第七章--食品熱特性-第八章電物性..ppt

1、第七章 食品熱特性,第一節(jié) 傳熱特性的主要參數(shù),一.比熱容(specific heat) 比熱容：使食品材料溫度升高1K所需的熱量。 傳統(tǒng)的方法是在恒溫槽中直接測量，近年來發(fā)展用差式掃描量熱術(shù)(differential scanning calorimetry, DSC)來測量材料的比熱容。,二.焓 焓值是相對(duì)值，其零點(diǎn)是-40 的凍結(jié)狀態(tài)。 過去，物質(zhì)的焓值一般均按凍結(jié)潛熱，凍結(jié)率和比熱容的數(shù)據(jù)計(jì)算而得。 用DSC直接測量食品焓值是一種新方法，其溫度從-60 開始到1 以上。,單位質(zhì)量的物質(zhì)所含的全部熱能。,1kg或者1mol工質(zhì)的焓稱為比焓。,三. 熱導(dǎo)率 或稱“導(dǎo)熱系數(shù)”。是物質(zhì)導(dǎo)熱能力

2、的量度。符號(hào)為。 測量食品材料熱導(dǎo)率較好的方法是探針法。,四.熱擴(kuò)散系數(shù),一般來說熱擴(kuò)散系數(shù) a是根據(jù)比熱容cp和熱導(dǎo)率和密度的數(shù)據(jù)計(jì)算而來，即 。 也可用實(shí)驗(yàn)測量。,熱擴(kuò)散系數(shù)a是研究非穩(wěn)態(tài)傳熱的重要物性,第二節(jié) 主要傳熱參數(shù)的測定與應(yīng)用,一、比熱容測定方法,(一)混合法：其原理是把已知質(zhì)量和溫度的樣品，投入盛有已知比熱容、溫度和質(zhì)量的液體量熱計(jì)中。在絕熱狀態(tài)下，測定混合物料的平衡溫度。由以上已知量計(jì)算試樣的比熱容c。,(二)護(hù)熱板法： 護(hù)熱板和試樣溫度始終保持一致。設(shè)在 t 時(shí)間內(nèi)，供給樣品的能量為Q，試樣溫度升高為T，則,式中，I為電流；U為電壓；t為時(shí) 間；m為試樣質(zhì)量；T為溫度變化。

3、,二、差示掃描熱量測定與定量差示熱分析,（一）差示掃描熱量測定（DSC）及定量差示熱分析（DTA）的測定原理及方法 在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，以任意的升溫速度掃描測定并記錄升溫過程中能量吸收或放出的溫譜圖。,DSC測定原理如圖7-6所示。 DTA所得到的是溫度差曲線，而DSC記錄的是補(bǔ)償電路電位，即能量變化。,(二)DSC及DTA在食品測定中的應(yīng)用,1. 淀粉糊化的測定,2蛋白質(zhì)熱變性的測定,3巧克力糖的測定,第八章 食品電物性,第一節(jié) 概述,一、研究食品電特性的意義 (1) 對(duì)食物資源充分利用，同時(shí)也減少加工中營養(yǎng)損失和生物活性物質(zhì)活性的降低。 (2)屬于生鮮食品的水果、蔬菜、種子等在貯藏流通中，

4、電磁場可對(duì)其生理活動(dòng)進(jìn)行有效的控制。 (3) 電能具有方便、衛(wèi)生、易控制等特點(diǎn)，所以在加熱、殺菌、干燥等耗能較高領(lǐng)域，食品的電物理加工將逐步取代利用其他能源的技術(shù)。 4)電物理特性的檢測，對(duì)食品加工自動(dòng)化、品質(zhì)控制精確化提供了重要手段。,二、電物性與食品加工,對(duì)食品電物理加工主要可以分為： 電磁波的加工 靜電場的加工 1.清洗凈化 2.分離 3.改質(zhì) 利用直流電的加工 1.電滲透 2.電滲析 3.電泳 4.電浮選,第二節(jié) 食品加工中電物性的應(yīng)用,靜電場處理 通電加熱技術(shù) 微波加熱 遠(yuǎn)紅外線加熱,一、 靜電場處理,1. 氣體離子化 被激電離法 是利用電極間的電離劑(X射線、短波輻射、紫外線輻射和

5、高溫等)進(jìn)行離子化的方法。 自激電離法 是使電路內(nèi)電壓達(dá)一定值，在靜電場中使荷電粒子加速并與中性氣體分子碰撞而產(chǎn)生電離的離子化過程。 氣體離子化后，在電場內(nèi)移動(dòng)并向物質(zhì)的微粒(塵埃、熏煙等)傳遞電荷，粒子帶電后，受電場作用從一極向另一極進(jìn)行定向移動(dòng)，達(dá)到分離和加工的目的。,2. 靜電分離原理 由于散粒體(包括塵埃)各自成分、幾何形狀不同，因此在一定場合下，荷電性質(zhì)不同。 使荷電粒子在電場中移動(dòng)時(shí)，由于各自電荷的不同，受電場作用，運(yùn)動(dòng)的軌跡也不同。據(jù)此，就可以將各種成分分離。,3. 靜電分離裝置 靜電分離裝置有多種形式，按結(jié)構(gòu)劃分，分為室型、轉(zhuǎn)鼓型、傳送帶型和錐桶型。,4. 靜電熏制 電熏制加工

6、的特點(diǎn)是高效率。,5. 靜電成型及撒粉裝置,二、通電加熱,1.基本原理 通電加熱亦稱“歐姆加熱”(ohmic heating)或電抗加熱(resistance heating)。 當(dāng)電流通過物體時(shí)，由于阻抗損失、介電損耗等存在，最終使電能轉(zhuǎn)化為熱能。通電加熱便是利用這種方法使食品加熱的。,2.通電加熱的應(yīng)用,通電加熱主要在以下幾個(gè)方面表現(xiàn)了很大的優(yōu)點(diǎn): 加熱均勻，克服了其他加熱方式的外表升溫快、內(nèi)部慢的缺點(diǎn); 加熱過程中不需要攪拌或混合; 由于加熱能量只在被加熱物料處發(fā)熱，因此，熱損失少，節(jié)約能源; 較大形狀的物料可實(shí)現(xiàn)快速、均勻加熱; 設(shè)備體積小、無污染; 通電加熱還有特殊的殺菌效果。,流態(tài)

7、食品進(jìn)行加工,食品微波加工技術(shù)的原理主要是利用它的熱效應(yīng)。食品中的水分、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等都屬于電介質(zhì)，微波對(duì)它們的加熱稱作介電感應(yīng)加熱。 由于水分子的特殊結(jié)構(gòu)，在微波作用下，是引起食品材料發(fā)熱的主要成分。,三、微波加熱 1.微波加熱的基本原理,微波多指頻率為300300000MHz的電磁波,微波加熱的原理,常用微波爐的頻率2450MHz，就相當(dāng)于使水分子在一秒內(nèi)要發(fā)生180度來回轉(zhuǎn)動(dòng)24.5億次，這樣就會(huì)引起水分子之間強(qiáng)烈地摩擦，使分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，這就是微波加熱的原理。,2.微波加熱特點(diǎn),(1)微波吸收的特點(diǎn)和加熱的選擇性 水或其他食品物質(zhì)在微波域的介電損耗介質(zhì)損耗因數(shù)最大，也就是說

8、對(duì)微波能的吸收最大。,(2)微波的反射和穿透特性: 微波因波長很小，當(dāng)遇到不吸收微波的物體如金屬時(shí)，就會(huì)像光線一樣被反射回來。 由于微波的反射特性，用微波加熱食品時(shí)就不需要電極，只要像反光鏡那樣把微波射向食品就可進(jìn)行加熱。 對(duì)吸收微波的食品，除部分反射外，微波則會(huì)穿透食品表面，把能量直接傳到食品內(nèi)部。,微波的穿透性給微波加熱也帶來許多優(yōu)點(diǎn): 由于它對(duì)不吸收微波的玻璃、塑料等電介質(zhì)穿透性極好，可使能量直接到達(dá)食品內(nèi)部一定深度。 微波可把能量直接傳給食品內(nèi)部，尤其是食品內(nèi)部的水。,3. 微波加熱的問題 微波加熱的最大問題就是加熱不均勻。 原因：微波加熱的選擇性。 微波雖有好的穿透性，但在實(shí)際加熱中

9、受反射、穿透、折射吸收等影響，使各部產(chǎn)生的熱量不同; 電場的尖角集中效應(yīng)。這種效應(yīng)也稱為棱角效應(yīng)(edge effect)。微波場也是電場，因此在加熱時(shí)，對(duì)食品不同曲率的表面，也會(huì)產(chǎn)生棱角效應(yīng)。即在棱角的地方電場強(qiáng)度大，產(chǎn)熱多、溫升快。,四、遠(yuǎn)紅外線加熱,遠(yuǎn)紅外線和微波一樣都屬于非電離輻射電磁波。 紅外線 波長為0.781000m之間的電磁波。 遠(yuǎn)紅外線 在實(shí)際應(yīng)用中，常使用的波長范圍為225m的電磁波。,1.遠(yuǎn)紅外線加熱的優(yōu)點(diǎn),(1)食品不必接觸熱源或傳熱介質(zhì)就可以直接得到加熱; （2）在食品周圍保持低溫狀態(tài)下，可對(duì)食品進(jìn)行加熱； (3)加熱可以不受食品周圍氣流影響； (4)加熱速度快、效率高； (5)在熱輻射電