3.黏性食品的流变特性

1、3 黏性食品的流变特性食品流变学概论研究力学性质介于固体和液体之间的物质，即黏弹性、黏塑性物体。具体内容：物体受力后，变形与时间的关系或物体变形后，其反抗力与时间的关系。可用感官判断、仪器检测、数学模型表达。与材料组成、结构、外部因素有关。食品流变学概论黏弹性黏性弹性黏性表征流体流动性质的物性。宏观上表现为流动阻力，微观上表现为不同流层分子热运动的动量交换及其引力。牛顿流体非牛顿流体k为浓度系数 n为流态特征指数设则1、假塑性流体部分假塑性流体特征参数品名浓度%温度nk苹果沙司11300.34116苹果沙司11820.3490梨酱18.3820.48414.5梨酱45.7820.481160桃

2、酱11.9300.2872桃酱11.9820.2758番茄酱5.8320.592.23番茄酱12.8320.3420番茄酱16320.4531.6机理分析分子间弱结合力形成的网架，在剪切力作用下逐渐被剪断，黏度随之降低。胶体大分子相互缠绕，在剪切力作用下逐渐被分开，黏度随之降低。机理分析机理分析静止与流动假塑性流体黏度变化2、胀塑性流体胀塑性流体黏度变化粒子间致密并有水层。粒子被扰动体积膨胀，并失去水层的润滑作用。淀粉浓度在4050范围内可形成胀塑体。胀塑性流体黏度变化3、塑性流体宾汉流体 非宾汉流体部分宾汉流体食品的屈服应力食品名称屈服应力值 Pa融化的巧克力1.2橘子汁 (浓度60%)0.

3、7梨酱(浓度18.3%)3.5梨酱(浓度45.7%)33.9番茄酱(浓度11%)2.0大豆分离蛋白(浓度20%)121.7非宾汉流体食品的特征参数名称温度nkPa番茄酱250.22718732.0番茄酱450.26716024.0番茄酱650.29911314.0番茄酱950.25374.510.54、触变性流体触变性流体的黏度变化触变性流体 流凝流体流体类型示例Casson卡 松 公 式黏度比黏度和相对黏度换算黏度黏度与高分子大小、结构、构象、浓度有关；用于计算高分子质量。黏度特性黏度（与浓度有关）极限黏度、固有黏度（与浓度无关）Huggins EquationK，a固有黏度与分子量黏度的影

4、响因素 温度对液体黏度的影响WLF方程温度对液体黏度的影响Arrhenius Equation计算活化能 kJ/moleK分散相的影响分子质量低分子量高分子量临界分子量分散相的影响分散相的浓度 Einstein 公式Brinkman 公式分散相的影响分散相的黏度Taylor 公式分散相的影响分散相的形状分散相的影响分散相的大小=0.05351.11.00.90.80.70.21.01.5=0.1835=0.1478=0.101图3-18冰糕溶液中的微粒粒径与表观黏度的关系1/dv(p)(21)图3-19 冰糕溶液的- am关系曲线c1.51.00.51.51.00.50.2 am(m)分散介质

5、的影响分散介质的影响 流变性质、化学组成、极性、pH等。乳化剂的影响 化学成份、浓度、对粒子形状及电性等。稳定剂的影响 增稠作用使黏度增加。颗粒稳定性吸附带电电离带电 乳化剂HLB值的估计范围表面活性剂在水中的性状HLB值范围不分散14分散不好36强烈搅拌后可得乳状分散体68稳定的乳状分散体810半透明至透明分散体1013透明溶液（完全溶解）13以上不同用途表面活性剂的HLB值主要用途HLB值范围消泡剂13W/O乳化剂36O/W乳化剂818润湿剂1215洗涤剂1315增溶剂1518流变参数实验确定法毛细管测定法 液体在毛细管里的流出时间。 适合于黏度低、分散相颗粒小的液体。 定速流动式（黏度与

6、速度相关的非牛顿流体） 定压流动式（黏度与接触压力相关的触变流体） 位差式（黏度较低的流体）毛细管式毛细管式毛细管式Hagen-Poiseuille Law与标准液的比较黏度运动黏度 【例题3.1】 利用毛细管黏度计测量巧克力融浆的流动特性，已知毛细管直径1cm，长度60cm，测得压力差与流量如下表所示。1）证明巧克力融浆为非牛顿流体；2）确定幂律模型、Herschel-Bulkley模型和Casson模型系数；3）确定反映巧克力融浆流动特性最好的模型。 压力差（Pa）流量（cm3/s）38400.0146460.0657620.1367420.2477980.37104540.7211760

7、0.94Power LawHerschel-BulkleyCasson例3.2 Arrhenium方程应用于精制葵花油 例3.2 Arrhenium方程应用于精制葵花油 落球式 圆球在液体中落下的时间圆筒回转式 液体在同轴圆柱体间对转动的阻碍 同心双圆筒式 转子回转式 锥板式 平行板式流变参数实验确定法管内流体流动受力图牛顿流体非牛顿流体宾汉流体设则塑性流体宾汉流体rc塞流牛顿宾汉流体r塞牛宾汉流体即旋转圆筒黏度计内外圆筒均转动外圆筒转动锥板式黏度计圆锥板若与弹簧连接，则黏度计算如下：例3.3半固态乳制品应力与剪切速率关系例3.3半固态乳制品应力与剪切速率关系 例3.3 幂律模型拟合效果 例3.3 Herschel-Bulkley模型拟合效果 平行板黏度计平行板黏度计例3.5 汤料幂律模型拟合效果例3.5 汤料幂律模型拟合效果 落球式黏度计转子回转式黏度计转子回转式黏度计转子回转式黏度计物性参数的确定方法K与n的确定流动曲线法不同剪切速率下的应力时间曲线 (Pa)t (s)10 s20 s30 s&Casson法120140160&滞后曲线三种方法屈服应力比较温度流动曲线法Casson滞后曲线法120103681051057514095609598711609058799466例61平板转角与样品变形量 第四章复习题二、分析题 1、假塑性流体流动时黏度下降的机理。