食品物性学复习

食品物性学复习 一、食品流变学特性 1、流变学是研究物质的流动和变形的科学，主要研究作用在流体上的应力和由 此产生的应变规律，是力、变形和时间的函数。 2、粘性食品分为两类：符合牛顿粘性定律的液体成为牛顿流体；不符合牛顿粘 性定律的液体为非牛顿流体 3、牛顿流体是指在受力后极易变形，且剪切应力与变形速率成正比的低粘性流 体，粘度是一个不随流速而变化的常量。 二、食品的质构 1、ISO 规定的食品的质构是指：力学的、触觉的、视觉的、听觉的方法能够感 知的食品的流变学特性的综合感觉。 2、食品质构的特点： ①质构是食品成分和组织结构所决定的物理性质 ②属于机械的和流变学的物理性质 ③不是单一性质，是多因素决定的复合性质 ④主要由食品与口腔、手等人体部位接触而感觉的 ⑤与气味、风味等化学反应无关 ⑥质构的客观测定结果用例、变形、时间的函数表示 3、研究食品质构的目的： ①解释食品的组织结构特性 ②解释食品在烹饪和加工过程中所发生的物理性质变化 ③提高食品的品质 ④为生产功能性好的食品提供理论依据 ⑤明确食品物性的一起测定和感官检验的关系 4、食品质构的分类：机械特性；几何特性；其他特性 5、 质构分析： 是让仪器模拟人的两次咀嚼动作， 记录并描绘出力与时间的关系， 并从中找出与人感官评定所对应的参数，又称“二次咀嚼测试” 。 三、食品的基本物理特征 1、圆度：表示物体角棱的锐度，它表明物体在投影面内的实际形状和圆形之间 的差异程度 2、食品的球度：表示物体实际形状和球体之间的差异程度 3、两个计算题 4、复水性：指粉末食品重新吸附水分的能力，在食品、医药、添加剂等领域也 称速溶性。复水性优劣可用以下四个指标评价：可湿性、下沉性、可溶性、可分 散性。 5、散粒体的特征：摩擦性、流动性、形状随容器形状而变、对挡护壁面产生压 力、颗粒之间存在间隙、抗剪切能力取决于所受的垂直压力、不能抵抗大力、粉 尘爆炸性。 6、散粒体的摩擦特性可以用壁面摩擦角、滑动摩擦角、休止角和內摩擦角来表 述。 滑动摩擦角是反应物料与接触固体表面的摩擦性质，而休止角和內摩擦角则 反应物体内在摩擦力。 7、离析：粒径差异大和重度不同的散粒混合物料，在给料、排料或者振动时， 粗粒和细粒、密度大的和密度小的会产生分离，这种现象称为离析。 根据离析的机理，离析可分为：附着离析、填充离析和滚落离析。 8、产生自动分级的原因主要有： ①散粒体具有液体性质，对分散在散粒体中的颗粒具有浮力作用，促使相对密度 小的颗粒上浮 ②散粒体在受扰时较疏松，使小颗粒能向下运动以填补空隙 ③表面光滑的球形颗粒，在散粒体中所受阻力较小，容易向下运动，而粗糙颗粒 或片状颗粒受阻大而留于上层。 四、食品热物性 1、热导率既能反应食品固体成分的导热能力，又能反应孔隙的导热能力，称为 有效热导率 2、实际食品有多相、多孔组织结构的特点，对于实际食品的热导率估算，有若 干模型：平行模型、垂直模型、交错模型、二元体系模型。 3、计算题 五、食品电特性 1、 食品电特性在食品加工过程中有重要意义 ①食品加工的发展趋势：减少营养损失、充分利用资源、保留活性成分， 因此需要新的加工技术和新加工原理，利用电特性开发新的加工方法可 满足上述要求。 ②用电测传感器的方法利用食品的特性，进行无损检测，可实现食品品控 制精确化、食品加工自动化。 ③食品电特性可广泛应用于加热、杀菌、干燥等耗能较高的领域，如电磁 场处理、电磁波加工、电渗透脱水、脉冲电场杀菌 ④应用电磁场的生物效应来进行生鲜食品的水果、蔬菜、种子的保鲜。 2、 电特性的主要参数 食品电特性：指食品物料在特定条件下，处于电场中时自身所表现的性质。 食品与农产品电特性的变化主要表现：介电常数、电容、电阻、电导率等 广义上分为：主动电特性和被动电特性 3、 食品具有电特性的原因： 构成食品的分子或粒子， 大都具有某种电荷的性质， 食品及农产品的成分属于电介质，极性分子在交变电场的作用下发生极化， 极化分子不断做趋向运动，分子间发生碰撞和摩擦。 4、 食品电特性在食品加工过程中的应用 4 个方面 （静电场、电磁波、直流电场、交流电场） 5、 食品介电性能的产生原理和 3 个主要介电常数 根据导电性能的不同，物体可分为导体和非导体。导体：电子导体和非电子 导体。电介质：电子收到很大束缚力不能自由运动（非导体） 电荷重心： 分子中电荷总的电效果， 总可以用另一个电荷产生的效果来替代， 这个等效点电荷的位子就是电荷重心。 极性分子：正负电荷重心不重合。 非极性分子：正负电荷重心重合 电介质在电场中发生极化， 三种类型： 电子位移极化、 原子极化、 取向极化。 电子位移极化电子位移极化：非极性分子处在外电场中时，在电场力的作用下，本来处于 重心重合的电子云发生了偏离电子云发生了偏离，形成了电偶极子，称为电子位移极化。高频电场 中，只有电子位移极化有效，也称光学极化。 原子极化原子极化：构成分子的各原子或者原子团在外电场的作用下发生了便宜，从 而产生的极化现象。原子的偏移类似于弹性振动，也称红外极化。 取向极化取向极化：极性分子即使没有电场作用也有固有电矩，无电场时，由于分子 不规则的热运动，使得固有电矩相互抵消；处于电场时，分子电矩会转向外电场 方向，使得电介质在垂直于电场方向的两端面产生极化电荷。 （相对介电常数、相对介电损耗系数、介电损耗角）三者直接换算关系 相对介电常数(ε r’ )：表示物料可能储存的电场能量，反应该物料提高电容 器电容量能力注：ε 是某种材料的实际介电常数，是该材料 在真空中的介电常数 C 是某种材料为电介质时的电容器电容，是真空为电 介质时的电容 相对介电损耗因数(ε r’ ’ )：两个电容型设备在并联情况下或异相相同电压 下在电容末端测得两个电流矢量差，对该差值进行正切换算所得数值 介电损耗角正切(tan )：是指电介质在单位时间内每单位体积中，将电能转化 为热能（以发热形式）而消耗的能量，是表征电介质材料在施加电场后介质 损耗大小的物理量 水的介电常数很大，介电损耗系数小 6、 介电损耗 前提： 平板电容器两极板间充以电介质， 在高频电场作用下电介质被极化 定义：极性分子在电场中不断地作取向运动，分子间发生碰撞和摩擦将消耗极性分子在电场中不断地作取向运动，分子间发生碰撞和摩擦将消耗 电能并转为热能，这种消耗称为介电损耗电能并转为热能，这种消耗称为介电损耗 特征：随交变频率的提高及电场强度的增强而增大交变频率的提高及电场强度的增强而增大 食品物质在电磁场中能量损失由两部分组成： 第一部分：电导引起的电导损失，产生热量 损耗，称为介电损耗 介电损耗用在电场中吸收的电能表示，计算公式为：Q=55.6×10-12 E2 f εr’’ Q——吸收能量(W/m3)； E——电场强度(V/m)； f ——电场频率(Hz)； ε r’ ’ ——相对介电损耗因数 7、影响食品介电性能的 4 个主要因素 （频率、温度、水分、组成） ①、频率 第二部分：极化运动产生的热 ②、水分含量 介电常数和介电损耗因数随含水量的增加而增加，自由水对 介电性能影响大，结合水对介电性能影响大。 ③、温度的影响 本质为影响食品中：束缚水含量、自由