils using sodium alginate | |
| JPS63186799A (ja) | 油脂粉末の製造方法 | |
| Cavella et al. | Evolution of particle size distribution, flow behaviour and stability during mill ball refining of a white chocolate flavouring paste | |
| Fidaleo et al. | Effect of refining degree on particle size, sensory and rheological characteristics of anhydrous paste for ice creams produced in industrial stirred ball mill | |
| Beckett | Chocolate flow properties | |
| CN105338820A (zh) | 乳清蛋白聚集体颗粒及其用途 | |
| RU2288027C2 (ru) | Способ получения текучей суспензионной системы и продукты на основе суспензии, получаемые этим способом | |
| US2356181A (en) | Chocolate manufacture | |
| Galet et al. | The wetting behaviour and dispersion rate of cocoa powder in water | |
| AU670747B2 (en) | Gas cells in a liquid medium | |
| Szegvari et al. | Attritor grinding and dispersing equipment | |
| Zungur et al. | Physical properties of olive oil in water model emulsion: effect of aqueous and oil phase concentration and homogenization types | |
| Braisch et al. | Preparation and Flow Behaviour of Oil‐In‐Water Emulsions Stabilised by Hydrophilic Silica Particles | |
| Reddy et al. | Loading of solids in a liquid medium: Determination of CBVC by torque rheometry | |
| Lau et al. | Stabilization of aerated sugar particle systems at high sugar particle concentrations | |
| JPS5951565B2 (ja) | シリコ−ン水性液の連続製造方法 | |
| Vivar-Vera et al. | Rheological and structural changes of chocolate mass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150910 |