BÁO cáo THÍ NGHIỆM PHÂN TÍCH cấu TRÚC

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc đâm xuyên đến thuộc tính cấu trúc của mẫu đậu hũ Rèn luyện thao tác chuẩn bị mẫu phù hợp mẫu cụ thể. Quan sát- tìm hiểu- thực hành máy phân tích cấu trúc. II TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC Khái niệm: Cấu trúc tập hợp tất thuộc tính lưu biến, hình học bề mặt sản phẩm cảm nhận thu giới, xúc giác, thị giác hay thính giác Đặc tính cấu trúc Là nhóm tính chất vật lý đến từ cấu trúc thực phẩm Liên quan đến tính chất học, lưu biến học Tính chất quang, điện từ, nhiệt, nhiệt động tính chất không đề cập định nghĩa cấu trúc Là nhóm tính chất, tính chất đơn lẻ Không liên quan đến cản giác hóa học vi mùi Các giá trị đo lường khách quan cấu trúc hàm số khối lượng, khoảng cách thời gian Phương pháp phân tích cấu trúc: Có phương pháp: Chủ quan: đánh giá cấu trúc thực phẩm nhờ vào giác quan xúc giác, thi giác… Khách quan: gián tiếp (hóa học, âm thanh, quang học…), trực tiếp (cơ bản, thực nghiệm, mô phỏng…) Phép thử đâm xuyên : a) Nguyên lý phép thử đâm xuyên: Đo lực cần để đẩy que / vào thực phẩm đến chiều sâu định trước hay độ sâu đạt tác dụng vào thực phẩm lực xác định b) Độ cứng: Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang Là lực cần để đầu đo xuyên qua thực phẩm để đầu đo tới vị trí định trước c) Độ dính: Là công cần để kéo thực phẩm khỏi bề mặt d) Độ chịu nén: Là công cần để làm vật biến dạng e) Các yếu tố ảnh hưởng đến phép thử đâm xuyên: Kích thước hình dạng đầu đo:♣ Bourne (1966) theo kinh nghiệm ông đưa phương trình nêu lên mối quan hệ lực đâm xuyên với diện tích chu vi đầu đo Fs = Kc.A + Ks.P + C - Fs: lực tác dụng lên đầu đo - A, P: giao diện tiếp xúc đầu đo với mẫu (mm ) chu vi (mm) - Kc: hệ số nén (N/mm ) - Ks: hệ số cắt (N/mm) - C: số (N) Phương trình tỉ lệ diên tích chu vi tăng lên tỉ lệ lực nén so với toàn lực tác dụng lên đầu đo tăng lên Ngược lại, tỉ lệ diện tích chu vi giảm lực trượt so với toàn lực tác dụng lên đầu đo tăng lên Do đó, cách sử dụng đầu đo khác hình tròn, hình vuông, sao, đa giác…chúng ta làm thay đổi ảnh hưởng tương đối lực nén lực trượt lên toàn lực tác dụng lên đầu đo Tuy nhiên, tác dụng đường biên với hình dạng đầu đo khác lên phép thử cấu trúc nên kiểm tra Hầu hết đầu đo phép thử đâm xuyên có Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang dạng hình tròn cho tỉ lệ diện tích chu vi lớn so với đầu đo khác, đo lực đâm xuyên với tỉ lệ lực nén lực trượt lớn Những đầu đo khác làm thay đổi phân bố nén trượt tổng thể lực đâm - Hình dạng khác đỉnh đầu đo quan trọng phép thử đâm xuyên Các hình dạng đầu đo thường sử dụng dạng phẳng, dạng bán cầu (một phần hay toàn phần ) dạng nón Để đo độ cứng nhiều loại rau trái nguyên trái, người ta thường sử dụng đầu đo có dạng bán cầu ( phần ) Nói cách khác, đầu đo dạng phẳng thường sử dụng để kiểm tra loại trái cắt nhỏ đảm bảo diện tích tiếp xúc không đổi đầu đo bề mặt phẳng miếng trái cắt nhỏ suốt trình đo Bản chất thực phẩm♣ - Những thực phẩm khác có thuộc tính nén trượt khác - Kc/Ks dùng để so sánh vai trò nén trượt lên lực đâm xuyên sản phẩm với VD: tỉ lệ Kc/Ks táo = 5, khoai tây = , chuối = ( Bourne, 1966) => Phép thử đâm xuyên áp dụng tốt cho sản phẩm không tốt cho sản phẩm Phương trình rằng, để đánh giá khách quan phép đo cấu trúc, đầu đo có hình dạng khác nên kiểm tra với nhiều loại thực phẩm khác Vật chứa mẫu♣ Chiều sâu đâm xuyên♣ Số lượng đầu đo♣ Các yếu tố liên quan đến mẫu♣ Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Máy phân tích cấu trúc MODEL LFRA: a) Các phím chức năng: Công tắc nguồn: phía sau máy , dùng để tắt mở máy. RESET / STOP: ngừng chu trình kiểm tra chạy. START: bắt đầu chu trình kiểm tra, ấn để tăng tốc độ di chuyển trước khi sensor chạm bề mặt mẫu đo SELECT / SCROLL : ấn để chọn mục tùy chọn, xoay để thay đôi các giá trị thông số, ấn trình kiểm tra để xem thông số cài đặt EMERGENCY STOP: dừng khẩn cấp chu trình hoạt động. b) Các thông số : Trigger: giá trị lực cảm nhận đầu đo bắt đầu chạm đến mẫu đo, lực cảm nhận tăng đến giá trị trigger, máy bắt đầu tính khoảng cách lún xuống mẫu đo Distance: giá trị khoảng cách lún kể từ lúc đầu đo chạm bề mạt vật đo. Speed: tốc độ di chuyển đầu đo. Time: thời gian giữ cố định đầu đo vị trí chế độ HOLD TIME. Count: số lần lặp lại chu kỳ đo chế độ CYCLE COUNT Máy phân tích cấu trúc MODEL LFRA Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang c) Vận hành máy: Chọn phương pháp kiểm tra ( ví dụ NORMAl ) Kiểm tra thông số, điều chỉnh lại cần (vì có số thông số có giá trị mặc định, hiệu chỉnh) Ví dụ : trigger 5.0 Gắn đầu đo tương ứng với phương pháp kiểm tra vào máy. Đặt vật mẫu cần kiểm tra lên giá đỡ. Bấm START để bắt đầu kiểm tra Máy thông báo lắp đầu đo vào, bấm START lần giá trị lực RESET liên tục cập nhật Đầu dò hạ xuống từ từ đến chạm bề mặt vật mẫu, lực cảm nhận tăng lên đến giá trị trigger, máy bắt đầu đo thông số Kết thúc kiểm tra máy giá trị peakload ( giá trị lực cao trong suốt trình kiểm tra ) final load ( giá trị lực kết thúc cuối lúc kết thúc kiểm tra ) Bấm RESET / STOP để bắt đầu chu trình kiểm tra mới. Chuẩn bị trước thí nghiệm Mẫu: Đậu hủ (giữ lạnh). Dao, thớt Máy phân tích cấu trúc LFRA hãng Brookfield, USA. Đầu dò TA10, dạng hình trụ, đầu phẳng, đường kính đầu dò d = 12.7 mm. Đế đỡ: bề mặt phẳng, lỗ. Tiến hành thí nghiệm Hạ nhiệt độ mẫu nhiệt sử dụng (nhiệt độ phòng): ngâm mẫu đậu hủ chưa mở bao bì vào nước cho mẫu tăng dần nhiệt độ Cắt mẫu đậu hủ thành miếng nhỏ với kích thước: 3.5 x 35 x 2.5 (mm) Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang Gắn đầu dò TA10 vào máy phân tích. Đặt mẫu lên đế đỡ cho tiến hành đầu dò đâm xuyên tâm của mẫu Cài đặt chương trình cho máy (dùng phép đo TPA – phép thử chu kỳ). + Cố định độ đâm xuyên 15 mm (theo lý thuyết, chiều dày đâm xuyên cần phải đạt khoảng 60% chiều dày mẫu) + Thay đổi vân tốc đầu dò 1, 5, 10 (mm/s) Khảo sát ảnh hưởng thay đổi vận tốc đâm xuyên đến kết thí nghiệm (độ cứng, độ dai, độ đàn hồi, độ cố kết…) + Với vận tốc cần tiến hành lần đò Theo lý thuyết, số lần đo lặp lại cao hạn chế tốt sai số hệ thống Tuy nhiên, mẫu đậu hủ sản phẩm dạng gel, cấu trúc có độ ổn định cao nên không cần tiến hành lặp nhiều Chú ý: Trong trình thí nghiệm, cần phải bảo quản mẫu cẩn thận để tránh có tượng nước làm mẫu bị khô, làm ảnh hưởng đến kết đo IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Vận tốc 1mm/s Fracture force 0.00 0.00 0.00 Hardness 17.50 15.90 17.30 Apparent modulus 7.00 6.47 6.20 Adhesive force -3.20 -3.80 -3.60 Adhesiveness -5.67 -6.13 -6.24 % Deformation 24.80 24.85 24.90 Deformation 4.96 4.97 4.98 Area cycle 68.80 66.14 63.91 Peak load 17.50 15.90 17.30 Negative peak load -3.20 -3.80 -3.60 Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang Final load 12.80 12.90 12.40 Vận tốc 5mm/s Vận tốc 10mm/s Fracture force 0.00 0.00 0.00 Hardness 20.50 17.70 16.20 Apparent modulus 61.50 60.69 32.40 Adhesive force -5.60 -5.30 -7.10 Adhesiveness -1.41 -1.33 -2.20 % Deformation 25.00 25.00 25.00 Deformation 5.00 5.00 5.00 Area cycle 7.97 7.15 7.51 Peak load 20.50 17.70 16.20 Negative peak load -5.60 -5.30 -7.10 Final load 8.90 9.80 10.50 V XỬ LÝ KẾT QUẢ Fracture force 0.00 0.00 0.00 Hardness 17.70 16.70 17.90 Apparent modulus 38.62 36.44 35.80 Adhesive force -5.70 -5.90 -5.20 Adhesiveness -2.66 -2.90 -2.54 % Deformation 25.00 25.00 25.00 Deformation 5.00 5.00 5.00 Area cycle 12.94 12.02 12.85 Peak load 17.70 16.70 17.90 Negative peak load -5.70 -5.90 -5.20 Final load 10.30 8.60 9.90 Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang Phương pháp xử lý kết sử dụng báo cáo thí nghiệm phương pháp bình phương trung bình Gọi A yếu tố thay đổi Gọi S yếu tố cần khảo sát Ta có bảng kết : S(A) A A A S 11 S 12 S 13 S 21 S 22 S 23 S 31 S 32 S 33 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A a A I (A I)/(a 1) S(A) a*(s 1) AS A (AS A)/a*(s 1) Với : s=3 (thí nghiệm tiến hành với vận tốc khác nhau) a=3(mỗi vận tốc tiến hành lần) I=(S 11 +S 12 +S 13 +S 21 +S 22 +S 23 +S 31 +S 32 +S 33 ) /(a*s) AS= S 11 +S 12 +S 13 +S 21 +S 22 +S 23 +S 31 +S 32 +S 33 A=[( S 11 +S 12 +S 13 ) +( S 21 +S 22 +S 23 ) +( S 31 +S 32 +S 33 ) ]/s 16.2 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 2 S(A) 12 Giá trị F = ½ = 0.5 < F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa %5.0=αVậy vận tốc không ảnh hưởng đến thông số “ hardness “ với mức ý nghĩa Thông số “ apparent modulus “ Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 38.62 61.5 6.47 36.44 60.69 6.2 35.8 32.4 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 3148.5 1574.3 S(A) 564.5 94.1 Giá trị F = 1574.3/94.1 = 16.75 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Vậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “apparent modulus “ với mức ý nghĩa %5.0=α Thông số “ Negative peak load “ Bảng kết : Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 11 S(A) A1 A2 A3 3.2 5.7 5.6 3.8 5.9 5.3 3.6 5.2 7.1 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 10.48 5.24 S(A) 2.34 0.93 Giá trị F = 5.24/0.93 = 5.63 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Vậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “Negative peak load “ với mức ý nghĩa %5.0=α Thông số “ Final load “ Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 12.8 10.3 8.9 12.9 8.6 9.8 12.4 9.9 10.5 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 18.47 9.23 S(A) 2.97 0.49 Giá trị F = 9.23/0.49 = 18.6 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa %5.0=αVậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “Final load “ với mức ý nghĩa Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 12 Thông số Area cycle Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 68.8 12.94 7.97 66.14 12.02 7.15 63.91 12.85 7.51 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 6357.6 3178.8 S(A) 12.8 2.1 Giá trị F = 3178.8/2.1 = 1513.7 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa %5.0=αVậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “Area cycle “ với mức ý nghĩa Thông số “ Peak load “ Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 17.5 17.7 20.5 15.9 16.7 17.7 17.3 17.9 16.2 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 2 1.1 S(A) 11.92 Giá trị F = 1.1/2 = 0.55 < F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 13 Vậy vận tốc không ảnh hưởng đến thông số “Peak load “ với mức ý nghĩa %5.0=α Thông số “ % Deformation” Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 24.8 25 25 24.85 25 25 24.9 25 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 0.045 0.0225 S(A) 0.005 8.33*10 Giá trị F = 0.0225/8.33*10 -4 = 27 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Vậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “% Deformation “ với mức ý nghĩa %5.0=α Thông số “ Deformation” Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 4.96 5 4.97 5 4.98 5 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 14 A 1.8*10 9*10 S(A) 2*10 1/30000 Giá trị F =9*10 -4 /(1/30000) = 27 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa %5.0=αVậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “Deformation “ với mức ý nghĩa Thông số “ Adhesive force” Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 3.2 5.7 5.6 3.8 5.9 5.3 3.6 5.2 7.1 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 10.51 5.255 S(A) 2.31 0.385 Giá trị F = 5.255/0.385 = 13.65 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Vậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “ Adhesive force “ với mức ý nghĩa %5.0=α 10 Thông số “ Adhesiveness” Bảng kết : S(A) A1 A2 A3 Bảng tính toán: Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 15 Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 31.16 15.58 S(A) 0.71 71/600 Giá trị F = 15.58/(71/600) = 131.66 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa %5.0=αVậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “Adhesiveness “ với mức ý nghĩa KẾT LUẬN: Như vậy, dựa vào kết thấy ảnh hưởng vận tốc đâm xuyên đến nhiều thông số Tùy thuộc vào loại thông số cần xác định, loại mẫu… mà tiến hành phân tích, cần lựa chọn tốc độ đâm xuyên cho phù hợp Điều ảnh hưởng lớn đến độ xác kết phân tích [...]... Nếu : Giá trị F>F TC thì A có ảnh hưởng đến S αvới mức ý nghĩa Giá trị F F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Vậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “apparent modulus “ với mức ý nghĩa %5.0=α 3 Thông số “ Negative peak load “ Bảng kết quả : Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 11 S(A) A1 A2 A3 1 3.2 5.7 5.6 2 3.8 5.9 5.3 3 3.6 5.2 7.1 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 2 10.48 5.24... MS(bình phương trung bình) A 2 18.47 9.23 S(A) 6 2.97 0.49 Giá trị F = 9.23/0.49 = 18.6 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa %5.0=αVậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “Final load “ với mức ý nghĩa Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 12 5 Thông số Area cycle 1 Bảng kết quả : S(A) A1 A2 A3 1 68.8 12.94 7.97 2 66.14 12.02 7.15 3 63.91 12.85 7.51 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình... 16.7 17.7 3 17.3 17.9 16.2 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 2 2 2 1.1 S(A) 6 11.92 2 Giá trị F = 1.1/2 = 0.55 < F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 13 Vậy vận tốc không ảnh hưởng đến thông số “Peak load “ với mức ý nghĩa %5.0=α 7 Thông số “ % Deformation” Bảng kết quả : S(A) A1 A2 A3 1 24.8 25 25 2 24.85... “ với mức ý nghĩa %5.0=α 8 Thông số “ Deformation” Bảng kết quả : S(A) A1 A2 A3 1 4.96 5 5 2 4.97 5 5 3 4.98 5 5 Bảng tính toán: Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 14 A 2 1.8*10 3 9*10 4 S(A) 6 2*10 4 1/30000 Giá trị F =9*10 -4 /(1/30000) = 27 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa %5.0=αVậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số... 13.65 > F TC %5.0=α=5.14 với mức ý nghĩa Vậy vận tốc ảnh hưởng đến thông số “ Adhesive force “ với mức ý nghĩa %5.0=α 10 Thông số “ Adhesiveness” Bảng kết quả : S(A) A1 A2 A3 1 2 3 Bảng tính toán: Phân tích cấu trúc GVHD ThS Nguyễn Thanh Khương Trang 15 Df(b ậ ct ự do) SS(tổng bình phương) MS(bình phương trung bình) A 2 31.16 15.58 S(A) 6 0.71 71/600 Giá trị F = 15.58/(71/600) = 131.66 > F TC %5.0=α=5.14... thể thấy sự ảnh hưởng của vận tốc đâm xuyên đến rất nhiều các thông số Tùy thuộc vào loại thông số cần xác định, loại mẫu… mà khi tiến hành phân tích, chúng ta cần lựa chọn tốc độ đâm xuyên cho phù hợp Điều này ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác của kết quả phân tích