食品物性学第七章食品的热物性

第七章食品的热物性食品热物性基础食品的传热特性热性能测定方法食品的传热物性可加性物性和非可加性物性食品的有效导热系数能弹性与熵弹性等温可逆的弹性变形能弹性与熵弹性分析的应用第一节食品热物性基础1.基本概念单位表面传热系数（h）：当假定附着于固体表面的流体界膜与固体表面温度差为1K时，单位时间内通过固体单位表面积的热量，是对流传热的参数。质量平均温度：为了用一个数值代表加热过程中食品物体温度的变化，采用质量平均温度比较方便。比热容第一节食品热物性基础2.热性能测试方法热分析是在程序温度控制下测量物质的物理化学性质与温度关系的一类技术。差示扫描量热仪(differentialscanningcalorimetry,DSC)：在温度程序控制下，测量输给物质和参比物的功率差与温度之间关系的一种技术。第一节食品热物性基础2.热性能测试方法DSC测试原理：热流式DSC功率补偿式DSC测量DT由DH=kDT计算DHK值依赖于样品制备和与传感器的接触情况来确定始终保持Ts=Tr直接测量DH，比热、热焓测量更准确灵敏度更高，解析度更佳第一节食品热物性基础2.热性能测试方法DSC的应用：相变点PhaseTransition熔融热H玻璃化转变温度Tg反应热H熔点Meltingpoint活化能Ea冷结晶温度CrystalTemperature降温结晶温度ColdCrystalTemperature氧化诱导时间O.I.T.反应动力学Dynamic结晶度Crystallinity固化Curing结晶热CrystalEnergy纯度Purity结晶半周期CrystalPeriod比热Cp第一节食品热物性基础2.热性能测试方法DSC的数据——热曲线：吸热放热第一节食品热物性基础2.热性能测试方法定量差示热分析(quantitativedifferentialthermalanallysis,DTA)：在程序控温条件下，测量试样与参比基准物质之间的温度差与温度之间的关系的技术。第一节食品热物性基础2.热性能测试方法DTA曲线。第一节食品热物性基础2.热性能测试方法热重分析仪(thermogravimetry,TG)：在程序温度控制下，测量物质质量与温度之间关系的技术。第一节食品热物性基础2.热性能测试方法热重曲线第一节食品热物性基础2.热性能测试方法热重曲线的应用——计算活化能第一节食品热物性基础2.热性能测试方法动态机械热分析仪(dynamicmechanicalthermalanalyzer,DMTA)：在程控温度下，测量物质在振动负荷下动态模量和力学损耗与温度之间的关系。第一节食品热物性基础2.热性能测试方法DMTA谱图第二节食品的传热物性1.可加性物性和非可加性物性可加性物性：由n个成分组成的系统，系统的物性为n个组分物性的总和，例如比热容、密度等。非可加性物性：系统的物性不为各自组分物性的总和，例如电阻、导热系数、分子扩散系数、黏度等。多成分、非均质分散系统的宏观导热系数，不仅与成分组成有关，也与这些成分分散的结构有关。平均值无意义。非均质分散系统的宏观导热系数为有效导热系数。第二节食品的传热物性2.食品的有效导热系数有效导热系数是在宏观上把非均质物质看成均质物质而引入的概念。有效导热系数的模型：并列模型、串联模型、Maxwell-Eucken公式、Kunii-Smith公式。第三节能弹性和熵弹性等温条件下的弹性变形可由内能变化和熵变化两者决定。内能：分子或原子的热运动，即由于原子间结合距离引起的能量改变。能弹性：由内能变化所影响的弹性，例如结晶性物质由变形引起晶格间隔的收缩是典型的能弹性。熵：体系的混乱的程度。熵弹性：由熵决定的弹性部分。