Молекулярний механізм випаровування водного розчину глюкози, що піддавався дії магнітного поля

Анотація

Досліджується молекулярний механізм випаровування концентрованого розчину глюкози, що піддавався дії магнітного поля. Запропоновано розглядати концентрований водний розчин глюкози як пористу систему. Така система містить пори, що заповнені молекулами розчинника, та каркас, утворений кластерами молекул глюкози зв’язаними між собою водневими зв’язками. Досліджувались водні розчини глюкози виробництва з концентрацією 40%. Експериментально визначались часові залежності відносної зміни розміру намагніченої λₘ(t), немагніченої краплини розчину глюкози λₙ(t) та краплини дистиляту λ_w(t) при температурі T = 20 °C. Показано, що в порівнянням із залежністю λ_w(t), яка характеризує випаровування дистильованої води, для якої зміна розміру краплини відбувається лінійно, для рідинних систем, що містять молекули глюкози, залежність λₙ(t) та λₘ(t) має ділянки з відсутністю випаровування λₙ(t) = const і λₘ(t) = const. На цих ділянках в системах «вода-глюкоза» відбуваються молекулярні перебудови впродовж яких змінюється структура розчину (утворення та зміна форм агрегатів за рахунок перерозподілу водневих зв’язків між ними. За допомогою вимірювача густини та в'язкості DMA 4500 M (Anton Paar) визначалась густина та в’язкість ненамагніченого водного 40% розчину глюкози, намагніченого водного 40% розчину глюкози та дистильованої води при температурі T = 20 °C. Використовуючи результати експериментів визначено вільний об’єм V_f, що відповідає об’єму пор в системі, для ненамагніченого розчину глюкози та розчину, що піддавався дії магнітного поля. Для концентрованої рідинної системи «вода-глюкоза», яка піддавалась дії магнітного поля запропонований молекулярний механізм випаровування. Цей механізм пов’язаний з тим, що після обробки постійним магнітним полем в рідинній системі, що досліджується, виникають стабільні комплекси, утворені за рахунок розгалуженнями водневих зв'язків навколо β-аномерів. Існування таких комплексів призводить до зміни швидкості переходу між α та β конформаціями молекул глюкози, що приводить до періодичної зміни станів з наявністю та відсутністю випаровування в намагнічений рідинній системі, яка досліджується.