食品物性學(xué)-食品的熱物性

1、2021/3/10講解：XX1第七章 食品的熱物性v 食品熱物性基礎(chǔ)食品熱物性基礎(chǔ)n 食品的傳熱特性食品的傳熱特性n 熱性能測定方法熱性能測定方法v 食品的傳熱物性食品的傳熱物性n 可加性物性和非可加性物性可加性物性和非可加性物性n 食品的有效導(dǎo)熱系數(shù)食品的有效導(dǎo)熱系數(shù)v 能彈性與熵彈性能彈性與熵彈性n 等溫可逆的彈性變形等溫可逆的彈性變形n 能彈性與熵彈性分析的應(yīng)用能彈性與熵彈性分析的應(yīng)用2021/3/10講解：XX2第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)1. 基本概念基本概念n單位表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（單位表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（h）：當假定附著于固體表面的流體）：當假定附著于固體表面的流體界膜與固體表面溫度差為界膜與固體

2、表面溫度差為1K時，單位時間內(nèi)通過固體單位表時，單位時間內(nèi)通過固體單位表面積的熱量，是對流傳熱的參數(shù)。面積的熱量，是對流傳熱的參數(shù)。n質(zhì)量平均溫度：為了用一個數(shù)值代表加熱過程中食品物質(zhì)量平均溫度：為了用一個數(shù)值代表加熱過程中食品物體溫度的變化，采用質(zhì)量平均溫度比較方便。體溫度的變化，采用質(zhì)量平均溫度比較方便。n比熱容比熱容 2021/3/10講解：XX3第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法n熱分析是在程序溫度控制下測量物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)與熱分析是在程序溫度控制下測量物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類技術(shù)。溫度關(guān)系的一類技術(shù)。n差示掃描量熱儀差示掃描量熱儀(different

3、ial scanning calorimetry, DSC)：在溫度程序控制下，測量輸給物質(zhì)和參比物的功率差與溫度在溫度程序控制下，測量輸給物質(zhì)和參比物的功率差與溫度之間關(guān)系的一種技術(shù)。之間關(guān)系的一種技術(shù)。 2021/3/10講解：XX4第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法nDSC測試原理：測試原理： 熱流式熱流式 DSC功率補償式功率補償式 DSC-測量測量 T- 由由 H = k T計算計算 H- K值依賴于樣品制備值依賴于樣品制備和與傳感器的接觸情和與傳感器的接觸情況來確定況來確定- 始終保持始終保持 Ts = Tr - 直接測量直接測量 H，比熱、熱焓測量，比熱、熱

4、焓測量更準確更準確-靈敏度更高，解析度更佳靈敏度更高，解析度更佳2021/3/10講解：XX5第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法nDSC的應(yīng)用：的應(yīng)用： 相變點相變點Phase Transition熔融熱熔融熱 H玻璃化轉(zhuǎn)變溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg反應(yīng)熱反應(yīng)熱 H熔點熔點Melting point活化能活化能Ea冷結(jié)晶溫度冷結(jié)晶溫度Crystal Temperature降溫結(jié)晶溫降溫結(jié)晶溫度度Cold Crystal Temperature氧化誘導(dǎo)時間氧化誘導(dǎo)時間O.I.T.反應(yīng)動力學(xué)反應(yīng)動力學(xué)Dynamic結(jié)晶度結(jié)晶度Crystallinity固化固化Curing結(jié)晶熱結(jié)

5、晶熱Crystal Energy純度純度Purity結(jié)晶半周期結(jié)晶半周期Crystal Period比熱比熱Cp2021/3/10講解：XX6第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法nDSC的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)熱曲線：熱曲線： 吸熱 放熱2021/3/10講解：XX7第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法n定量差示熱分析定量差示熱分析(quantitative differential thermal anallysis, DTA)：在程序控溫條件下，測量試樣與參比基準：在程序控溫條件下，測量試樣與參比基準物質(zhì)之間的溫度差與溫度之間的關(guān)系的技術(shù)。物質(zhì)之間的溫度差與溫度

6、之間的關(guān)系的技術(shù)。 2021/3/10講解：XX8第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法nDTA曲線。曲線。 2021/3/10講解：XX9第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法n熱重分析儀熱重分析儀(thermogravimetry, TG)：在程序溫度控制下，：在程序溫度控制下，測量物質(zhì)質(zhì)量與溫度之間關(guān)系的技術(shù)。測量物質(zhì)質(zhì)量與溫度之間關(guān)系的技術(shù)。 2021/3/10講解：XX10第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法n熱重曲線熱重曲線 2021/3/10講解：XX11第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法n熱重曲線的應(yīng)

7、用熱重曲線的應(yīng)用計算活化能計算活化能 2021/3/10講解：XX12第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法n動態(tài)機械熱分析儀動態(tài)機械熱分析儀(dynamic mechanical thermal analyzer, DMTA)：在程控溫度下，測量物質(zhì)在振動負荷下動態(tài)模量和：在程控溫度下，測量物質(zhì)在振動負荷下動態(tài)模量和力學(xué)損耗與溫度之間的關(guān)系。力學(xué)損耗與溫度之間的關(guān)系。 2021/3/10講解：XX13第一節(jié) 食品熱物性基礎(chǔ)2. 熱性能測試方法熱性能測試方法nDMTA譜圖譜圖 2021/3/10講解：XX14第二節(jié) 食品的傳熱物性1. 可加性物性和非可加性物性可加性物性和非可

8、加性物性n可加性物性：由可加性物性：由n個成分組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)的物性為個成分組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)的物性為n個個組分物性的總和，例如比熱容、密度等。組分物性的總和，例如比熱容、密度等。n非可加性物性：系統(tǒng)的物性不為各自組分物性的總和，非可加性物性：系統(tǒng)的物性不為各自組分物性的總和，例如電阻、導(dǎo)熱系數(shù)、分子擴散系數(shù)、黏度等。例如電阻、導(dǎo)熱系數(shù)、分子擴散系數(shù)、黏度等。n多成分、非均質(zhì)分散系統(tǒng)的宏觀導(dǎo)熱系數(shù)，不僅與成分多成分、非均質(zhì)分散系統(tǒng)的宏觀導(dǎo)熱系數(shù)，不僅與成分組成有關(guān)，也與這些成分分散的結(jié)構(gòu)有關(guān)。平均值無意義。組成有關(guān)，也與這些成分分散的結(jié)構(gòu)有關(guān)。平均值無意義。n非均質(zhì)分散系統(tǒng)的宏觀導(dǎo)熱系數(shù)為有效導(dǎo)

9、熱系數(shù)。非均質(zhì)分散系統(tǒng)的宏觀導(dǎo)熱系數(shù)為有效導(dǎo)熱系數(shù)。 2021/3/10講解：XX15第二節(jié) 食品的傳熱物性2. 食品的有效導(dǎo)熱系數(shù)食品的有效導(dǎo)熱系數(shù)n有效導(dǎo)熱系數(shù)是在宏觀上把非均質(zhì)物質(zhì)看成均質(zhì)物質(zhì)而有效導(dǎo)熱系數(shù)是在宏觀上把非均質(zhì)物質(zhì)看成均質(zhì)物質(zhì)而引入的概念。引入的概念。n有效導(dǎo)熱系數(shù)的模型：并列模型、串聯(lián)模型、有效導(dǎo)熱系數(shù)的模型：并列模型、串聯(lián)模型、Maxwell-Eucken公式、公式、Kunii-Smith公式。公式。 2021/3/10講解：XX16第三節(jié) 能彈性和熵彈性n 等溫條件下的彈性變形可由內(nèi)能變化和熵變化兩者決定。等溫條件下的彈性變形可由內(nèi)能變化和熵變化兩者決定。n 內(nèi)能：分子或原子的熱運動，即由于原子間結(jié)合距離引起內(nèi)能：分子或原子的熱運動，即由于原子間結(jié)合距離引起的能量改變。的能量改變。n 能彈性：由內(nèi)能變化所影響的彈性，例如