И дисперсионной среды

Классификация по характеру взаимодействия дисперсной фазы

Классификация по структурно-механическим свойствам

Классификация по агрегатному состоянию

Классификация по степени дисперсности

Классификация дисперсных систем

В зависимости от размеров частиц различают высокодисперсные, среднедисперсные и грубодисперсные системы (табл. 1).

Таблица 1

Класс	Размер частиц, м	Дисперсность	Примеры
Высокодисперсные (коллоидные системы)	10-9-10-7	109-107	Гидрозоли, аэрозоли
Среднедисперсные	10-7-10-5	107-105	Растворимый кофе, сахарная пудра
Грубодисперсные	Более 10-5	Менее 105	Суспензии

Удельная поверхность частиц дисперсной фазы максимальна в высокодисперсных системах, при переходе к средне- и грубодисперсным системам она уменьшается. При размере частиц менее 10^{-9 м поверхность раздела между частицей и средой исчезает, образуются молекулярные или ионные растворы (истинные растворы).}

Дисперсная фаза и дисперсионная среда могут находиться в любом из трех агрегатных состояний: твердом (Т), жидком (Ж) и газообразном (Г).

Каждая дисперсная система имеет свое обозначение и название: в числителе указывается агрегатное состояние дисперсной фазы, в знаменателе – дисперсионной среды. Возможно восемь вариантов дисперсных систем (табл. 2), поскольку система Г/Г не может быть гетерогенной.

В общем случае все высокодисперсные коллоидные системы называют золями. К слову золь добавляют приставку, характеризующую дисперсионную среду. Если дисперсионная среда твердая – ксерозоли, жидкая – лиозоли (гидрозоли), газ – аэрозоли.

Таблица 2

Дисперсионная среда	Дисперсная фаза	Дисперсная система	Название системы, примеры
Г	Г	Г/Г	Коллоидное состояние невозможно
Г	Ж	Ж/Г	Жидкие аэрозоли: туман, дезодорант
Г	Т	Т/Г	Твердые аэрозоли, порошки: пыль, дым, сахарная пудра, какао порошок, сухое молоко
Ж	Г	Г/Ж	Пены, газовые эмульсии: газированная вода, пиво, пена (пивная, мыльная)
Ж	Ж	Ж/Ж	Эмульсии: молоко, майонез
Ж	Т	Т/Ж	Золи, суспензии, гели, пасты: золи металлов, естественные водоемы, горчица, краски
Т	Г	Г/Т	Твердые пены: пемза, пенопласты, сыр, хлеб, пористый шоколад, зефир
Т	Ж	Ж/Т	Капиллярные системы: масло, фруктовые начинки
Т	Т	Т/Т	Сплавы металлов, драгоценные камни

Помимо простых дисперсных систем существуют и сложные дисперсные системы, которые состоят из трех и более фаз.

Например, тесто после замеса представляет собой сложную дисперсную систему, состоящую из твердой, жидкой и газообразной фаз. Ее можно представить как систему типа Т, Г, Ж/Т. Зерна крахмала, частички оболочек зерна и набухшие нерастворимые белки составляют твердую фазу. В несвязанной воде растворены минеральные и органические вещества (водорастворимые белки, декстрины, сахара, соли и др.). Часть неограниченно набухающих белков образует коллоидные растворы. Присутствующий в тесте жир находится в виде капель. Газообразная среда образуется за счет захвата пузырьков воздуха при замесе и в процессе брожения.

Различают свободнодисперсные и связнодисперсные системы.

В свободнодисперсных системах частицы дисперсной фазы не связаны друг с другом и свободно перемещаются по всему объему системы (лиозоли, разбавленные суспензии и эмульсии, аэрозоли и др.).

В связнодисперсных системах частицы контактируют друг с другом, образуя каркас, сообщающий этим системам структурно-механические свойства – прочность, упругость, пластичность (гели, студни, твердые пены, концентрированные эмульсии и др.). Связнодисперсные пищевые массы могут быть в виде полупродуктов (тесто, мясной фарш) или готовых продуктов питания (творог, сливочное масло, халва, мармелад, плавленый сыр и т. д.).

Лиофильные (гидрофильные) дисперсные системы характеризуются высоким сродством дисперсной фазы и дисперсионной среды и, следовательно, низкими значения поверхностной энергии G _пов. Они образуются самопроизвольно и термодинамически устойчивы. Свойства лиофильных дисперсных систем могут проявлять растворы коллоидных ПАВ (мыла), растворы высокомолекулярных соединений (белков, полисахаридов), критические эмульсии, микроэмульсии, некоторые золи.

Лиофобные (гидрофобные) – это системы, в которых межмолекулярное взаимодействие частица – среда невелико. Такие системы термодинамически неустойчивы. Для их образования необходимы определенные условия и воздействие извне. Для увеличения устойчивости в них вводят стабилизаторы. Большинство пищевых дисперсных систем лиофобны.