0n
μ——塑性流体的稳定性系数； n——流动特性指数； σ0——屈服应力。
流动特性曲线不通过坐标原点!
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塑性流体的流动特性曲线：
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塑性流体分类
对于塑性流动来说，当应力超过σ0时： 流动特性符合牛顿流动规律的——宾汉流动； 不符合牛顿流动规律的流动——非宾汉塑性流动。
胀塑性流体：在非牛顿流体的流动状态方程中，如果1＜ n ＜∞，表观粘度随剪切速率的增大而增大， 表现为胀塑性流动的流体为胀塑性流体。胀 塑性流动也被称为剪切增稠流动。
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典型食品及现象
比较典型的胀塑性流体：生淀粉糊。
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塑性流体
塑性流体：当作用在物质上的剪切应力大于极限值时， 物质开始流动，否则，物质就保持即时形状 并停止流动。
剪应力的极限值定义为屈服应力，指使物体发生流动的 最小应力，用σ0表示。
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塑性流体的流动状态方程为:
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4.2.2 液态食品分散体系的流变特性
1 食品分散体系的分类
分散体系：指数微米以下，数纳米以上的微粒子在气体、液 体或固体中浮游悬浊(即分散)的系统。
在这一系统中:
微粒子称为分散相；
分散的气体、液体或固体称为分散介质。
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测定温度
n
K
25℃ 45℃
0.227 0.267
187 160
65℃
0.299
113
σ0/pa
32 24 14
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触变性流体
触变性是指当液体在振动、搅拌、摇动时粘性减少，流 动性增加，但静置一段时间后，又变得不易流 动的现象。
如：番茄酱、蛋黄酱
“在容器中放置一段时间后倾倒时则不易流动，但将容 器猛烈摇动或用力搅拌即可变得容易流动，再长时间放置 时又变得不易流动。”
分散体系的一般特点是：
1） 分散体系中的分散介质和分散相都以各自独立的状态 存在，所以分散体系是一个非平衡状态。
2） 每个分散介质和分散相之间都存在着接触面，整个分 散体系的两相接触面面积很大，体系处于不稳定状态。
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按照分散程度的高低（即分散粒子的大小），分散体 系可大致分为如下三种：
咀嚼食 品时的 满足感
食品的 烹饪、
加工
工艺及 设备的
设计
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4.1.2 食品流变学的研究目的
1
2
3
4
1 鉴别食品的 原材料、中 间产品，也 可用于控制 生产过程；
2 提高食品质 量、调节生 产工艺过程
1 用食品流变 仪测定法来 代替感官评 定法，定量 地评定食品 的品质；
牙膏——包含的流变学问题
要求：使用时挤出要容易， 挤出后要维持形状，在牙刷 上不能下陷，刷牙时又要轻 松，那就要求牙膏遇到剪切 时黏度迅速下降，静止时又 要一定的屈服应力，以保持 坚挺。
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食品流变学作用
食品的运 输、传送、 加工工艺
食品流变学在食品物 性学中占有重要地位
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牛顿流体的流动特性曲线
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需要注意：
严格地讲，理想的牛顿流体没有弹性，且不可压缩，各 向同性。
自然界中理想的牛顿流体是不存在的。
在流变学中只能把在一定范围内基本符合牛顿流动定律 的流体按牛顿流体处理。
内容
作用于物体上的应力和由此产生的应变规律，是力、 变形和时间的函数。
对象
食品物质
固态 主要具有固 体性质的食
品物质
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液态
主要具有流体性质的食品物质。 分为牛顿流体和非牛顿流体。 具有弹性的粘性流体归属于塑
性流体。 南京农业大学食品科技学院
半固态 同时表现出 固体性质和 流体性质的 食品物质4
流体、假塑性流体、胀塑性液体、宾汉流体各自的特征；
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液态食品分散体系的粘度表示方法以及影响液态食品粘
度的因素；
3
粘弹性的力学模型，掌握单要素和多要素模型；
4
应力松弛、蠕变和滞后曲线实验。
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4.1 食品流变学的定义及研究目的
定义
流变学(Rheology)是研究物质的流动和变形的科学，它与 物质的组织结构有密切关系。
ηa=tanθi（i=1,2,3,…)
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现象解释
有假塑性流动性质的液体食品，大多含有高分子的胶
体粒子，这些粒子多由巨大的链状分子构成。
在静止或低流速时，它们互相勾挂缠结，粘度较大，
显得粘稠。
但当流速增大时，也就是由于流层之间的剪应力的作
用，使比较散乱的链状粒子滚动旋转而收缩成团，减少了
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a 假塑性流体
假塑性流体：在非牛顿流体流动状态方程中，当0＜n＜1 时，即表观粘度随着剪切应力或剪切速率 的增大而减少的流动，符合假塑性流动规 律的流体。因为随着剪切速率的增加，表 观粘度减少，故也称为剪切稀化流动。
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分别称为宾汉流体或非宾汉流体。
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部分食品的屈服应力值及流态特性参数
宾汉流体食品的屈服应力值
名称 融化的巧克力 橘子汁（60%浓度）
屈服应力值/Pa 1.2 0.7
名称 番茄酱 番茄酱 番茄酱
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非宾汉流体食品的流态特性参数
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4.2 液态食品的流变特性
4.2.1 黏性流体的流变学基础理论
1) 黏性及牛顿黏性定律 2) 黏性流体的分类及特点 3) 塑性流体 4) 触变性流体
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流体的分类
粘性流体
流
体
塑性流体
牛顿流体 非牛顿流体
相互勾挂，这就出现了剪切稀化现象。
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示例
食品工业中的一些高分子溶液、悬浮液和乳状液。
酱油、菜汤、番茄汁、浓糖水、淀粉糊、苹果酱等都是 假塑性流体。
大多数非牛顿流体都属于假塑性流体。
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b 胀塑性流体
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上式中设： a kn1
非牛顿流体的流动状态方程可写成与牛顿流体相似的形式：
a
ηa称为表观粘度。
与η不同的是：ηa与浓度系数k和流动指数n有关，且 是剪切速率的函数。也就是ηa是非牛 顿流体在某一特定剪切速率下的粘度。
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牛顿流体
牛顿流体：剪切应力与剪切速率之间满足牛顿黏性定律 （剪切力与剪切速率之间满足线性关系）的流体。
例如：水（最典型）/糖水溶液/低浓度牛乳/油/其他透明溶液
牛顿流体的特征：剪切应力与剪切速率成正比，黏度不随 剪切速率的变化而变化。即：在层流状 态下，黏度是一个不随流速变化而变化 的常量。
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剪切应力σ可定义为： F
A
（单位Pa）
牛顿黏性定律指出：流体流动时剪切速率与剪切应力成 正比关系，即：
式中：比例系数η称为黏度，是液体流动时由分子之间的 摩擦产生的。
黏性是物质的固有性质。上式也是黏性的基本法则。
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第四章 食品的流变特性
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南京农业大学食品科技学院来自1内容提要食品流变学的定义及研究目的； 液态、固态、半固态食品的流变特性； 食品流变性质的测定方法和食品流变学的应用。
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重点难点
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粘性流体的流变学基础理论，包括牛顿粘性定律，牛顿
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以从流流体体平的行层流流过流固动定沿平平板行为于例流：动紧方贴向板取壁一的流流体体微质元点，，微因元 上与下板两壁层的流附体着接力触大面于积分为子A的(m内2聚), 两力层，距所离以为速d度y 为(m零), ，两在层贴间 着板壁处形成一静止液层，而越远离板壁的液层流速越大。 黏液性体阻内力部为在F垂(N直),于两流层动的方流向速就为会别形为成u和速u度+梯du度(m，/s层）与。层之 间存在着黏性阻力。
是多相体系 。
如蔗糖溶于水后形成 的“真溶液” 。
与水亲和力差的难溶性 固体物质高度分散于水 中所形成的胶体分散体
系为“溶胶” 。
悬浮液(泥浆)和乳状 液(牛乳) 。