定义:是应力松弛(降低)至初始值的1/e(最大应力σ0的36.79%处对应)时所需要的时间,用其表示应力松弛的快慢。由黏性和弹性同时存在引起 若材料的黏性非常大,松弛时间也将最大,说明材料对链段微观调整有阻碍作用,需更多的时间完成调整
若弹性模量非常大,松弛时间相对较短,说明材料的刚硬度很强,弹性好,调整的尺度往往是原子或分子距离,松弛时间短
4、开尔文模型——由一个弹簧和一个阻尼器并联组成
当模型上作用恒定外力时,由于阻尼器作用,弹簧不能被立即拉开,而是缓慢发生变形。 去掉外力后,在弹簧回复力的作用下,又可慢慢恢复原状,无剩余变形,类似于蠕变过程
0(t)?(1?e?t/?)
E
当t→∞时,ε(∞)=σ0/E,平衡变形↑ 1当t =τ时, ???(?)(1?)?0.6321?(?)e
(蠕变推迟时间)延迟时间的物理意义:蠕变过程的变形达到平衡(最大变形量)的63.21%时所需要的时间
当t = t1时,应力解除,σ=0 t?t1 ?1 ??d?(t)??E?(t)???0dt 5、多要素模型 1) 四要素模型
?(t)??e(1)由两麦克斯韦模型并联构成四要素模型的应力松弛过程解析: ? 1 ? 1 ? 2 ? 2 在恒定应变 ? 条件下,由 ? ? ?E1E20???t/?e0 ?(t)??0E1e?t/?1??0E2e?t/?2
(2)由一个麦克斯韦模型和一个开尔芬串联构成四要素模型的蠕变过程解析: 当加载应力σ时,模型的变形由三部分组成:
2)三要素模型
当黏弹性体存在不完全松弛的残余应力,我们可以把此模型中?2 = ∞,即?2 成为不能流动的刚性连接,此时开尔芬四要素模型可简化成此模型 ∵ ?2 = ∞, ∴ τ2 = ∞, 此时应力松弛式应为: σ= ε0 E1e -t/τ1+ ε0 E2 当t= ∞, 存在残余应力
?(t)??E1??E2(1?e?t/??)?t?1
6、广义模型
1)广义麦克斯韦模型
? 有许多麦克斯韦模型并联而成。σ = εΣ E Mi e -t/τMi ? τMi = ?Mi / Emi
? 其中σ为松弛过程应力ε 为恒定应变
? E Mi , τMi,为第i 个麦克斯韦模型弹性率,松弛时间和黏度。
2) 广义开尔芬模型_由许多开尔芬模型串联而成的模型,用来分析蠕变性质比较
方便 ε=σΣ 1/ E Ki(1- е-t/ τKi ) i=1
三、黏弹性食品流变性质的测定 1、静黏弹性的测定方法
(a)双重剪切测定(常用来进行蛋糕、人造奶油、冰淇淋等的测定) (b)拉力试验 (c)套筒流动(在同心的双圆间隙中添满试样,给内筒沿中心轴方向加以定载荷F,内筒开始滑动,最终与粘性阻力平衡达到匀速 υ 运动状态)
(d)平行板塑性计 (原理:在半径为R 的平行圆板之间放入试样,然后夹注试样,并施以夹紧力F ,让试样的厚度随之减少) ? 应力松弛试验
基本方法——确认线性关系范围,然后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,根据测定结果绘制松弛曲线并建立其流变学模型。 一般凝胶状食品在10%~15%应变范围内与应力保持线性关系。
蠕变试验——是给试样施加恒定应力,测定应变随时间变化的情况。设如图所示的曲线为实测某试样得到的蠕变曲线,并按四要素模型进行解析。 滞变曲线-是测定试样在定速压缩和定速拉伸过程中,应力随时间的变化曲线。 2、动黏弹性的测定方法
主要方法:正弦波应力应变试验 、共振试验、 脉冲振动试验 (1) 面团黏性阻力测定
? 面粉品质检测常用布拉本德粉质仪测定面粉蛋白质(面筋)的黏性,用粉力测试仪测定面粉中淀粉的特性(发酵性)。这些仪器和方法的特点是测定面团在搅拌过程中的黏性阻力变化。
1)布拉本德粉质仪(测定原理:是把小麦粉和水用调粉器的搅拌臂揉成一定硬度的面团,并持续搅拌一段时间。与此同时,自动记录在揉面搅动过程中面团阻力的变化——粉质曲线
可以对面粉(小麦、大麦、面粉、黑麦、硬质小麦和裸麦等)的质量和加工特性做出正确的评价;
测试其他添加成分对面团的影响,并且能够预示混麦后的效果; 测试专用粉的流变特性,面粉酶活性以及面筋和淀粉特性。
2)淀粉粉力测试仪 主要用来综合性测定面粉(淀粉)的性质,包括淀粉酶的影响及其活性。
原理:把搅拌器放入装有面粉悬浮液的容器后,加热容器的同时使之旋转,由于
淀粉糊化(黏度增加)带动搅拌器旋转,其旋转扭力大小被记录。
3)快速黏度分析仪(RVA) 属于旋转黏度计的一种,用于测试温度变化过程中样品黏度的变化(即淀粉的糊化特性),是分析测试谷物、谷物加工制品的α-淀粉酶活性、淀粉糊化特性和变性淀粉糊化特性的有效工具。
第5章 食品质构
一、 1、定义: 是指与食品的组织结构及状态有关的物理性质,通过感觉而得到的感知 2、特点:
二、研究方法
1、感官检验(主观评价法):对食品质地的感官评价,通过人的感觉器官评价食品特性的方法。
1)所谓食品感官检验,就是以心理学、生理学、统计学为基础,依靠人的感觉(视、听、触、味、嗅觉)对食品进行评价、测定或检验的方法 2)食品感官检验的分类
分析型感官检验:把人的感觉作为测定仪器,测定食品的特性或差别。把评价的内容按感觉分类,逐项评分的感官评价方法
嗜好型感官检验:对美味度、风味的内容不加严格明确要求,根据消费者的嗜好程度评定食品特性的方法 3)感官检验的方法
a.差别试验——是对样品进行选择性的比较,一般领先于其他试验 a.1 2点识别试验法
? 目的:测试评审人员的个人识别能力。
? 基本要点:提供两个某项性质在客观上有差别的试样X、Y。然后测试评审人员能否正确判断出试样的刺激强度顺序 a.2 3点识别-嗜好试验法
将X、Y两种试样,按XXY或XYY组合供试。让评审者从3个试样中挑选出与其他2个不同的试样。这种方法称为3点识别试验法 a.3 5中取2检验法
b.阈值试验——主要用于味觉的测定,主要有极限法和定常法 c.排列试验——是对食品的某一质量指标按顺序进行排列 d.分级试验——是以某个级数值来描述食品的属性
e.描述试验——要求试验人员对食品的质量指标用合理、清楚的文字作准确的描述 目前常用的方法主要是定量描述特性试验法(QDA)。 f.消费者试验——目的是确定广大消费者对某食品的态度 2、仪器测定(客观评价法):用仪器对食品质地定量的评价方法
1)质构测定仪:a.稠度检测 b.脆性检测 c.质构分析(TPA) d.包装薄膜密封强度检测 e.数据分析 2 )搅拌型测试仪
a.布拉本德粉质仪——主要用于小麦粉的品质鉴定 b.淀粉粉力测试仪
3、生理学方法检测
1)优点:a.可识别个体差异 b.可实现易食性的数字化c.可观察摄食过程中的变化 2)测定方法: a压力测定 b.肌电图(EMG) c.颚运动记录仪(MKG或SGG) 固体食品的咀嚼力
A:只有一个波峰: 饼、面包、米饭、牛肉、猪肉、鱼肉类 B:两个比较平滑的波峰:煮熟的胡萝卜、马铃薯、萝卜 C:两个比较尖的波峰:萝卜、胡萝卜、黄瓜、苹果 D:锯齿状:煎饼、饼干、花生等
第7章 食品热物性
一、热导率——反映物质传导热能力的性质参数 1、测定方法:
A.探针法——被测食品材料原处于某一均匀温度,放入探针后,加热丝提供一定的热量;热电偶不断测量温度变化。经一段过渡期后,温度T和时间的对数lnt出现线性关系
B.Fitch法——基于热流量恒定的准稳态测量方法,适用于测量热导率比较低的生物材料
2、估算模型