食品的流變學(xué)特性專題.ppt

1、第二講 食品的流變學(xué)特性專題 1、流變學(xué)概念：即Rheology，最初由賓漢姆倡導(dǎo)，它本是力學(xué)的一個分支，研究物質(zhì)在力作用下變形或流動的科學(xué)，流變學(xué)中物質(zhì)的力學(xué)參數(shù)不但有力、變形，同時還有時間的影響。力、變形、時間。 2、食品流變學(xué)研究內(nèi)容：解決食品實際加工中出現(xiàn)的問題，例如面粉糊、果凍、黃油、香腸等膠體分散系統(tǒng)的流變性質(zhì)與加工中遇到的切斷、攪拌、混合、成型、冷凍等操作的關(guān)系。,因為食品的組織形態(tài)非常復(fù)雜，因此研究食品流變學(xué)時應(yīng)按流變性質(zhì)分成幾大類，如液體、粘彈性固體等，對每類物質(zhì)建立起表現(xiàn)其流變性質(zhì)的力學(xué)模型，從這些模型的分解、組合和解析中，找出測定食品力學(xué)性質(zhì)的可靠方法，或得出有效控制食品

2、品質(zhì)（力學(xué)性質(zhì)）的思路。,(1)黏性 1)黏性的概念：表示流體流動性質(zhì)的指標(biāo)，從微觀上講，就是流體受力作用時，其質(zhì)點間相對運動時產(chǎn)生阻力的性質(zhì)。這種阻力來自內(nèi)部分子的運動和分子引力。黏性用黏度 來表示。,上式中， 為剪應(yīng)力，即流體內(nèi)摩擦力,為黏度，即摩擦系數(shù),為速度梯度,圖1 牛頓流動與剪切速率的概念,2）黏度分類 剪切黏度（coefficient of shear viscosity）：一般實用上所指的黏度，用普通的黏度計測定的液體黏度. 毛細(xì)管黏度計、旋轉(zhuǎn)式黏度計、椎板式黏度計。 延伸黏度（coefficient of tensile viscosity）：表示液體延伸時的黏度，無法用普通

3、黏度計測得。 動力黏度（coefficient of volume viscosity） 運動黏度：針對牛頓流體 ， 為剪切應(yīng)力， 為剪切應(yīng)變， 為黏度。 表觀黏度：針對非牛頓流體， ， 為表觀 黏度，與液體的濃度系數(shù)和流動指數(shù)有關(guān)。,3）黏性流體的分類 牛頓流體：剪切應(yīng)力與剪切速率成正比，黏度不隨著剪切速率的變化而變化，黏度為常量（在層流狀態(tài)下）特性曲線的流體稱為牛頓流體。,圖2 牛頓流體特性曲線 （a）剪切速率與剪切應(yīng)力的關(guān)系 （b）剪切速率與黏度的關(guān)系,理想的牛頓流體沒有彈性，且不可壓縮，各向同性。所以，自然界完全的牛頓流體是不存在的。 在流變學(xué)中只能把在一定范圍內(nèi)，基本符合牛頓流動定律

4、的液體按牛頓流體處理。食品中水、液糖、酒、油等，往往都按牛頓流體來分析計算，因此，可用牛頓流體黏 度 來表示其流變特性。 自然界，尤其是食品中，更多的是不符合牛頓流體定律的非牛頓流體。,非牛頓流體的流動類型：,假塑性流動 脹塑性流動 塑性流動 觸變性流動 膠變性流動,為非牛頓流體的表觀黏度,非牛頓流體黏度的的經(jīng)驗公式：,假塑性流動：0 n 1 假塑性流體，表觀黏度隨剪應(yīng)力的增大而減小的流動類型,圖3 假塑性流體特性曲線,食品中大部分液體為假塑性流體，當(dāng)流體流動時，黏滯阻力的增加滯后于流速的增加，即流速增加快，阻力增加慢，這是因為n越小，流體內(nèi)部的構(gòu)造越弱，隨著剪切流速的增大，其內(nèi)部分子結(jié)合而形

5、成的阻力由于構(gòu)造破壞而減少，當(dāng)n=1時，流速對內(nèi)部構(gòu)造沒有影響，即為理想流體。,表 1 部分液態(tài)食品的流態(tài)特性參數(shù),塑性流動：流動特性曲線不通過原點的流動，食品液體中，小應(yīng)力作用時并不發(fā)生流動，表現(xiàn)出固體彈性一樣的性質(zhì)，當(dāng)應(yīng)力超過某一界限值 時才開始流動，此界限值為屈服應(yīng)力。 對于塑性流動，當(dāng)應(yīng)力超過屈服應(yīng)力時，流動特性符合牛頓流動規(guī)律的，稱為賓漢流動(Bingham flow)，對于不符合牛頓流動規(guī)律的流動稱為非賓漢塑性流動。把具有這兩種流動特性的液體分別稱為賓漢流體或非賓漢流體。,圖4 塑性流動曲線 （a) 賓漢流動 (b)非賓漢塑性流動,濃縮肉汁是典型的賓漢流體,圖5 濃縮肉汁的賓漢流動

6、特性,表2 部分賓漢流體食品的屈服應(yīng)力值,表4 非賓漢流動食品的流態(tài)特性參數(shù),脹塑性流動： n 脹塑性流動，隨剪切應(yīng)力和流速的增大，表觀黏度 逐漸增大，脹塑性流動也稱剪切增稠流動。 食品中脹塑性流體不很多，典型的為生淀粉糊。 現(xiàn)象：當(dāng)給淀粉中加入水，混合成糊狀后，緩慢傾斜容器，淀粉糊會像液體那樣流動，但如果施加更大的剪切應(yīng)力，如用力快速攪動淀粉，那么淀粉稀糊反而會變“硬” ，失去流動的性質(zhì)。如果用筷子迅速攪動，阻力大至甚至?xí)箍曜诱蹟唷?原因：高分子的膠體粒子處于致密充填狀態(tài)，水作為分散介質(zhì)(連續(xù)相)充滿在粒子間隙間，起滑動和流動的作用。當(dāng)用力攪動時，致密排列的粒子被打亂，水不能填滿粒子之間的

7、間隙，失去了滑動作用，黏滯阻力驟然增加，甚至失去流動的性質(zhì)。,觸變性流動：也稱搖溶性流動。外力作用下（振動、攪拌、搖動）黏度減小、流動性增加，靜置一段時間后流動又變得困難的流動現(xiàn)象。如番茄調(diào)味醬、蛋黃醬等。,圖6 加糖煉乳觸變性 流動特性曲線,時間間隔越短，滯變回路包圍成的面積越大，構(gòu)造破壞越大。,膠變性流動：液體隨著流動時間的增加變得越來越粘稠。也稱逆觸變現(xiàn)象。 有這種現(xiàn)象的食品往往給人以粘稠的口感。,圖7 膠變性流動特性曲線 （a）有屈服應(yīng)力的膠變性流動 （b）無屈服應(yīng)力的膠變性流動,下方曲線為流速增加時的曲線，上方曲線為流速減小時的曲線，說明流動促進(jìn)了粒子間構(gòu)造的形成。,（2）彈性：物質(zhì)

8、受力是力與變形的關(guān)系符合胡克定律的性質(zhì)，表示物質(zhì)受力后恢復(fù)原形的能力。 虎克定律:在彈性極限范圍內(nèi)，物體的應(yīng)力與應(yīng)變大小成正比，比例系數(shù)即為彈性模量，不同物質(zhì)，彈性模量不同。,彈性變形有三種： 受正應(yīng)力作用產(chǎn)生的軸向應(yīng)變； 受表面壓力作用產(chǎn)生的體積應(yīng)變； 受剪應(yīng)力作用產(chǎn)生的剪切應(yīng)變。,表示物體彈性的物理量： 彈性模量：物體受正應(yīng)力作用下產(chǎn)生的軸向拉伸或 壓縮變形時的彈性系數(shù)E 泊松比：物體在拉壓變形時，橫縱方向應(yīng)變的比值。 剪切模量：剪切變形時，剪切應(yīng)力與應(yīng)變也滿足虎克定律， 比例系數(shù)為剪切模量，量綱與彈性模量相同。 體積模量：表示物體受表面正壓力作用時，產(chǎn)生體積變化的 難易程度。正壓力一般為

9、壓應(yīng)力，體積應(yīng)變?yōu)?各彈性模量與泊松比之間存在一定關(guān)系。,（3）粘彈性 食品中的許多東西屬于固體或半固體。當(dāng)給它們施加外力時，會發(fā)生相應(yīng)的變形，去掉作用力后，又會出現(xiàn)彈性恢復(fù)。 如果彈性恢復(fù)完全可以回到原來的狀態(tài)，稱之為完全彈性，如果不產(chǎn)生彈性恢復(fù)就是流動，也即固體物質(zhì)粘性的表現(xiàn)。 把既有彈性又有流動的現(xiàn)象稱為粘彈性。具有粘彈性的物質(zhì)稱為粘彈性體。,食品的力學(xué)性質(zhì)由化學(xué)組成、分子構(gòu)造、分子內(nèi)結(jié)合、分子間結(jié)合、膠體組織、分散狀態(tài)等因素決定，因此，通過測定食品的粘彈性就可以把握以上食品的狀態(tài)。 變形：一般固體施以作用力，則產(chǎn)生變形，去掉外力有會產(chǎn)生彈性回復(fù)。使變形恢復(fù)的力為內(nèi)應(yīng)力。去掉外力內(nèi)應(yīng)力也

10、消失彈性。,變形有： 宏觀應(yīng)變：平均應(yīng)變范圍大于原子間距離的有限尺寸場合下的應(yīng)變。 微觀應(yīng)變：組織細(xì)胞的變化 壓縮強度：物體所能承受的最大壓縮應(yīng)力。 彈性率：彈性極限范圍內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變之比。, 研究物體的變形、斷裂和粘彈性時經(jīng)常用到應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。,斷裂： 當(dāng)給食品物質(zhì)持續(xù)加載時，往往不僅要變形而且還會發(fā)生斷裂現(xiàn)象。 對食品進(jìn)行壓、拉、扭、咬、切時，變形逐漸加大，但一般并非線性變形，而是發(fā)生大的破壞性變形。 對于具有這樣性質(zhì)的物質(zhì)，人們一般都用一定的載荷進(jìn)行斷裂強度或蠕變試驗。,進(jìn)行變形、斷裂（破裂）試驗時要掌握以下概念： 1)屈服點(yield point)： 當(dāng)載荷增加。應(yīng)力達(dá)到最大值后，

11、應(yīng)力不再增加而應(yīng)變依然增加的應(yīng)力點。并非所有物質(zhì)都有屈服點。Y 點 2）屈服強度（彈性極限elastic limit）： 應(yīng)力和應(yīng)變之間的線性關(guān)系在有限范圍內(nèi)不再保持時的應(yīng)力點。當(dāng)用偏離法（offset）求解時，一般認(rèn)為偏離直線的變形為變形量0.2%時，稱為屈服強度點。,圖8 延性斷裂時的應(yīng)力應(yīng)變曲線,3）生物屈服點：應(yīng)力應(yīng)變曲線中，應(yīng)力開始減少或應(yīng)變不再引起應(yīng)力增加的點。一般生鮮食品都有生物屈服點， L 點。在生物屈服點時，物質(zhì)的細(xì)胞構(gòu)造開始遭到破壞。 4）破斷點：在應(yīng)力應(yīng)變曲線上，作用力引起物質(zhì)破碎或斷裂的點。R 點。生物屈服點屬于物質(zhì)的微觀應(yīng)變，是微觀破壞，而破斷點屬于物質(zhì)的宏觀應(yīng)變，屬

12、于宏觀破壞。 脆性物質(zhì)，破斷點出現(xiàn)在曲線初期階段，韌性物質(zhì)的破斷點出現(xiàn)得很晚。食品物質(zhì)往往分為脆性物和韌性物質(zhì)。,5）脆性斷裂：屈服點和破斷點幾乎一致的斷裂情況。餅干、瓊脂、巧克力、牛油等。 6）延性（韌性）斷裂：塑性變形之后的斷裂。面包、面條、米飯、水果、蔬菜等。,7）斷裂能：脆性斷裂時，應(yīng)力在斷裂前所做的功。做斷裂試驗測定食品的斷裂特性時，一般要用定速壓縮或定速伸長的應(yīng)力應(yīng)變曲線得到。 脆性斷裂時，斷裂能為斜線的面積S；計算如下: 8）剛度：當(dāng)變形未超過彈性極限時，剛度為應(yīng)力應(yīng)變曲線的初期斜率，即彈性模量。當(dāng)應(yīng)力應(yīng)變?yōu)榉蔷€性關(guān)系時，剛度即為表觀彈性率，也即是初期切線彈性率、或割線彈性率。,

13、9）彈性：物質(zhì)恢復(fù)變形的能力 10) 彈性度：物質(zhì)在去掉外力后，彈性變形與總變形量的比值。 11）塑性：物質(zhì)產(chǎn)生永久變形的性質(zhì)。 12）堅韌性（強韌性）:物質(zhì)達(dá)到破斷時所需要做的功，是應(yīng)力應(yīng)變曲線之間包圍的面積。用力變形曲線時，一定要對試樣的大小、形狀和作用力面積進(jìn)行考慮。相當(dāng)于脆性斷裂時的破裂能。,13）生物屈服強度：達(dá)到生物屈服點的應(yīng)力。 14）力學(xué)滯后：載荷加載過程中物質(zhì)吸收的能量，也就是當(dāng)產(chǎn)生塑性變形時，等于應(yīng)力應(yīng)變曲線中回路所包圍的面積，或回彈曲線與橫軸所包圍的面積。 15）應(yīng)力松弛：物料在瞬間變形后并保持變形時，應(yīng)力隨時間延長而消失的過程。,三、基本流變模型及其表現(xiàn)的力學(xué)性質(zhì) 力學(xué)

14、模型是對客觀世界存在體的共性的一種物理原理性抽象，如理論力學(xué)研究歐幾里德體（剛體）一樣，流變力學(xué)對對象進(jìn)行分類，然后用模型或模型的組合來表現(xiàn)對象力學(xué)性質(zhì)。 基本的和常用的流變模型包括：彈性模型、粘性模型、塑性模型以及由前三種模型組合構(gòu)成的粘一彈性模型(Kelvin模型和Maxwell模型)和粘塑性模型(Binham模型)。前三種模型是構(gòu)建復(fù)雜模型的基礎(chǔ)，故又稱為彈性元件、塑性元件、粘性元件。,（4）粘彈性基本力學(xué)模型 1）虎克模型（表征彈性的模型） 2）阻尼模型（表征粘性的模型） 3）滑塊模型（表征塑性的模型） 4）麥克斯韋模型（表征物質(zhì)應(yīng)力松弛特性最簡單的模型）,1彈性模型 又稱虎克體模型，

15、即該類對象滿足HOOK定律變形與其受力成正比關(guān)系，(用彈簧表示)及變形曲線如圖1所示。 虎克體的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：,力和變形的關(guān)系：,應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系：,確切地，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系應(yīng)該寫成：,當(dāng)正應(yīng)力、正應(yīng)變時，比例系數(shù)x則為楊氏彈性模量E,當(dāng)剪應(yīng)力、剪應(yīng)變時，比例系數(shù)x則為剪切彈性模量G,當(dāng)體積應(yīng)力、體積應(yīng)變時，比例系數(shù)x則為體積模量K,圖9 基本力學(xué)元件和模型 (a) 虎克模型 (b) 阻尼模型 (c)滑塊模型,當(dāng)加載時，阻尼體開始運動； 當(dāng)卸載時，運動停止并保持其變形，沒有彈性恢復(fù)。,2 阻尼模型(粘性模型)：又稱牛頓體，用來表現(xiàn)物質(zhì)的粘性（或阻尼）。 阻尼模型（用粘壺表示）及其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線如

16、圖2所示。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：,為應(yīng)變速率，即速度梯度，為動力粘度，單位 Pa.s,同一物體的粘度會因溫度、壓力的變化而發(fā)生變化，這就是常說的溫度粘、壓力粘度關(guān)系。,3.滑塊模型(塑性模型) 又稱圣維南（St.Venant)體，也稱滑塊模型，所表示的材料在極限摩擦力(屈服應(yīng)力）以下時呈剛性，而在超過該極限后能克服摩擦而自由滑動。 一般滑塊模型常與其他流變元件組合來表示有屈服應(yīng)力存在的塑性性質(zhì)。其表示符號如圖,4 粘彈性體模型 粘彈性體模型用于表示既有彈性又有粘性的物質(zhì)類。這類對象有兩種重要的流變性質(zhì)： 一是應(yīng)力松弛（Stress relaxation）即給粘彈性體瞬時加載并使其變形，在保持這一變形時

17、，其內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化的過程； 一是蠕變(creep)變形即負(fù)載不變的條件下變形作為時間函數(shù)而增加的過程。,應(yīng)力松弛用Maxwell模型刻畫 蠕變用KelvinVoigt 模型刻畫,（1）Maxwell模型 由虎克模型和阻尼模型串聯(lián)而成的模型. Maxwell模型 用來表現(xiàn)黏彈性體的應(yīng)力松弛情況,即給黏彈性體瞬時加載,并使其發(fā)生相應(yīng)變形,然后保持這一變形,其內(nèi)部應(yīng)力變化 的過程.,圖10 Maxwell模型 (a)模型 (b) 應(yīng)力松弛曲線 (c)瞬時卸載應(yīng)變曲線,總應(yīng)力等于彈簧上的應(yīng)力，也等于黏壺上的應(yīng)力，而應(yīng)變等于彈簧與黏壺應(yīng)變值和。,將應(yīng)變對時間微分：,粘彈性體雖然在受力變形時，存在著恢復(fù)

18、變形的彈性力，但由于內(nèi)部粒子也具有流動性質(zhì)，當(dāng)在內(nèi)部應(yīng)力作用下，各部分粒子流動到平衡位置產(chǎn)生永久變形時，內(nèi)部的應(yīng)力也就消失，這一現(xiàn)象即應(yīng)力松弛。,應(yīng)力松弛,應(yīng)力完全松弛需要很長時間。上面所定義的M 即為應(yīng)力松弛時間，也稱彈性滯后時間,表征應(yīng)力松弛快慢程度。 從,知，粘性越大，應(yīng)力松弛時間越長。M 是當(dāng)應(yīng)力松弛至初值的,時所需時間 ，即,。,Maxwell模型在瞬時加載后,保持載荷不變,然后,瞬時卸載時的應(yīng)變-時間的關(guān)系曲線如圖10(c),應(yīng)力松弛時間反映應(yīng)力松弛的快慢。當(dāng)t=時，=0 e-1。因此，應(yīng)力松弛時間就是應(yīng)力松弛至初始值的1/e時所需要的時間。,應(yīng)力松弛時間和應(yīng)力松弛情況常用來研究和

19、分析食品的質(zhì)地品質(zhì)，如研究肉蛋白的粘結(jié)力，應(yīng)力松弛時間越長，肌原纖維蛋白分子間的粘結(jié)力越大互相滑動所需要的時間就越長。物質(zhì)的粘性越大，應(yīng)力松弛時間就越長。,例如，為了研究肉蛋白的骸結(jié)力，中山照雄等對各部位的雞肉、魚肉肉糜作了應(yīng)力松弛實驗，并得到圖222的彈性率松弛曲線。 松弛彈性率； 由圖222曲線可以得知，,應(yīng)力松弛時間越長，肌原纖維蛋白分子間黏結(jié)力越大，互相滑動所需時間就越長。從 的定義也可以看出，黏性越大，應(yīng)力松弛時間越長。,應(yīng)力松弛試驗：,(2) 開爾文-沃格特模型(Kelvin-Voigt model) 由虎克體和阻尼體并聯(lián)組成的模型, 它是研究蠕變性質(zhì)的最簡單模型，模型如圖11,由

20、虎克體和阻尼體并聯(lián)。 由模型的構(gòu)成可知，當(dāng)模型受應(yīng)力作用時，阻尼體和虎克體所發(fā)生的應(yīng)變相同，且都等于整體產(chǎn)生的應(yīng)變，而應(yīng)力的大小等于兩元件所受應(yīng)力之和?；娟P(guān)系為Kelvin方程：,圖11 Kelvin模型及其蠕變與恢復(fù)曲線,當(dāng)施加一恒定作用力 時，由于粘性阻滯的作用，虎克體只能逐漸變形，直到：,虎克體才能伸長到與作用力平衡的位置；同樣，當(dāng)變形到一定程度后，圖中為 撤去力，虎克體也不能馬上恢復(fù)到無應(yīng)力作用狀態(tài)，也要滯后很長時間。這即是彈性滯后(或稱延遲彈性)。顯然，,是應(yīng)變達(dá)到最終應(yīng)變的,時所需的時間。,為了表示彈性滯后的快慢, 定義 為彈性滯 后時間,是應(yīng)變達(dá)到最終應(yīng)變的 所需要的時間.,總

21、結(jié)粘彈性體力學(xué)性能： 一是某些食品對象的恒應(yīng)變下的應(yīng)力松弛； 二是某些食品對象的恒應(yīng)力下的應(yīng)變?nèi)渥兗巴蝗恍遁d時的彈性后效。其主要的物性表征參數(shù)為,應(yīng)力松弛的時間，/E,彈性滯后的時間，即達(dá)到最終應(yīng)變的時間，/E,圖12 三要素模型,(3)伯格斯模型（四要素模型） 相當(dāng)于一個麥克斯韋模型和一個凱爾文模型的串聯(lián)。 (4)三要素模型:四要素模型的特例,即,圖13 四要素模型及其等效表現(xiàn)形式(b)、 (c) 、(d) 、(e),圖14 四要素模型蠕曲線,(1)四要素模型的應(yīng)力松弛過程解析： 由于四要素模型等效于2個麥克斯韋模型并聯(lián)而成，因此總應(yīng)力等于2個麥克斯韋模型應(yīng)力之和。 設(shè)這2個麥克斯韋模型各元

22、件的黏彈性參數(shù)分別為 2個模型的應(yīng)力松弛時間分別,在恒定應(yīng)變0情況下，應(yīng)力松弛公式為：,(5)廣義麥克斯韋模型:有許多個麥克斯韋模型并聯(lián)而成 (6)廣義凱爾文模型：有許多個凱爾文模型串聯(lián)而成,6、流變特性試驗： 以上的各種流變模型都是研究粘彈性體最基本的模型，對實際的粘彈性體流變性質(zhì)進(jìn)行分析時情況比上述解析復(fù)雜得多，但通過對這些基本模型的各種組合，一般總是能對實際研究對象的流變性質(zhì)進(jìn)行某種程度的描述。,根據(jù)試驗時作用于物體的應(yīng)力或應(yīng)變是否保持定值，可以把流變試驗分為靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗（靜態(tài)粘彈性和動態(tài)粘彈性）,建立模型，除了要對基本模型理解外，設(shè)計流變試驗的方法也很關(guān)鍵。 例如，對有些粘彈性體

23、的流變特性，利用應(yīng)力松弛試驗比較容易分析，有些則利用蠕變試驗分析較好。,1）基本流變特性參數(shù)測定法（靜態(tài)粘彈性）： 雙重剪切測定：常用來進(jìn)行蛋糕、人造奶油、冰激凌、干酪、魚米糕等許多食品的粘彈性測定。 拉力試驗：常用來測定小麥粉面團(tuán)的粘彈性 壓縮試驗：用于測定硬度、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 套筒流動：黏度計，測定黏度 平行板塑性計：可求粘彈性體的黏度。,食品的流變性質(zhì)及其測量,食品的流態(tài)特性（液態(tài)食品）參數(shù)及測定,食品的粘度： 汽水、酒精飲料、淀粉糖漿、蔗糖和食鹽溶液、植物油、牛奶等都表現(xiàn)出近似牛頓流體的性質(zhì)，對牛頓流體，其流動性質(zhì)就是用粘度來標(biāo)定的。 粘度測量 測定流體穩(wěn)定粘度的儀器常用的有：毛細(xì)管粘

24、度計，錐板粘度計和平行板粘度計等。,粘度計簡圖,毛細(xì)管粘度計,同軸圓筒粘度計,錐板粘度計,毛細(xì)管粘度計：這種粘度計采用活塞加壓，迫使筒體中的流體通過毛細(xì)管擠出。在一定壓降下，單位時間從毛細(xì)管擠出的流體量即為粘度大小的量度。 毛細(xì)管粘度計裝料容易，測試溫度和切變速率易調(diào)節(jié)；切變速率以及流動時流線的幾何形狀與食品加工中的擠出、澆模實際條件相似。 主要缺點是：切變速率不均一而沿毛細(xì)管的徑向發(fā)生變化，要得到正確的粘度值，必須進(jìn)行一些修正。 測量非牛頓流體時，所得粘度數(shù)值需進(jìn)行修正。,同軸圓筒粘度計：同軸圓筒粘度計一般僅用于低粘度流體。測試時，將流體裝填在兩個圓筒間的環(huán)形空間內(nèi)。 這種儀器有兩類： 一種

25、是內(nèi)筒以一定速度旋轉(zhuǎn)，用傳感器測定作用在外筒或內(nèi)筒上的轉(zhuǎn)矩，或者是外筒旋轉(zhuǎn)，而用傳感器測定作用在內(nèi)筒軸上的轉(zhuǎn)矩； 另一種則是在內(nèi)筒上施加恒定的轉(zhuǎn)矩，并用轉(zhuǎn)速表測定內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速。,錐板粘度計：在錐板粘度計中，一塊平圓板與一個線性同心錐作相對旋轉(zhuǎn)，平板和錐體之間的空隙充填被測流體。 這類粘度計的優(yōu)點是：在整個被測流體中的應(yīng)變速率都相同；試樣用量少；在高應(yīng)變速率下產(chǎn)生的熱量也比同軸圓筒粘度計少；樣品裝填容易；測試結(jié)束后儀器也易于清理。 缺點是：只限于測試切變速率相當(dāng)?shù)偷牧黧w；在高切變速率條件下，流體有溢出的傾向，難以得到正確的數(shù)據(jù)。,許多食品如通心粉、餅干、果凍、膠姆糖等，均具有彈性性質(zhì)。 彈性的測量

26、 體積模量的測量：食品體積模量的測量可以通過將試樣放入密閉金屬的水中進(jìn)行）。,固體食品的彈性及其測量,該密閉容器裝有帶刻度的透明液位管，壓縮空氣由管口通入，體積的變化可以在刻度上讀出。 該裝置已成功地用于水果和塊莖食品體積模量的測量。糧食谷物來說，則要求大得多的流體靜壓。因此需采用一套機械系統(tǒng)，使用活塞對液體加壓,食品體積模量測量 1-壓縮空氣 2-液位管 3-排氣口 4-試樣 5-水,動態(tài)模量： 如果使一根通心粉呈水平懸臂狀態(tài)，并在其非支持端輕輕一彈，那么通心粉就會振動，然后恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)。這種振動稱為自由振動。 利用一個電子激振器，試樣就會以很短的時間間隔反復(fù)受力，并產(chǎn)生振動，這種振動稱為受迫振動。在該實驗中，可以測得運動的振幅。變形特點與靜態(tài)測量相同，但是加載卸載周期卻非?？?。負(fù)載時間與變形時間相同，通常為50次/s，