食品力学性质实用教案

1、第四节第四节 粘弹性粘弹性1.1.麦克斯韦粘弹性麦克斯韦粘弹性(Maxwell)(Maxwell)2.2.开尔芬开尔芬- -沃格特模型沃格特模型(Kelvin-Voigt)(Kelvin-Voigt)3.3.多要素多要素(yo s)(yo s)模型模型4.4.时间时间- -温度换算定律温度换算定律5.5.动态粘弹性动态粘弹性6.6.非线性粘弹性非线性粘弹性7.7.破断特性破断特性8.8.粘弹性测定仪器粘弹性测定仪器9.9.9. 9. 几种食品的流变特性几种食品的流变特性第1页/共38页第一页，共38页。第四节第四节 粘弹性粘弹性1.1. 麦克斯韦麦克斯韦(mi k s wi)(mi k s w

2、i)粘弹性粘弹性(Maxwell)(Maxwell)第2页/共38页第二页，共38页。第3页/共38页第三页，共38页。麦克斯韦麦克斯韦(mi k s wi)(mi k s wi)粘弹性粘弹性: :直列模型直列模型直列模型机理：直列模型机理： 弹性位能随时间弹性位能随时间(shjin)(shjin)增长带动阻尼体运动，同增长带动阻尼体运动，同时弹簧体收缩，内部应力减少。时弹簧体收缩，内部应力减少。第4页/共38页第四页，共38页。m 第5页/共38页第五页，共38页。2.2. 开尔芬开尔芬- -沃格特模型沃格特模型(mxng)( Kelvin-Voigt)(mxng)( Kelvin-Voig

3、t)第6页/共38页第六页，共38页。第7页/共38页第七页，共38页。v2.718252.71825第8页/共38页第八页，共38页。四要素四要素(yo s)(yo s)模模型等效图型等效图第9页/共38页第九页，共38页。第10页/共38页第十页，共38页。广义麦克斯韦广义麦克斯韦(mi k s wi)模型模型mi mi mimimi n第11页/共38页第十一页，共38页。1mi 第12页/共38页第十二页，共38页。m)m m )第13页/共38页第十三页，共38页。第14页/共38页第十四页，共38页。应力松弛应力松弛(sn ch)测定测定结果结果第15页/共38页第十五页，共38页

4、。广义广义(gungy)(gungy)沃格沃格特模型特模型 J(v ): 滞后时间分布滞后时间分布(fnb)函数函数 J(v ) dv : 滞后频谱滞后频谱(regardation spectrum)第16页/共38页第十六页，共38页。A: 玻璃化领域玻璃化领域B: 玻璃化转移玻璃化转移C: 橡胶状态橡胶状态(zhungti)D: 流动性橡胶状流动性橡胶状E: 流动状态流动状态(zhungti)第17页/共38页第十七页，共38页。第18页/共38页第十八页，共38页。 聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMAPMMA）温度变化）温度变化(binhu)(binhu)影响影响 Log T

5、Log T/T0/T00 = log T/T0 = log373/298 = log1.2 0 = log T/T0 = log373/298 = log1.2 0 0第19页/共38页第十九页，共38页。第20页/共38页第二十页，共38页。有机低分子溶液有机低分子溶液(fn z rn y)：葡萄糖；：甘油；：丙基酒精；：松香：葡萄糖；：甘油；：丙基酒精；：松香酸；：丙烯二醇酸；：丙烯二醇第21页/共38页第二十一页，共38页。第22页/共38页第二十二页，共38页。第23页/共38页第二十三页，共38页。第24页/共38页第二十四页，共38页。5. 5. 动态动态(dngti)(dngti

6、)粘弹性粘弹性静态测定静态测定: : 简便、直观简便、直观 缺点缺点(qudin) 1)(qudin) 1)粘性突出物质粘性突出物质( (易流动易流动) ) 2) 2)弹性突出物质弹性突出物质 3) 3)线形变化范围线形变化范围动态测定（流态物质）：正弦波、共振、脉冲振动式动态测定（流态物质）：正弦波、共振、脉冲振动式第25页/共38页第二十五页，共38页。基本基本(jbn)(jbn)公式公式: e = e0sin(: e = e0sin(t-t-) P = P0sin() P = P0sin(t+t+) ) P = P0exp(iP = P0exp(it) = P0cos(t) = P0co

7、s(t)+iP0sin(t)+iP0sin(t) t) e = e0sin(e = e0sin(t-t-) = e0cos() = e0cos(t)+ie0sin(t)+ie0sin(t) t) E E* * = E + iE” (G = E + iE” (G* * = G + iG”) = G + iG”) * * = = - i - i”第26页/共38页第二十六页，共38页。应用：小振幅、应用：小振幅、 低频率振动（低频率振动（P P 、 e e 、频率）、频率） 1 1）内部结构）内部结构 2 2）凝胶点测定）凝胶点测定(cdng)(cdng) 3 3）玻璃化转变温度）玻璃化转变温度

8、4 4）感官感受性）感官感受性体系体系(tx)(tx)的复合模量与振荡应的复合模量与振荡应变的关系变的关系 卡拉胶与魔芋卡拉胶与魔芋(my)(my)胶在冷却和加热过程中胶在冷却和加热过程中GG和和GG的变化的变化 为为GG；为；为GG第27页/共38页第二十七页，共38页。6. 6. 非线性粘弹性非线性粘弹性Weisson berg Weisson berg 韦森伯格现象韦森伯格现象(xinxing)(xinxing)Sigma Sigma 现象现象(xinxing)(xinxing)Barus effect第28页/共38页第二十八页，共38页。7. 7. 破断特性破断特性(txng)(tx

9、ng)脆性破坏：瞬时破碎特性脆性破坏：瞬时破碎特性延性破坏：变形后破坏特性延性破坏：变形后破坏特性指标：指标：1 1）力：切断）力：切断(qi dun)(qi dun)、拉伸、凹陷、拉伸、凹陷 2 2）针入度）针入度 3 3）破断能量）破断能量第29页/共38页第二十九页，共38页。第30页/共38页第三十页，共38页。第31页/共38页第三十一页，共38页。玻璃玻璃(b l)状态转折状态转折分子运动容易度分子运动容易度温度下降温度下降(xijing)快慢快慢固定固定(gdng)位置位置回转方向回转方向时间时间第32页/共38页第三十二页，共38页。玻璃化状态玻璃化状态(zhungti)玻璃化、溶解玻璃化、溶解玻璃化、结晶、溶解玻璃化、结晶、溶解第33页/共38页第三十三页，共38页。第34页/共38页第三十四页，共38页。8.8.食品质地的仪器食品质地的仪器(yq)(yq)测定测定1 1、变形、破坏类型：、变形、破坏类型：压缩、剪断、切入压缩、剪断、切入(qi r)(qi r)（刀片、钢丝）、插入（针入度仪）、搅拌、拉伸、（刀片、钢丝）、插入（针入度仪）、搅拌、拉伸、剪压剪压7 7类类第35页/共38页第三十五页，共38页。2 2、测定仪器、测定仪器(yq)(yq)（1 1）静态流变仪（固态、半固态、凝胶体）静态流变仪