食品物性學(xué)課件

第五章

食品物質(zhì)的

其他物理性質(zhì)一、食品物質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)二、食品物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)三、食品物質(zhì)電學(xué)性質(zhì)2023/9/21第五章

食品物質(zhì)的

其他物理性質(zhì)一、食品物質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)2021食品物質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)食品加工中經(jīng)常涉及到加熱和冷卻的問題，如罐頭食品殺菌時(shí)的溫度分布，牛乳濃縮時(shí)所需的熱量，凍結(jié)或解凍時(shí)的傳熱方向等問題。解決這些問題離不開食品和食品原料的熱物性，尤其是當(dāng)前深加工食品和新資源食品不斷出現(xiàn)，掌握它們的熱物性，對(duì)上述問題的解決是非常必要的。本章重點(diǎn)論述食品熱物性估算方法、基本數(shù)據(jù)和檢測(cè)技術(shù)。為解決食品熱工程問題奠定基礎(chǔ)。2023/9/21食品物質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)食品加工中經(jīng)常涉及到加熱和冷卻的問題，如罐頭2食品物質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)食品熱物性基礎(chǔ)差熱分析儀（DSC）2023/9/21食品物質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)食品熱物性基礎(chǔ)2023/8/63食品熱物性基礎(chǔ)

食品傳熱特性傳熱系數(shù)質(zhì)量平均溫度比熱容食品的有效導(dǎo)熱系數(shù)差示掃描熱量測(cè)定與定量差示熱分析測(cè)定原理及方法在食品測(cè)定中的應(yīng)用淀粉糊化、蛋白質(zhì)熱變性、巧克力與可可脂測(cè)定2023/9/21食品熱物性基礎(chǔ)

食品傳熱特性2023/8/64食品熱物性基礎(chǔ)單位表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h這是表示加熱或冷卻時(shí)，假定附著于固體表面的流體界膜傳熱性質(zhì)的物理量，用記號(hào)h表示。h的值定義為：當(dāng)流體與固體表面溫度差為1時(shí)，單位時(shí)間通過固體單位表面積的熱量，因此它是對(duì)流傳熱的參數(shù)。

q＝hAΔT式中q：面積熱流量(w／m2)；A：有效表面積(m2)；

ΔT為固體表面溫度與流體平均溫度之差；h主要由流體的粘度、密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、流速、流體的平均溫度等因素決定，是由流體的熱物性和流動(dòng)物性決定的物理參數(shù)。2023/9/21食品熱物性基礎(chǔ)單位表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h2023/8/65食品熱物性基礎(chǔ)質(zhì)量平均溫度食品因?yàn)榫哂幸欢w積，加熱或冷卻時(shí)，不同部位會(huì)產(chǎn)生一定溫度梯度。溫度梯度開始較大，隨時(shí)間經(jīng)過逐漸減少。為了用一個(gè)數(shù)值代表加熱過程中食品物體溫度的變化，采用質(zhì)量平均溫度比較方便。在許多研究中都涉及到食品溫度的變化，然而一些研究報(bào)告卻沒有明確定義溫度的測(cè)量方法，使得數(shù)據(jù)失去客觀意義。還有一些研究取小心點(diǎn)溫度，代表該物體溫度。這對(duì)那些中心不可食的果蔬(果核、空心等)也不大合適。對(duì)于包括農(nóng)產(chǎn)品在內(nèi)的形狀復(fù)雜的食品，進(jìn)行熱物性研究時(shí)，有必要求出內(nèi)部位置和溫度的關(guān)系，明確定義它的代表溫度點(diǎn)。2023/9/21食品熱物性基礎(chǔ)質(zhì)量平均溫度2023/8/66質(zhì)量平均溫度

對(duì)于半徑為R的球形均質(zhì)物體，當(dāng)溫度分布由中心到表面為直線時(shí)，那么定義其質(zhì)量平均溫度點(diǎn)是半徑為Ri的球表面；半徑為R的球質(zhì)量是半徑為Ri球質(zhì)量的2倍，兩球同心，即R與R的關(guān)系為

(4／3)πR3ρ＝2(4／3)πRi3ρRi＝0．79Rsmith和Bennett為了準(zhǔn)確求出質(zhì)量平均溫度表示點(diǎn)，將球的溫度分布用半徑r多項(xiàng)式表示。對(duì)任意時(shí)間的溫度分布t(r)表示為

t(r)＝a十br十cr2十dr3

a、b、c、d為常數(shù)，質(zhì)量平均溫度可表示為此多項(xiàng)式系數(shù)的函數(shù)。設(shè)質(zhì)量平均溫度為tm，半徑為R的球的熱量為

Q=ρcVtm=(4/3)πRi3ρctm式中：

ρ為密度；c為比熱容，V為體積。2023/9/21質(zhì)量平均溫度7食品比熱容的定義比熱容(specificheatcapacity)又稱比熱容量，簡(jiǎn)稱比熱(specificheat)，是單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容量，即使單位質(zhì)量物體改變單位溫度時(shí)的吸收或釋放的內(nèi)能。比熱容是表示物質(zhì)熱性質(zhì)的物理量。通常用符號(hào)c表示。國(guó)標(biāo)單位為J/(kg·K)。常用其他單位：kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等。2023/9/21食品比熱容的定義比熱容(specificheatcapa8比熱容測(cè)定比熱容的測(cè)量比較常用的是用熱量計(jì)進(jìn)行定壓的熱混合法和護(hù)熱板法?；旌戏ǎ浩湓硎前岩阎|(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(cè)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。2023/9/21比熱容測(cè)定比熱容的測(cè)量比較常用的是用熱量計(jì)進(jìn)行定壓的熱混合法9比熱容測(cè)定護(hù)熱板法：測(cè)定原理如圖所示。測(cè)定時(shí)將試樣放人電熱護(hù)板框中，同時(shí)結(jié)護(hù)熱板框和試樣加熱．使試樣處在無熱損失的理想狀態(tài)。即護(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Q=0.24IUt=cmΔTc=0.24IUt/(mΔT)式中：I為電流；U為電壓；t為時(shí)間，m為試樣質(zhì)量；ΔT為溫度變化。2023/9/21比熱容測(cè)定護(hù)熱板法：測(cè)定原理如圖所示10食品材料比熱容的估算食品材料的比熱容和含水量有著明顯的關(guān)系，對(duì)于水分含量(以w表示)較高的食品,可按下式計(jì)算2023/9/21食品材料比熱容的估算食品材料的比熱容和含水量有著明顯的關(guān)系，11食品材料比熱容的估算低于初始凍結(jié)溫度的情況，如食品中的水分己被全部?jī)鼋Y(jié)，則可用下式計(jì)算2023/9/21食品材料比熱容的估算低于初始凍結(jié)溫度的情況，如食品中的水分12食品材料比熱容的估算對(duì)于食品組分己知的食品，如通過固定配料開發(fā)出來的新產(chǎn)品，可按式(7一22)和式(7一23)計(jì)算。Heldman和Singh(1981)

（7-22）（7-23）式中，Ww——食品中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Wp——食品中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

Wc——食品中碳水化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Wf——食品中脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Wa——食品中灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Choi和Okos(1983)

2023/9/21食品材料比熱容的估算對(duì)于食品組分己知的食品，如通過固定配料開13食品有效導(dǎo)熱系數(shù)高于初始凍結(jié)溫度的情況

低于初始凍結(jié)溫度的情況

2023/9/21食品有效導(dǎo)熱系數(shù)高于初始凍結(jié)溫度的情況2023/8/614高于初始凍結(jié)溫度如果不清楚食品材料的詳細(xì)組分，只知道含水量，或含水量較高，可按下式計(jì)算Choi和Okos(1983)提出Sweat(1995)提出2023/9/21高于初始凍結(jié)溫度如果不清楚食品材料的詳細(xì)組分，只知道含水量，15高于初始凍結(jié)溫度

多孔性食品的導(dǎo)熱系數(shù)多孔性食品的導(dǎo)熱系數(shù)與空隙度有很大關(guān)系，有時(shí)影響比含水量的影響還大。食品材料在許多情況下是非均相物質(zhì)，如食品由兩種組分組成，這可以有三種情況(圖7一23)，由三種不同方式對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)做貢獻(xiàn)。2023/9/21高于初始凍結(jié)溫度

多孔性食品的導(dǎo)熱系數(shù)多孔性食品的導(dǎo)熱系數(shù)與16傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面平行式中，

φi——第i組分的體積分?jǐn)?shù)；

λi——第i組分的導(dǎo)熱系數(shù)。傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面平行的導(dǎo)熱系數(shù)可按下式計(jì)算：

2023/9/21傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面平行式中，傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面17傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面垂直式中，

vi——第i組分的體積分?jǐn)?shù)；

λi——第i組分的導(dǎo)熱系數(shù)。傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面垂直的導(dǎo)熱系數(shù)可按下式計(jì)算：

2023/9/21傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面垂直式中，傳熱方向與兩組分系統(tǒng)界面18低于初始凍結(jié)溫度０℃冰的熱導(dǎo)率為2.24W/(m·K)，遠(yuǎn)大于0℃水的熱導(dǎo)率0.567W/(m·K)。所以凍結(jié)食品的熱導(dǎo)率也遠(yuǎn)高于未凍食品。要預(yù)測(cè)凍結(jié)食品的熱導(dǎo)率是極困難的，這不僅因?yàn)闊釋?dǎo)率與纖維方向有關(guān)，而且因?yàn)樵趦鼋Y(jié)過程中食品的密度、空隙度等都會(huì)有明顯的變化，而這些都對(duì)熱導(dǎo)率產(chǎn)生很大的影響。式中，

φi—各組分的體積分?jǐn)?shù)；

ρi—各組分的密度；

λi—各組分的熱導(dǎo)率。Choi和Okos(1984）提出根據(jù)各組分的體積分?jǐn)?shù)和熱導(dǎo)率計(jì)算食品材料熱導(dǎo)率的方法。2023/9/21低于初始凍結(jié)溫度０℃冰的熱導(dǎo)率為2.24W/(m·K)19差示掃描量熱法（DSC）

（DifferentialScanningCalorimetry）現(xiàn)代熱分析是指在程序控溫下，測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)隨溫度變化的一類技術(shù)。人們通過檢測(cè)樣品本身的熱物理性質(zhì)隨溫度或時(shí)間的變化，來研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、分子運(yùn)動(dòng)的變化等。應(yīng)用最多的熱分析儀器是功率補(bǔ)償型DSC、熱流型DSC、差熱式DTA、熱重TG等。定義：DSC是研究在溫度程序控制下物質(zhì)隨溫度的變化其物理量（ΔQ和ΔH）的變化，即通過程序控制溫度的變化,在溫度變化的同時(shí),測(cè)量試樣和參比物的功率差(熱流率)與溫度的關(guān)系。即在程序控制溫度下，測(cè)量輸給物質(zhì)與參比物的功率差與溫度的一種技術(shù)。分類：根據(jù)所用測(cè)量方法的不同1.功率補(bǔ)償型DSC2.熱流型DSC2023/9/21差示掃描量熱法（DSC）

（DifferentialSca20功率補(bǔ)償型DSC測(cè)量的基本原理2023/9/21功率補(bǔ)償型DSC測(cè)量的基本原理2023/8/621功率補(bǔ)償型DSC儀器的主要特點(diǎn)

1.試樣和參比物分別具有獨(dú)立的加熱器和傳感器見圖。整個(gè)儀器由兩套控制電路進(jìn)行監(jiān)控。一套控制溫度，使試樣和參比物以預(yù)定的速率升溫，另一套用來補(bǔ)償二者之間的溫度差。

2.無論試樣產(chǎn)生任何熱效應(yīng)，試樣和參比物都處于動(dòng)態(tài)零位平衡狀態(tài)，即二者之間的溫度差

T等于0。2023/9/21功率補(bǔ)償型DSC儀器的主要特點(diǎn)1.試樣和參比物分別具有獨(dú)立222023/9/212023/8/623熱流型DSC不同之處在于試樣與參比物托架下，置一電熱片，加熱器在程序控制下對(duì)加熱塊加熱，其熱量通過電熱片同時(shí)對(duì)試樣和參比物加熱，使之受熱均勻。2023/9/21熱流型DSC不同之處在于試樣與參比物托架下，置一電熱片，加熱24縱坐標(biāo)：熱流率橫坐標(biāo)：溫度T(或時(shí)間t)峰向上表示吸熱向下表示放熱DSC曲線峰包圍的面積正比于熱焓的變化。DSC曲線2023/9/21縱坐標(biāo)：熱流率DSC曲線2023/8/625影響DSC的因素由于DSC用于定量測(cè)試，因此實(shí)驗(yàn)因素的影響顯得更重要，其主要的影響因素大致有以下幾方面：1.實(shí)驗(yàn)條件：程序升溫速率Φ，氣氛2.試樣特性：試樣用量、粒度、裝填情況、試樣的稀釋等。2023/9/21影響DSC的因素由于DSC用于定量測(cè)試，因此實(shí)驗(yàn)因素的影響顯26實(shí)驗(yàn)條件的影響

(1).升溫速率Φ主要影響DSC曲線的峰溫和峰形，一般Φ越大，峰溫越高，峰形越大和越尖銳。實(shí)際中，升溫速率Φ的影響是很復(fù)雜的，對(duì)溫度的影響在很大程度上與試樣的種類和轉(zhuǎn)變的類型密切相關(guān)。2023/9/21實(shí)驗(yàn)條件的影響

(1).升溫速率Φ主要影響DSC曲線的峰溫和27如已二酸的固-液相變，其起始溫度隨著Φ升高而下降的。2023/9/21如已二酸的固-液相變，其起始溫度隨著Φ升高而下降的。202328

在DSC定量測(cè)定中，最主要的熱力學(xué)參數(shù)是熱焓。一般認(rèn)為Φ對(duì)熱焓值的影響是很小的，但是在實(shí)際中并不都是這樣。2023/9/21在DSC定量測(cè)定中，最主要的熱力學(xué)參數(shù)是熱焓。29從室溫到熔點(diǎn)之間有四個(gè)相(I、II、III、IV)之間的轉(zhuǎn)變過程。隨著升溫速率的增大，硝酸銨的相轉(zhuǎn)變峰溫和熱焓值是增高的。

2023/9/21從室溫到熔點(diǎn)之間有四個(gè)相(I、II、III、IV)之間的轉(zhuǎn)變30(2).氣氛實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般對(duì)所通氣體的氧化還原性和惰性比較注意，而往往容易忽略對(duì)DSC峰溫和熱焓值的影響。實(shí)際上，氣氛的影響是比較大的。2023/9/21(2).氣氛實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般對(duì)所通氣體的氧化還原性和惰性比較注意31如在He氣氛中所測(cè)定的起始溫度和峰溫比較低，這是由于爐壁和試樣盤之間的熱阻下降引起的，因?yàn)镠e的熱導(dǎo)性約是空氣的5倍，溫度響應(yīng)比較慢，而在真空中溫度響應(yīng)要快得多。2023/9/21如在He氣氛中所測(cè)定的起始溫度和峰溫比較低，這是由于爐壁和試322.試樣特性的影響1）試樣用量：不宜過多，多會(huì)使試樣內(nèi)部傳熱慢，溫度梯度大，導(dǎo)致峰形擴(kuò)大、分辨力下降。

2023/9/212.試樣特性的影響1）試樣用量：不宜過多，多會(huì)使試樣內(nèi)部傳熱332）試樣粒度影響比較復(fù)雜。通常大顆粒熱阻較大，而使試樣的熔融溫度和熔融熱焓偏低。但是當(dāng)結(jié)晶的試樣研磨成細(xì)顆粒時(shí)，往往由于晶體結(jié)構(gòu)的歪曲和結(jié)晶度的下降也可導(dǎo)致相類似的結(jié)果。對(duì)干帶靜電的粉狀試樣，由于粉末顆粒間的靜電引力使粉狀形成聚集體，也會(huì)引起熔融熱焓變大。2023/9/212）試樣粒度影響比較復(fù)雜。2023/8/6343）試樣的幾何形狀在高聚物的研究中，發(fā)現(xiàn)試樣幾何形狀的影響十分明顯。對(duì)于高聚物，為了獲得比較精確的峰溫值，應(yīng)該增大試樣與試樣盤的接觸面積，減少試樣的厚度并采用慢的升溫速率。2023/9/213）試樣的幾何形狀在高聚物的研究中，發(fā)現(xiàn)試樣幾何形狀的影響十352023/9/212023/8/636DSC曲線峰面積的確定及儀器校正DSC對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)定的過程中，試樣發(fā)生熱效應(yīng)后，其導(dǎo)熱系數(shù)、密度、比熱等性質(zhì)都會(huì)有變化。使曲線難以回到原來的基線，形成各種峰形。如何正確選取不同峰形的峰面積，對(duì)定量分析來說是十分重要的。DSC是動(dòng)態(tài)量熱技術(shù)，對(duì)DSC儀器重要的校正就是溫度校正和量熱校正。為了能夠得到精確的數(shù)據(jù)，即使對(duì)于那些精確度相當(dāng)高的DSC儀，也必須經(jīng)常進(jìn)行溫度和量熱的校核。2023/9/21DSC曲線峰面積的確定及儀器校正DSC對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)定的過程371.峰面積的確定一般來講，確定DSC峰界限有以下四種方法：(1)若峰前后基線在一直線上，則取基線連線作為峰底線(a)。(2)當(dāng)峰前后基線不一致時(shí)，取前、后基線延長(zhǎng)線與峰前、后沿交點(diǎn)的連線作為峰底線(b)。2023/9/211.峰面積的確定一般來講，確定DSC峰界限有以下四種方法：238(3)當(dāng)峰前后基線不一致時(shí)，也可以過峰頂作為縱坐標(biāo)平行線．與峰前、后基線延長(zhǎng)線相交，以此臺(tái)階形折線作為峰底線(c)。(4)當(dāng)峰前后基線不一致時(shí)，還可以作峰前、后沿最大斜率點(diǎn)切線，分別交于前、后基線延長(zhǎng)線，連結(jié)兩交點(diǎn)組成峰底線(d)。此法是ICTA所推薦的方法。2023/9/21(3)當(dāng)峰前后基線不一致時(shí)，也可以過峰頂作為縱坐標(biāo)平行線．與392.溫度校正（橫坐標(biāo)校正）DSC的溫度是用高純物質(zhì)的熔點(diǎn)或相變溫度進(jìn)行校核的高純物質(zhì)常用高純銦，另外有KNO3、Sn、Pb等。2023/9/212.溫度校正（橫坐標(biāo)校正）DSC的溫度是用高純物質(zhì)的熔點(diǎn)或401965，ICTA推薦了標(biāo)定儀器的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)2023/9/211965，ICTA推薦了標(biāo)定儀器的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)2023/8/641試樣坩堝和支持器之間的熱阻會(huì)使試樣坩堝溫度落后于試樣坩堝支持器熱電偶處的溫度。這種熱滯后可以通過測(cè)定高純物質(zhì)的DSC曲線的辦法求出。高純物質(zhì)熔融DSC峰前沿斜率為：R0為坩堝與支持器之間的熱阻2023/9/21試樣坩堝和支持器之間的熱阻會(huì)使試樣坩堝溫度落后于試樣坩堝支持42試樣的DSC峰溫為過其峰頂作斜率與高純金屬熔融峰前沿斜率相同的斜線與峰底線交點(diǎn)B所對(duì)應(yīng)的溫度Te。2023/9/21試樣的DSC峰溫為過其峰頂作斜率與高純金屬熔融峰前沿斜率相同433.量熱校正（縱坐標(biāo)的校正）用已知轉(zhuǎn)變熱焓的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（通常用In、Sn、Pb、Zn等金屬）測(cè)定出儀器常數(shù)或校正系數(shù)K。A：DSC峰面積cm2ΔH：用來校正的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)變熱焓：mcal/mgS：記錄紙速cm/sa：儀器的量程（mcal/s）m：質(zhì)量2023/9/213.量熱校正（縱坐標(biāo)的校正）用已知轉(zhuǎn)變熱焓的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（通常44任一試樣的轉(zhuǎn)變或反應(yīng)焓值：選用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)與被測(cè)試樣所測(cè)定的熱效應(yīng)溫度范圍接近，而且校正所選用的儀器及操作條件都應(yīng)與試樣測(cè)定時(shí)完全一致。2023/9/21任一試樣的轉(zhuǎn)變或反應(yīng)焓值：選用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)與被測(cè)452023/9/212023/8/6462023/9/212023/8/647DSC的應(yīng)用鑒于DSC能定量的量熱、靈敏度高，應(yīng)用領(lǐng)域很寬，涉及熱效應(yīng)的物理變化或化學(xué)變化過程均可采用DSC來進(jìn)行測(cè)定。峰的位置、形狀、峰的數(shù)目與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，故可用來定性的表征和鑒定物質(zhì)，而峰的面積與反應(yīng)熱焓有關(guān)，故可以用來定量計(jì)算參與反應(yīng)的物質(zhì)的量或者測(cè)定熱化學(xué)參數(shù)。2023/9/21DSC的應(yīng)用鑒于DSC能定量的量熱、靈敏度高，應(yīng)用領(lǐng)域很寬，482023/9/212023/8/6491.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的測(cè)定無定形高聚物或結(jié)晶高聚物無定形部分在升溫達(dá)到它們的玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，被凍結(jié)的分子微布朗運(yùn)動(dòng)開始，因而熱容變大，用DSC可測(cè)定出其熱容隨溫度的變化而改變。1)取基線及曲線彎曲部的外延線的交點(diǎn)2)取曲線的拐點(diǎn)2023/9/211.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的測(cè)定無定形高聚物或結(jié)晶高聚物無定形部502.混合物和共聚物的成分檢測(cè)脆性的聚丙烯往往與聚乙烯共混或共聚增加它的柔性。因?yàn)樵诰郾┖途垡蚁┕不煳镏兴鼈兏髯员３直旧淼娜廴谔匦?，因此該共混物中各組分的混合比例可分別根據(jù)它們的熔融峰面積計(jì)算。

2023/9/212.混合物和共聚物的成分檢測(cè)脆性的聚丙烯往往51沖擊實(shí)驗(yàn)表明，含乙烯鏈段少的試樣抗沖擊性能差。2023/9/21沖擊實(shí)驗(yàn)表明，含乙烯鏈段少的試樣抗沖擊性能差。202523.結(jié)晶度的測(cè)定高分子材料的許多重要物理性能是與其結(jié)晶度密切相關(guān)的。所以百分結(jié)晶度成為高聚物的特征參數(shù)之一。由于結(jié)晶度與熔融熱焓值成正比，因此可利用DSC測(cè)定高聚物的百分結(jié)晶度，先根據(jù)高聚物的DSC熔融峰面積計(jì)算熔融熱焓ΔHf，再按下式求出百分結(jié)晶度。ΔHf*：100%結(jié)晶度的熔融熱焓2023/9/213.結(jié)晶度的測(cè)定高分子材料的許多重要物理性能是與其結(jié)晶度密53ΔHf*的測(cè)定用一組已知結(jié)晶度的樣品作出結(jié)晶度ΔHf圖，然后外推求出100％結(jié)晶度ΔHf*.2023/9/21ΔHf*的測(cè)定用一組已知結(jié)晶度的樣品作出結(jié)晶度ΔHf圖，然后542023/9/212023/8/655食品物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)大部分的食品是由無數(shù)細(xì)小的內(nèi)部界面組成，在光學(xué)上是各向異性的。光進(jìn)入這種物料后在各個(gè)方向上散射，而不是以直線方式透過物體，多次散射和重新分布是光和食品相互作用的主要特征。反射光提供了食品表面特征的信息，如顏色、表面缺陷、病變和損傷等，而光的吸收和透射則是食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、內(nèi)部顏色和缺陷等信息的載體。對(duì)這些量的分析可以判斷食品物料的不同顏色、區(qū)分質(zhì)量?jī)?yōu)劣、指示成熟與否，從而可以對(duì)食品進(jìn)行分選和質(zhì)量分析。對(duì)食品光學(xué)性質(zhì)的測(cè)定，最大優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品快速、無破壞、無損傷檢測(cè)。2023/9/21食品物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)大部分的食品是由無數(shù)細(xì)小的內(nèi)部界面組成，在光56食品物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)

食品與色澤食品光物性與測(cè)定食品的光學(xué)測(cè)定原理；利用食品光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的裝置和方法；食品近紅外測(cè)定的原理和應(yīng)用；色差的概念和食品色度的檢測(cè)方法2023/9/21食品物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)

食品與色澤2023/8/657食品與色澤食品的色澤是人的感官評(píng)價(jià)食品品質(zhì)的一個(gè)重要因素。不同的食品顯現(xiàn)著各不相同的顏色，例如，菠菜的綠色、蘋果的紅色、胡蘿卜的橙紅色等，這些顏色是食品中原來固有的。飲食文化講究色香味俱全，其中色彩排在首位，色彩可以促進(jìn)人們的食欲，有色彩變化搭配的食物容易增進(jìn)食欲，而單調(diào)或者雜亂無章的色彩搭配則使人倒足了胃口。不同彩色光源的照射也會(huì)對(duì)食品色彩產(chǎn)生很大的影響，從而引起人們不同的食欲反映，農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)中許多出售肉食的攤位用紅色玻璃紙包裹燈泡用紅色燈光照射食物，就是為了使肉食看上去更加新鮮，引起人的食欲。色彩與嗅覺的關(guān)系大致與味覺相同，也是由生活聯(lián)想而得。從花色聯(lián)想到花香，根據(jù)試驗(yàn)心理學(xué)的報(bào)告：通常紅、黃、橙等的暖色系容易使人感到有香味，偏冷的冷色系容易使人感到有腐敗的臭味。深褐色容易聯(lián)想到燒焦了的食物，感到有蛋白質(zhì)烤焦的臭味。2023/9/21食品與色澤食品的色澤是人的感官評(píng)價(jià)食品品質(zhì)的一個(gè)重要因素。不58食品的光學(xué)測(cè)定原理光通過介質(zhì)時(shí)，一部分在界面上被反射，一部分被介質(zhì)吸收，另一部分被介質(zhì)散射，余下部分按一定折射方向繼續(xù)前進(jìn)(這部分也可以叫做透射光)。因此，通過介質(zhì)透出的光強(qiáng)度必然比入射光弱。同時(shí)，由于不同波長(zhǎng)的光在介質(zhì)中的傳播速度不同，因而同一介質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光，有不同的折射率，所以一束白光或復(fù)合光在折射時(shí)，只要入射角不為零，則不同波長(zhǎng)的光，將按不同的折射角而散開，稱之為色散。由此可見，光的吸收、散射、反射和色散是光在介質(zhì)中傳播時(shí)所發(fā)生的普遍現(xiàn)象。2023/9/21食品的光學(xué)測(cè)定原理光通過介質(zhì)時(shí)，一部分在界面上被反射，一部分59光的吸收光通過任何介質(zhì)都有不同程度的被吸收。物質(zhì)對(duì)光的吸收有選擇性。同一介質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)(不同顏色)的光的吸收程度不等。無色透明物質(zhì)，例如玻璃，對(duì)可見光(波長(zhǎng)在400一800nm之間)吸收很少。通常lcm厚的玻璃對(duì)可見光只吸收約1%，但玻璃對(duì)紫外線吸收較為顯著。石英對(duì)紫外線吸收不多，而對(duì)紅外線吸收性較強(qiáng)。一般有色透明體，例如紅色玻璃對(duì)紅、橙色光吸收較弱(透過較多)，而對(duì)其他色光吸收較強(qiáng)。諸如這類現(xiàn)象稱為透明介質(zhì)對(duì)光的選擇透射。相對(duì)來說，也就是選擇吸收。當(dāng)綠色或藍(lán)色光投入紅色玻璃片，則紅色玻璃片呈現(xiàn)非透明現(xiàn)象。2023/9/21光的吸收光通過任何介質(zhì)都有不同程度的被吸收。物質(zhì)對(duì)光的吸收有60光的吸收設(shè)強(qiáng)度為I的某種光，通過厚度為dx的某種均勻介質(zhì)層，因被介質(zhì)吸收部分光能量而使強(qiáng)度減少dI，如圖9一1所示，朗伯（Lambert），指出(dI/I)與吸收層厚度dx成正比，即有2023/9/21光的吸收設(shè)強(qiáng)度為I的某種光，通過厚度為dx的某種均勻介質(zhì)層，61光的吸收式中aλ與介質(zhì)性質(zhì)和光波的波長(zhǎng)有關(guān)，稱為該介質(zhì)對(duì)該種光的吸收系數(shù)。當(dāng)介質(zhì)總厚度為x，原入射光強(qiáng)度為I0，通過整個(gè)介質(zhì)以后的光強(qiáng)度為I，將上式積分，得2023/9/21光的吸收式中aλ與介質(zhì)性質(zhì)和光波的波長(zhǎng)有關(guān)，稱為該介質(zhì)對(duì)該種62光的吸收上式即為朗伯定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。對(duì)于選擇吸收的物質(zhì)來說，在吸收波段內(nèi)，aλ可以很大，aλ越大，表示吸收越強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)證明，稀溶液對(duì)光的吸收系數(shù)aλ與其濃度c成正比，即有aλ＝kic的關(guān)系，式中ki為決定于吸收物質(zhì)的分子特性，而與濃度無關(guān)的另一常數(shù)。根據(jù)光在溶液中的被吸收的程度，可以決定溶液的濃度，這就是吸收光譜分析的原理。此式稱為比爾定律。2023/9/21光的吸收上式即為朗伯定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。對(duì)于選擇吸收的物質(zhì)來說63反射光特性的測(cè)定

定義反射率R＝Iτ/I1，Iτ為反射光強(qiáng)度，I1為入射光強(qiáng)度。反射光密度Dτ