Помадка. Кристаллизация.

Качество готовой помады зависит не только от соотношения твердой и жидкой фазы, но и размера кристаллов твердой фазы. Поэтому в помадоообразовании важное значение имеет первая стадия процесса кристаллизации – образование центров кристаллизации. Чем больше их возникает в единице объема, тем больше суммарная поверхность кристаллизации и тем мельче будут выросшие кристаллы сахарозы. Кристаллизация сахарозы, как и любого другого вещества, возможна только из пересыщенного раствора или переохлажденного расплава.

Процесс кристаллизации протекает в две стадии: вначале в пересыщенном растворе образуются центры кристаллизации, которые затем вырастают до видимых кристаллов. Движущей силой любого процесса является величина отклонения системы от состояния равновесия. Эти отклонения называются флуктуациями. В растворах различают флуктуации плотности, ориентации молекул и концентрации. Флуктуации концентрации способствуют образованию ассоциатов, состоящих из n=2 до n=nk-1 молекул растворенного вещества. Подобные образования называются зародышами новой фазы. Они могут возникать в насыщенных и даже ненасыщенных растворах, однако, достигают незначительных размеров и быстро распадаются.

Образовавшиеся центры кристаллизации продолжают расти за счет присоединения к решетке новых молекул. Этот процесс протекает самопроизвольно, так как сопровождается уменьшением свободной энергии системы. Скорость присоединения молекул пропорциональна энергии их осаждения. Присоединение в первую очередь произойдет там, где при осаждении молекулы выделится максимум энергии. Поэтому при росте кристалла прежде всего должно быть закончено построение уже имеющегося нарастающего слоя до ребра, ограничивающего данную грань. Затем возникает и до конца достраивается ближайший параллельный монослой.

Скорость роста кристаллов выражается скоростью линейного перемещения грани в направлении, перпендикулярном поверхности растущей грани, или приростом массы кристалла на единицу поверхности за единицу времени.

Сложная зависимость скорости роста кристаллов от различных факторов привела к разработке диффузионной теории. Согласно которой растущий кристалл окружен неподвижным слоем прилипшего к нему раствора толщиной h. Непосредственно у самой грани кристалла концентрация раствора равна концентрации насыщения Сн. На расстоянии h от граней кристалла раствор пересыщен, его концентрация С. Вследствие разности концентраций (С-Сн) молекулы сахара диффундируют через неподвижный слой раствора h и, достигнув граней кристалла, выкристаллизовываются на них.

Процесс кристаллизации сахарозы при охлаждении сиропа в кристаллизаторах является не стационарным и сопровождается сложными тепловыми процессами и физическими превращениями. В помадосбивальных машинах непрерывного действия меняются гидродинамические условия, определяемые изменением температуры, степени пересыщения и вязкости сиропа, которые в свою очередь влияют на изменение теплофизических свойств сиропа, его теплоемкость, температуропроводность и др.

При производстве помадных конфет часто случается, что уваренный сахаро-паточный сироп определенной начальной концентрации охлаждают до различных температур и в результате кристаллизации сахарозы, получают продукт различного дисперсного состава, с разным соотношением жидкой и твердой фазы. Последнее положение оказывает большое влияние на процесс формования кристаллической массы, стойкость массы против высыхания, а также на вкус качество готовых изделий.

Факторы, влияющие на дисперсный состав твердой фазы:

• Температура охлаждения

• Пересыщение сиропа (с повышением пересыщения сиропа значительно возрастает количество твердой фазы, улучшается дисперсность помады)

• Интенсивность перемешивания охлажденного сиропа ( фактор, ускоряющий образование центров кристаллизации)

• Количество добавляемой патоки

Образование более мелких кристаллов в присутствии патоки может быть объяснено повышением вязкости сиропа, а также повышением степени пересыщения сиропа сахарозой при одной и той же влажности, так как патока сильно понижает растворимость сахарозы. Однако очень большое содержание патоки, как и редуцирующих веществ, может привести к тому, что помада вообще не будет образовываться. При повышении количества редуцирующих веществ увеличивается содержание жидкой фазы, помада становится более стойкой против черствения, но при этом увеличивается гигроскопичность конфет. Этот фактор имеет большое значение для неглазированных конфет. Поэтому стандартом не допускается содержание редуцирующих веществ в таких конфетах выше 14%.