BÀI BÁO CÁO TÍNH CHẤT VẬT LIỆU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC  BÀI BÁO CÁO TÍNH CHẤT VẬT LIỆU GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: PGS TS TRƯƠNG VĨNH KS ĐÀO NGỌC DUY SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nguyễn Thị Quỳnh Mai MSSV: 17139079 LỚP: DH17HS TP Hồ Chí Minh, Tháng Năm 202 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U MỤC LỤC I Phần lý thuyết Thiết bị đo cấu trúc Texture-Analyzer i Giới thiệu .4 ii Đặt tính kỹ thuật iii Hướng dẫn sử dụng .5 Phương pháp TPA 13 i Giới thiệu 13 ii Các thông số đo lường .14 iii Cơ sở phương pháp đo 15 Ưu, nhược điểm phương pháp: 15 II Phần thực hành 17 Bài 1: Đo cấu trúc sản phẩm xúc xích phương pháp TPA 17 Chuẩn bị mẫu chọn đầu đo thích hợp: 17 Phân tích liệu kết .18 Phân tích giá trị đo cấu trúc dựa vào phương pháp chế biến .19 Bài 2: Đo cấu trúc bao bì phương pháp TPA in Tension 21 Sự khác biệt phương pháp TPA in Tension phương pháp TPA .21 Giá trị lực kéo giãn lớn tương ứng với độ cao cài đặt 24 Các liên kết hóa học (có thể có) cấu thành nên bao bì 24 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U I Phần lý thuyết Thiết bị đo cấ u trú c Texture-Analyzer i - Giới thiệu Máy phân tích cấu trúc hệ thống điều khiển phân tích cấu trúc vi xử lý có khả tương tác ới nhiều thiết bị ngoại vi Ưu điểm máy tính đa dụng dễ sử dụng Trong hầu hết test bản, máy phân tích cáu trúc cung cấp liệu ba chiều sản phẩm đo thông số Lực (Force), Khoảng cách (Distance) Thời gian (time) Ngoài máy đo thơng số khác Nhiệt độ (Temperature) Ẩm độ (Fumidity) nối với thiết bị ngoại vi Bên Hình Máy đo cấu trúc - - cạnh đó, chương trình cịn thực tính lặp lại test nhiều lần hay trì hỗn test Chương trình có cài đặt thư viện test chuẩn giúp người sử dụng thực test Người sử dụng cõ thể tự xây dựng chuỗi lệch thích hợp với yêu cầu riêng biệt phần mềm cung cấp Máy phân tích cấu trúc nên dựa phẳng, vững chắc, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng nhiệt độ môi trường thay đổi đột ngột Sai số xảy đặt máy vị trí khơng ổn định hay gần nguồn tạo dao động Phân tích cấu trúc thiết kế phù hợp với điều kiện thí nghiệm Nhiệt độ: 0⁰C đến 40⁰C Ẩm độ: 0% -90%RH BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U ii Đặt tính kỹ thuật Yêu cầu nguồn điện: iii Hiệu điện thế: 100v A.C đến 240v A.C Tần số: 47Hz – 63Hz V.A: 120VA Hướng dẫn sử dụng Tính bàn phím: Máy phân tích cấu trúc có bàn phím gắn liền với máy cho phép người dùng điều khiển vị trí Giá đỡ phận tải (Load Cell Carrier) Di chuyển cánh tay 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 mm/s Bấm nút đồng thời hai nút để di chuyển cánh tay xuống với tốc độ 20 mm/s (trước 500kg) hay 13 mm/s (đến 500 kg) Di chuyển cánh tay lên: Bấm nút Bấm nút để di chuyển cánh tay lên với tốc độ 0.1 mm/s để di chuyển cánh tay lên với tốc độ m/s Bấm đồng thời hai nút để di chuyển cánh tay lên với tốc độ 20 mm/s (trước 500kg) hay 13 mm/s (trên 500kg) RESET: Bấm nút RESET để ngừng chạy test trạng thái điều khiển, cụ thể test tiếp tục hạy trở vị trí “Reset” sau ngừng lại Mục đích để thực test đo tích hợp chuỗi lệnh STOP: Bấm nút STOP để ngừng chạy tức thời tất test cánh tay ngừng di chuyển BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U EMERGENCY STOP: Cơng tắc trịn đỏ EMEGENCY STOP góc trái msy có nhiệm vụ ngắt điện mạch bên Sử dụng trường hợp khẩn cấp hay nguy hiểm cần phải dừng máy Cơng tắc nằm vị trí phí sau máy kiểm sốt nguồn điện Ghi chú: Cơng tắc cơng tác EMERGENCY STOP ngắt điện cung cấp cho máy hoàn toàn  Hiệu chỉnh:  Lực (Force): Hiệu chỉnh cần thực khi:  Thay đổi phận tải  Di chuyển máy  Máy bị tải Ngoài ra, bạn người sử dụng sau khơng biết người sử dụng trước sử dụng phận tải nên hiệu chỉnh máy Khơng nhát hiết ohari hiệu chình máy ngày Từ công cụ, nhấp chuột vào: T.A Calibrate – Calibrate Force hay nhấp vào biểu tượng công cụ: Chọn User nhấp NEXT để tiếp tục BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Đặt cân lên cị trí bệ hiệu chỉnh gõ trọng lượng cân hộp hiển thị chương trinh Máy TA.XT plus hiệu chỉnh với bất lỳ trọng lượng khả chịu tải máy nhằm đảm bảo độ xác tối ưu khoảng lực thích hợp với test người sử dụng Nhấn NEXT để tiếp tục Nhấn FINISH Hộp hội thông báo q trình hiệu chỉnh thành cơng Nhấc cân khỏi vị trí hiệu chỉnh sau hộp hội thoại thông báo thành công hiển thị BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Hộp hội thoại sau q trình hiệu chỉnh khơng thành cơng:  Chiều cao đầu đo (Probe Height) Chỉ thự khi: Đo % Strain (sức căng) Ghi lại chiều vao sản phẩm trình đo Sử dụng Button Trigger Bắt đầu test đo lại vị trí xuất phát Trước tiên cần đảm bảo cị trí đầu đo nằm khoảng cách 5mm bệ đỡ Quá trình hiệu chỉnh tự động kết thúc thất bại khoảng cách đầu đo bệ đỡ xa Từ công cụ, nhấp chuột vào: T.A.Calibrate – Calibrate Height BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Chọn thơng số thích hợp cho Return Distance Speed mà người sử dụng muốn đầu đo trờ khoảng cách đầu đo chạm mặt tiếp xúc (0 mm) Mặt tiếp xúc (contract surface) bệ đỡ máy Nhấp OK để bắt đầu trình hiệu chỉnh Hộp hội thoại 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 cân lên vị trí bệ hiệu chỉnh kiểm tra lại số ghi (chênh lệch khoảng 1% khả tải) BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U  Thực test đo Trước thực test đo máy TA.XT plus, người sử dụng phải xác định chuỗi lệnh T.A (T.A Sequence) Cách dễ thực chọn cách test xác định sau: Từ công cụ, nhấp chuột chọn T.A- T.A.Settings Cửa sổ sau hiển thị 10 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Nhấp chuột vào ‘Library’ muốn chọn test thư viện test chuẩn Cửa sổ thông báo Từ cửa sổ này, người sử dụng lựa chọng test phù hợp với yêu cầu (Test “Return to Start” test thông dung nhất) Nhấp chuột chọn phần HelpLibrary Test Available muốn xem mô tả tất test thư viện Sau lựa chọn test, nhấp chọn OK Cửa sổ thị: 11 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Chọn thông số cách gõ giá trị vào thích hợp Các thơng sơ lưu lại bắng cách chọn File- Save as Nhấp chuột chọn ‘Update Project’ hoàn tất Đặt mẫu đo vào vị trí đo (trên máy hay bệ đỡ) gắn đầu đo chọn để bắt đầu test đo Từ công cụ, nhấp chọn T.A – Run a test Cửa sổ sau hiển thị 12 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Đề thông tin cho mục file name path, không thiết phải điền đầy đủ thơng tin cịn lại Chọn OK để bắt đầu test đo Khi test đo thực hiện, đồ thị hiển thị đồng thời Nếu người sử dụng chưa hài lịng chuỗi lệnh tự viết riêng chuỗi lệnh đo Người sử dụng phân tích đồ thị cách sử dụng Marco (xem mục Help) Để dễ dàng việc quản lý liệu phân tích số liệu, người sử dụng nên tạo Project Chọn File – Project – New Project Phương phá p TPA i Giới thiệu TPA (Texture profile analysis) phương pháp dùng công cụ để xác định cấu trúc thực phẩm lực nén học Đây phương pháp đánh giá nhiều thuộc tính cấu trúc 13 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U thực phẩm lần thử, thiết bị kĩ thuật sử dụng đường cong lực, đường cong biến dạng để phân loại đặc tính cấu trúc then chốt mẫu, cầu nối với cảm quan Phương pháp dùng lực nén, mẫu tiến hành nén lần liên tiếp Việc thao tác lặp lại nhiều lần giúp ta tính tốn đặc tính cấu trúc Kết thu đường cong thể quan hệ lực thời gian Một vài thuộc tính cấu trúc độ cứng, độ cố kết, độ nhớt, độ đàn hồi đánh giá từ đường cong Đa chức năng, nhiều ứng dụng công nghiệp ii Các thông số đo lường  Độ cứng (Hardness) :  Theo đặc tính vật lý : độ cứng lực cần thiết để làm mẫu biến dạng đến mức xác định cho trước  Theo đặc tính cảm quan : độ cứng lực cần thiết để cắn đứt mẫu hoàn toàn mẫu đặt hàm σf = Force(N)/S(m2)  Độ cố kết (Cohesivement):  Theo đặc tính vật lí: độ cố kết mức độ vật liệu bị biến dạng trước xảy nứt vỡ  Theo đặc tính cảm quan: độ cố kết mức độ biến dạng trước vỡ ra, xuyên qua mẫu hoàn toàn hàm Cohesiveness = A2/A1  Độ đàn hồi (resilience): 14 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U  Theo đặc tính vật lí: độ đàn hồi mức độ vật liệu phục hồi lại trạng thái ban đầu sau bị làm biến dạng tác dụng lực  Theo đặc tính cảm quan: độ đàn hồi mức độ mẫu hồi phục trở lại hình dạng, kích thướt ban đầu sau nén phần lưỡi vòm miệng  Độ dính (Adhesivenment):  Theo tính chất vật lí: độ dính cơng cần thiết để cắt đứt lên kết bề mặt mẫu thực phẩm bề mặt tiếp xuacs với mẫu  Theo đặc tính cảm quan: độ dính lực cần thiết để gỡ thực phẩm đinh vào miệng (thường vòm miệng) ăn Adhesiveness = negative area from first bite  Độ giòn (Fracturability):  Theo đặc tính vật lí: độ giịn lực cần thiết để làm nứt vật liệu, tích độ cứng độ cố kết (thường độ cứng lớn độ cố kết thấp)  Theo đặc tính cảm quan: độ giịn lực cần thiết để làm thực phẩm nứt vỡ vụn  Độ nhai (Chewiness):  Theo đặc tính vật lí: độ nhai tổng lượng cần thiết để nhai thực phẩm đên kích thướt đủ nhỏ để nuốt được, tích độ cứng, độ cố kết độ đàn hồi  Theo đặc tính cảm quan: độ nhai thời gian (s) cần thiết để nghiền mẫu, có lực không đổi tác dụng, đến thực phẩm đủ nhỏ để nuốt  Độ dai (Gumminess):  Theo đặc trưng vật lí: độ dai lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm đến kích thước đủ nhỏ để nuốt được, độ cứng nhân độ cố kết Trong thực phẩm phải có độ cứng thấp, độ cố kết cao  Theo đặc tính cảm quan: độ dai mức độ tiểu phần dính lại với suốt trình nhai, lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm đủ nhỏ để nuốt iii Cơ sở phương pháp đo Sử dụng đầu dị nén mơt lực nén với lần nén lên p điểm sản phẩm từ xác định chu kì nén bao gồm lực nén chu kì nén, từ chu kì nén ta tính thuộc tính sản phẩm như: độ cứng, độ giịn, độ cố kết, dính bề mặt, độ phục hồi, gumminess, chewiness Ưu, nhượ c điểm củ a phương phá p: Ưu điểm:  Thao tác dễ thực dùng hầu hết nơi  Tốn thời gian cho kết nhanh chóng  Hoạt động liên tục (khơng hạn chế số lượng mẫu kiểm tra)  Cho kết xác có độ tin cậy cao  Biểu diễn nhiều thuộc tính cấu trúc mẫu lần đo 15 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U  Kết hợp với thiết bị khác máy vi tính để thu thập biểu đồ thuận lợi cho việc phân tích kết Nhược điểm: Khó có đồng kết thu với thực tế đánh giá thực hội đồng đặc điểm chung phương pháp phân tích cơng cụ 16 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U II Phần thực hành Bà i 1: Đo cấ u trú c sả n phẩ m xú c xích bằ ng phương phá p TPA Chuẩn bị mẫu chọn đầu đo thích hợp: Mẫu: xúc xích đo lần Mơ tả xúc xích : xúc xích, đường kính khoảng 18-19mm, cắt mẫu cao 20mm Chỉ tiêu cần đo : Hardness, Springiness, Cohesiveness, Gumminess, Chewiness  Hardness: giá trị cực đại đồ thị lần nén  Springiness (Độ đàn hồi –S): tỉ số khoảng thời gian nén lần thứ / khoảng thời gian nén lần thứ S=length 2/length  Cohesiveness (Độ cố kết –C): tỉ số diện tích vùng đường nén lần thứ / diện tích vùng đường nén lần thứ C=area 2/ area1  Gumminess ( Độ keo dính-G): đặc tính sản phẩm bán rắn có độ cứng thấp độ cố kết cao G=HxC  Chewiness (Độ nhai-Ch): Ch=GxS=HxCxS dùng để đo lượng yêu cầu nhai sản phẩm Chuẩn bị mẫu đo: o Chuẩn bị mẫu: xúc xích o Phương pháp để biến dạng tự do, cố định 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 cài đặt cho máy TA Settings 40 10 Option Pre-Test Speed Test Speed Post-Test Speed Distance Trigger Type Tare Mode Date Acquistion Rate TPA 1.5 mm/s 1.5mm/s 1.5 mm/s 15mm Auto-5g Auto 200pps 17 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Phân tích liệu kết Hardness (độ cứng) Springiness (Độ đàn hồi) Cohesiveness (Độ cố kết) Gumminess ( Độ keo dính) Chewiness (Độ nhai) 3181,722 0,9296482412 0,670384493 2447,9988077116 2275,5744963263 18 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Phân tích giá trị đo cấu trúc dựa vào phương pháp chế biến  Tỉ lệ ngun liệu, làm xúc xích có giá trị độ cứng ,độ đàn hồi ,độ cố kết ,độ keo dính độ nhai khác  Cho thêm mỡ vào nguyên liệu làm giảm độ cứng làm mền xúc xích tăng độ dính  Da heo có tác dụng làm tăng tính dính , độ dai sản phẩm  Khi xay thịt phải đảm bảo nhiệt độ không cao ,nếu nhiệt 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 liên kết với gel protein làm cho xúc xích có độ đàn hồi đặc trưng 19 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Quy trình sản xuất xúc xích tiệc trùng 20 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Bài 2: Đo cấu trúc bao bì phương pháp TPA in Tension Sự khác biệt phương pháp TPA in Tension phương pháp TPA Phép đo Đầu đo Ví dụ Chỉ tiêu đánh giá phương pháp TPA in Tension phương pháp TPA Kéo căng Dạng kẹp Đo bao bì giá trị lực cực đại đồ thị Nén Đầu nén hình trụ Đo xúc xích Hardness, Spring, Resilience, Gumminess, Chewiness Đồ thị phương pháp TPA Hình Đồ thị TPA 21 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Đồ thị phương pháp TPA in Tension: Lực cực đại Vùng diện tích Hình Đồ thị TPA in Tension Ví dụ: 22 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U 23 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U Giá trị lực kéo giãn lớn tương ứng với độ cao cài đặt - Độ cao cài đặt:50 mm - Lực kéo dãn lớn : 391.227 (g) Đồ thị : Hình Đồ thị lực kéo dãn lớn Các liên kết hóa học (có thể có) cấu thành nên bao bì  Thành phần hóa học chủ yếu bao bì Polyetylen Polypropylen   Nên liên kết hóa học (có thể có ) dựa vào liên kết Polyetylen Polypropylen thường liên kết liên kết yếu (liên kết hydro nội phân tử, vanderwall).   Yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bao bì :quy trình sản xuất bao bì PE trùng hợp từ khí ethylene CH2=CH2 Điều kiện trùng hợp: P = 1000 – 3000 at (Áp suất cao hạn chế tạo mạch nhánh lớn gây xếp không trật tự mạch tạo nên nhiều vùng cấu trúc vơ định hình làm giảm tính bền tính chống thấm) to = 100 – 300 ⁰C (to > 300⁰C gây thối hóa mạch polymer) Có thể mang nhánh khơng Sự phát sinh mạch nhánh làm ngăn cản phát triển độ dài mạch Xác định mạch nhánh phương pháp quang phổ hồng ngoại Mạch hay mạch nhánh dài ngăn cản kết tinh hay đóng rắn hồn toàn khối PE, giai đoạn làm nguội Các vùng có cấu trúc khơng định hình thường khối PE Các vùng có khả tạo cấu trúc kết tinh vùng chứa mạch polymer không dài Màng PE bị chiếu xạ có biến đổi: Vàng hơn, độ suốt cao Trở nên cứng dòn Chịu nhiệt tốt (chịu 105 ⁰C thời gian dài, 230 ⁰C thời gian ngắn) độ dày 24 BÁ O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U TÀI LIỆU THAM KHẢO Đo cấu trúc thiết bị Texture-Analyzer – PGS.TS Trương Vĩnh 25 ... O CÁ O THỰ C HÀ NH TÍNH CHẤ T VẬ T LIỆ U  Theo đặc tính vật lí: độ đàn hồi mức độ vật liệu phục hồi lại trạng thái ban đầu sau bị làm biến dạng thơi tác dụng lực  Theo đặc tính cảm quan: độ... = Force(N)/S(m2)  Độ cố kết (Cohesivement):  Theo đặc tính vật lí: độ cố kết mức độ vật liệu bị biến dạng trước xảy nứt vỡ  Theo đặc tính cảm quan: độ cố kết mức độ biến dạng trước vỡ ra, xuyên... giịn (Fracturability):  Theo đặc tính vật lí: độ giòn lực cần thiết để làm nứt vật liệu, tích độ cứng độ cố kết (thường độ cứng lớn độ cố kết thấp)  Theo đặc tính cảm quan: độ giịn lực cần thiết