(TIỂU LUẬN) bài báo cáo TÍNH CHẤT vật LIỆU hiết bi đo cấu trúc texture analyzer

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

ii Đặt tính kỹ thuật

iii Hướng dẫn sử dụng

2 Phương pháp TPA

i Giới thiệu

ii Các thông số đo lường

iii Cơ sở của phương pháp đo

Ưu, nhược điểm của phương pháp:

II Phần thực hành

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

1 Chuẩn bị mẫu và chọn đầu đo thích hợp:

2 Phân tích dữ liệu và kết quả

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

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

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

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

- 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

đa dụng và dễ sử dụng

- Trong hầu hết các test cơ bản, máy phân tích cáu trúc cung cấp dữ liệu ba chiều sản 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

Hình 1 Máy đo cấu trúc

cạnh đó, chương trình còn có thể thực hiện các tính năng như lặp lại test nhiềulần 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 dựngchuỗi 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

ra nếu 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

- Nhiệt độ: 0⁰C đến 40⁰C

ii. Đ t tính kỹ thu t ặ ậ

Yêu cầu nguồn điện:

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

- Tần số: 47Hz – 63Hz

- V.A: 120VA

iii. H ướ ng d n s d ng ẫ ử ụ

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 testvẫn được tiếp tục hạy trở về vị trí “Reset” sau đó sẽ ngừng lại Mục đích là đểthực hiện các test đo được tích hợp và chuỗi lệnh

STOP:

Bấm nút STOP để ngừng chạy tức thời tất cả các test và cánh tay sẽ ngừng di chuyển

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 cần phải 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 cấpcho 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 sửdụng bộ phận tải nào thì nên hiệu chỉnh máy Không nhát hiết ohari hiệu chình máymỗi 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 thíchhợp 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 đỡquá 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 Library Test Available nếu muốn xem mô tả của tất cả các test trong thư viện.

Help-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

Đề thông tin cho mục file name và path, không nhất thiết phải điền đầy đủ các

thông 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 dụngchưa 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 Mộtvài 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.

ii. Các thông s đo l ố ườ ng

 Độ cứng (Hardness) :

 Theo đặc tính vật lý : độ cứng là lực cần thiết để làm mẫu biến dạng đến

một mức xác định cho trước

 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

 Theo đặc tính vật lí: độ đàn hồi là mức độ vật liệu phục hồi lại trạng thái ban

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 kết giữa

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 đàn hồi

 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. C s c a ph ơ ở ủ ươ ng 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

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) Cho kết quả chính xác có độ tin cậy cao

Biểu diễn được nhiều thuộc tính cấu trúc mẫu trong một lần đo

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

 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)Return Speed (mm/Sec)Contact Force (g)

- Điều kiện đo

TA Settings

17

3 Phân tích các giá tr đo c u trúc trên d a vào ph ị ấ ự ươ ng pháp ch bi n ế ế

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 ảnhhưởng đến độ dai

Tinh bột ảnh hưởng đến độ đặc ,độ nhai ,độ dai ,đọ xốp độ dẻo … Trong sảnxuất xúc xích, tinh bột sẽ liên kết với gel protein làm cho xúc xích có độ đànhồi 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

Đồ thị của phương pháp TPA in Tension:

Lực cực đại

Hình 3 Đồ thị TPA in Tension

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

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 Chịu nhiệt tốt hơn (chịu được 105 ⁰C trong thời gian dài, 230 ⁰C trong thời

TÀI LIỆU THAM KHẢO

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