《食品物性学》教学课件08食品的电物性

1、食品的电物性及其应用光电波谱电物性基础n导电性 物体在外电场作用下，对电能的传递与损耗的性质称为该物体的导电性。n介电性 物体在外电场作用下，对电能的贮存和损耗的性质称为该物体的介电性。极化电子极化原子极化取向极化极化与迁移介电系数介电系数电导体半导体电介质频率对介电性影响n松弛时间是极化时间。n频率高于松弛频率，物质来不及调整。n频率低于松弛频率，调整充分，且存在离子迁移。P=Pmax.cos(wt-d)电热能食品材料介电性质变化The electrical properties of tissue vary with frequency介电松弛德拜方程：电场角频率：分子松弛时间0：静电场下的介电系数：光频区的介电系数介电松弛德拜方程Cole-Cole 圆Cole-Cole对德拜公式进行修正，消去当材料的松弛时间完全一致时，为半圆，否则为弧形。温度对介电性影响n温度影响水分性质；n温度影响物质黏度；n温度影响次价键强度。温度对介电性影响温度对介电性影响水对介电性能的影响束缚水的松弛时间远大于自由水水的介电性质Dielectric permittivity and dielectric

2、 loss of water between 0C and 100C 水与冰NaCl溶液对介电性质的影响水与NaCl水溶液的介电性质Dielectric and dielectric loss of 0.15 M NaCl between 0C and 100C碳水化合物蜡质玉米淀粉高直链淀粉木薯淀粉水稻淀粉玉米淀粉小麦淀粉 蛋白质分散系统的介电常数Maxwell 公式1：分散介质；2：分散相；P：分散粒子所占体积分率。介电参数估算式式中质量 m 和温度 T 分别用百分数和热力学温标K，下标 W 和 a 分别是水份和矿物质。部分材料介电参数材料水灰分温度频率水100026230003.20.003水1000288300078.816.2猪肉72.83.7276300049.725.2火腿73.44.4293300051.829.0土豆片15.33.3529830005.182.85活化能确定阿累尼乌斯方程由可得以对作图其斜率即为电导性n带电粒子可能是电子、空穴、离子甚至是极化的粒子。电子或者空穴传递的媒介与离子不同，电子传递是通过紧邻分子间的电子轨道能级跃迁完成。n而离子传递是通过分子

3、间的自由体积或者流动介质完成。食品含有大量的离子和水，因此，离子浓度和水的性质决定食品电导特性。细胞组织导电性电导性n香蕉泥（A）n香蕉块（B）n电导率与温度关系 电导性部分食品材料电导率材料温度（）电导率（S/m）0.01M KCl溶液250.140.1M KCl溶液251.281.0M KCl溶液2511.11牛奶（脂肪1.5%）201.75橙汁202.27苹果汁203.45小麦啤酒205.00自来水2016.67番茄汁200.67盐渍泡菜200.48电离辐射远红外电阻丝（1）镍铬电阻丝（2）电离辐射淀粉（1）水（2）纤维素（3）电离辐射水在不同厚度的远红外吸收光谱 电物性在食品工业中的应用n静电加工（喷涂、分离、）涂膜保鲜冻肉高压静电解冻冻肉高压静电解冻离子在静电场中迁移速度大分子在高压电场中迁移速度电场强度与细胞损坏电渗透原理电物性在食品工业中的应用n电渗透脱水大豆蛋白饼微波电加热微波的穿透深度 半衰深度 材料名称温度（）半衰深度（cm）915MHz2450MHz水-12.5150078014.56.60.955.016.32.395.029.54.8牛肉4.51.1218.2-17.79.87.6-51.170.046.0冻干肉-17.7550.0190.0-60.0180.064.0例题用微波加热马铃薯，已知微波频率为2450MHz，马铃薯介电常数和介电损耗因数分别为64和15。计算微波穿透深度。例题欧姆电加热欧姆电加热温度变化应用装备本章重点n掌握介电加热机理；n掌握影响介电加热的因素；n了解介电在食品工业上的应用范围。n了解核磁共振原理。本章结束

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