Кинетика синерезиса (часть 1)

10-04-2012, 03:35

После получения и упрочения до определенной степени сгусток подвергают обработке с целью повышения концентрации сухих веществ в нем за счет удаления части сыворотки. Выделение сыворотки из сгустка называется синерезисом. Движущими силами синерезиса являются внутреннее напряжение сгустка и его вес, под действием которых сгусток теряет до двух третей своего объема, а также внешние нагрузки (прессование), применяемые в производстве большинства сыров. Удаление сыворотки под действием собственного веса и внутреннего напряжения сгустка в отечественной литературе называют самопрессованием, в зарубежной - спонтанным синерезисом. Масса зрелых твердых сыров составляет около 10% от массы молока, затраченного на его производство. От умения управлять синерезисом сгустка зависят химический состав и качество сыра.
Внутренние напряжения, стремящиеся сделать гель более компактным и уменьшить запас свободной энергии, возникают во всех биологических гелях. Казеиновый каркас молочного сгустка также начинает сжиматься и давить на содержимое ячеек, в результате чего часть заключенной в ячейках сыворотки выдавливается из сгустка через поры.
Прохождение жидкости через пористые материалы, обусловленное градиентом давления, подчиняется закону Darcy:

где V - линейная скорость потока жидкости в направлении l (м/с), измеряемая объемом жидкости, проходящим в единицу времени через поперечное сечение, перпендикулярное направлению l, деленным на площадь поперечного сечения. Если эффективный объем фракции материала, формирующего каркас сгустка, обозначить через φ (пористость будет равна 1 - φ) и каркас сгустка будет изотопным (имеющим одинаковые свойства во всех направлениях), то действительная средняя скорость жидкости будет равна V/(l - φ).