BÀI BÁO CÁO TÍNH CHẤT VẬT LIỆU

thực phẩm trong một lần thử, thiết bị kĩ thuật sử dụng đường cong của lực, đường cong của sự biến dạng để phân loại các đặc tính cấu trúc then chốt của mẫu, là cầu nối với cảm quan.. Một

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

i Giới thiệu 4

ii Đặt tính kỹ thuật 5

iii Hướng dẫn sử dụng 5

2 Phương pháp TPA 13

i Giới thiệu 13

ii Các thông số đo lường 14

iii Cơ sở của phương pháp đo 15

Ưu, nhược điểm của phương pháp: 15

II Phần thực hành 17

Bài 1: Đo cấu trúc sản phẩm xúc xích bằng phương pháp TPA 17

1 Chuẩn bị mẫu và chọn đầu đo thích hợp: 17

2 Phân tích dữ liệu và kết quả 18

3 Phân tích các giá trị đo cấu trúc trên dựa vào phương pháp chế biến 19

Bài 2: Đo cấu trúc bao bì bằng phương pháp TPA in Tension 21

Sự khác biệt giữa phương pháp TPA in Tension và phương pháp TPA 21

1 Giá trị lực kéo giãn lớn nhất tương ứng với độ cao cài đặt 24

2 Các liên kết hóa học (có thể có) cấu thành nên bao bì 24

I Phần lý thuyết

1 Thiết bi đo cấu tru"c Tếxturế-Ánấlyzếr

i Giới thiệu

- Máy phân tích cấu trúc là một hệ thống điều khiển phân tích cấu trúc vi xử lý

và có khả năng tương tác ới nhiều thiết bị ngoại vi Ưu điểm của máy là tính đadụng và dễ sử dụng

- Trong hầu hết các test cơ bản, máy phân tích cáu trúc cung cấp dữ liệu ba chiềusản phẩm đo trên các thông số Lực (Force), Khoảng cách (Distance) và Thời gian (time) Ngoài ra máy có thể đo các thông số khác như Nhiệt độ

(Temperature) và Ẩm độ (Fumidity) nếu được nối với các thiết bị ngoại vi Bên

cạnh đó, chương trình còn có thể thực hiện các tính năng như lặp lại test nhiều lần hay trì hoãn test Chương trình có cài đặt thư viện test chuẩn giúp người sử dụng thực hiện các test cơ bản Người sử dụng cũng cõ thể tự xây dựng chuỗi lệch thích hợp với yêu cầu riêng biệt trên phần mềm cung cấp

- Máy phân tích cấu trúc nên được dựa trên nền phẳng, vững chắc, tránh tiếp xúctrực tiếp với ánh sáng và nhiệt độ môi trường thay đổi đột ngột Sai số sẽ xảy ranếu đặt máy ở vị trí không ổn định hay gần những nguồn có thể tạo ra dao động

- Phân tích cấu trúc được thiết kế phù hợp với điều kiện thí nghiệm

Hình 1 Máy đo cấu trúc

Yêu cầu nguồn điện:

- Hiệu điện thế: 100v A.C đến 240v A.C

- Tần số: 47Hz – 63Hz

- V.A: 120VA

iii Hướng dẫn sử dụng

Tính năng bàn phím:

Máy phân tích cấu trúc có bàn phím gắn liền với máy cho phép người dùng điều khiển

vị trí của Giá đỡ bộ phận tải (Load Cell Carrier)

Di chuyển cánh tay đi xuống:

Bấm nút để di chuyển cánh tay di xuống với tốc độ 0.1 mm/s

Bấm nút để di chuyển cánh tay di xuống với tốc độ 1 mm/s

Bấm nút đồng thời cả hai nút để di chuyển cánh tay đi xuống với tốc

độ 20 mm/s (trước 500kg) hay 13 mm/s (đến 500 kg)

Di chuyển cánh tay đi lên:

Bấm nút để di chuyển cánh tay đi lên với tốc độ 0.1 mm/s

Bấm nút để di chuyển cánh tay đi lên với tốc độ 1 m/s

Bấm đồng thời cả hai nút để di chuyển cánh tay đi lên với tốc độ 20 mm/s (trước 500kg) hay 13 mm/s (trên 500kg)

RESET:

Bấm nút RESET để ngừng chạy test trong trạng thái được điều khiển, cụ thể là test vẫn được tiếp tục hạy trở về vị trí “Reset” sau đó sẽ ngừng lại Mục đích là để thực hiện các test đo được tích hợp và chuỗi lệnh

EMERGENCY STOP:

Công tắc tròn đỏ EMEGENCY STOP ở góc trái trên của msy có nhiệm vụ ngắt điện của các mạch chính bên trong Sử dụng trong trường hợp khẩn cấp hay nguy hiểm cầnphải dừng máy ngay lập tức

Công tắc chính nằm ở vị trí phí sau của máy và kiểm soát nguồn điện

Ghi chú: Công tắc chính và công tác EMERGENCY STOP đều ngắt điện cung cấp cho máy hoàn toàn

 Hiệu chỉnh:

 Lực (Force):

Hiệu chỉnh cần thực hiện khi:

 Thay đổi bộ phận tải

 Di chuyển máy

 Máy bị quá tải

Ngoài ra, nếu bạn là người sử dụng sau và không biết người sử dụng trước đó đã sử dụng bộ phận tải nào thì nên hiệu chỉnh máy Không nhát hiết ohari hiệu chình máy mỗi ngày

Từ thanh công cụ, nhấp chuột vào:

T.A Calibrate – Calibrate Force hay nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ:

Chọn User và nhấp NEXT để tiếp tục

Đặt quả cân lên cị trí bệ hiệu chỉnh và gõ trọng lượng quả cân và hộp hiển thị trên

chương trinh Máy TA.XT plus có thể được hiệu chỉnh với bất lỳ trọng lượng nào cho

đến khả năng chịu tải của máy nhằm đảm bảo độ chính xác tối ưu tại khoảng lực thích hợp với test của người sử dụng

Nhấn NEXT để tiếp tục

Nhấn FINISH Hộp hội thoạt sẽ thông báo nếu quá trình hiệu chỉnh thành công Nhấc

quả cân ra khỏi vị trí hiệu chỉnh sau khi hộp hội thoại thông báo thành công hiển thị

Hộp hội thoại sau sẽ hiện ra nếu quá trình hiệu chỉnh không thành công:

 Chiều cao đầu đo (Probe Height)

Chỉ thự hiện khi:

Đo % Strain (sức căng)

Ghi lại chiều vao của sản phẩm trong quá trình đo

Sử dụng Button Trigger

Bắt đầu test đo lại cùng 1 vị trí xuất phát

Trước tiên cần đảm bảo cị trí đầu đo nằm trong khoảng cách 5mm của bệ đỡ Quá trình hiệu chỉnh sẽ tự động kết thúc và thất bại nếu khoảng cách giữa đầu đo và bệ đỡ quá xa

Từ thanh công cụ, nhấp chuột vào:

T.A.Calibrate – Calibrate Height

Chọn thông số thích hợp cho Return Distance và Speed mà người sử dụng muốn đầu

đo trờ về khoảng cách này khi đầu đo đã chạm mặt tiếp xúc (0 mm) Mặt tiếp xúc

(contract surface) có thể là bệ đỡ của máy.

Nhấp OK để bắt đầu quá trình hiệu chỉnh Hộp hội thoại hiện ra khi quá trình hiệu chỉnh chiều cao đầu đo thánh công

 Kiểm tra Hiệu chỉnh lực (Check Force Calibration)

Để kiểm tra Lực, nhấp chuột vào T.A.- Calibrate – Check Force.

Đặt quả cân lên vị trí bệ hiệu chỉnh và kiểm tra lại số ghi (chênh lệch khoảng 1% của khả năng tải)

 Thực hiện test đo

Trước khi thực hiện test đo trên máy TA.XT plus, người sử dụng phải xác định chuỗi lệnh T.A (T.A Sequence) Cách dễ thực hiện nhất là chọn một trong những cách test

đã được xác định như sau:

Từ thanh công cụ, nhấp chuột chọn T.A- T.A.Settings

Cửa sổ sau hiển thị

Nhấp chuột vào ‘Library’ nếu muốn chọn các test trong thư viện test chuẩn.

Cửa sổ thông báo hiện ra

Từ cửa sổ này, người sử dụng có thể lựa chọng các test phù hợp với yêu cầu (Test

“Return to Start” là test thông dung và cơ bản nhất) Nhấp chuột chọn phần Help- Library Test Available nếu muốn xem mô tả của tất cả các test trong thư viện.

Sau khi đã lựa chọn test, nhấp chọn OK Cửa sổ hiện thị:

Chọn các thông số bằng cách gõ giá trị vào các ô thích hợp Các thông sô này có thể

được lưu lại bắng cách chọn File- Save as Nhấp chuột chọn ‘Update Project’ khi

hoàn tất

Đặt mẫu đo vào vị trí đo (trên nền máy hay bệ đỡ) và gắn đầu đo đã chọn để bắt đầu test đo

Từ thanh công cụ, nhấp chọn T.A – Run a test.

Cửa sổ sau hiển thị

tin còn lại Chọn OK để bắt đầu test đo.

Khi test đo được thực hiện, đồ thị cũng được hiển thị đồng thời Nếu người sử dụng chưa hài lòng về chuỗi lệnh thì có thể tự viết riêng các chuỗi lệnh đo

Người sử dụng có thể phân tích các đồ thị bằng cách sử dụng các Marco (xem mục

Help)

Để dễ dàng trong việc quản lý dữ liệu và phân tích số liệu, người sử dụng nên tạo

Project Chọn File – Project – New Project.

thực phẩm trong một lần thử, thiết bị kĩ thuật sử dụng đường cong của lực, đường cong của sự biến dạng để phân loại các đặc tính cấu trúc then chốt của mẫu, là cầu nối với cảm quan Phương pháp này chỉ dùng lực nén, mẫu được tiến hành nén 2 lần liên tiếp Việc thao tác lặp lại nhiều lần giúp ta có thể tính toán được các đặc tính cấu trúc Kết quả thu được là một đường cong thể hiện quan hệ giữa lực và thời gian Một vài thuộc tính cấu trúc như độ cứng, độ cố kết, độ nhớt, độ đàn hồi có thể được đánh giá

từ đường cong này Đa chức năng, nhiều ứng dụng trong công nghiệp

 Theo đặc tính cảm quan : độ cứng là lực cần thiết để cắn đứt mẫu hoàn toàn

khi mẫu được đặt giữa các răng hàm

σf = Force(N)/S(m2)

 Độ cố kết (Cohesivement):

 Theo đặc tính vật lí: độ cố kết là mức độ vật liệu bị biến dạng trước khi xảy ra

nứt vỡ

 Theo đặc tính cảm quan: độ cố kết là mức độ biến dạng trước khi vỡ ra, khi

xuyên qua mẫu hoàn toàn bằng răng hàm

Cohesiveness = A2/A1

đầu sau khi bị làm biến dạng và thôi tác dụng lực.

 Theo đặc tính cảm quan: độ đàn hồi là mức độ mẫu có thể hồi phục trở lại hình

dạng, kích thướt ban đầu sau khi được nén một phần giữa lưỡi và vòm miệng

 Độ dính (Adhesivenment):

 Theo tính chất vật lí: độ dính là công cần thiết để cắt đứt các lên kếtgiữa bề mặt mẫu thực phẩm và bề mặt tiếp xuacs với mẫu đó

 Theo đặc tính cảm quan: độ dính là lực cần thiết để gỡ thực phẩm đinh vào

miệng (thường là vòm miệng) khi ăn

Adhesiveness = negative area from first bite

 Theo đặc tính vật lí: độ nhai là tổng năng lượng cần thiết để nhai thực phẩm

đên kích thướt đủ nhỏ để nuốt được, bằng tích của độ cứng, độ cố kết và độ đànhồi

 Theo đặc tính cảm quan: độ nhai là thời gian (s) cần thiết để nghiền mẫu, khi

có một lực không đổi tác dụng, đến khi thực phẩm đủ nhỏ để có thể nuốt

 Độ dai (Gumminess):

 Theo đặc trưng vật lí: độ dai là năng lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm

đến kích thước đủ nhỏ để nuốt được, bằng độ cứng nhân độ cố kết Trong đó thực phẩm phải có độ cứng thấp, độ cố kết cao

 Theo đặc tính cảm quan: độ dai là mức độ các tiểu phần dính lại với nhau trong

suốt quá trình nhai, năng lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm đủ nhỏ để

có thể nuốt

iii Cơ sở của phương pháp đo

Sử dụng đầu dò nén chỉ môt lực nén duy nhất với 2 lần nén lên cùng p điểm của sản phẩm từ đó xác định được chu kì nén bao gồm lực nén và chu kì nén, từ chu kì nén ta tính được thuộc tính của sản phẩm như: độ cứng, độ giòn, độ cố kết, dính bề mặt, độ phục hồi, gumminess, chewiness

Ựu, nhươc điế0m cu2ấ phương phấ"p:

Ưu điểm:

 Thao tác dễ thực hiện và dùng hầu hết ở các nơi

 Tốn ít thời gian và cho kết quả nhanh chóng

 Hoạt động liên tục (không hạn chế số lượng mẫu kiểm tra)

 Kết hợp được với các thiết bị khác như máy vi tính để thu thập được các biểu

đồ thuận lợi cho việc phân tích kết quả

Nhược điểm:

Khó có sự đồng nhất kết quả thu được với thực tế đánh giá khi thực hiện trên hội đồng

và đây cũng chính là đặc điểm chung của phương pháp phân tích công cụ

II Phần thực hành

Bấ4i 1: Đo cấu tru"c sấ2n phấ0m xu"c xí"ch bấ8ng phương phấ"p TPÁ

1 Chuẩn bị mẫu và chọn đầu đo thích hợp:

Mẫu: xúc xích đo 2 lần

Mô tả xúc xích : xúc xích, đường kính khoảng 18-19mm, cắt mẫu cao 20mmChỉ tiêu cần đo : Hardness, Springiness, Cohesiveness, Gumminess,Chewiness

 Hardness: giá trị cực đại trên đồ thị trong lần nén đầu tiên.

 Springiness (Độ đàn hồi –S): tỉ số giữa khoảng thời gian nén lần thứ 2 /

khoảng thời gian nén lần thứ 1 S=length 2/length 1

 Cohesiveness (Độ cố kết –C): tỉ số giữa diện tích vùng dưới đường nén

lần thứ 2 / diện tích vùng dưới đường nén lần thứ 1 C=area 2/ area1

 Gumminess ( Độ keo dính-G): là đặc tính của sản phẩm bán rắn có độ

o Phương pháp để biến dạng tự do, cố định một khoảng chạy L1=15 mm

o Dùng đồ thị lực theo thời gian

o Phép đo: nén

o Đầu đo: dùng đầu nén hình trụ (d=30 mm)

o Hiệu chỉnh chiều cao (Probe Height Calibration)

Return Distance (mm) 40Return Speed (mm/Sec) 10Contact Force (g) 1

- Điều kiện đo được cài đặt cho máy

Pre-Test Speed 1.5 mm/s

Post-Test Speed 1.5 mm/s

Date Acquistion Rate 200pps

2 Phân tích dữ liệu và kết quả

 Tỉ lệ các nguyên liệu, làm xúc xích có giá trị về độ cứng ,độ đàn hồi ,độ cố kết ,độ keo dính và độ nhai khác nhau

 Cho thêm mỡ vào nguyên liệu làm giảm độ cứng và làm mền xúc xích và tăng

độ dính

 Da heo cũng có tác dụng làm tăng tính dính , độ dai của sản phẩm

 Khi xay thịt phải đảm bảo nhiệt độ không quá cao ,nếu nhiệt quá cao sẻ ảnh hưởng đến độ dai

 Tinh bột ảnh hưởng đến độ đặc ,độ nhai ,độ dai ,đọ xốp độ dẻo … Trong sản xuất xúc xích, tinh bột sẽ liên kết với gel protein làm cho xúc xích có độ đàn hồi đặc trưng

Quy trình sản xuất xúc xích tiệc trùng

Bài 2: Đo cấu trúc bao bì bằng phương pháp TPA in Tension

Sự khác biệt giữa phương pháp TPA in Tension và phương pháp TPA

phương pháp TPA in Tension phương pháp TPA.

Chỉ tiêu

đánh giá giá trị lực cực đại trên đồ thị Hardness, Spring, Resilience, Gumminess, Chewiness

Đồ thị của phương pháp TPA.

Hình 2 Đồ thị TPA

Lực cực đại

Đồ thị của phương pháp TPA in Tension:

Vùng diện tích

Hình 3 Đồ thị TPA in Tension

1 Giá trị lực kéo giãn lớn nhất tương ứng với độ cao cài đặt

- Độ cao cài đặt:50 mm

- Lực kéo dãn lớn nhất : 391.227 (g)

 Đồ thị :

Hình 6 Đồ thị lực kéo dãn lớn nhất

2 Các liên kết hóa học (có thể có) cấu thành nên bao bì.

 Thành phần hóa học chủ yếu của bao bì là Polyetylen và Polypropylen 

 Nên các liên kết hóa học (có thể có ) dựa vào liên kết của Polyetylen và

Polypropylen thường liên kết bằng các liên kết yếu (liên kết hydro nội phân tử, vanderwall)

từ khí ethylene CH2=CH2 Điều kiện trùng hợp: P = 1000 – 3000 at (Áp suất cao hạn chế sự tạo mạch nhánh quá lớn gây sự sắp xếp không trật tự của các mạch và tạo nên nhiều vùng cấu trúc vô định hình làm giảm tính bền cơ và tínhchống thấm) to = 100 – 300 ⁰C (to > 300⁰C sẽ gây thoái hóa mạch polymer) Cóthể mang nhánh hoặc không Sự phát sinh mạch nhánh làm ngăn cản sự phát triển độ dài mạch chính Xác định mạch nhánh bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại Mạch chính hay mạch nhánh quá dài đều ngăn cản sự kết tinh hay đóng rắn hoàn toàn khối PE, ở giai đoạn làm nguội Các vùng có cấu trúc không định hình thường ở giữa khối PE Các vùng có khả năng tạo cấu trúc kết tinh là những vùng chứa mạch polymer không quá dài Màng PE khi bị chiếu

xạ sẽ có biến đổi: Vàng hơn, độ trong suốt cao hơn Trở nên cứng và dòn hơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Đo cấu trúc bằng thiết bị Texture-Analyzer – PGS.TS Trương Vĩnh