《食品的力学性质》

1、1食品科学与工程学院食品科学与工程学院高高 昕昕六二楼六二楼119119室室 Tel:e-mail:XTel:e-mail:X2第二章第二章 食品的力学基础食品的力学基础( (食品流变学食品流变学) )第一节第一节 概论概论第二节第二节 弹性弹性第三节第三节 粘性粘性第四节第四节 粘弹性粘弹性第五节第五节 食品质地学与感官评价食品质地学与感官评价3第四节第四节 粘弹性粘弹性麦克斯韦粘弹性麦克斯韦粘弹性(Maxwell)(Maxwell)开尔芬开尔芬- -沃格特模型沃格特模型(Kelvin-Voigt)(Kelvin-Voigt)多要素

2、模型多要素模型时间时间- -温度换算定律温度换算定律动态粘弹性动态粘弹性非线性粘弹性非线性粘弹性破断特性破断特性粘弹性测定仪器粘弹性测定仪器9. 9. 几种食品的流变特性几种食品的流变特性4第四节第四节 粘弹性粘弹性 麦克斯韦粘弹性麦克斯韦粘弹性(Maxwell)(Maxwell)56麦克斯韦粘弹性麦克斯韦粘弹性: :直列模型直列模型直列模型机理：直列模型机理： 弹性位能随时间增长带动弹性位能随时间增长带动7m m m m 时的变形是初期应力的时的变形是初期应力的1/e(1/2.71825)1/e(1/2.71825)8 开尔芬开尔芬- -沃格特模型沃格特模型( Kelvin-Voigt)(

3、Kelvin-Voigt)vv v v v 是应变达到最终应变是应变达到最终应变(1- (1- 1/e)1/e)时所需经过的时间时所需经过的时间910v2.718252.7182511四要素模型等效图四要素模型等效图1213广义广义麦克斯韦模型麦克斯韦模型mi mi mimimi n141mi 15mi m)mm E( m)：松弛时间分布函数：松弛时间分布函数 E E( ( m m) ) d d m m ：松弛时间曲线，：松弛时间曲线，mimi和和mi mi + + m m间各松弛时间所对应间各松弛时间所对应E E的和的和占模型全体占模型全体E E的百分比。的百分比。m)m m )1617应力

4、松弛测定结果应力松弛测定结果18广义沃格特模型广义沃格特模型vi vi vivi蠕变柔量蠕变柔量 J ( t ) = e / J ( t ) = vi J ( t ) = v v vv v v 19A: 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D: 流动性橡胶状流动性橡胶状E: 流动状态流动状态2021 聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMAPMMA）温度变化影响）温度变化影响 Log TLog T /T/T0 0 0 0 = log T/T = log T/T0 0 = log373/298 = log1.2 = log373/298 = log1.2 0

5、02223有机低分子溶液有机低分子溶液：葡萄糖；葡萄糖；：甘油；甘油；：丙基酒丙基酒精；精；：松香酸；松香酸；：丙烯二醇丙烯二醇242526275. 5. 动态粘弹性动态粘弹性静态测定静态测定: : 简便、直观简便、直观 缺点缺点 1)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动态测定（流态物质）：正弦波、共振、脉冲振动式（流态物质）：正弦波、共振、脉冲振动式28基本公式基本公式: e = e: e = e0 0sin(sin( t-t- ) P = P) P = P0 0sin(sin( t+t+ ) )

6、 P = PP = P0 0exp(iexp(i t) = Pt) = P0 0cos(cos( t)+iPt)+iP0 0sin(sin( t t) ) e = ee = e0 0sin(sin( t-t- ) = e) = e0 0cos(cos( t)+iet)+ie0 0sin(sin( t t) ) E E* * = E + iE” (G = E + iE” (G* * = G + iG”) = G + iG”) * * = = - - i i ”29应用：应用：小振幅、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

7、定）凝胶点测定 3 3）玻璃化转变温度）玻璃化转变温度 4 4）感官感受性）感官感受性体系的复合模量与振荡应变的关系体系的复合模量与振荡应变的关系 卡拉胶与魔芋胶在冷却和加热过程中卡拉胶与魔芋胶在冷却和加热过程中G G和和G G的变化的变化 为为G G；为为G G306. 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Sigma Sigma 现象现象Barus effect317. 7. 破断特性破断特性脆性破坏：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323334玻璃状态转折玻璃状态转折分子运动容易度分子运动容易度温度下降快慢温度下降快慢固定位置固定位置回转方向回转方向时间时间35玻璃化状态玻璃化状态玻璃化玻璃化、溶解溶解玻璃化玻璃化、结晶结晶、溶解溶解36371 1、变形、破坏类型：、变形、破坏类型：压缩、剪断、切入（刀片、钢丝）、插入（针入度压缩、剪断、切入（刀片、钢丝）、插入（针入度仪）、搅拌、拉伸、剪压仪）、搅拌、拉