- 食品的物性和流變�(xué)儀器分�
- �(fā)布日期:2019-03-04 瀏覽次數(shù)�997
隨著食品行業(yè)的迅速發(fā)�,食品資源的開發(fā)備受�(guān)�,而感官評�(jià)是食品最重要的評�(jià)指標(biāo),但在食品開�(fā)的過程中人為的感官評�(jià)缺乏一定的局限性和�(zhǔn)確�,食品質(zhì)�(gòu)分析了研究食品在加工儲藏中組織的軟化與分解等,這些�(zhì)�(gòu)的變化會引起材料流變特性的變化。為了架起食品的感官與儀器量化之間的橋梁,質(zhì)�(gòu)儀、粘度計(jì)、流變儀等儀器孕育而生�
�(zhì)�(gòu)儀是目前對樣品物性分析最常用的儀器之一,它是模擬人的觸�,分析檢測觸覺中的物理特征的儀�,在其主�(jī)和機(jī)械臂和探頭連接處有個力�(xué)感應(yīng)器,能感�(yīng)樣品對探頭的反作用力,并將這種力學(xué)信號由專門的軟件翻譯成�(shù)字和圖形信號,直接快速的記錄樣品的受力情�,從而根�(jù)受力情況分析所測定樣品的硬�、脆�、彈性、回彈力、粘合�、粘�(jié)�、粘稠度、彎曲能�、破�/斷裂力、酥脆�、脆度、咀嚼�、膠粘�、拉伸強(qiáng)�、延展性等。不同的樣品之間存在不同的物理特�,在采用�(zhì)�(gòu)儀分析樣品�(shí),可以針對性的選擇探頭和確定測定的指標(biāo),質(zhì)�(gòu)儀分析的樣品包括面制品、烘焙食�、肉制品、米制品、乳制品、魚、糖果及果蔬��
食品流變�(xué)的研究起步較早,但是由于食品體系的復(fù)雜�,早期流變學(xué)的研究主要是一些經(jīng)�(yàn)性的測定,例如產(chǎn)品在自身�(zhì)量下其流動�、鋪展性和碎裂性的測定等。近年來由于食品科學(xué)工作者為了提高對食物加工�,特別是食品的深加工�、工藝及�(shè)備設(shè)�(jì)的依�(jù)性等的需�,食品流變學(xué)的研究變得愈來愈廣泛。隨著研究活動的深入,研究手段亦有了較大地發(fā)�,表�(xiàn)在先�(jìn)的流變學(xué)測試儀器的引入和開�(fā)。應(yīng)用先�(jìn)測試儀�,使�(shí)�(yàn)與研究在建立食品物料的流變特性力�(xué)模型上更為方便。早前流變學(xué)主要采用粘度�(jì)分析食品的粘�,隨著流變技�(shù)的發(fā)展,流變儀的發(fā)明成為食品流變分析較為精密的儀��
粘度�(jì)包括毛細(xì)管式、旋�(zhuǎn)�、振動式3種,常見的旋�(zhuǎn)式粘度計(jì)是錐板式粘度�(jì),它主要包括一塊平板和一塊錐�。電動機(jī)�(jīng)變速齒輪帶動平板恒速旋�(zhuǎn),依靠毛�(xì)管作用使被測樣品保持在兩板之�,并借樣品分子間的摩擦力而帶動錐板旋�(zhuǎn)。在扭矩檢測器內(nèi)的扭簧的作用�,錐板旋�(zhuǎn)一定角度后不再�(zhuǎn)�。此�(shí),扭簧所施加的扭矩與被測樣品的分子內(nèi)部摩擦力(即粘度)有�(guān):樣品粘度越大,扭矩越大。扭矩檢測器�(nèi)�(shè)有一個可變電容器,其動片隨著錐板�(zhuǎn)�,從而改變本身的電容�(shù)�。這一電容變化反映出的扭簧扭矩即為被測樣品的粘�,由儀表顯示出來。特�(diǎn)�1)測量軸的軸向負(fù)荷主要由吊絲,或者彈�、錐形寶石軸承支�,因此精度低,摩擦力��2)其扭矩測量系統(tǒng),靈敏度�,對瞬時(shí)粘性力拒相�(yīng)�(yán)重滯后;3)旋�(zhuǎn)粘度�(jì)的轉(zhuǎn)速控制系�(tǒng)一般時(shí)開環(huán)的(無反饋控制),通過齒輪�(jié)�(gòu)改變�(zhuǎn)速,很難�(shí)�(xiàn)低切變下的平�(wěn)�(yùn)�。總的來�,旋�(zhuǎn)粘度�(jì)不具有動�(tài)特�,只能用于測量非牛頓流體在穩(wěn)�(tài)下的相對粘度。粘度計(jì)的適用范圍很�,包括各種油�、油�、油墨、涂料、塑�、漿料、橡�、乳膠、洗滌劑、樹脂、煉�、奶油、藥�、以及化妝品等各種流體的粘度,是紡織、化工、石�、機(jī)電、醫(yī)�、食品、輕�、建筑等行業(yè)以及大專院校、科研單�、軍工部門的實(shí)�(yàn)�、分析室必備儀��
流變儀包括毛細(xì)管式、旋�(zhuǎn)式、界面式3�,其中旋�(zhuǎn)式流變儀兩種,一種是�(qū)動一個夾具,測量�(chǎn)生的力矩,這種方法最早是由Couette�1888年提出的,也稱為�(yīng)變控制型,即控制施加的應(yīng)�,測量產(chǎn)生的�(yīng)力;另一種是施加一定的力矩,測量產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度,它是由Searle�1912年提出的,也稱為�(yīng)力控制型,即控制施加的應(yīng)�,測量產(chǎn)生的�(yīng)�。旋�(zhuǎn)式流變儀相當(dāng)于旋�(zhuǎn)粘度�(jì)的升級版本,流變儀的測量軸的軸向載荷和徑向載荷都是采用空氣軸承(或者磁力軸承)�(jìn)行支�,沒有機(jī)械部�,因此測量軸無摩�,精度高,可靠性好,壽命高。其次,由空氣軸承和無摩擦傳感器組成的力拒測量系�(tǒng),靈敏度高,重復(fù)性好,能快速響�(yīng)瞬時(shí)粘性力拒的變化。最�,流變儀采用�(fù)反饋速度控制系統(tǒng)可以�(shí)�(xiàn)無級�(diào)速,并且能夠在極低的切變速度下平�(wěn)�(yùn)�,因此流變儀具有良好的動�(tài)特�,不但能夠準(zhǔn)確的測量非牛頓流體的�(wěn)�(tài)流變特性(表觀粘度),還能�(zhǔn)確的測量流體的其他動�(tài)特�——觸變性和粘彈�、屈服應(yīng)力等指標(biāo)。由上述分析不難看出,流變儀的功能遠(yuǎn)�(yuǎn)�(qiáng)于傳�(tǒng)的粘度計(jì),不僅僅能夠測量食品的穩(wěn)�(tài)特�——粘度,還能對漿料的觸變�、粘彈性屈服應(yīng)力等動態(tài)指標(biāo)�(jìn)行測�,能為我們提供更豐富的關(guān)于食品特性的�(shù)�(jù),對于指�(dǎo)食品深加工具有重要的意義�
總之,粘度計(jì)和流變儀在實(shí)際應(yīng)用中食品的特異性決定其使用的廣泛性,而質(zhì)�(gòu)儀在食品的物性分析方�,絕對是一臺有效的、全面的分析食品的質(zhì)�(gòu)特性的儀器,在科研院校和企業(yè)研發(fā)部門均得到了廣泛的推��
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