食品粉末颗粒间的相互作用及结块行为的研究概述

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1、食品粉末颗粒间的相互作用及结块行为的研究概述李延华1王伟军2郭亮1邵志鹏1张婷婷1（1.浙江工商大学食品与生物工程学院，杭州310018）（2.浙江一鸣食品股份有限公司，温州325000）摘要粉体结块现象是食品工业中普遍存在的实际问题。本文针对食品粉体结块现象进行了综述，阐述了粉末颗粒间的相互作用，介绍了食品粉末结块的测试方法，分析了食品粉末结块动力学行为与结块控制方法，提出食品粉末结块研究中需要跟踪粉末颗粒间桥联的演变过程，并总结传热传质模型对食品粉末结块行为的重要作用，旨在为食品粉末结块的有效控制提供参考。关键词食品粉末颗粒相互作用结块中图分类号：TS201.2文献标识码：A文章

2、编号：1003-0174（20180310）ResearchsummaryintheinteractionamongtheparticlesandthecakingbehavioroffoodpowderLiYan-hua1WangWei-jun2GuoLiang1ShaoZhi-peng1ZhangTing-ting1(1.CollegeofFoodScienceandBiotechnology,ZhejiangGongshangUniversity,Hangzhou310018)(2.Research&developmentInstitute,ZhejiangYiMingFood

3、Co.Ltd.,Wenzhou325000)AbstractCakingisacommonprobleminfoodindustry.Thephenomenonofcakingwasreviewedinthepaper.Theinteractionamongpowderparticleswasexpatiated.Thedynamicbehaviorandthetestingmethodsofcakinginfoodpowderwereanalyzedinthepaper.Thebridgingprocessamongthepowderparticlesandtheeffectofh

4、eatandmasstransfermodelduringthecakingweresummarized.Itcouldprovidethetheoreticaldirectionforthecontrolofcakinginfoodpowder.Keywordsfoodpowder,particle,interaction,caking粉末结块现象是食品行业普遍存在的瓶颈问题。粉末结块可以被看作是粉末颗粒的聚集，将易自由流动的粉末转化为块状物质，当压力很大时块状物质会很容易地破裂，变成不可逆的颗粒[1]。贮藏环境和机械条件对食品粉末的转化有很大影响。在某些情况下，一种物质可能会吸湿

5、性很强，甚至会发生潮解。目前，食品粉末的结块和潮解是导致其功能性和低质量的重要原因[2]。食品粉末结块是一个极具挑战性的问题。在理解食品粉末的结块倾向时，主要涉及机械类、化学类、塑料流型、电类等四大方面内容，内聚力、弹性、屈服应力、无定形含量、吸湿性、粒径等许多因素都不可避免地影响结块行为，温度、湿度、应力、应变率、振动等外部因素也可能对结块产生很大的影响，这基金项目：1.浙江省自然科学基金一般项目(LY17C200005)2.浙江省现代食品安全与营养协同创新中心项目(2017SICR107)3.国家青年科学基金项目（31401557)收稿日期：2018-05-18作者简介：李延华，

6、女，1979年出生，副教授，主要从事乳品科学与微生物发酵方面研究使得很难可靠地预测粉末结块的行为[1]。因此，探究食品粉末颗粒间的相互作用，跟踪评定颗粒中晶体固体的转化过程对有效控制粉体的结块现象具有重要意义。1食品粉体颗粒之间的相互作用食品粉体可能会经历各种不同的颗粒间力，根据力的相对大小，从最强到最弱顺序为：实心桥、液桥、范德华力、静电力和磁性[3]。然而，这些力不可能自发地导致结块，通常情况下，在外在因素的干预下，范德华力、静电力和液体桥等力可以使食品粉体粒子发生接触，导致弹性变形、塑性变形、表面粗糙度、固体桥形成等现象发生。1.1范德华力范德华力有不同的类别，特定的范德华力是

7、由于分子与永久偶极子的相互作用，色散力是由电子随机涨落产生分子内部局部极化引起的，这些瞬态的和诱导的力被认为是非特定的相互作用[4]。1.2静电力食品颗粒沉积加上容器壁上的空气，可能产生静电力促进粉末的粉化。然而，几乎没有证据表明静电力对粉末结块起着重要的长期作用。一个可能的解释是：部分颗粒之间的潜在差异与结块所需的时间相比，粒子之间的势差消散得比较快。然而，在电场的存在下，由于电夹持现象，粒子间的粘附性很强[5]。另一方面，虽然块状物的强度通常相对较弱，