液态食品物性精选课件.ppt

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1、关于液态食品物性第一页，本课件共有68页第一节第一节 液体的稳定性液体的稳定性 一、水的构造和分子团结构一、水的构造和分子团结构（一）水分子的构造（一）水分子的构造氢原子与氧原子以共价键结合，氢原子与氧原子以共价键结合，氢原子与氧原子以共价键结合，氢原子与氧原子以共价键结合，键长为键长为键长为键长为0.0960.096nmnm，氧原子与氧原子与氧原子与氧原子与2 2个个个个氢原子的结合角氢原子的结合角氢原子的结合角氢原子的结合角(键角键角键角键角)为为为为104.5104.5 。水分子的构造水分子的构造水分子的构造水分子的构造第二页，本课件共有68页（二）水的分子团构造（二）水的分子团构造水分

2、子最大可以形成水分子最大可以形成4 4个氢键结合。个氢键结合。（三）水分子团的（三）水分子团的（三）水分子团的（三）水分子团的动态构造动态构造动态构造动态构造水分子之间形成水分子之间形成水分子之间形成水分子之间形成的分子团是一种的分子团是一种的分子团是一种的分子团是一种动态构造。动态构造。动态构造。动态构造。第三页，本课件共有68页（四）影响水分子团构造的因素（四）影响水分子团构造的因素（四）影响水分子团构造的因素（四）影响水分子团构造的因素 溶质的影响溶质的影响 (1)(1)离子相互作用。离子相互作用。离子相互作用。离子相互作用。(2)(2)疏水性相互作用。疏水性相互作用。疏水性相互作用。疏

3、水性相互作用。(3)(3)(3)(3)多价醇、糖的影响。多价醇、糖的影响。多价醇、糖的影响。多价醇、糖的影响。vv其它因素其它因素 由于水分子为极性分子，所以电场、磁场、红外线由于水分子为极性分子，所以电场、磁场、红外线由于水分子为极性分子，所以电场、磁场、红外线由于水分子为极性分子，所以电场、磁场、红外线等电磁波，都可能对水分子团的结构变化施加影响。等电磁波，都可能对水分子团的结构变化施加影响。等电磁波，都可能对水分子团的结构变化施加影响。等电磁波，都可能对水分子团的结构变化施加影响。第四页，本课件共有68页（五（五）功能性水功能性水 功能性水的特征目前主要有以下几个方面。功能性水的特征目前

4、主要有以下几个方面。功能性水的特征目前主要有以下几个方面。功能性水的特征目前主要有以下几个方面。(1)(1)pHpH值发生了变化。值发生了变化。值发生了变化。值发生了变化。(2)(2)表面张力降低，产生了表面活性效果。表面张力降低，产生了表面活性效果。表面张力降低，产生了表面活性效果。表面张力降低，产生了表面活性效果。(3)(3)黏度发生变化。黏度发生变化。黏度发生变化。黏度发生变化。(4)(4)氧化还原电位、氧的溶解度等发生改变。氧化还原电位、氧的溶解度等发生改变。氧化还原电位、氧的溶解度等发生改变。氧化还原电位、氧的溶解度等发生改变。第五页，本课件共有68页 二、溶液中粒子的稳定性二、溶液

5、中粒子的稳定性（一）位能曲线（一）位能曲线（一）位能曲线（一）位能曲线 位能曲线是表示一个粒子的中心从无限远向另一位能曲线是表示一个粒子的中心从无限远向另一位能曲线是表示一个粒子的中心从无限远向另一位能曲线是表示一个粒子的中心从无限远向另一个粒子靠近时，所要作的功个粒子靠近时，所要作的功个粒子靠近时，所要作的功个粒子靠近时，所要作的功W W和粒子中心之间距离和粒子中心之间距离和粒子中心之间距离和粒子中心之间距离R R R R的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。曲线某点斜率的相反数，表示在此位置粒子曲线某点斜率的相反数，表示在此位置粒子间的作用力。间的作用力。第六页，本课件共有68页

6、位能曲线的几种典型形式位能曲线的几种典型形式位能曲线的几种典型形式位能曲线的几种典型形式+-功功功功WWR RW2W2W1W1W3W3W4W4(a)+-功功功功WWR R(b)+-功功功功WWR R(c)+-功功功功WWR R(d)缓慢凝聚缓慢凝聚缓慢凝聚缓慢凝聚 快速凝聚快速凝聚快速凝聚快速凝聚 第七页，本课件共有68页（二）粒子的荷电性质和互相作用（二）粒子的荷电性质和互相作用 胶体粒子一般都带有一定的电荷。那么，相胶体粒子一般都带有一定的电荷。那么，相胶体粒子一般都带有一定的电荷。那么，相胶体粒子一般都带有一定的电荷。那么，相同电荷粒子间的静电斥力，就成了维持系统稳定同电荷粒子间的静电斥

7、力，就成了维持系统稳定同电荷粒子间的静电斥力，就成了维持系统稳定同电荷粒子间的静电斥力，就成了维持系统稳定的原因，称之为的原因，称之为的原因，称之为的原因，称之为静电作用静电作用静电作用静电作用。粒子表面由于吸附了不同程度的水分子，其形粒子表面由于吸附了不同程度的水分子，其形粒子表面由于吸附了不同程度的水分子，其形粒子表面由于吸附了不同程度的水分子，其形成的水膜，对粒子间接近和凝聚起到所谓立体阻碍成的水膜，对粒子间接近和凝聚起到所谓立体阻碍成的水膜，对粒子间接近和凝聚起到所谓立体阻碍成的水膜，对粒子间接近和凝聚起到所谓立体阻碍作用，因此，称之为作用，因此，称之为作用，因此，称之为作用，因此，称

8、之为立体作用立体作用。第八页，本课件共有68页三、乳胶体的形成和稳定三、乳胶体的形成和稳定 (一一)乳化与乳胶体的形成乳化与乳胶体的形成 一一一一)乳化乳化乳化乳化 所所所所谓谓谓谓乳乳乳乳化化化化，就就就就是是是是将将将将水水水水和和和和油油油油这这这这样样样样互互互互不不不不相相相相溶溶溶溶的的的的液液液液体体体体激激激激烈烈烈烈混混混混合合合合搅搅搅搅拌拌拌拌，使使使使一一一一方方方方(分分分分散散散散相相相相)变变变变成成成成微微微微粒粒粒粒分分分分散散散散到到到到另另另另一方一方一方一方(分散介质分散介质分散介质分散介质)中去的现象。中去的现象。中去的现象。中去的现象。乳化所得到的分

9、散系统称为乳化所得到的分散系统称为乳化所得到的分散系统称为乳化所得到的分散系统称为乳浊液乳浊液乳浊液乳浊液或或乳胶液乳胶液。第九页，本课件共有68页二二)乳化剂乳化剂 把可以减少界面自由能的物质称为把可以减少界面自由能的物质称为界界面活性剂面活性剂，食品上也常称之为，食品上也常称之为乳化剂乳化剂。乳化剂是分子中既有亲水基，又有亲乳化剂是分子中既有亲水基，又有亲油基的物质。油基的物质。第十页，本课件共有68页第十一页，本课件共有68页 常用的食用乳化剂：常用的食用乳化剂：常用的食用乳化剂：常用的食用乳化剂：vv天然乳化剂主要有卵黄、大豆鳞脂、乳蛋白的酪蛋白、天然乳化剂主要有卵黄、大豆鳞脂、乳蛋白

10、的酪蛋白、天然乳化剂主要有卵黄、大豆鳞脂、乳蛋白的酪蛋白、天然乳化剂主要有卵黄、大豆鳞脂、乳蛋白的酪蛋白、芥末粉等；芥末粉等；芥末粉等；芥末粉等；vv合成乳化剂主要有：脂肪酸蔗糖酯、单硬脂酸甘油酯等。合成乳化剂主要有：脂肪酸蔗糖酯、单硬脂酸甘油酯等。合成乳化剂主要有：脂肪酸蔗糖酯、单硬脂酸甘油酯等。合成乳化剂主要有：脂肪酸蔗糖酯、单硬脂酸甘油酯等。表示乳化剂性能的指标是表示乳化剂性能的指标是表示乳化剂性能的指标是表示乳化剂性能的指标是H.L.BH.L.BH.L.BH.L.B值。它表示乳化剂值。它表示乳化剂值。它表示乳化剂值。它表示乳化剂亲水性与亲油性的相对程度。亲水性与亲油性的相对程度。亲水性

11、与亲油性的相对程度。亲水性与亲油性的相对程度。H.L.B.H.L.B.H.L.B.H.L.B.值由下式求出：值由下式求出：值由下式求出：值由下式求出：H.L.B.=7+11.7lg(MH.L.B.=7+11.7lg(MWW/M/MOO)第十二页，本课件共有68页 式中，式中，M MW W：亲水基部分分子量，亲水基部分分子量，M MO O：亲亲油基部分分子量。油基部分分子量。当当M MW WM MO O时，时，H.L.B.H.L.B.7 7，称为亲水性称为亲水性乳化剂，乳化剂，M MW WM MO O时，时，H.L.B.H.L.B.7 7，称为疏水称为疏水性性(或亲油性或亲油性)乳化剂。乳化剂。

12、H.L.B.=7+11.7lg(MW/MO)第十三页，本课件共有68页三三)均质与乳化调制均质与乳化调制 均质与乳化调制的均质与乳化调制的均质与乳化调制的均质与乳化调制的目的目的使得分散介质中悬浮的使得分散介质中悬浮的分散相液滴微细分散相液滴微细化化化化 ，防止乳浊液上浮、沉淀和分，防止乳浊液上浮、沉淀和分，防止乳浊液上浮、沉淀和分，防止乳浊液上浮、沉淀和分层，从而得到比较稳定的乳浊液。层，从而得到比较稳定的乳浊液。层，从而得到比较稳定的乳浊液。层，从而得到比较稳定的乳浊液。存在密度差存在密度差存在密度差存在密度差平移扩散运动平移扩散运动第十四页，本课件共有68页 微细化的方法：微细化的方法：

13、1.1.1.1.机械均质法机械均质法机械均质法机械均质法 (1)(1)高高高高压压压压型型型型均均均均质质质质机机机机：利利利利用用用用高高高高压压压压泵泵泵泵使使使使牛牛牛牛奶奶奶奶产产产产生生生生很很很很高高高高压压压压力力力力，并并并并从从从从很很很很细细细细小小小小缝缝缝缝隙隙隙隙的的的的阀阀阀阀中中中中射射射射出出出出。通通通通过过过过缝缝缝缝隙隙隙隙的的的的液液液液流流流流，由由由由于于于于很很很很高高高高流流流流速所产生的强烈剪切、碰撞作用，使脂肪球分裂变小。速所产生的强烈剪切、碰撞作用，使脂肪球分裂变小。速所产生的强烈剪切、碰撞作用，使脂肪球分裂变小。速所产生的强烈剪切、碰撞作

14、用，使脂肪球分裂变小。(2)(2)离离离离心心心心式式式式均均均均质质质质机机机机：在在在在离离离离心心心心分分分分离离离离机机机机的的的的上上上上部部部部有有有有钜钜钜钜齿齿齿齿形形形形凸凸凸凸起起起起，被被被被分离的奶油在高速旋转通过中被击碎达到细化目的。分离的奶油在高速旋转通过中被击碎达到细化目的。分离的奶油在高速旋转通过中被击碎达到细化目的。分离的奶油在高速旋转通过中被击碎达到细化目的。(3)(3)(3)(3)超声波振动均质机：利用超声波振动均质机：利用超声波振动均质机：利用超声波振动均质机：利用2020202025252525kHzkHzkHzkHz的超声波振动使牛奶的超声波振动使牛

15、奶的超声波振动使牛奶的超声波振动使牛奶脂肪球破碎。脂肪球破碎。脂肪球破碎。脂肪球破碎。第十五页，本课件共有68页0 02 24 46 65 510101515未处理奶未处理奶未处理奶未处理奶超声波均质处理超声波均质处理超声波均质处理超声波均质处理离心式均质处理离心式均质处理离心式均质处理离心式均质处理高压型均质处理高压型均质处理高压型均质处理高压型均质处理 脂肪球直径脂肪球直径脂肪球直径脂肪球直径d(d(d(d(m)m)m)m)体体体体积积积积频频频频度度度度各种均质处理奶脂肪球粒径分布各种均质处理奶脂肪球粒径分布各种均质处理奶脂肪球粒径分布各种均质处理奶脂肪球粒径分布第十六页，本课件共有68

16、页2.2.2.2.乳化调制法乳化调制法乳化调制法乳化调制法 通过配比通过配比通过配比通过配比2 2 2 2种以上的乳化剂，任意调整乳化液整体的亲水种以上的乳化剂，任意调整乳化液整体的亲水种以上的乳化剂，任意调整乳化液整体的亲水种以上的乳化剂，任意调整乳化液整体的亲水亲油平衡度亲油平衡度亲油平衡度亲油平衡度(H.L.B.)H.L.B.)H.L.B.)H.L.B.)，从而得到所需要的性能稳定的乳从而得到所需要的性能稳定的乳从而得到所需要的性能稳定的乳从而得到所需要的性能稳定的乳浊液。浊液。浊液。浊液。主要有以下几种方法：主要有以下几种方法：主要有以下几种方法：主要有以下几种方法：(1)(1)(1)

17、(1)转相温度乳化法转相温度乳化法转相温度乳化法转相温度乳化法 (2)(2)(2)(2)D D D D相乳化法相乳化法相乳化法相乳化法 (3)(3)(3)(3)极细乳化法极细乳化法极细乳化法极细乳化法 (4)(4)(4)(4)多相乳浊液调制法多相乳浊液调制法多相乳浊液调制法多相乳浊液调制法 第十七页，本课件共有68页第二节第二节 液态食品流变性质及测定液态食品流变性质及测定 一、液态食品的一般流变特性一、液态食品的一般流变特性 (一一)黏度的表示方法黏度的表示方法 1 1、相对黏度：、相对黏度：是指分散介质中，因加入了一定是指分散介质中，因加入了一定是指分散介质中，因加入了一定是指分散介质中，

18、因加入了一定量的分散相，而使黏度增加的比例。量的分散相，而使黏度增加的比例。量的分散相，而使黏度增加的比例。量的分散相，而使黏度增加的比例。溶液黏度溶液黏度 0 分散介质黏度分散介质黏度第十八页，本课件共有68页 2 2 2 2、比黏度、比黏度、比黏度、比黏度 spspspsp ：3 3、换算黏度、换算黏度 redred ：式中：式中：C C为浓度。为浓度。上式表示每增加单位溶液浓上式表示每增加单位溶液浓度，引起溶液黏度增加的比例。度，引起溶液黏度增加的比例。溶液黏度溶液黏度 0 分散介质黏度分散介质黏度第十九页，本课件共有68页 4 4 4 4、特性黏度：、特性黏度：、特性黏度：、特性黏度：

19、5 5 5 5、极限黏度或固有黏度、极限黏度或固有黏度、极限黏度或固有黏度、极限黏度或固有黏度 ：第二十页，本课件共有68页(二二)影响液体黏度的因素影响液体黏度的因素 分散相的影响分散相的影响分散相的影响分散相的影响 影影影影响响响响液液液液体体体体黏黏黏黏度度度度的的的的因因因因素素素素乳化剂的影响乳化剂的影响乳化剂的影响乳化剂的影响 稳定剂的影响稳定剂的影响稳定剂的影响稳定剂的影响 分散相的浓度分散相的浓度分散相的浓度分散相的浓度 分散相黏度分散相黏度分散相黏度分散相黏度 分散相的形状分散相的形状分散相的形状分散相的形状 分散相的大小分散相的大小分散相的大小分散相的大小 分散介质的影响分

20、散介质的影响分散介质的影响分散介质的影响 第二十一页，本课件共有68页分散介质的影响分散介质的影响分散介质的影响分散介质的影响 与分散介质本身黏度有关的影响因素主要是与分散介质本身黏度有关的影响因素主要是其本身的其本身的流变性质、化学组成、极性、流变性质、化学组成、极性、pHpH以及以及电解质浓度电解质浓度等等。第二十二页，本课件共有68页乳化剂的影响乳化剂的影响乳化剂对乳浊液黏度的影响主要有以下几方面：乳化剂对乳浊液黏度的影响主要有以下几方面：乳化剂对乳浊液黏度的影响主要有以下几方面：乳化剂对乳浊液黏度的影响主要有以下几方面：(1)化学成份化学成份化学成份化学成份。它影响到粒子间的位能。它影

21、响到粒子间的位能。(2)乳乳化化剂剂浓浓度度及及及及其其其其对对对对分分分分散散散散粒粒粒粒子子子子分分分分散散散散程程程程度度度度(溶溶解解度度)的影响。它还影响到乳浊液的状态。的影响。它还影响到乳浊液的状态。(3)(3)粒粒粒粒子子子子吸吸吸吸附附附附乳乳乳乳化化化化剂剂剂剂形形形形成成成成的的的的膜膜厚厚及及其其对对粒粒子子流流变变性性质质、粒子间流动的影响。粒子间流动的影响。(4)改变粒子改变粒子改变粒子改变粒子荷电性质荷电性质荷电性质荷电性质引起的黏度效果。引起的黏度效果。第二十三页，本课件共有68页稳定剂的影响稳定剂的影响稳定剂的影响稳定剂的影响 食食食食品品品品中中中中常常常常用

22、用用用的的的的稳稳稳稳定定定定剂剂剂剂除除除除明明明明胶胶胶胶、琼琼琼琼脂脂脂脂(agar)agar)、藻藻藻藻 酸酸酸酸 盐盐盐盐 类类类类(alginates)alginates)、直直直直链链链链淀淀淀淀粉粉粉粉、支支支支链链链链淀淀淀淀粉粉粉粉、CMC(CMC(羧羧羧羧甲甲甲甲基基基基纤纤纤纤维维维维素素素素)外外外外，用得较多的就是用得较多的就是用得较多的就是用得较多的就是胶类胶类胶类胶类。第二十四页，本课件共有68页黏度的测定黏度的测定毛细管黏度计毛细管黏度计测液体在毛细管里的流动速测液体在毛细管里的流动速度度落球式黏度计落球式黏度计圆球在液体中落下的速度圆球在液体中落下的速度回转

23、式回转式黏度计黏度计液体在同轴圆柱间对转动的液体在同轴圆柱间对转动的阻碍阻碍二、液体食品流变性的测量二、液体食品流变性的测量 第二十五页，本课件共有68页1 1、测定方法测定方法测定方法测定方法 毛毛毛毛细细细细管管管管黏黏黏黏度度度度计计计计多多多多用用用用来来来来测测测测定定定定液液液液体体体体的的的的相相相相对对对对黏黏黏黏度度度度。也也也也就就就就是是是是利利利利用用用用已已已已知知知知黏黏黏黏度度度度的的的的标标标标准准准准液液液液(通通通通常常常常为为为为纯纯纯纯水水水水)，通通通通过过过过对对对对比比比比标标标标准准准准液液液液和和和和被被被被测测测测液的毛细管通过时间，求出被测

24、液的黏度。液的毛细管通过时间，求出被测液的黏度。液的毛细管通过时间，求出被测液的黏度。液的毛细管通过时间，求出被测液的黏度。一一)毛细管测定仪器毛细管测定仪器 第二十六页，本课件共有68页2.2.常见的毛细管黏度计常见的毛细管黏度计常见的毛细管黏度计常见的毛细管黏度计(1)(1)(1)(1)分类：分类：分类：分类：定速流动式定速流动式定速流动式定速流动式(活塞式活塞式活塞式活塞式)测定时，可使液体以恒定流速通过测定时，可使液体以恒定流速通过测定时，可使液体以恒定流速通过测定时，可使液体以恒定流速通过毛细管，适于测定黏度随流动速度变化的非牛顿液体。毛细管，适于测定黏度随流动速度变化的非牛顿液体。

25、毛细管，适于测定黏度随流动速度变化的非牛顿液体。毛细管，适于测定黏度随流动速度变化的非牛顿液体。定压流动式。通常以恒定气压控制毛细管中压力维持不变，定压流动式。通常以恒定气压控制毛细管中压力维持不变，定压流动式。通常以恒定气压控制毛细管中压力维持不变，定压流动式。通常以恒定气压控制毛细管中压力维持不变，如枪式流变仪。适于测定具有触变性或具有屈服应力的流体。如枪式流变仪。适于测定具有触变性或具有屈服应力的流体。如枪式流变仪。适于测定具有触变性或具有屈服应力的流体。如枪式流变仪。适于测定具有触变性或具有屈服应力的流体。位差式。流动压力靠液体自重产生，这也是最常见位差式。流动压力靠液体自重产生，这也

26、是最常见位差式。流动压力靠液体自重产生，这也是最常见位差式。流动压力靠液体自重产生，这也是最常见的毛细管黏度计类型，它多用来测定较低黏度的液体。的毛细管黏度计类型，它多用来测定较低黏度的液体。的毛细管黏度计类型，它多用来测定较低黏度的液体。的毛细管黏度计类型，它多用来测定较低黏度的液体。第二十七页，本课件共有68页(2)(2)常见的毛细管黏度计：常见的毛细管黏度计：a a a a 奥氏黏度计奥氏黏度计奥氏黏度计奥氏黏度计 b b b b 非稀释型乌非稀释型乌非稀释型乌非稀释型乌式黏度计式黏度计式黏度计式黏度计 c c c c 稀释型乌式稀释型乌式稀释型乌式稀释型乌式黏度计黏度计黏度计黏度计 第

27、二十八页，本课件共有68页第二十九页，本课件共有68页二二)落球式黏度计落球式黏度计 落球式黏度计的原理即，在黏度为落球式黏度计的原理即，在黏度为落球式黏度计的原理即，在黏度为落球式黏度计的原理即，在黏度为的液体中自由的液体中自由的液体中自由的液体中自由落下的球落下的球落下的球落下的球(半径为半径为半径为半径为d)d)，落下速度为落下速度为落下速度为落下速度为u u时，其受到阻力时，其受到阻力时，其受到阻力时，其受到阻力F=6F=6 d d u u。当球在圆管中的液体里落下时，则有：当球在圆管中的液体里落下时，则有：当球在圆管中的液体里落下时，则有：当球在圆管中的液体里落下时，则有：式中，式中

28、，式中，式中，d:d:d:d:球直径，球直径，球直径，球直径，D D D D：管直径，管直径，管直径，管直径，0 0 0 0：球密度，：球密度，：球密度，：球密度，：液体密度，：液体密度，：液体密度，：液体密度，L L L L：落下距离，落下距离，落下距离，落下距离，t t t t：落下时间，落下时间，落下时间，落下时间，g g g g：重力加速度。重力加速度。重力加速度。重力加速度。第三十页，本课件共有68页 测定时，与毛细管黏度计一样采用标准液对比的测定时，与毛细管黏度计一样采用标准液对比的测定时，与毛细管黏度计一样采用标准液对比的测定时，与毛细管黏度计一样采用标准液对比的方法，那么：方法

29、，那么：方法，那么：方法，那么：式中，式中，式中，式中，和和和和t t表示标准液的黏度和落下时间，表示标准液的黏度和落下时间，表示标准液的黏度和落下时间，表示标准液的黏度和落下时间，s s和和和和t ts s表示试样表示试样表示试样表示试样的黏度和落下时间。的黏度和落下时间。的黏度和落下时间。的黏度和落下时间。和和和和 s s分别表示标准液和试样的密度。分别表示标准液和试样的密度。分别表示标准液和试样的密度。分别表示标准液和试样的密度。与落球式黏度计原理相同的测定仪还有与落球式黏度计原理相同的测定仪还有与落球式黏度计原理相同的测定仪还有与落球式黏度计原理相同的测定仪还有气泡式黏度计气泡式黏度计

30、气泡式黏度计气泡式黏度计。第三十一页，本课件共有68页三三)回转测量的原理和仪器回转测量的原理和仪器 回转式黏度计主要有回转式黏度计主要有:同心双圆筒式同心双圆筒式 转子回转式转子回转式 锥板式锥板式 平行板式平行板式第三十二页，本课件共有68页第三十三页，本课件共有68页1.同轴圆筒旋转黏度计同轴圆筒旋转黏度计一种外筒转，内筒不动；一种外筒转，内筒不动；一种内筒转，外筒不动。一种内筒转，外筒不动。以内筒浸入被测液体中，以内筒浸入被测液体中，内筒以角速度内筒以角速度转动。转动。第三十四页，本课件共有68页2.转子回转式黏度计转子回转式黏度计转子回转式黏度计转子回转式黏度计转子回转式黏度计转子回

31、转式黏度计转子回转式黏度计转子回转式黏度计原理原理原理原理 转子回转式黏度计，可转子回转式黏度计，可以看作是以看作是外圆筒半径较内筒外圆筒半径较内筒大得多大得多的情况。的情况。式中，式中，式中，式中，k:k:k:k:弹簧扭转弹性弹簧扭转弹性弹簧扭转弹性弹簧扭转弹性率，率，率，率，：偏转角，：偏转角，：偏转角，：偏转角，h h：转子转子转子转子浸入液中的高度，浸入液中的高度，浸入液中的高度，浸入液中的高度，：转速，：转速，：转速，：转速，R R：转子半径。转子半径。转子半径。转子半径。第三十五页，本课件共有68页3.锥板式黏度计锥板式黏度计黏度计内黏度计内各点的剪切速率各点的剪切速率是均匀的，这

32、是它与圆筒型的主要区别，是均匀的，这是它与圆筒型的主要区别，使之适于测定非牛顿液体的黏度。使之适于测定非牛顿液体的黏度。锥板式黏度计的原理结构锥板式黏度计的原理结构锥板式黏度计的原理结构锥板式黏度计的原理结构 第三十六页，本课件共有68页各种方法测定的黏度范围各种方法测定的黏度范围第三十七页，本课件共有68页第三节第三节 泡沫和气泡的形成与性质泡沫和气泡的形成与性质 泡沫形成原理泡沫形成原理泡沫形成原理泡沫形成原理 泡沫的稳定性泡沫的稳定性泡沫的稳定性泡沫的稳定性 气泡的性质气泡的性质 泡沫泡沫泡沫泡沫(bubble)bubble)bubble)bubble)是指含有是指含有是指含有是指含有天

33、然或合成天然或合成天然或合成天然或合成界面活性物质的液体界面活性物质的液体界面活性物质的液体界面活性物质的液体(或半固体或半固体或半固体或半固体)分散介质中，存在大量气泡分散介质中，存在大量气泡分散介质中，存在大量气泡分散介质中，存在大量气泡(foam)foam)foam)foam)的状态的状态的状态的状态(球形泡球形泡球形泡球形泡沫沫沫沫)，或在大量气泡之间，由很薄的液膜分隔，或在大量气泡之间，由很薄的液膜分隔，或在大量气泡之间，由很薄的液膜分隔，或在大量气泡之间，由很薄的液膜分隔，气泡呈多面气泡呈多面气泡呈多面气泡呈多面体状态体状态体状态体状态的总称。的总称。的总称。的总称。第三十八页，本

34、课件共有68页一、泡沫形成原理一、泡沫形成原理 (一一一一)表面张力表面张力表面张力表面张力 液体表面张力的定义是：液体表面单位液体表面张力的定义是：液体表面单位长度所受与之垂直的力。长度所受与之垂直的力。外部提供的功外部提供的功外部提供的功外部提供的功dWdW和扩张的气液界面积和扩张的气液界面积dAdA有如下有如下关系：关系：dW=dW=dAdAdAdA 式中，式中，式中，式中，为表面张力。为表面张力。第三十九页，本课件共有68页(二二)表面张力的测定表面张力的测定 测定表面张力的方法很多，常用的方法如下：测定表面张力的方法很多，常用的方法如下：qq 圆环法圆环法圆环法圆环法q 毛细管上升法

35、毛细管上升法q 压泡法压泡法qq 液滴法液滴法液滴法液滴法第四十页，本课件共有68页一一)圆环法圆环法 将浸在液体表面的金属将浸在液体表面的金属将浸在液体表面的金属将浸在液体表面的金属圆环，垂直向上拉起，当圆圆环，垂直向上拉起，当圆圆环，垂直向上拉起，当圆圆环，垂直向上拉起，当圆环将离开液面的瞬时拉力为环将离开液面的瞬时拉力为环将离开液面的瞬时拉力为环将离开液面的瞬时拉力为P P时，表面张力时，表面张力时，表面张力时，表面张力 与与P P P P的关系的关系的关系的关系为：为：为：为：P P第四十一页，本课件共有68页二二)毛细管上升法毛细管上升法 h h0 0 1 1 2 22.r2.r 式

36、式中中：表表面面张张力力；r r r r：毛毛毛毛细细细细管管管管半半半半径径径径；h h h h0 0：液液液液柱柱柱柱高高高高度度度度；1 1：液液体体的的密密度度；2 2：气气气气体体体体的的的的密密密密度度度度；g g：重重力力加加速度速度 。第四十二页，本课件共有68页三三)液滴法液滴法 式式中中：表表表表面面面面张张张张力力力力；r r：毛毛毛毛细细细细管管管管半半半半径径径径；W W W W：液滴重量。液滴重量。2.r2.rWW 液滴法是由垂直管下部缓慢液滴法是由垂直管下部缓慢滴下的液滴重量，求其表面张力滴下的液滴重量，求其表面张力的方法。的方法。第四十三页，本课件共有68页四四

37、)压泡法压泡法 式式式式中中中中：表表表表面面面面张张张张力力力力；r r：毛毛毛毛细细细细管管管管半半半半径径径径；h h：毛毛毛毛细细细细管管管管端端端端口口口口至至至至液液液液面面面面距距距距离离离离；：液液液液体体体体的的的的密密密密度度度度；h h1 1：压压压压力力力力计计计计液液液液柱柱柱柱高高高高；1 1：压压压压力力力力计液体密度；计液体密度；计液体密度；计液体密度；g g：重力加速度重力加速度重力加速度重力加速度 本方法是根据拉普拉斯方程的原本方法是根据拉普拉斯方程的原本方法是根据拉普拉斯方程的原本方法是根据拉普拉斯方程的原理进行测定的。测定时，只要用流体理进行测定的。测定

38、时，只要用流体理进行测定的。测定时，只要用流体理进行测定的。测定时，只要用流体压力计读出这气泡脱离前的最大压力，压力计读出这气泡脱离前的最大压力，压力计读出这气泡脱离前的最大压力，压力计读出这气泡脱离前的最大压力，便可由下式求出液体的表面张力。便可由下式求出液体的表面张力。便可由下式求出液体的表面张力。便可由下式求出液体的表面张力。第四十四页，本课件共有68页(三三)表面活性物质表面活性物质 凡溶于液体，可以使溶液表面张力降低的物质，称凡溶于液体，可以使溶液表面张力降低的物质，称凡溶于液体，可以使溶液表面张力降低的物质，称凡溶于液体，可以使溶液表面张力降低的物质，称为表面活性剂或表面活性物质。

39、为表面活性剂或表面活性物质。为表面活性剂或表面活性物质。为表面活性剂或表面活性物质。表面活性物质从分子构造上看，都是由亲水性极性表面活性物质从分子构造上看，都是由亲水性极性表面活性物质从分子构造上看，都是由亲水性极性表面活性物质从分子构造上看，都是由亲水性极性基团和疏水性非极性基团组成的。基团和疏水性非极性基团组成的。基团和疏水性非极性基团组成的。基团和疏水性非极性基团组成的。第四十五页，本课件共有68页蛋白质在气液界面的形态蛋白质在气液界面的形态蛋白质在气液界面的形态蛋白质在气液界面的形态向界面扩散向界面扩散向界面扩散向界面扩散构象变化构象变化构象变化构象变化蛋蛋白白质质作作为为乳乳化化剂剂

40、第四十六页，本课件共有68页 具有起泡作用和稳定泡作用的界面活性物质，称为起具有起泡作用和稳定泡作用的界面活性物质，称为起具有起泡作用和稳定泡作用的界面活性物质，称为起具有起泡作用和稳定泡作用的界面活性物质，称为起泡剂或发泡剂。泡剂或发泡剂。泡剂或发泡剂。泡剂或发泡剂。食品发泡剂主要有食品发泡剂主要有食品发泡剂主要有食品发泡剂主要有饱合脂肪酸类的乳化剂。山梨醇酯、饱合脂肪酸类的乳化剂。山梨醇酯、饱合脂肪酸类的乳化剂。山梨醇酯、饱合脂肪酸类的乳化剂。山梨醇酯、乳酸甘油单酯、醋酸甘油单酯、蒸馏饱合甘油单酯等乳酸甘油单酯、醋酸甘油单酯、蒸馏饱合甘油单酯等乳酸甘油单酯、醋酸甘油单酯、蒸馏饱合甘油单酯等

41、乳酸甘油单酯、醋酸甘油单酯、蒸馏饱合甘油单酯等 结晶结晶结晶结晶型乳化剂。尤其是蒸馏饱合甘油单酯最为常用。型乳化剂。尤其是蒸馏饱合甘油单酯最为常用。型乳化剂。尤其是蒸馏饱合甘油单酯最为常用。型乳化剂。尤其是蒸馏饱合甘油单酯最为常用。第四十七页，本课件共有68页(四四)产生泡沫的方法产生泡沫的方法 产生泡沫的方法主要有产生泡沫的方法主要有产生泡沫的方法主要有产生泡沫的方法主要有vv吹气法吹气法吹气法吹气法(bubbling method)bubbling method)vv搅拌法搅拌法搅拌法搅拌法(whipping or beating method)whipping or beating me

42、thod)vv振荡法振荡法振荡法振荡法(shaking method)shaking method)等。等。这些方法不仅可以作为判断气泡、泡沫特性的这些方法不仅可以作为判断气泡、泡沫特性的试验方法，也是实际工业化生产线上常用的方法。试验方法，也是实际工业化生产线上常用的方法。第四十八页，本课件共有68页第四十九页，本课件共有68页第五十页，本课件共有68页二、泡沫的稳定性二、泡沫的稳定性 (一一一一)起泡性和稳定性起泡性和稳定性起泡性和稳定性起泡性和稳定性 在泡沫的物理特性中，起泡性在泡沫的物理特性中，起泡性在泡沫的物理特性中，起泡性在泡沫的物理特性中，起泡性和稳定性是两个很重要的指标。和稳定

43、性是两个很重要的指标。和稳定性是两个很重要的指标。和稳定性是两个很重要的指标。为了表示这些特性指标，常为了表示这些特性指标，常为了表示这些特性指标，常为了表示这些特性指标，常用一些参数来表示的泡沫特性，用一些参数来表示的泡沫特性，用一些参数来表示的泡沫特性，用一些参数来表示的泡沫特性，这些参数有这些参数有这些参数有这些参数有(1)(1)起泡难易值：起泡难易值：起泡难易值：起泡难易值：VVs s，表示振荡或搅拌表示振荡或搅拌表示振荡或搅拌表示振荡或搅拌终止时，泡沫的容积。终止时，泡沫的容积。终止时，泡沫的容积。终止时，泡沫的容积。(2)(2)(2)(2)泡比容：泡比容：泡比容：泡比容：V V V

44、 Vs s s s/m/m/m/ml l l l，泡密度倒数。泡密度倒数。泡密度倒数。泡密度倒数。第五十一页，本课件共有68页(3)(3)泡密度：泡密度：泡密度：泡密度：mml l/V/Vs s。(4)(4)膨胀率：膨胀率：膨胀率：膨胀率：VVs s/l l为体积膨胀率，为体积膨胀率，为体积膨胀率，为体积膨胀率，VVs s/m/ml l为质量膨胀率。为质量膨胀率。为质量膨胀率。为质量膨胀率。(5)(5)湿湿湿湿润润润润度度度度：l l/V/Vs s，表表表表示示示示泡泡泡泡沫沫沫沫中中中中液液液液体体体体的的的的比比比比例例例例，与与与与泡泡泡泡沫沫沫沫的的的的离离离离液液液液(drainag

45、e)drainage)有很大关系。有很大关系。有很大关系。有很大关系。(6)(6)起泡数：起泡数：起泡数：起泡数：l l/V/Vl l，将将将将VVl l的液体振荡时，转变为泡沫的液量。的液体振荡时，转变为泡沫的液量。的液体振荡时，转变为泡沫的液量。的液体振荡时，转变为泡沫的液量。(7)(7)起起起起泡泡泡泡容容容容积积积积：g g/V/Vs s，泡泡泡泡沫沫沫沫中中中中气气气气体体体体的的的的容容容容积积积积，它它它它与与与与湿湿湿湿润润润润度度度度之之之之和为和为和为和为1 1。(8)(8)起泡性：起泡性：起泡性：起泡性：l l/m/ms s，表示单位起泡剂的效果。表示单位起泡剂的效果。表

46、示单位起泡剂的效果。表示单位起泡剂的效果。(9)(9)(9)(9)膨胀度膨胀度膨胀度膨胀度(over run)over run)over run)over run)：g g g g/l l l l，是泡沫食品的工业生产中表示是泡沫食品的工业生产中表示是泡沫食品的工业生产中表示是泡沫食品的工业生产中表示膨胀程度的常用指标。膨胀程度的常用指标。膨胀程度的常用指标。膨胀程度的常用指标。第五十二页，本课件共有68页 一般情况下，为了简单表示一般情况下，为了简单表示一般情况下，为了简单表示一般情况下，为了简单表示起泡性质起泡性质起泡性质起泡性质，测定，测定，测定，测定泡比容、泡密度泡比容、泡密度泡比容、

47、泡密度泡比容、泡密度比较便利。比较便利。比较便利。比较便利。泡沫泡沫泡沫泡沫稳定性稳定性稳定性稳定性的测定，主要是通过泡沫随时间的测定，主要是通过泡沫随时间的测定，主要是通过泡沫随时间的测定，主要是通过泡沫随时间变化，容积的减少率来确定。变化，容积的减少率来确定。变化，容积的减少率来确定。变化，容积的减少率来确定。例如，例如，V V V Vs s随时间的变化，或泡沫的离液量。随时间的变化，或泡沫的离液量。湿润度与离液量关系密切，其随时间的变化常湿润度与离液量关系密切，其随时间的变化常湿润度与离液量关系密切，其随时间的变化常湿润度与离液量关系密切，其随时间的变化常作为稳定性的指标。作为稳定性的指

48、标。作为稳定性的指标。作为稳定性的指标。第五十三页，本课件共有68页 膨胀度是生产上很常用的膨胀度是生产上很常用的泡沫质量泡沫质量测定测定指标，其定义式如下：指标，其定义式如下：式中，式中，式中，式中，Q Q Q QR R R R：膨胀度，膨胀度，膨胀度，膨胀度，L L L L：起泡前液体密度，起泡前液体密度，起泡前液体密度，起泡前液体密度，F F F F：泡沫泡沫泡沫泡沫密度。膨胀度实际上表示泡沫层中气体所占容积与液体密度。膨胀度实际上表示泡沫层中气体所占容积与液体密度。膨胀度实际上表示泡沫层中气体所占容积与液体密度。膨胀度实际上表示泡沫层中气体所占容积与液体所占容积之比。所占容积之比。所占

49、容积之比。所占容积之比。第五十四页，本课件共有68页测量膨胀度的方法：测量膨胀度的方法：a.a.用量杯进行手工操作用量杯进行手工操作b.b.b.b.自动测定仪自动测定仪膨胀度自动测定装置膨胀度自动测定装置膨胀度自动测定装置膨胀度自动测定装置1.1.1.1.自动阀自动阀自动阀自动阀2.2.2.2.自动阀自动阀自动阀自动阀3.3.3.3.定容测压室定容测压室定容测压室定容测压室4.4.4.4.压力传感器压力传感器压力传感器压力传感器5.5.5.5.缸筒缸筒缸筒缸筒6.6.6.6.柱塞柱塞柱塞柱塞7.7.7.7.齿轮齿轮齿轮齿轮8.8.8.8.齿条齿条齿条齿条9.9.9.9.同步电机同步电机同步电机

50、同步电机10.10.10.10.管道岔口管道岔口管道岔口管道岔口第五十五页，本课件共有68页(二二)泡沫稳定性原理泡沫稳定性原理 理想状态下，泡沫的形成和破理想状态下，泡沫的形成和破理想状态下，泡沫的形成和破理想状态下，泡沫的形成和破坏过程。坏过程。坏过程。坏过程。1.1.气体瓶气体瓶气体瓶气体瓶 2.2.流量计流量计流量计流量计3.3.多孔板多孔板多孔板多孔板 4.4.气泡气泡气泡气泡5 5、6 6、7 7、8.8.泡沫状态泡沫状态泡沫状态泡沫状态9 9、11.11.球形气泡球形气泡球形气泡球形气泡1010、19.19.液体液体液体液体1313、16.16.多面体气泡多面体气泡多面体气泡多面