流变学
什么是流变学?
流变学是研究液体、固体或半固体材料在受到力或应力作用时是如何变形或流动的。
流变学的研究包括应力和应变的测量。应变为变形程度,应力为a:
- 拉伸(扩展)
- 压缩
- 扭转
- 剪切力量1
起源
流变学是1929年一个社会学科的名称,该社会致力于研究材料在力的作用下如何变形。它的目标是提供定量参数来定义材料如何在力、时间和空间方向的作用下变形。2
“万物流动”——赫拉克利特。然而,这种流动取决于力、方向和持续时间。2
流变学是如何工作的
在烘焙和谷物科学中,流变学是特别有趣的。面团是一种粘弹性材料,它既具有液体性质又具有固体性质。当一个力作用于它时,它表现出粘性(类流体)和弹性(类固体)的行为。形成谷蛋白和多糖,一旦水合和完全混合,是这种粘弹性的原因。
面团和面糊的流变性质(也称为处理性能):
- 弹性:在去掉变形力后,面团试着恢复原来形状的程度。面团应具有最小的弹性,以避免在压片和成型后因“回弹”而造成的变形。
- 可扩展性:面团拉伸或变形的能力变形力包括薄片和模压以及来自酵母发酵的气体压力。面团应具有足够的延展性(和最小的弹性),以便在打样和烘烤时产生显著的面团膨胀。
- 抗变形的抵抗力:这个概念相当于“面团柔软度”。面团应具有尽可能小的抗变形能力。这转化为易于形状变化期间,板材和成型,以避免破坏多少不稳定的气体电池混合期间合并。
- 粘度:液体产品,如搅拌器,对运动或剪切力的抵抗力。3.
应用程序
面团流变学的研究关系到面包的制作和成品的质量。有两种类型的流变学方法用于评估面团和面糊的流变特性,它们是:1、4
- 基本
- 管型(毛细管流动)
- 玻璃毛细血管
- 高压毛细管
- 管
- 旋转类型
- 平行板
- 同心圆筒
- 锥和板
- 混合机
- 管型(毛细管流动)
- 经验
以下是烘焙和铣削行业中使用的实证方法。这些测试测量在试验条件下的面团和面糊的流变性能,试图尽可能地模拟商业设备中的加工条件:
测试方法 | 主导力评估 | 细节 |
淀粉测定记录仪 | 剪切应力/力量 | 测试:和面机录音。 操作原理:测量并记录面粉/水面团的电阻,以防止以特定速度(RPM)和特定温度操作的叶片或销的混合叶片或销。 测量特性:以无量纲值(如Brabender单位)作为电机扭矩的抗变形能力。 |
伸长曲线仪 | 拉应力(单轴拉伸) | 运营原理:措施并记录延长,延长完全混合,轻松的面粉/水面团的可扩展性和抵抗力。通过以恒定速率移动直至面团破裂的钩子施加变形力。 测量特性:应力/应变关系。抗变形(拉伸应力)Pa或N/m2,或无因次值(如布拉本德单位)。 |
Alveograph | 拉伸应力(双轴延伸) | 操作原理:措施并记录抗面粉/水面团变形的抵抗力。通过将面团片吹入气泡(使)施加到气泡中,施加负责面团膨胀的变形力直至其破裂。 |
Mixolab | 剪切应力/力量 | 操作原理:测量并记录面粉/水面团随时间变形的阻力,同时对其进行可变剪切力和加热和冷却循环。 测量的性能:在N×M中的电动机扭矩变形抵抗力。 |
粘度计 Viscoamylograph.. |
剪切应力/力量 | 工作原理:测量并记录面粉/水浆或面糊在加热和冷却循环过程中的抗变形能力。 测量特性:以粘度Pa x S、厘泊(cP)或无因次值表示的抗变形能力。 |
参考文献
- Steffe,J.F.“流变学简介”。食品过程工程中的流变方法,第2版,Freeman Press,1996,PP。1-93。
- Janmey,Paul A.和Manfred Schliwa。“流变学。”目前的生物学18.15(2008):R639-641。
- 辛格,r.p.,和赫德曼博士,《食品加工中的流体流动》。《食品工程概论》,第四版,学术出版社,Elsevier Inc., 2009年,第65-81页。
- Rao M.A.“流体食物的流变性质”。食品,第4版,CRC新闻,泰勒弗朗西斯集团,LLC的工程性质。,
- 2014年,第121-177页。
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