食品物性学-食品的热物性ppt课件
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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
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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。
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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(dynamic mechanical thermal analyzer, 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。
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第一节 食品热物性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ础
2. 热性能测试方法
DMTA谱图
2. 热性能测试方法
定 量 差 示 热 分 析 (quantitative differential thermal anallysis, 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。
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第一节 食品热物性基础
2. 热性能测试方法
DTA曲线。
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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。
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第一节 食品热物性基础
2. 热性能测试方法
热重曲线
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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
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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DH - K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
精品-p灵pt 敏度更高，解析度更佳 4
反应动力学 固化
Crystal Energy 纯度
Crystal Peri精o品dppt 比热
DH
DH
Ea Cold Crystal Temperature
Dynamic
Curing
Purity
Cp
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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
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第一节 食品热物性基础
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。
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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 玻璃化转变温度 熔点
冷结晶温度
氧化诱导时间 结晶度 结晶热 结晶半周期
Phase Transition 熔融热
Tg Melting point
反应热 活化能
Crystal Temperature
降温结晶温 度
O.I.T. Crystallinity
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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。
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
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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(differential scanning calorimetry, 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。
非均质分散系统的宏观导热系数为有效导热系数。
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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、MaxwellEucken公式、Kunii-Smith公式。
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第三节 能弹性和熵弹性
❖ 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
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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。
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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(dynamic mechanical thermal analyzer, 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。
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第一节 食品热物性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ础
2. 热性能测试方法
DMTA谱图
2. 热性能测试方法
定 量 差 示 热 分 析 (quantitative differential thermal anallysis, 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。
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第一节 食品热物性基础
2. 热性能测试方法
DTA曲线。
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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。
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第一节 食品热物性基础
2. 热性能测试方法
热重曲线
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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
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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DH - K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
精品-p灵pt 敏度更高，解析度更佳 4
反应动力学 固化
Crystal Energy 纯度
Crystal Peri精o品dppt 比热
DH
DH
Ea Cold Crystal Temperature
Dynamic
Curing
Purity
Cp
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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
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第一节 食品热物性基础
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。
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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 玻璃化转变温度 熔点
冷结晶温度
氧化诱导时间 结晶度 结晶热 结晶半周期
Phase Transition 熔融热
Tg Melting point
反应热 活化能
Crystal Temperature
降温结晶温 度
O.I.T. Crystallinity
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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。
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
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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(differential scanning calorimetry, 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。
非均质分散系统的宏观导热系数为有效导热系数。
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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、MaxwellEucken公式、Kunii-Smith公式。
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第三节 能弹性和熵弹性