食品物性学食品力学性质

1、整理ppt第二章第二章 食品的力学基础食品的力学基础 食品的力学性质是食品物性中最主要的食品的力学性质是食品物性中最主要的性质。性质。食品物质的胶黏性食品物质的胶黏性 食品流变学食品流变学 整理ppt 一般的食品不仅含有固体，而且还有水、空一般的食品不仅含有固体，而且还有水、空气的存在，属于非均质分散系统。气的存在，属于非均质分散系统。 所谓分散系统所谓分散系统，是指数是指数 m以下，数以下，数nm以上的以上的微粒子，在气体、液体或固体中浮游悬浊微粒子，在气体、液体或固体中浮游悬浊(即分散即分散)的的系统。系统。 分散系统组成：分散系统组成：分散相分散相 ，连续相，连续相 （也称分散介（也称分

2、散介质）质）第一节第一节 食品物质的胶黏性食品物质的胶黏性 一、食品物性构成体系一、食品物性构成体系整理ppt食品物质物性具有非对称。食品物质物性具有非对称。 物性值物性值= =F(F(分散相物质，连分散相物质，连续相物质，续相物质， O/WO/W， W/O W/O型型) ) 如：如：生奶油生奶油-黄油黄油 面包面包-面粉面粉 因此，在研因此，在研究食品物性时，究食品物性时，要注意到食品物要注意到食品物质的分散系性质。质的分散系性质。 整理ppt二、胶体二、胶体 胶体系统是一种多相分散系统，亦称非均胶体系统是一种多相分散系统，亦称非均质分散系统。按分散相分散粒子大小的不同，质分散系统。按分散相

3、分散粒子大小的不同，胶体系统可划分为三类：胶体系统可划分为三类：胶体粒子的大小和胶体特征胶体粒子的大小和胶体特征 类类 型型 高高 分分 子子 溶溶 液液胶胶 体体 溶溶 液液悬悬 浊浊 液液粒子大小粒子大小 1nm1100nm约约200 nm观察手段观察手段 电子显微镜可知电子显微镜可知其存在其存在 电子显微镜可观其电子显微镜可观其形，超显微镜可知其形，超显微镜可知其存在存在 光学显微镜光学显微镜可观其形可观其形渗透性渗透性可通过半透膜可通过半透膜 可透过滤纸，但不可透过滤纸，但不能透过半透膜能透过半透膜不能透过滤纸不能透过滤纸透光性透光性 透明，不显示廷透明，不显示廷德尔现象德尔现象显示廷

4、德尔现象显示廷德尔现象很混浊很混浊表述物质状态表述物质状态整理ppt三、食品胶体系统三、食品胶体系统 食品胶体系统的分类食品胶体系统的分类 连续相连续相 分散相分散相 类别名称类别名称 食食 品品 举举 例例 气气体体液体液体气溶胶气溶胶弥漫香气的雾弥漫香气的雾固体固体粉粉 末末淀粉、小麦粉、砂糖、脱脂奶粉等淀粉、小麦粉、砂糖、脱脂奶粉等液液体体气体气体泡泡 沫沫掼奶油、软冰淇淋、啤酒沫等掼奶油、软冰淇淋、啤酒沫等液体液体乳胶体乳胶体牛奶、生奶油、黄油、卵黄、蛋黄酱等牛奶、生奶油、黄油、卵黄、蛋黄酱等固体固体悬胶体悬胶体果汁、汤汁果汁、汤汁溶溶 胶胶调味汁、肉汤、淀粉糊调味汁、肉汤、淀粉糊凝凝

5、 胶胶果冻、凉粉、鸡蛋羹、豆腐果冻、凉粉、鸡蛋羹、豆腐固固体体 气体气体固体泡固体泡面包、馒头、蛋糕、饼干面包、馒头、蛋糕、饼干液体液体固体凝胶固体凝胶果冻、熟米饭粒果冻、熟米饭粒整理ppt( (一一) )气体为连续相的胶体气体为连续相的胶体 v 气溶胶气溶胶 液体分散于气体介质中液体分散于气体介质中 v 粉末粉末 固体颗粒分散于气体介质中固体颗粒分散于气体介质中 粉末的形态：分散飘浮在空气中的状态和粉末的形态：分散飘浮在空气中的状态和沉积在一起的集合状态两种。沉积在一起的集合状态两种。 粉末常有如下一些物理量：粉末常有如下一些物理量： 1.1.外观比容外观比容：表示单位质量粉末所充填的体积。

6、：表示单位质量粉末所充填的体积。 2.2.外观密度外观密度：是指包括粉末间隙在内的单位体积粉体的质量。：是指包括粉末间隙在内的单位体积粉体的质量。 3.3.孔隙率孔隙率：一定体积的粉末中，孔隙所占体积的比率。：一定体积的粉末中，孔隙所占体积的比率。 孔隙率孔隙率V V0 0/V=(V-V/V=(V-V1 1)/V )/V 式中：式中：V V为粉末体积，为粉末体积，V V0 0为孔隙所占部分体积，为为孔隙所占部分体积，为V V1 1 为粉末本身所占体积为粉末本身所占体积 整理ppt(二)液体为连续相的胶体液体为连续相的胶体 1.气泡气泡 气泡是在液体中分散有许多气体的分散系统。气泡是在液体中分散

7、有许多气体的分散系统。 名称：名称： 气泡溶胶气泡溶胶 ，泡沫，泡沫 。 2. 2.乳胶体乳胶体 乳胶体一般是指两种互不相溶的液体，其中乳胶体一般是指两种互不相溶的液体，其中一方为微小的液滴分散在另一方液体中的胶体。一方为微小的液滴分散在另一方液体中的胶体。 乳胶体一般由乳胶体一般由水、油和乳化剂水、油和乳化剂构成。构成。 乳胶体分为：水包油型（乳胶体分为：水包油型（O/WO/W型）和油包水型型）和油包水型 （W/O W/O 型）。型）。 有两相乳胶体和多相乳胶体（有两相乳胶体和多相乳胶体（W/O/WW/O/W型或型或O/W/OO/W/O型型 ）。 生奶油、蛋黄酱生奶油、蛋黄酱黄油、人造奶油黄

8、油、人造奶油整理ppt 两相之间相互转化概念图两相之间相互转化概念图两相之间是可以相互转化，但食品物性截然不同。两相之间是可以相互转化，但食品物性截然不同。整理ppt 多相乳胶体概念图多相乳胶体概念图整理ppt 乳胶体连续相是水还是油，这对它的物性乳胶体连续相是水还是油，这对它的物性往往起决定作用。往往起决定作用。 判断乳胶体类型的方法主要如下：判断乳胶体类型的方法主要如下： 稀释法稀释法 ： 导电法：导电法： 色素染色法色素染色法： 整理ppt 3.溶胶和凝胶溶胶和凝胶(1)溶胶溶胶：对于可流动的胶体溶液，称之为溶胶。对于可流动的胶体溶液，称之为溶胶。 食品中一般胶体粒子的分散介质是水，所以

9、把分散介食品中一般胶体粒子的分散介质是水，所以把分散介质质(连续相连续相)是水的胶体称为亲水性胶体是水的胶体称为亲水性胶体，这样的溶胶称这样的溶胶称为水溶胶。为水溶胶。 (2) (2)凝胶凝胶：在分散介质中的胶体粒子或高分子溶质，形在分散介质中的胶体粒子或高分子溶质，形成整体构造而失去了流动性，或胶体全体虽含有大量成整体构造而失去了流动性，或胶体全体虽含有大量液体介质而固化的状态称为凝胶。液体介质而固化的状态称为凝胶。 果冻、豆腐、果冻、豆腐、鸡蛋羹鸡蛋羹大部分食品大部分食品的主要形态。的主要形态。整理ppt（3）凝胶的分类凝胶的分类关于凝胶的分类有很多种，若按照其物理性质可以作如关于凝胶的分

10、类有很多种，若按照其物理性质可以作如下分类：下分类：1)1)按力学性质可以把凝胶分为：按力学性质可以把凝胶分为：柔韧性凝胶柔韧性凝胶具有一具有一定柔韧性的凝胶，如面团、糯米团；定柔韧性的凝胶，如面团、糯米团；脆性凝胶脆性凝胶受受力在较小的变形时便破坏的凝胶。力在较小的变形时便破坏的凝胶。2)2)按透光性质可把凝胶分为按透光性质可把凝胶分为透明凝胶透明凝胶( (果冻果冻) )和和不透明凝不透明凝胶胶( (鸡蛋羹鸡蛋羹) )。凝胶食品多以多糖类、蛋白类为凝胶凝胶食品多以多糖类、蛋白类为凝胶形成的主体形成的主体整理ppt 3) 3)按保水性也可将凝胶分类。凝胶一般虽然都是亲水按保水性也可将凝胶分类。

11、凝胶一般虽然都是亲水性胶体，但有些保水性差，放置时水分将会游离出来，性胶体，但有些保水性差，放置时水分将会游离出来，称为称为易离水凝胶易离水凝胶。相反。相反为难离水凝胶为难离水凝胶。 豆腐豆腐放置时水就会不断流出，而放置时水就会不断流出，而琼胶、明胶、果琼胶、明胶、果冻冻就几乎不发生离水现象。就几乎不发生离水现象。 整理ppt4)4)按热学性质的分类：基于胶体随着温度的变化，由液态按热学性质的分类：基于胶体随着温度的变化，由液态转变为固态，或由固态转变为液态的特点，可把凝胶分转变为固态，或由固态转变为液态的特点，可把凝胶分为为热可逆性凝胶热可逆性凝胶和和热不可逆性凝胶热不可逆性凝胶。 食品中的

12、食品中的凉粉、肉冻、放凉了的粥凉粉、肉冻、放凉了的粥都属于此类凝都属于此类凝胶。然而，胶。然而，象蛋清象蛋清这样的胶体，加热时会形成凝胶。而这样的胶体，加热时会形成凝胶。而后无论是再进行热的或冷的处理，它再也不会成为溶胶后无论是再进行热的或冷的处理，它再也不会成为溶胶状。把这样的凝胶称为热不可逆凝胶。状。把这样的凝胶称为热不可逆凝胶。整理ppt（4）凝胶的力学性质在食品物性学研究中的位凝胶的力学性质在食品物性学研究中的位置置 很多食品都是在凝胶状态下食用的。很多食品都是在凝胶状态下食用的。 凝胶状态食品的力学性质对其口感品质、风味品质。凝胶状态食品的力学性质对其口感品质、风味品质。如：软硬、嚼

13、劲、筋道感、柔嫩感等起着决定的作用。如：软硬、嚼劲、筋道感、柔嫩感等起着决定的作用。 研究和改善食品的质地研究和改善食品的质地，主要就是研究凝胶状态物主要就是研究凝胶状态物质的模型。质的模型。 因此，凝胶状态在食品物性学中占有十分重要的因此，凝胶状态在食品物性学中占有十分重要的位置。位置。 整理ppt四、食品的胶黏性四、食品的胶黏性v绝大部分食品可看作胶体状态。绝大部分食品可看作胶体状态。v食品的胶黏性：指食品既有食品的胶黏性：指食品既有塑性、黏性、又有塑性、黏性、又有弹性的性质弹性的性质v1929年宾汉年宾汉首先对食品这种胶黏性提出了首先对食品这种胶黏性提出了流流变学变学的概念。的概念。整理

14、ppt第二节第二节 食品流变学食品流变学v什么是流变学？什么是食品流变学？整理ppt牙膏牙膏一个最常见的流变问题一个最常见的流变问题 使用牙膏时挤出要容易，使用牙膏时挤出要容易，挤出后要求挺括，在牙刷挤出后要求挺括，在牙刷上不能下陷，刷牙时又要上不能下陷，刷牙时又要轻松，这就要求牙膏遇到轻松，这就要求牙膏遇到剪切时黏度迅速下降，静剪切时黏度迅速下降，静止时又具有一定的屈服应止时又具有一定的屈服应力，以保持坚挺。力，以保持坚挺。整理ppt流变学涉及的相关学科与对象荷兰人斯科特布莱尔(G.N.Scott Blair), 1953 年, 他编辑出版了Foodstuffsthe Plasticity,

15、 Fluidity and Consistency一书。 整理ppt整理ppt(一一)流变学的定义流变学的定义 流变学是研究物质在流变学是研究物质在力作用力作用下下变形或流动变形或流动规律的科学。规律的科学。流变学中，物体的力学参数不仅有力、变形，还有时间。可流变学中，物体的力学参数不仅有力、变形，还有时间。可用下式来表示：用下式来表示： F(t , , )=0 .一、食品流变学概念一、食品流变学概念-剪切应变剪切应变整理pptv食品流变学食品流变学研究对象研究对象食品及食品原料食品及食品原料 液态食品、固态食品、半固态食品液态食品、固态食品、半固态食品研究内容研究内容对这些食品物质的异常黏性

16、、塑性、对这些食品物质的异常黏性、塑性、触变性、黏弹性等现象进行研究，并从这些食品触变性、黏弹性等现象进行研究，并从这些食品的构造、组成上解释以上现象，找出其表现规律。的构造、组成上解释以上现象，找出其表现规律。整理ppt食品流变学的研究意义食品流变学的研究意义 产品开发：组分的功能性产品开发：组分的功能性 原料组分：质量保证原料组分：质量保证 加工工艺：在泵、管道、挤压机、混合加工工艺：在泵、管道、挤压机、混合设备、均质机、热交换器中的流动行为设备、均质机、热交换器中的流动行为 包装设计：输送能力包装设计：输送能力 终产品：质量控制，稳定性终产品：质量控制，稳定性 消费特性：连续性，涂抹性，

17、口感，外消费特性：连续性，涂抹性，口感，外观，质构等观，质构等整理ppt研究的方法和步骤：研究的方法和步骤：首先把食品按其流变性质分成几大类，如：固体、液首先把食品按其流变性质分成几大类，如：固体、液体、黏弹性体等；体、黏弹性体等；然后再对每种类型的物质，建立起表现其流变性质的然后再对每种类型的物质，建立起表现其流变性质的力学模型；力学模型；从这些模型的分解、组合和解析，找出测定食品力学从这些模型的分解、组合和解析，找出测定食品力学性质的可靠方法；性质的可靠方法；从方法中得出有效控制食品品质从方法中得出有效控制食品品质( (力学性质力学性质) )的思路。的思路。 整理ppt二、黏性二、黏性（一

18、）（一） 黏性概念黏性概念 黏性：指黏性：指阻碍流体流动的性质。阻碍流体流动的性质。 黏性的大小用黏度（或称黏性率、黏性系数）来表黏性的大小用黏度（或称黏性率、黏性系数）来表 示，示，是流体最基本的特性参数。是流体最基本的特性参数。 产生条件：流体流层发生相对运动产生条件：流体流层发生相对运动 根据变形的方式，黏度还可分为以下几种：根据变形的方式，黏度还可分为以下几种：剪切黏剪切黏度度、延伸黏度、体积黏度、延伸黏度、体积黏度黏性是表现流体流动性质的指标。黏性是表现流体流动性质的指标。整理ppt(二二)黏性流动的分类黏性流动的分类 1. 1.牛顿流动牛顿流动 2. 2.非牛顿流动非牛顿流动水，酒

19、水，酒桃酱桃酱生淀粉糊生淀粉糊整理ppt1.1.牛顿流动牛顿流动（1 1）剪切速率）剪切速率 ：液体流动过程中，应变大小与：液体流动过程中，应变大小与应变所需时间之比表示剪切速率应变所需时间之比表示剪切速率 。也称为应。也称为应变速率。变速率。 （2 2）流动状态方程）流动状态方程 把表示液体所受的剪切应力与剪切速率的函数把表示液体所受的剪切应力与剪切速率的函数关系式称为关系式称为“流动状态方程流动状态方程”。 = n 整理ppt牛顿流体定律：牛顿流体定律： 牛顿流体的特征是：牛顿流体的特征是：剪切应力与剪切速率成正剪切应力与剪切速率成正比，黏度不随剪切速率的变化而变化。比，黏度不随剪切速率的

20、变化而变化。为黏度，应力与剪切速率之间的比例系数，表示为黏度，应力与剪切速率之间的比例系数，表示液体流动的阻力大小。液体流动的阻力大小。整理ppt 基本符合牛顿流动的食品有基本符合牛顿流动的食品有水、糖液、清水、糖液、清炖肉汤、酒、油炖肉汤、酒、油等等 。整理ppt牛顿流体牛顿流体2.2.非牛顿流动非牛顿流动 液体在流动过程中不符合牛顿流体定律的称为非液体在流动过程中不符合牛顿流体定律的称为非牛顿流体的流动。牛顿流体的流动。 非牛顿流体的流动状态方程主要有两种经验形式：非牛顿流体的流动状态方程主要有两种经验形式： = k n = a (1 n , 0 n 1) = 0+ k n (0 0 )

21、式中：式中： k k称为黏性常数，因为它往往与液体浓度有关，因此也称为浓度系称为黏性常数，因为它往往与液体浓度有关，因此也称为浓度系数，数，n n：称为流态特性指数。称为流态特性指数。 a a表观黏度，表观黏度， 0 0屈服应力屈服应力 。整理ppt 根据以上流动状态方程中根据以上流动状态方程中0 0的有无和的有无和n n的取值范围，的取值范围，非牛流动还可以如下分类：非牛流动还可以如下分类： v假塑性流动假塑性流动 （0 n 1）v胀塑性流动胀塑性流动 (1 n ）v塑性流动塑性流动 宾汉流动宾汉流动 （0 0 ，n=1） 非宾汉塑性流动非宾汉塑性流动 （0 0 ， n 1） v触变性流动触

22、变性流动 v胶变性流动胶变性流动 整理ppt1）假塑性流动假塑性流动： 在非牛顿流动状态方程式中，当在非牛顿流动状态方程式中，当0n1时，即：时，即：表观黏度表观黏度随着剪切应力或剪切速率的增大而随着剪切应力或剪切速率的增大而减少减少的流的流动，称作假塑性流动，亦称准塑性流动或拟塑性流动。动，称作假塑性流动，亦称准塑性流动或拟塑性流动。 符合假塑性流动规律的液体称为假塑性液体。符合假塑性流动规律的液体称为假塑性液体。 整理ppt假塑性液体的流动特性曲线为：假塑性液体的流动特性曲线为： 把随着流速的增加，表观黏度减少的现象也称为把随着流速的增加，表观黏度减少的现象也称为剪切稀剪切稀化化。特点：特

23、点：无屈服应力，即应力应变曲线通过坐标原点；无屈服应力，即应力应变曲线通过坐标原点；随着流速的增加，表观黏度减少。随着流速的增加，表观黏度减少。整理ppt 剪切稀化概念图剪切稀化概念图整理ppt食品名食品名固形分率固形分率%温度温度n nk k苹果沙司苹果沙司11.011.082820.340.34 90 90杏杏 酱酱19.019.060600.340.34 88 88浓缩杏汁浓缩杏汁26.026.060600.320.32400400浓缩橘子汁浓缩橘子汁- - 15.0 15.0 0.584 0.584 11.9 11.9梨梨 酱酱45.745.78282 0.481 0.481 160.

24、0 160.0桃桃 酱酱11.911.982820.270.275858葡萄浆葡萄浆141430300.340.342222葡萄浆葡萄浆141482820.340.342020西红柿酱西红柿酱16.016.032320.450.45 31.60 31.60部分液态食品的流态特性参数如表：部分液态食品的流态特性参数如表：整理ppt 造成假塑性流动的机理，主要有以下一些解释。造成假塑性流动的机理，主要有以下一些解释。 v(1)(1)胶体粒子间结合受剪切应力作用发生改变，影响黏度的变化。胶体粒子间结合受剪切应力作用发生改变，影响黏度的变化。 当液体流动时，受剪切应力作用，当液体流动时，受剪切应力作用

25、，胶体粒子间胶体粒子间网架构造不断网架构造不断被破坏。被破坏。v(2)(2)胶体粒子变形，引起黏度的相对减少。胶体粒子变形，引起黏度的相对减少。 有假塑性流动性质的食品液体，大多含有高分子的胶体粒子。有假塑性流动性质的食品液体，大多含有高分子的胶体粒子。这些粒子多由链状巨大分子构成，在静止或低流速时，互相勾挂这些粒子多由链状巨大分子构成，在静止或低流速时，互相勾挂缠结，黏度较大，显得黏稠。但当流速增大时，也就是由于流层缠结，黏度较大，显得黏稠。但当流速增大时，也就是由于流层之间剪切应力的作用，使得比较散乱的链状粒子滚动旋转而收缩之间剪切应力的作用，使得比较散乱的链状粒子滚动旋转而收缩成团，减少

26、了互相的勾挂，这就出现了黏度降低。成团，减少了互相的勾挂，这就出现了黏度降低。 整理ppt2）胀塑性流动胀塑性流动 ： 在非牛顿流动状态方程式中，如果在非牛顿流动状态方程式中，如果1 1n n，称为胀塑性流动。即：随着剪称为胀塑性流动。即：随着剪切应力或流速的增大，表观黏度切应力或流速的增大，表观黏度 a a逐渐逐渐增大。增大。 符合胀塑性流动规律的液体称为胀符合胀塑性流动规律的液体称为胀塑性液体。塑性液体。 整理ppt胀塑性液体的流动特性曲线为：胀塑性液体的流动特性曲线为： 液体食品中胀塑性流体不很多，比较典型的是液体食品中胀塑性流体不很多，比较典型的是生淀粉糊生淀粉糊。特点：特点：无屈服应

27、力，即应力应变曲线通过坐标无屈服应力，即应力应变曲线通过坐标原点；随着剪切流速的增加，表观黏度增加。原点；随着剪切流速的增加，表观黏度增加。整理ppt 造成胀塑性流动的机理，主要有以下一些解释。造成胀塑性流动的机理，主要有以下一些解释。 v胀容现象：胀容现象： 对于剪切增黏现象可以用胀容现象来对于剪切增黏现象可以用胀容现象来说明。具有剪切增黏现象的液体，其胶体粒子一般处说明。具有剪切增黏现象的液体，其胶体粒子一般处于致密充填状态，是糊状液体。作为分散介质的水，于致密充填状态，是糊状液体。作为分散介质的水，则充满在致密排列的粒子间隙。则充满在致密排列的粒子间隙。胀容现象概念图胀容现象概念图整理p

28、pt3）塑性流动塑性流动 ： 塑性流动是指流动特性曲线不通过原点塑性流动是指流动特性曲线不通过原点的流动。食品液体中，有许多在小的应力作用的流动。食品液体中，有许多在小的应力作用时并不发生流动，表现出固体那样弹性性质，时并不发生流动，表现出固体那样弹性性质，当应力超过某一界限值当应力超过某一界限值0 0时才开始流动。时才开始流动。 特点：特点：有屈服应力，即应力应变曲线不通有屈服应力，即应力应变曲线不通过坐标原点。过坐标原点。 整理pptS 对于塑性流动中，当应力超过屈服应力时，流动特对于塑性流动中，当应力超过屈服应力时，流动特性符合牛顿流动规律的，称为性符合牛顿流动规律的，称为宾汉流动宾汉流

29、动，对于不符合牛对于不符合牛顿流动规律的流动称为顿流动规律的流动称为非宾汉塑性流动非宾汉塑性流动。 把具有这两种流动特性的液体分别称为把具有这两种流动特性的液体分别称为宾汉流体宾汉流体或或非宾汉流体非宾汉流体。 塑性液体的流动特性曲线为：塑性液体的流动特性曲线为：整理ppt部分宾汉流体食品的屈服应力值部分宾汉流体食品的屈服应力值 食食 品品 名名 称称屈服应力值屈服应力值PaPa融化的巧克力融化的巧克力1.21.2掼奶油掼奶油40.040.0瓜尔豆胶水溶液瓜尔豆胶水溶液(0.5% (0.5% 固形固形) )2.02.0桔子汁桔子汁( (浓度浓度6060 Bx)Bx)0.70.7酵母蛋白液酵母蛋

30、白液(25% (25% 固形固形) )4.24.2西红柿浆西红柿浆(11% (11% 固形固形) )2.02.0大豆分离蛋白大豆分离蛋白(20% (20% 固形固形) ) 121.7121.7整理ppt非宾汉流体食品的流态特性参数非宾汉流体食品的流态特性参数 食品名食品名 称称 测定温度测定温度n nk k 0 0PaPa法国芥子酱法国芥子酱25250.400.4033433441.041.0西红柿酱西红柿酱25250.2270.22718718732.032.0西红柿酱西红柿酱95950.2530.25374.574.510.510.5白汁沙司白汁沙司1201200.550.553 30.4

31、0.4整理ppt4）触变性流动（亦称摇溶性流动）触变性流动（亦称摇溶性流动） ： 所谓触变性是指当液体在所谓触变性是指当液体在振动、搅拌、摇振动、搅拌、摇动动时，其黏性减少，流动性增加，但静置一段时，其黏性减少，流动性增加，但静置一段时间后，流动又变得困难的现象。时间后，流动又变得困难的现象。 特点：特点：振动、搅拌、摇动流动性增加；加载曲振动、搅拌、摇动流动性增加；加载曲线在卸载曲线之上，并形成了与流动时间有关线在卸载曲线之上，并形成了与流动时间有关的履历曲线的履历曲线( (滞变回环）滞变回环） 。 整理ppt触变性流动的特性曲线为：触变性流动的特性曲线为： 代表性的食品有代表性的食品有西红

32、柿调味酱、西红柿调味酱、蛋黄酱、加糖炼蛋黄酱、加糖炼乳乳等等 。 呈现触变现象的呈现触变现象的食品口感比较柔食品口感比较柔和爽口。和爽口。 整理ppt5）胶变性流动胶变性流动 胶变性流动与触变性流动相反，即：液胶变性流动与触变性流动相反，即：液体随着流动时间的增加，变得越来越黏稠。体随着流动时间的增加，变得越来越黏稠。 特点：特点：振动、搅拌、摇动流动性增加；加载曲振动、搅拌、摇动流动性增加；加载曲线在卸载曲线之下，并形成了与流动时间有关线在卸载曲线之下，并形成了与流动时间有关的履历曲线的履历曲线( (滞变回环）滞变回环） 。 整理ppt胶变性流动的特性曲线为：胶变性流动的特性曲线为： 当流速

33、逐渐加大，达到最大值后，再逐渐减低流速，减当流速逐渐加大，达到最大值后，再逐渐减低流速，减低流速时的流动曲线反而在加大流速曲线的上方。这说明流低流速时的流动曲线反而在加大流速曲线的上方。这说明流动促进了液体粒子间构造的形成。因此，这种现象也被称为动促进了液体粒子间构造的形成。因此，这种现象也被称为逆触变现象逆触变现象。 有这种现象的食品往往给人以有这种现象的食品往往给人以黏稠的口感黏稠的口感。 整理ppt三、黏弹性三、黏弹性 (一一)黏弹性基本概念黏弹性基本概念 当给物质施以作用力时，当给物质施以作用力时，把既有弹性，又把既有弹性，又可以流动的现象称为黏弹性可以流动的现象称为黏弹性。 具有黏弹

34、性的物质称为具有黏弹性的物质称为黏弹性物质或黏弹黏弹性物质或黏弹性体性体。 物质恢复物质恢复原形的能原形的能力。力。Y YR R初始切线弹性率初始切线弹性率正割弹性率正割弹性率切线弹性率切线弹性率 脆性断裂应力应变曲线脆性断裂应力应变曲线Y YR R 延性断裂时应力应变曲线延性断裂时应力应变曲线食品物质受力断裂时应力应变曲线食品物质受力断裂时应力应变曲线整理ppt1.1.分析物质的应力应变曲线时需用到以下概念：分析物质的应力应变曲线时需用到以下概念： (1)宏观应变：宏观应变：是指平均应变范围为大于原子间距离的有是指平均应变范围为大于原子间距离的有限尺寸场合下的应变。限尺寸场合下的应变。(2)

35、微观应变：微观应变：是指应变尺寸范围为原子距离数量级的应是指应变尺寸范围为原子距离数量级的应变。变。(3)弹性：弹性：物质恢复原形的能力。物质恢复原形的能力。(4)塑性：塑性：物质产生永久变形的性质。物质产生永久变形的性质。(5)强度：强度：物质承受施加外力的能力。物质承受施加外力的能力。 (6)压缩强度：压缩强度：物质所能承受的最大压缩应力，即：试验物质所能承受的最大压缩应力，即：试验时试样能承受的最大荷重和与试料的最初断面积之比。时试样能承受的最大荷重和与试料的最初断面积之比。 整理ppt（7)7)弹性率：弹性率：在弹性极限范围内，应力和应变之比。在弹性极限范围内，应力和应变之比。 当应力

36、和应变为非线性关系时，又定义了以下当应力和应变为非线性关系时，又定义了以下弹性率。弹性率。 a. a.初始切线弹性率：初始切线弹性率： b. b.切线弹性率：切线弹性率： 瞬时弹性率瞬时弹性率 c. c.正割弹性率：正割弹性率： 表观弹性率表观弹性率 d. d.弦弹性率。弦弹性率。 整理ppt(8)屈服点：屈服点：当载荷增加，应力达到最大值后，应力不再当载荷增加，应力达到最大值后，应力不再增加，而应变依然增加时的应力。即图增加，而应变依然增加时的应力。即图2-16 “Y”点。点。(9)屈服强度（弹性极限）屈服强度（弹性极限）：应变和应力之间的线性关系，：应变和应力之间的线性关系，在有限范围内不

37、再保持时的应力点的应力。即图在有限范围内不再保持时的应力点的应力。即图2-16“LL”点。点。(10)生物屈服点：生物屈服点：应力应变曲线中，应力应变曲线中，应力开始减少或应变不再随应力应力开始减少或应变不再随应力变化的点。一般认为是图变化的点。一般认为是图2-16 “Y”点。点。 ( 11)生物屈服强度：生物屈服强度：达到生物屈服达到生物屈服点的应力。点的应力。整理ppt(12)破断点：破断点：在应力在应力应变曲线上，应变曲线上，当作用力引起物质破碎或断裂的点。当作用力引起物质破碎或断裂的点。即图即图2-16“R”点。点。(13)脆性断裂：脆性断裂：屈服点与断裂点几乎屈服点与断裂点几乎一致的

38、断裂情况，称为脆性断裂。一致的断裂情况，称为脆性断裂。 (14)延性断裂：延性断裂：指塑性变形之后的断指塑性变形之后的断裂。裂。整理ppt (15)断裂能：断裂能：应力在断裂前所作的功。表示应力应变曲线应力在断裂前所作的功。表示应力应变曲线与横坐标包围的面积。如图与横坐标包围的面积。如图2-17 S 斜线部分表示的面斜线部分表示的面积。积。(16)坚韧性坚韧性(强韧性强韧性)：使物质达到破断时所需要做的功。使物质达到破断时所需要做的功。如图如图2-16，它是应力和应变曲线之间包围的面积。，它是应力和应变曲线之间包围的面积。整理ppt(17)弹性度：弹性度：物质在去掉外力作物质在去掉外力作用后，

39、弹性变形和总变形量之比。用后，弹性变形和总变形量之比。如图如图2-16中，弹性度中，弹性度=Se/(Sp+Se)。(18)弹性能：弹性能：物质以弹性变形形物质以弹性变形形式保存的能量。它等于曲线的直式保存的能量。它等于曲线的直线部分与横轴所包围的面积，或线部分与横轴所包围的面积，或回弹曲线与横轴包围的面积。回弹曲线与横轴包围的面积。整理ppt(19)力学滞后：力学滞后：在载荷的在载荷的加除过程中物质吸收的加除过程中物质吸收的能量。能量。 (20)应力松弛：应力松弛：试料在瞬试料在瞬时变形后，并保持变形时变形后，并保持变形时，应力随时间经过而时，应力随时间经过而消失的过程。消失的过程。 整理pp

40、t虎克定律虎克定律：在弹性极限范围内，物体的应变与应：在弹性极限范围内，物体的应变与应 力的大小成正比。力的大小成正比。 根据物体受力不同，弹性变形分为三种类型。根据物体受力不同，弹性变形分为三种类型。物体受正应力作用产生轴向应变。物体受正应力作用产生轴向应变。受剪切应力作用发生剪切应变。受剪切应力作用发生剪切应变。受表面压力作用的体积应变。受表面压力作用的体积应变。 2.弹性变形弹性变形整理ppt(1) (1) 弹性模量弹性模量E E：物体受正应力作用产生轴向的物体受正应力作用产生轴向的变形称变形称拉伸拉伸( (或压缩或压缩) )变形。其应力与应变之变形。其应力与应变之比称作弹性模量，也称作

41、杨氏模量。比称作弹性模量，也称作杨氏模量。 =E 小麦面团为小麦面团为10105 5PaPa；琼胶、明胶的凝胶为琼胶、明胶的凝胶为10105 5 10 106 6PaPa；硬质干酪为硬质干酪为10109 9 10101010PaPa；意大利意大利干挂面为干挂面为10101111PaPa。 整理ppt 表现弹性拉伸表现弹性拉伸( (或压缩或压缩) )变形的另一个物性参变形的另一个物性参数是数是泊松比泊松比 。泊松比泊松比是物体受拉伸是物体受拉伸( (或压或压缩缩) )时，其横向应变与纵向应变的比值。时，其横向应变与纵向应变的比值。 根据物体不同，泊松比的取值在根据物体不同，泊松比的取值在0 0

42、0.5 0.5之间。之间。 ZH整理ppt (2)(2)剪切模量（刚性率）剪切模量（刚性率）：剪切变形时，剪切应力与：剪切变形时，剪切应力与剪切应变的比值称剪切模量，用剪切应变的比值称剪切模量，用G G表示。表示。 S S= =G GS S 牛顿液体的剪切模量为牛顿液体的剪切模量为0Pa，果冻、橡胶、水泥、果冻、橡胶、水泥、铜、钢的剪切模量分别为铜、钢的剪切模量分别为2105、2.9105、0.71010 、41010、81010 Pa。一般说来固体的剪切模量是杨一般说来固体的剪切模量是杨氏模量的氏模量的1/21/3。 整理ppt(3)(3)体积模量：体积模量：体积模量表示物体受表面正应力作用

43、时，体积模量表示物体受表面正应力作用时，产生体积变化的难易程度。比例系数产生体积变化的难易程度。比例系数K称为体积模量。称为体积模量。 V V= =K KV V 体积模量的倒数称为压缩率。体积模量的倒数称为压缩率。整理ppt3.3.黏弹性体的特点黏弹性体的特点 (1)曳丝性曳丝性： 曳丝性的判断有一个方法：将直径为曳丝性的判断有一个方法：将直径为1 1mmmm的玻璃棒的玻璃棒浸入液体浸入液体1 1cmcm，然后再以然后再以5 5cm/scm/s的速度提起，用液体丝的速度提起，用液体丝在断掉前可拉出的程度表示曳丝性的大小。在断掉前可拉出的程度表示曳丝性的大小。 发酵豆种类发酵豆种类曳丝距离（曳丝

44、距离（cm）大豆大豆100 150小豆小豆5 10 菜豆菜豆20 30豌豆豌豆20 发酵豆制品的曳丝性发酵豆制品的曳丝性提起速度提起速度曳曳丝丝长长度度提起速度与曳丝长度的关系提起速度与曳丝长度的关系整理ppt (2)(2)威森伯格效果：威森伯格效果：将黏弹性将黏弹性液体放入圆桶形容器中，垂直液体放入圆桶形容器中，垂直于液面插入一玻璃棒，当急速于液面插入一玻璃棒，当急速转动玻璃棒或容器时，可观察转动玻璃棒或容器时，可观察到液体会缠绕玻璃棒而上，在到液体会缠绕玻璃棒而上，在棒周围形成隆起于液面的冢状棒周围形成隆起于液面的冢状液柱。把这种现象称作威森伯液柱。把这种现象称作威森伯格效果。格效果。 整

45、理pptE0 0虎克模型虎克模型 阻尼模型阻尼模型 滑块模型滑块模型 (二二)黏弹性的基本力学模型黏弹性的基本力学模型 为了使复杂的黏弹性体流变问题得到简化，并为了使复杂的黏弹性体流变问题得到简化，并使之归纳为可以用数学公式表示的规律，从中搞清使之归纳为可以用数学公式表示的规律，从中搞清楚控制或测定其流变性质的方法，楚控制或测定其流变性质的方法，建立力学模型。建立力学模型。 整理ppt(三三) 静黏弹性静黏弹性 用静态测定法所揭示的物体的黏弹性质称为静用静态测定法所揭示的物体的黏弹性质称为静黏弹性。黏弹性。 研究静黏弹性主要有以下一些试验方法研究静黏弹性主要有以下一些试验方法。 基本流变特性参

46、数测定法基本流变特性参数测定法 应力松弛试验应力松弛试验 蠕变试验蠕变试验 滞变曲线滞变曲线 整理ppt1.1.基本流变特性参数测定法基本流变特性参数测定法 双重剪切测定双重剪切测定拉力试验拉力试验整理ppt续续套筒流动套筒流动 平行板塑性计平行板塑性计 整理ppt2.2. 应力松弛试验应力松弛试验 应力松驰试验步骤：应力松驰试验步骤： 1 1、首先要找出试样应力与应变的线性关系范围。、首先要找出试样应力与应变的线性关系范围。 2 2、在这一范围内使试样达到并保持某一变形，测定其应、在这一范围内使试样达到并保持某一变形，测定其应力与时间的关系曲线。力与时间的关系曲线。 3 3、根据测定结果绘制

47、松弛曲线并建立其流变学模型。、根据测定结果绘制松弛曲线并建立其流变学模型。 3.3.蠕变试验蠕变试验 蠕变试验是给试样施以恒定应力，测定应变随时间变蠕变试验是给试样施以恒定应力，测定应变随时间变化的情况。化的情况。整理ppt4.4. 滞变曲线滞变曲线 滞变曲线是测定试滞变曲线是测定试样在定速压缩和定速拉样在定速压缩和定速拉伸过程中，应力随时间伸过程中，应力随时间的变化曲线。的变化曲线。ROPSQTUR整理ppt米饭团的滞变曲线和感官评价米饭团的滞变曲线和感官评价 整理ppt(四四) 动黏弹性及其测定动黏弹性及其测定 动黏弹性就是给黏弹性体施以振动，或施以周动黏弹性就是给黏弹性体施以振动，或施以

48、周期变动的应力或应变时，该黏弹性体所表现出的黏期变动的应力或应变时，该黏弹性体所表现出的黏弹性质。弹性质。 研究静黏弹性主要有以下一些试验方法研究静黏弹性主要有以下一些试验方法。 谐振动试验谐振动试验( (正弦波应力应变试验）正弦波应力应变试验） 共振试验共振试验 脉冲振动试验脉冲振动试验整理ppt思考题思考题v1.食品物性学研究的主要内容。食品物性学研究的主要内容。v2.食品物性学要解决的主要问题。食品物性学要解决的主要问题。v3.3.食品胶体系统的分类有哪些？食品胶体系统的分类有哪些？v4.4.非牛顿流体的分类有哪些？非牛顿流体的分类有哪些？v5.假塑性液体的流动特征及特性曲线。假塑性液体

49、的流动特征及特性曲线。v6.6.黏弹性体的特点有哪些？黏弹性体的特点有哪些？整理ppt1.1.基本流变特性参数测定法基本流变特性参数测定法 常见的测试方法有：常见的测试方法有：双重剪切测定双重剪切测定拉力试验拉力试验套筒流动套筒流动平行板塑性计平行板塑性计 整理ppt(1) 双重剪切测定双重剪切测定 式中式中: :f 为测得拉力，为测得拉力，G为剪切模量为剪切模量(刚性率刚性率)，d为拉动位为拉动位移，移，H为试样厚度。为试样厚度。 Af2dHH fA d2GH fA d2Hd(a)HHAAf整理ppt 当保持拉力不变时，还可以求得蠕变曲线、蠕变柔量： J tG tAHfd t12() 双重剪

50、切测定常用来进行蛋糕、人造奶油、双重剪切测定常用来进行蛋糕、人造奶油、冰淇淋、干酪、鱼糜糕等许多食品的黏弹性测冰淇淋、干酪、鱼糜糕等许多食品的黏弹性测定。定。 整理ppt(2)拉力试验拉力试验 (b)LdAfffALddLAf2整理pptL fAdL fAdt3ELfAd t延伸黏度延伸黏度 剪切黏度剪切黏度E弹性模量弹性模量拉力试验常用来测定小麦粉面团拉力试验常用来测定小麦粉面团的黏弹性质。的黏弹性质。 整理ppt(3) 套筒流动套筒流动 (c)RiR0fhRfi2001RnRRii fhnRRi200整理ppt(4)平行板塑性计平行板塑性计 (d)hfR 平行板塑性计的测定平行板塑性计的测

51、定原理如图所示。在半径原理如图所示。在半径为为R R的平行圆板之间放入的平行圆板之间放入试样，然后夹住试样，试样，然后夹住试样，并施以夹紧力并施以夹紧力f f，试样厚试样厚度随之减少。度随之减少。根据根据Navier-StokesNavier-Stokes公式：公式： fRhdhdt3242整理ppt2.2. 应力松弛试验应力松弛试验 应力松驰试验步骤：应力松驰试验步骤： 1 1、首先要找出试样应力与应变的线性关系范围。、首先要找出试样应力与应变的线性关系范围。 2 2、在这一范围内使试样达到并保持某一变形，测定其应、在这一范围内使试样达到并保持某一变形，测定其应力与时间的关系曲线。力与时间的

52、关系曲线。 3 3、根据测定结果绘制松弛曲线并建立其流变学模型。、根据测定结果绘制松弛曲线并建立其流变学模型。 蠕变试验也是一种静态测定试验。它是给试样施以恒定应力，蠕变试验也是一种静态测定试验。它是给试样施以恒定应力，测定应变随时间变化的情况。测定应变随时间变化的情况。3.3. 蠕变试验蠕变试验 整理ppt4.4. 滞变曲线滞变曲线 滞变曲线是测定试滞变曲线是测定试样在定速压缩和定速拉样在定速压缩和定速拉伸过程中，应力随时间伸过程中，应力随时间的变化曲线。的变化曲线。ROPSQTUR整理ppt米饭团的滞变曲线和感官评价米饭团的滞变曲线和感官评价 整理ppt(四四) 动黏弹性及其测定动黏弹性及

53、其测定 动黏弹性就是给黏弹性体施以振动，或施以周动黏弹性就是给黏弹性体施以振动，或施以周期变动的应力或应变时，该黏弹性体所表现出的黏期变动的应力或应变时，该黏弹性体所表现出的黏弹性质。弹性质。 研究静黏弹性主要有以下一些试验方法研究静黏弹性主要有以下一些试验方法。 谐振动试验谐振动试验( (正弦波应力应变试验）正弦波应力应变试验） 共振试验共振试验 脉冲振动试验脉冲振动试验整理ppt1. 1. 谐振动测定谐振动测定 谐振动黏弹性就是对试样施加固定频率和振谐振动黏弹性就是对试样施加固定频率和振幅的，以正弦波变化的作用力时，通过其应变响幅的，以正弦波变化的作用力时，通过其应变响应所反映出的流变性质

54、。应所反映出的流变性质。 谐振动测定对于食品黏弹性测定主要可分为谐振动测定对于食品黏弹性测定主要可分为两种方法两种方法: : 伸缩振动伸缩振动 剪切振动剪切振动 在振动测定中，要防止食品的干燥或离液，因在振动测定中，要防止食品的干燥或离液，因为这对测定结果影响很大。为这对测定结果影响很大。 整理ppt2.2.共振法测定共振法测定 在黏弹性体中，对于弹性较大的固体物料在黏弹性体中，对于弹性较大的固体物料可以采用共振方法测定。这种方法是基于下式可以采用共振方法测定。这种方法是基于下式所表示的关系原理。所表示的关系原理。2rf 式中，式中，E：弹性模量，弹性模量，fr：试样的共振频率，试样的共振频率

55、，k：常数，它与试样的密度、形状有关。常数，它与试样的密度、形状有关。 整理ppt412351试样试样 2电磁震荡器电磁震荡器 3测量显微镜测量显微镜 4玻璃板玻璃板 5玻璃容器玻璃容器测定原理是：测定原理是： 连续不断地改变激振器的连续不断地改变激振器的频率，同时测定试样振动的振频率，同时测定试样振动的振幅。当试样振幅达最大值时的幅。当试样振幅达最大值时的频率就是共振频率。频率就是共振频率。 如图共振法测试马铃薯测如图共振法测试马铃薯测试装置。试装置。 整理ppt3.3. 超声波脉冲法测定超声波脉冲法测定 这种方法是给试样发射一个弹性波这种方法是给试样发射一个弹性波( (脉冲脉冲) )，这个

56、，这个波作用于物体后会对物体产生压缩或剪切作用，并在波作用于物体后会对物体产生压缩或剪切作用，并在物体中传播。物体中传播。 这种波可以分为两部分：这种波可以分为两部分：q压缩作用产生的波称为纵波；压缩作用产生的波称为纵波；q剪切作用产生的波称为横波。剪切作用产生的波称为横波。 波的传播速度与物体的弹性模量波的传播速度与物体的弹性模量E E、质量密度质量密度 有关。有关。 整理ppt整理ppt 关于动态测定的方法还很多，例如，关于动态测定的方法还很多，例如，打击振动法、电磁振动变换法、霍尔姆打击振动法、电磁振动变换法、霍尔姆茨共振法茨共振法等等。尤其是对于固体食品的等等。尤其是对于固体食品的无损

57、品质鉴定，振动的方法成为一种重无损品质鉴定，振动的方法成为一种重要的手段。要的手段。 整理ppt四、液态食品的流变性质及测定 食品分散体系： 分散相、分散介质 泡沫、乳胶体、溶胶、悬浮液 液态食品分散体系的黏度 液态食品流变性的测量 流变仪操作指南整理ppt（）液态食品分散体系的黏度（）液态食品分散体系的黏度 一般分散体系溶液的黏度比分散介质的黏度大一般分散体系溶液的黏度比分散介质的黏度大 0：分散介质黏度：分散介质黏度 ：分散体系溶液的黏度：分散体系溶液的黏度整理ppt影响液态食品黏度的因素影响液态食品黏度的因素A. 温度温度B. 分散相：浓度、黏度、形状分散相：浓度、黏度、形状C. 分散介质分散介质D. 乳化剂乳化剂整