關于黏性食品的流變特性第1頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日《食品物性學》教學內容

3.1黏性流體的流變學基礎

3.2剪切黏度的影響因素

3.3流變參數實驗確定方法第2頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3黏性食品的流變特性

流變學(Rheology)是研究物質的流動和變形的科學，主要研究作用于物體上的應力和由此產生的應變規律，是力、變形和時間的函數。食品流變學研究的對象是食品物質。食品物質種類繁多，為了研究方便，食品流變學把食品物質按形態簡單分成液態食品、半固態食品和固態食品。液體又可分為兩大類，符合牛頓黏性定律的液體稱之為牛頓流體；不符合牛頓黏性定律的液體稱之為非牛頓流體。第3頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎3.1.1黏性及牛頓黏性定律

1.黏性流動的概念

流體在外力作用下流動時，由于體系內部各種摩擦阻力（真溶液的分子之間、分散介質與分散相之間、分散相之間及分散介質之間）的存在，表現為流體在運動過程中總是在抵消外力或減弱流動的現象。第4頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎(a)平板模型示意圖圖3-1平行板間流體層流模型中內摩擦(b)流速梯度分布示意圖dvdx第5頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎2.剪切應力

（1）應力

（2）正應力

（3）剪切應力

垂直于截面的應力分量，稱為正應力或法向應力。相切于截面的應力分量稱為剪切應力。其單位是Pa。物體由于外因（載荷、溫度變化等）而變形時，在它內部任一截面的兩側出現的相互作用力，稱為內力。單位面積上的內力稱為應力。第6頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

3.剪切速率

流體在兩界面（如平行板）之間流動時，因材料與流體間存在摩擦力，使流體內部與流體-界面接觸處的流動速率不同，誘發一個漸變的速率場，稱為剪切速率（或速度梯度、應變速率）。4.流動特性曲線是反映流體流變性的曲線，泛指剪切應力與剪切速率的關系曲線。有時也指黏度（表觀黏度）及其表現形式與剪切速率、分散相粒徑、分散相體積分數等關系的曲線。第7頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

3.1.2黏性流體的分類及特點3.1.2.1Newton流體

1.概念

Newton流體是指在任意小的外力作用下即能流動的流體，并且剪切應力σ與流動的剪切速率?大小成正比。

※Newton定律的局限性

Newton黏性實驗定律描述像水和空氣這樣的流體是適合的，對含高分子量的流體不適宜，因其剪切應力與剪切速率之間已不再是線性關系。第8頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎2.流變方程數學表達式σ＝η?

①流體層之間單位面積的內摩擦力或剪切應力與速率梯度或剪切速率成正比。②式σ＝η?又稱Newton剪切應力公式，它表明有一類流體，其剪切應力與剪切速率呈線性關系。這類流體被稱為Newton流體。③非Newton流體，問題復雜，η不是常數，它與流體的物理性質和受到的剪切應力和剪切速率有關，流體的流動情況要改變其內摩擦特性。

σ為剪切應力；?為剪切速率；η是與剪切速率無關的常數，是代表流體黏滯性的物理量，反映了流體內摩擦力的大小，稱為流體的黏性系數，簡稱黏度。第9頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.流變曲線

流體的流變曲線是剪切應力與剪切速率的關系曲線。

可將剪切應力為縱坐標，剪切速率為橫坐標，也可將剪切應力為橫坐標，剪切速率為縱坐標。

圖3-2描述了Newton流體和幾種非Newton流體——塑性、假塑性和膨脹流體的流變曲線。3.1黏性流體的流變學基礎圖3-2四種流體的流變曲線第10頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日

4.流體特征

（1）Newton流體的流變曲線是一條經過原點的直線，其斜率即為流體的黏度，斜率大小代表黏度的高低。（2）黏度值是個常數，不受剪切速率或剪切應力單方面變化的影響，只有它們同時變化才能影響黏度值。（3）只要有力作用即流動，無論力大小。見圖3-3。3.1黏性流體的流變學基礎圖3-3牛頓流體特性曲線第11頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

※

關于Newton流體有兩點說明①絕對的Newton流體是不存在的

理想的Newton流體是無彈性、不可壓縮和各向同性的，實際上不存在這樣的流體，但有些流體因其性質在一定條件下與Newton流體相近，可近似為Newton流體。②Newton流體具有恒定黏度的結論只在層流條件下成立。第12頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

5.實例化工領域著名的Newton流體的例子是甘油、乙醇、極稀的溶膠和高分子溶液等。在食品工業中，只有水、白醋、白酒、蔗糖水、汽水、少數植物油等屬于Newton流體，其它絕大多數均為非Newton流體。第13頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

3.1.2.2非Newton流體

（1）非Newton流體種類繁多，不勝枚舉絕大多數生物流體，如人身上的血液、淋巴液、囊液等多種體液以及像細胞質那樣的“半流體”都屬于非Newton流體。

（2）非Newton流體包括塑性流體、假塑性流體（剪切變稀）、脹塑性流體（剪切變稠）、觸變性流體、流凝性流體等多種，描述其內摩擦特性的流變模型有多個。

如Ostwald-dewaele冪律模型、Ellis模型、Carreau模型和Bingham模型等，其中冪定律模型最為常用。剪切應力與剪切速率之間不滿足線性關系的流體稱為非Newton流體。第14頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

※

冪定律模型

將非Newton流體的黏度描述為速率梯度或剪切速率絕對值的指數函數：

σ0=k(dvx/dy)n=k?n

或

η=k(dvx/dy)n=k?n-1

①當n=1時，η=k，即k具有黏度的量綱，此時流體為Newton流體；

②當n<1時，為假塑性或剪切變稀流體；③當n>l時，為脹塑性或剪切增稠流體；

④僅有n、k兩參數，使用簡便，應用廣泛。工業上80％以上的非Newton流體均可用此模型描述。

K為稠度系數，Pa·sn；n為流體特性指數，無因次，表示與Newton流體偏離的程度。第15頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

1.塑性流體

（1）概念當物體受到超過某特定閾值的剪切應力作用后，發生永久性變型，該流體即為塑性體。

塑性體有液體也有固體（如燒制陶瓷的泥胎和金屬），一般將液體的塑性體稱為塑性流體。

塑性流體也稱Bingham流體，是非Newton流體中的一種。第16頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（2）流變方程①塑性流體流變性最常用的測定方法是旋轉黏度計法。

②塑性流體流變曲線的直線段可用下式表征其流變特性：

σ=σ0＋η塑?

（σ＞σ0）③屈服應力σ0和塑性黏度η塑是塑性流體的兩個特征參數。第17頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

（3）流變曲線

①流變曲線是一條不經過原點的直線。如圖3-4所示。②剪切應力超過時σ0，流動特征符合Newton流型。圖3-4塑性流體流動曲線第18頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（4）流體特征

①存在屈服應力σ0剪切應力小于某一數值σ0時不能流動，大于σ0后才能流動。

※屈服應力分析

第一個屈服應力是流體剛開始流動的切力fL，稱為靜切力。第二個屈服應力是流變曲線直線段的反向延長線與剪切應力軸的交點，稱為動切力fB（或稱Bingham值）。

第三個屈服應力是流體開始層流的切力fM。第19頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

②黏度隨剪切速率而變化

※塑性流體呈剪切稀化性的原因

a)流體靜止時，分散相顆粒間形成較弱的凝膠，在剪切速率增大時該凝膠被破壞，使黏度減小。

b)若分散相顆粒為棒狀、片狀或線型大分子化合物，顆粒由靜止態運動起來阻力大，當受到足夠的剪切時，原來比較散亂的鏈狀顆粒滾動、旋轉，收縮成團，減少了相互鉤掛，形成定向排列，黏度減小。如圖3-5所示。

塑性流體是由不對稱性分散相顆粒形成的網絡結構組成的（分散相顆粒濃度大到一定程度，彼此互相接觸時，才能形成塑性流體），要使流體流動，必須使剪切應力超過屈服應力，破壞其網絡結構，流體才能流動。塑性流體是剪切變稀型流體，黏度隨剪切速率增大而減小。第20頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎圖3-5剪切稀化原理示意圖第21頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

※剪切稀化程度與分子鏈長短和線型的關系

a)由直鏈大分子構成的分散相顆粒組成的分散體系，比支鏈結構的剪切稀化作用強。

b)長鏈大分子構成的分散相顆粒組成的分散體系比短鏈結構分子剪切稀化作用大。

第22頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（5）塑性流體實例①濃肉湯。②蘋果醬、番茄醬和巧克力等。③牙膏和芥末辣醬是塑性流體。④油墨、油漆、黏土漿等也是塑性流體。圖3-6濃肉湯的流變曲線圖3-7果醬的流變曲線第23頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

2.假塑性流體

（1）概念表觀黏度隨剪切應力或剪切速率增大而減小的流體稱為假塑性流體。

（2）流變方程σ=k?n

（0＜n＜1）表觀黏度a與τ和?的一般關系為：σ=a?第24頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日

①a與稠度系數k和流型指數n有關，且是剪切速率?的函數：a=k?n-1

②a與一定的剪切速率相對應，在圖15-30中，表觀黏度：a=tanθi

（i=1，2，3……）

③|n-1|作為其非Newton性質的度量。

④n只在很小的剪切速率范圍內，才近似為常數。3.1黏性流體的流變學基礎

n越偏離1，非Newton性質越突出，n=1時代表的流體為Newton流體。圖3-8假塑性流體的流變曲線第25頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（3）流變曲線

①若以lgσ對lg?作圖，得一條直線，從截距和斜率可求出n、k值。②流體表觀黏度隨剪切應力的增大而減小。（4）流體特征①黏度隨剪切速率增大而減小，剪切稀化作用突出；

②在任何剪切應力范圍內均無彈性特征；③無屈服應力，一旦施加外力就能流動；④流變曲線為通過坐標原點凸向剪切應力軸的曲線。

第26頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（5）典型的假塑性流體

大多數高分子化合物（如淀粉、羧甲基纖維素、橡膠、藻蛋白酸鈉、木質素磺酸鈉等）溶液、乳狀液和發生絮凝的溶膠都屬于這類流體。

血液在低剪切速率時也表現出假塑性流體性質。

第27頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

3.膨脹流體

（1）概念

※膨脹現象

※

膨脹流體

分散體系中分散相顆粒在剪切應力的強烈作用下，成為疏松排列結構，導致視體積增大的現象稱為膨脹現象。

凡是表觀黏度隨剪切速率增大而增稠的流體，不管在剪切應力作用下有無體積膨脹都可稱為膨脹流體。第28頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（2）流變方程σ=k?n

（1＜n＜∞）表觀黏度公式：σ=a?①表觀黏度a與稠度系數k和流型指數n有關，且是剪切速率?的函數：a=k?n-1②a與一定的剪切速率相對應a=tanθi

（i=1，2，3……）

這些公式都顯示出該類流體的表觀黏度隨剪切速率或剪切應力的增大而增大的特征。第29頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（3）流變曲線以lgτ對lg?作圖，得一條直線，從截距和斜率可求出n、k值。（4）流體特征

①無屈服應力，一加外力就流動。②黏度隨?增加而增大，有剪切稠化現象。

③流變曲線為通過坐標原點凹向剪切應力軸的曲線。圖3-9膨脹流體的流變曲線第30頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

※

流體剪切稠化的原因①當顆粒濃度很高并接近最緊密排列時，兩層間的相對運動將使顆粒偏離最緊密排列，體積有所增加，需消耗額外能量。②當流速增加而使顆粒動能升高時，可能越過絮凝所要克服的能壘，而發生絮凝使黏度增大。第31頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日

a)流體在靜止或剪切應力小時分散相顆粒是完全分散開的，黏度很小；當剪切應力大時，流體運動中顆粒碰撞機會多，碰在一起的顆粒形成結構，大大增加了流體的流動阻力，故顯現出剪切稠化現象。

b)若分散相濃度太小，不足以形成結構，則流體無膨脹性特征；若分散相濃度很大，靜止時就能形成結構，再攪動流體結構也不會發生大變化，剪切增稠不明顯，不呈膨脹性。3.1黏性流體的流變學基礎第32頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

4.觸變流體（1）觸變性

①所謂觸變性是指一些分散體系在攪動或其它機械力作用下，使其不流動或難流動的凝膠狀轉變為流動的溶膠狀，再靜置一段時間體系又恢復到凝膠狀的性質。②觸變性可視為分散體系在恒溫下“凝膠-溶膠”之間相互轉換過程的流變特性。③分散體系在剪切應力作用下產生形變，若τ/?之比值暫時減小，其必具觸變性。

如將氫氧化鋁或氫氧化鐵等凝膠裝入試管中，靜止狀態時緩慢傾斜，不流動，但用力搖晃后即可流動。第33頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（2）觸變流體①觸變流體受剪切應力作用（搖動、振動、攪動等）后，流動性從無到有或從小到大變化。

②當去除外力，靜止一段時間后，流動性從大到小或從有到無變化。

③觸變性流體也是一種塑性體，并且有剪切稀化作用。在剪切作用下流體由黏稠狀態變為流動性較大的狀態，而剪切作用消除后，滯后一段時間流體又恢復到原來狀態，具有這種性質的流體稱為觸變流體。第34頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（3）流變曲線①滯后圈是與時間有關的流體流動經歷曲線。

②滯后圈是剪切速率由小到大測定的剪切應力-剪切速率線與從大到小測定的剪切應力-剪切速率線所圍成。

剪切速率減小時稱降速線，反之稱增速線，且降速線在增速線的下方。

如圖3-10所示，它形如織布梭或一葉輕舟。觸變性流體的流變曲線有滯后圈。圖3-10觸變性流體的滯后圈第35頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日（4）流體特征◆觸變流體的特點

①觸變流體從有結構到無結構，或從結構拆散到結構恢復是一個等溫可逆過程。

②觸變結構的破壞與形成是時間的函數，結構的機械強度的變化也是時間的函數。③流體的黏度不僅隨剪切速率變化，而且在恒定的剪切速率下，它的黏度也隨時間的推移而下降，并達到一個常數值。

④流變曲線表現為“上行曲線”不再與“下行曲線”重疊，而是兩條曲線之間形成了一個封閉的“梭形”觸變環。

這個“梭形”觸變環的面積大小反映著流體觸變特性的強弱，它表示破壞觸變結構所需要的能量。兩次剪切作用之間的結構恢復時間的長短與觸變性強弱有關，觸變性越強，恢復時間越短。

流體經長時間高速剪切可從高黏凝膠態變為低黏溶膠態，具有剪切稀化現象。

流體剪切后再保持靜止有重新稠化的可逆現象。3.1黏性流體的流變學基礎當剪切作用停止后，黏度又隨時間的推移而增高，大多數觸變性流體，經過幾小時或更長的時間，可以恢復到初始的黏度值。第36頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日（5）流體形成觸變性的機理

①靜電作用分散相顆粒荷電，有靜電吸引與靜電排斥作用，距離一定的靜止顆粒，兩種力達到平衡，形成凝膠。攪動后，凝膠遭到破壞，分散相顆粒呈分散狀態而自由運動，形成溶膠。

②機械鉤掛作用分散體系靜止時，分散相顆粒之間相互搭架子而形成結構，流體受到剪切應力作用發生流動時，架子被拆散，拆散架子與架子重新搭起均需要時間，故而表現出觸變性。

但該理論不適于非水分散介質，亦無法解釋不對稱性顆粒更易形成凝膠、觸變性更突出的現象。觸變性的形成是個比較復雜的過程，觸變性流體也是個復雜體系，其形成機理目前仍沒有非常一致的觀點，但比較流行的機理有兩種。3.1黏性流體的流變學基礎該理論可解釋針狀和片狀的分散相顆粒容易形成結構、觸變性突出的現象，是最流行的一種理論。但對分散相濃度很低（小于1%）的分散體系，無法解釋無顆粒間相互接觸，卻能表現出觸變性的現象。第37頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（6）觸變流體實例具有觸變性的流體很多，如低溫下貯存的稠粥、番茄調味醬、嫩豆腐腦、玉米面糊等。

它們在容器中靜止時無流動性或流動性很弱，傾倒時很難流動。

?1.?2分別是經過AB1和AB2歷程所采用的剪切速率；塑,1.塑,2分別是B1A和B2A所代表的流體的塑性黏度（如圖15-36右所示）。圖3-11觸變性隨時間/剪切速率變化曲線第38頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎（7）流體觸變性的作用

①當受到震擊或攪動時即有流動性或流動性大增，較易傾倒。再靜止足夠時間后，又很難流動。

②當將油漆新刷到墻或門窗上時，刷子離開后黏度很快升高，油漆不至于流下來，否則薄厚不勻，出現流道。當來回刷的過程中有很好的流動性，既省力又能確保油漆層薄、均勻而光亮。具有觸變性的食品食用時有柔化爽口之感。第39頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎四、流凝性流體

（1）在一定剪切速率下，剪切應力隨時間延長而增大。取消剪切應力后，也要滯后一段時間流體才變稀。

（2）它與膨脹型流體不同，需要在外界“有節奏的震動”下方可形成凝膠。

（3）有節奏的震動可以是輕輕敲打、有規則的圓周運動、擺動或擺動式攪動等。若無外界“震動”，就不會形成凝膠。流凝性流體在剪切作用下變稠。第40頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎

◆流凝流體的流變特性及其與脹性流體的區別

（1）外切應力消除后，膨脹流體立即稀化，而流凝流體仍保持一段時間凝膠狀態后再稀化；（2）膨脹流體中分散相濃度高，常達40%以上，且潤濕性良好；流凝流體中分散相濃度低，約在1%～2%，分散相顆粒是非對稱的，凝膠的形成是顆粒定向排列的結果。第41頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎◆流凝流體的實例

將陽離子交換容量很大的鈉蒙脫土分散在蒸餾水中，用離心機離心，除去沉淀顆粒，取懸浮液，放入試管中，加一滴飽和氯化鈉溶液，用膠皮棒有節奏地輕輕敲打試管，在室溫下很快就膠凝。若不給以有節奏敲擊，加入再多氯化鈉溶液，也不會膠凝。第42頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.1黏性流體的流變學基礎5.剪切速率與剪切應力的關系牛頓黏性定律指出：流體流動時剪切速率?與剪切應力σ成正比例關系，即：σ=?比例系數稱為黏度，是液體流動時有分子之間的摩擦產生的。黏度的國際單位為Pa·s，常用其導出單位mPa·s。黏度是物質的固有性質。第43頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素

1.分散相的影響

（1）分散相濃度

◆分散相為剛性球體

※Einstein公式

①數學表達式

Einstein建立的懸浮液分散體系的黏度與分散相顆粒濃度公式：=0(1＋2.5φ)

0是連續相黏度；φ是分散相體積分數。第44頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素②Einstein公式假設條件

a)Newton流體；

b)分散相為剛性球體；

c)分散相顆粒間無相互作用力；

d)無紊流；

e)分散體系濃度很稀；

f)顆粒Brownian運動忽略不計。③Einstein公式的物理意義稀溶膠黏度隨顆粒體積分數線性增大，與顆粒尺寸及剪切速率無關。第45頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素④Einstein公式的應用條件Φ/%絮凝非絮凝

通常，φ＜5%時計算結果與測定值相符。濃度大時，因質點間有相互作用，體系黏度將急劇增大，Einstein公式不適用。

※

固有黏度求算公式

對溶膠分散體系，常用固有黏度（極限黏度、特性黏度）[]表征體系黏度：[]=limφ0(－0)/φ0

①分散相為剛性球時，[]=2.5；②分散相為球形液滴，[]＜2.5；

③分散相為非球形顆粒或聚集顆粒，[]＞2.5。第46頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素（2）分散相黏度

分散相為液體時，在剪切應力作用下懸浮液或乳狀液流動時，作為分散相的液滴也發生旋轉，引起其內部分子運動，運動程度與分散相黏度有關。

◆

Taylor公式

rel=1＋2.5φ{[＋(2/5)0]/[＋0]}

rel為相對黏度；為分散相黏度；0為分散介質黏度；φ為分散相體積分數。

當分散相為剛性顆粒時，∞，該式變為Einstein公式。第47頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素

※Leviton公式

對于Φ≤0.4的濃度較大的乳狀液：

lnrel=2.5(φ＋φ5/3＋φ1/3){[＋(2/5)0]/[＋0]}

①乳化劑的加入，可促使分散相與分散介質之間的界面形成高強度膜，使液滴具有剛性。

②懸浮液或穩定性差的乳狀液中的液滴沒有剛性，而穩定性好的乳狀液中液滴具有剛性，穩定性越好，其剛性越強。第48頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素（3）分散相形狀①若分散相質點是球形的，黏度的增大主要來源于流體經過質點時流線受到干擾。②若質點不是球形對稱的，流體經過質點時，質點要發生轉動，額外消耗能量，同時質點之間也會相互擔擾，故黏度大增。③質點形狀不對稱的結果使流體偏離Newton流型。④分散相的形狀對分散體系黏度影響很大，針狀、棒狀、片狀、橄欖狀及其它不規則形狀必須在球形基礎上校正。剪切應力與剪切速率的比值不再是常數，它隨剪切速率的增加而下降，這是由不對稱質點在速率梯度場中的定向造成的。第49頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素※含形狀因子F的分散體系黏度公式：=[1＋2.5(cF/ρ)]0①若分散相為球形顆粒，在流場中流動阻力具有對稱性，F=1；②若分散相為極細小的纖維，將在流場中沿流線排列，具有最小阻力。③這兩種極端情況之外的其它條件下，F=0.4～1.0。④F值主要由數學推導，再驗證和校正。

c(kg·dm-3)為分散相濃度；ρ(kg·dm-3)為顆粒密度；0為分散介質黏度。第50頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素（4）分散相尺寸①Einstein公式中，分散體系的黏度只與球形對稱的分散相的體積分數有關，與質點大小無關，故未反映出黏度與質點尺寸的關系。②若分散相質點不是球形對稱，黏度則與質點大小有密切關系。③分散相為液滴時，液滴尺寸對乳狀液流變性質的影響取決于分散相的體積分數和液滴間的相互作用。因質點變大后其對稱性變差（如線性高分子化合物），使分散體系黏度升高。第51頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日④液滴相互作用較弱時，液滴尺寸影響brownian運動和剪切應力效應，進而影響乳狀液流變性質。⑤高剪切應力下，剪切應力效應大于布氏運動效應，液滴尺寸對乳狀液黏度影響較小。

b)=0.40的水包油乳狀液，液滴直徑從0.53μm增大到1.08μm時，其表觀黏度明顯下降，剪切稀化作用減弱（見圖15-17，不同液滴直徑下水包正十六烷濃乳狀液）。3.2剪切黏度的影響因素

a)液滴粒徑在0.7μm～30μm之間，且其體積分數很小時，乳狀液黏度基本不受粒徑變化影響。

當液滴體積分數0.45時，粒徑變化對黏度的影響明顯。第52頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素2.分散介質的影響

與分散介質黏度相關的因素很多：自身化學組成、流變性質、極性、pH值及電解質濃度等，情況比較復雜。（1）分散介質添加劑為滿足加工、傳輸或賦予某些特性，常向溶液、懸浮液、乳狀液等分散體系中加入增黏劑、降黏劑或流型改進劑之類的物質，它們對流體的流變性產生很大影響。如為了調整液態食品的流動性或口感，常在分散介質（水）中加入諸如明膠、瓊脂、海藻酸鹽、淀粉和羧甲基纖維素之類的食品添加劑，它們對分散體系的流變性影響很大。對分散介質黏度有影響的因素都影響著分散體系黏度。第53頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素（2）添加劑濃度對液體流變性的影響①水溶性天然聚合物濃度達到臨界值C時，水溶膠的黏度明顯升高。②C是親水溶膠從“稀釋區”向“半稀釋區”轉變，聚合物分子由自由運動狀態向分子相互重疊和滲透狀態轉變所對應濃度。

③聚合物濃度低于C時，溶膠呈Newton流體特征；大于C時，表現出非Newton流體特征。第54頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素

3.乳狀液中乳化劑的影響◆乳化劑的組成、性質和加量對乳狀液黏度的影響

①乳化劑的化學成分影響分散液滴間位能（引力位能、斥力位能，甚至空間穩定位能），進而影響其分散程度、分散相尺寸和有效體積分數和流變性。第55頁，共63頁，2023年，2月20日，星期日3.2剪切黏度的影響因素②乳化劑濃度對液滴分散程度的