食品物性學六二樓119室Tel:2e-mail:第二章食品的力學基礎(chǔ)(食品流變學)第一節(jié)概論第二節(jié)彈性第三節(jié)粘性第四節(jié)粘彈性第五節(jié)食品質(zhì)地學與感官評價第四節(jié)粘彈性麥克斯韋粘彈性(Maxwell)開爾芬-沃格特模型(Kelvin-Voigt)多要素模型時間-溫度換算定律動態(tài)粘彈性非線性粘彈性破斷特性粘彈性測定儀器9.幾種食品的流變特性虎克模型：彈性體模型阻尼模型：牛頓體模型，沒有彈性恢復麥克斯韋粘彈性:直列模型直列模型機理：彈性位能隨時間增長帶動阻尼體運動，同時彈簧體收縮，內(nèi)部應(yīng)力減少。應(yīng)力松弛:保持外力造成的變形，隨時間增長，粘彈性體內(nèi)部粒子相互作用抵消應(yīng)力達到平衡狀態(tài)的過程。e=P/E+(P/)t1/EdP/dt+P/

=0t=0,P=P0;t∞,P=0

P=P0exp(-Et/)=P0exp(-t/m)m=/E,松弛時間m時的變形是初期應(yīng)力的1/e(1/2.71825)多要素模型滑塊模型（摩擦片）：表示有屈服應(yīng)力存在的塑性流體性質(zhì)三要素模型：彈性變形、滯后彈性變形e=P0/E1+P0/E2

[1-exp(-E2t/)]=P0/E1+P0/E2

[1-exp(-t/v)]，e∞-e=(P

/E

)/2.71825四要素模型等效圖廣義麥克斯韋模型P=Pi=e0Eiexp(-t/mi),mi=mi/EmiE(t)=P/e0=Eiexp(-t/mi)nnni=1i=1i=1(a)逐次近似法P-e0E1exp(-t/1)=

e0Eiexp(-t/mi)ni=2(b)松弛時間分布法：區(qū)間段分布論E(t)=P/e0

=Eiexp(-t/mi)連續(xù)的觀點E(t)=E(m)exp(-t/m)dmE(m)：松弛時間分布函數(shù)

E(m)dm：松弛時間曲線，mi和mi+dm間各松弛時間所對應(yīng)E的和占模型全體E的百分比。0∞E(t)=H(lnm)exp(-t/m)d(lnm)取對數(shù)0∞E0106(dyn/cm2)

E1106(dyn/cm2)τ1(S)

η1107(dyn·s/cm2)

破斷強度106(dyn/cm2)樣品130.0±8.316.7±5.012.4±1.720.8±4.816.4±2.0樣品24.3±0.63.5±0.658.2±10.220.3±5.68.5±0.8應(yīng)力松弛測定結(jié)果廣義沃格特模型e=ei=P0(1/Ei)1-exp(-t/vi)

vi=vi

/

Evi蠕變?nèi)崃縅(t)=e/P0J(t)=(1/Ei)1-exp(-t/vi)微分J(t)=J(v)1-exp(-t/v)dvJ(v):滯后時間分布函數(shù)J(v)dv:滯后頻譜(regardationspectrum)時間-溫度換算定律A:玻璃化領(lǐng)域B:玻璃化轉(zhuǎn)移C:橡膠狀態(tài)D:流動性橡膠狀E:流動狀態(tài)聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溫度變化影響LogT/T00=logT/T0=log373/298=log1.20聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）移動系數(shù)和溫度關(guān)系WLF換算法則（M.G.Williams,R.F.Landel,J.D.Ferry)

LogaT=-C1(T-Ts)/(C2+T-Ts)C1,C2:定數(shù)（高分子固體C1=8.86,C2=101.6）;Ts=Tg+50移位系數(shù)的WLF理論值和實驗值的比較無定形高分子：聚苯乙烯；：多異乙烯有機低分子溶液○：葡萄糖；●：甘油；△：丙基酒精；▲：松香酸；□：丙烯二醇硫化天然橡膠柔度合成曲線（-56℃）不同分子量聚苯乙烯（PS）貯藏彈性率合成曲線（160℃）冷凍魚糜的熱流變的單純性基準溫度30℃，活化能=25-30kcal/mol應(yīng)用：小振幅、低頻率振動（P、e、頻率）1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)2）凝膠點測定3）玻璃化轉(zhuǎn)變溫度4）感官感受性體系的復合模量與振蕩應(yīng)變的關(guān)系

卡拉膠與魔芋膠在冷卻和加熱過程中G′和G″的變化◆為G′；▲為G″6.非線性粘彈性Weissonberg韋森伯格現(xiàn)象Sigma現(xiàn)象Baruseffect7.破斷特性脆性破壞：瞬時破碎特性延性破壞：變形后破壞特性指標：1）力：切斷、拉伸、凹陷2）針入度3）破斷能量硬度(hardness):H1彈力性(springness):C-B凝集性(cohesivenss):A2/A1粘力性(stickiness):H2附著性(adhesiveness)：A3脆性(brittleness)：F膠粘性(gumminess)：硬度×凝集性(半固形食品)咀嚼性(chewiness):硬度×凝集性×彈性（固體）質(zhì)地剖面分析(TPA)①硬度:第一次穿刺樣品時的壓力峰值②彈力性:長度2/長度1③凝集性:面積2/面積1④粘著性:面積3/面積4⑤咀嚼性:硬度×粘聚性×彈性

玻璃狀態(tài)轉(zhuǎn)折分子運動容易度溫度下降快