Лекция №1,2 Кіріспе. Тоңазытқыш машиналардың теориялық негіздері. Температура бағаналары

Жасушалардың механикалық теориясы бойынша бұзылуы жасушалардың сыртындағы мұз кристалдарының есебінен болады.

Баяу мұздату процессінде кристалдың түзілуі анық бір температурада, яғни ең алдымен жасуша аралық және талшық аралық қуыстарда басталады, өйткені тұздардың және органикалық заттардың шоғырлануынан төмен және гидрофильді коллоидпен әлсіз байланысқан криоскопиялық нүктесі бар сұйықтан туындайды.

Мұз кристалдарының түзілуі кристал бетіне жақын тұз ерітіндісінің заттарының шоғырлануының ұлғаюына әкеп соғады. Жасушаның сырты мен ішіндегі ерітінді концентрацияларының әртүрлілігіне қарай жасуша мен талшықтардан ылғал кетіп, өнімнің мұздатылған беттері кристалдана бастайды.

Судың мұзға айналу кезіндегі кеңеюі жасуша мен талшықтарды ығыстырып, олардан судың ағып шығуымен қамтамасыз етеді. Бұл процесс ерітінді қабатындағы заттардың концентрациясының ылғалдылығы толығымен мұз кристалдарына өткенше жүреді.

Тез мұздату кезінде жылу қарқынды жүреді. Ығысу процессі белсенді даму алдында, жасуша мен талшықтар ішіндегі температура ерітіндінің шоғырлануы кристал түзілуіне себеп болуға дейін төмендейді. Тез мұздату процессі ылғалдың қатаюымен қамтамасыз етеді.

Мұздату жылдамдығын жоғарылату ылғалдың ығысуына, жасуша мен жасуша аралық қуыстарда бірдей орналасқан көп мөлшердегі ұсақ кристалдардың түзілуіне әкеп соғады.

Егер де температураны өте жылдам күрт - 120 ¸ -160⁰С дейін төмендетсе, онда кристалдану болмайды. Бұл жағдайда су шыны тәріздес күйге енеді. Кристалдардың өсу жылдамдығы төмендейтін температура шамамен -90⁰С тең.

Шыны тәріздес күйің кристалдар түріндегі күйден айырмашылығы, онда молекулалар ретсіз орналасқан, ал кристалды күйде молекулалар стереометриялық ретпен орналасады.

Шыны тәріздес күй кезінде ұлпалар қатты заттардың кейбір қасиеттеріне тән. Бұл күй термодинамикалық мағынаға ие болады, біртіндеп температураның жоғарылауы байқалады, жылу шығарып, шыны тәріздес күйден кристалдану күйіне өтеді.

Витрификация кезінде аморфты мұздардан басқа оптикалық әдіспен зерттеу кезінде көзге көрінбейтін мұздардың ұсақ кристалдары пайда болады. Бұл құбылыс «аморфизация» деп аталады.

Қатты қыздыру кезінде шыны тәріздес күйден кристалдану күйінсіз бірден сұйық күйге ауыстыруға болады. Құрылымын бұзбай жасуша ішінің кристалдануы, сондай-ақ мұздату сатысының ішкі кристалдардың ығысуы жылдам мұздату көмегімен жасушаның бұзылмауының алдын алу үшін қамтамасыз етіледі, ол өнімнің сапасын сақтап қалуға көмектеседі. Ішкі жасушалық кристалданудан кейінгі құрылымдық бұзылуды болдырмай, сондай ақ бастапқы мұздату процесінен кейін, кристалданудың ығысуы кезінде жасуша мен ұлпалардың қабатын, өнімнің сапасын жақсы сақтап қалу кезінде тез суытуды қолдануға болады.

Тұздың денатурациялану теориясында мұздың пайда болу процесі ылғалдың ұлпаларға жайылуы мен жасушалардағы тұздардың шоғырлануының ұлғаю есебінен жүреді.

Тұздардың шоғырлануының ұлғаюы химиялық және коллоидты процестердегі ақуыз заттардың денатурациялық өзгерістерінен болады.

Баяу мұздату кезінде өнімдегі тұз ерітінділерінің шоғырлануы жоғары, соған қарай олардың әсер етуі басым келеді. Ал ақуыздардың денатурациясының дәрежесі гипертониялық ерітінділерге әсер етуі мен уақыт ұзақтығына байланысты болады. Өте тез мұздату кезінде бұл уақыт аз болады. Ақуыздардың денатурациясы температураның ерітінділерінің эвтектикалық нүктесіне жақын, рН- тың төмендеуі кезінде болады. Биологиялық обьектіде рН шамасының өзгеруі ақуыз денатурациясының жылдамдығы мен фермент белсенділігінің өзгерісіне тікелей әсер етеді.