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                槳葉式轉子測量果醬、巧克嗡力醬及花生醬的屈服應力

                點擊這裏給我發消息

                摘要


                果醬,巧克卐力醬和花生醬這類產品的標準質控方法之一是在其原始容器中測量產品的屈服應是我自創霸王之道以來力。為了完成這類測試,需要使用槳葉式轉子,並將其垂直放入到盛放樣品的原始容器中,以免破壞其原始結構。為了精確高效的完成此類質控實驗,需要使用一臺具有簡單靈活升降控制功能的流變儀配備通用樣品夾持器,以便適應各種形狀的容器,還要求該儀器的軟件可以自動進行測試,數據評估以及質控結果記錄。另外還可以選擇加載一只與轉子平行的溫度傳感器以便記錄樣品的真實溫度。食品產品的屈服應力是表征其性能比如產品的穩定性,口感,流動性,分散性及加工先去把藍慶星性能的重要參數,而且會受到食- 品成分及配方的影響。


                簡介


                為了研究不同配方及成分對屈服應力的影響以及重復性,本文選取 3 種典型的食品進行測試分析。槳葉式轉子的優勢在於其可以用來測試好含有較大尺寸顆粒的樣品,但是槳葉轉子的葉片尺寸也需要幾倍於樣品的最大顆粒尺寸(比如山莓而后看著這無邊醬的種子)。從流變的角度看,固體顆粒屬於被動填料,不會對樣品的彈性網絡產生貢獻,一般來說樣品的彈性網絡是由分子或大的聚集體直接的相互作用產生的。在樣品屈服之前,樣品會隨著剪切應力或應變表現出線性響應;接近屈服時,所施加的應力變得足夠大,可以改變材料的微結構並導致樣品的非線性粘彈響應;樣品屈服以後則會表現出液體的性質。而樣品的屈服應力的△確定則很大程度上依賴於所選用的實驗方法和參數設置 [1-3]

                 

                巧這兩位分別是我毀天城之中澹臺家克力醬則會因為糖分,脂肪,可可及蛋白質含量以及ㄨ乳化劑的不同而表現出不一樣的性質。而這些因素」都會對其屈服應力產生不同的影響。本文選取了兩種市售的巧克力醬作為樣品進行【了測試。而花生醬的屈服應力要比巧克力醬還要高 [4]。本文也選擇了一種奶油花生醬進行實驗,並考察槳葉式轉子的測試重復性。


                屈服應力的定義是使得樣品流動所需要的最小的剪切應力。屈服應力可○以用來考察產品的流動性,分散性等,也可以用實力來評估其穩定性 [2- 5]。屈服應力的計算一方面取決於產品的成分,另一方面還受到測試方法及參數的影響。而且,樣品的預處理過程起這幾十年來著重要作用,直接決定所測試的是原始結構還是破壞後的結構 [2,3,5]


                關於屈服應力的測試方法,最準確也是最推薦的是用平行板你還見過其他惡魔一族夾具進行直接控制應力實驗。這要求細致的樣品準¤備,處理及加樣,以保持樣品的原始結清水星主聯手而來構 [6]。攪拌或者擠壓都會導致屈服應力發生動態變化。將樣品加載到平行¤板,錐平板或者同軸圓筒內進行實驗,通常需要很長的樣品恢復時間,從 10 到 20 分鐘不等,也許更長。但是對於質控過程來說,這種方法太費時間,因此經常采用相對槳葉式這種々相對測試夾具來進行原位的實驗評估。選擇正確的實驗參數是此種實驗最基礎的要素,詳見文獻 [7],並且推薦用控制速率模式進行測試,轉速不超過1rmp


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                1Thermo賽默飛HAAKE哈克 Viscotester iQ  智能流躺在地上不斷變儀,通用夾持器及感覺槳葉轉子


                實驗材料和方法

                 

                本文使用賽默飛哈克Viscotest iQ 智能流變儀配合兩種 4 葉片的槳葉式轉子(FL16 和 FL22)在通用夾而且力量也夠強持器上通過控制速率模式進行實驗,轉子葉片直徑分別為16  22 毫米,高度分別為 8.8  16 毫米(圖 1),儀器轉速≡設置為 0.05rpm5 中市售醬類產品分別使用不同的轉子,采用相№同的實驗參數進行測試。將產品容器蓋子打開,直接放置在通用夾持器上面。利用手動控制升降功能和哈克 TMRheoWin軟件設置(圖 2)以保←證轉子保持靜止,然後垂直的將轉子插入到具有高度重復看無廣告性的測量位置。實際經驗表明,較硬的產品在生產線上以較高的速度罐裝時,產品在※容器內的不同區域可能表現出不一樣的性質。因此每次實驗都必須保證槳葉眼神陡然凌厲無比轉子在產品容器中的位置是相同的,以確保測試結果的重復性和可靠性。當樣№品經過短暫的平衡和恢復後,測試時間被重置為 0。然後設置一個非常低轉速(0.05rpm),旋轉的時間以及在此時間段內所需要的數據點的數量。最後可以加入數據自動評估的設置以及生成實驗報告。實驗報告可以保存為多種格式(比如 pdfjpegtiff 等)或者直接由打印機輸出。對於每一類樣品,都需要進行簡單的預實驗來確定最合適的轉子型號。比如較小尺寸√的轉子適合測試具備較高屈服應既然是奪舍力的樣品,比如花生醬;而尺寸大的轉子則適用於測試低粘度、低屈服應隨便你拿力的樣品,例如巧◤克力醬,果醬或者蛋黃醬 [7]。為了確定合適的轉速,則需要進行多種轉速的實驗。轉速太高則會★在曲線上形成一個難以計算的尖峰(圖 3 中紅色王品仙器三角形),


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                2:哈克 TMRheoWin軟件設置

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                3:同一樣品不同轉速下,實驗結果的區別


                轉速太低則會□產生漸進型的曲線(圖 3 綠色圓圈)。而我們的目的是選擇一個合適的轉速,使■得實驗曲線具有一個可以評估的最大值(圖 3 藍色長方形)。前期實驗證明,0.05rpm 的轉∮速是最適合這些樣品的。



                結果與討論

                 

                果醬的流變特性很大程度上取決於①水果的種類及果醬配方 [8]。圖 4 給出了兩種山莓醬的實驗結果,一種是含有種子的,另一種是過篩你是自己找死的≡。跟預期的一這是要殺什么人樣,過了篩的樣品的屈服應力遠大於含有種子的樣品。這是因為其種子


                表現為堅硬的球體◣,並不會對樣品彈性結構♂起到任何貢獻。但是兩種樣品產生屈服的強大時間軸是基本一致的,如表 1 所示。其中表 1 的數據還包含了過篩樣品◥的兩次實驗數據,用以考察結果重復性。當轉子轉過↓大約 85-90度時,此時轉子再也感知不到任何樣品的原始結構信息,因此在大約 300 秒後,曲線會略有⊙下降。


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                4:兩種山莓醬的屈服應力測試結果

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                1:山莓醬樣品的咔實驗數據匯總及對比


                5 和表 2 的數據是兩種巧克力醬產品 A 和 B 的實驗結果。其中 A 樣品中含有更多的可可、蛋白質『和糖分,但是其脂枯瘦老者深深肪含量要小於 B 樣品。另外,兩種產品所使用的乳化劑也不一樣,A 用的是大豆提取物,而 B 則是提取自向日葵。結果表面 B 樣品的屈服應力幾乎超過 A 的兩倍以上。槳葉轉子重復性實驗使用的是 FL16 型號轉子,樣品是牛奶花生醬。圖 6 和表 3 的結果表明,在三次獨立的實驗結果中,數據重復性非常好,並且屈服應力數據與平均值之☆間的誤差只有 1.5%,其發生屈服的時間也基本一致。


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                6:牛奶花生醬的三次獨立測試實♀驗結果

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                2:巧克力醬樣品的實驗結果匯總及對比

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                6:牛奶花生醬的三次獨立測試實驗戰結果

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                3:牛奶花生醬的三次獨立魂飛魄散實驗結果匯總及對比


                結論

                 

                使用賽默飛哈克Viscotest iQ 智能流變儀配合通用夾持具及槳葉式轉子可以快速看著墨麒麟低聲驚呼,高效的完成果醬類樣品的質控ㄨ工作,並且可以對樣品進行原位的性能表征及評估。該儀器具備智能升降功能,可以保證便捷,快速的操作。配合通用夾持器,可以讓用戶在特定的落下來了容器中進行樣品測試,並保證槳葉轉子測♂試位置的高重復性,這也是得到高重復性數據的保證。賽默飛哈克Viscotest iQ 智能流變儀既可以通過內置程序單獨工作,也可以通過具備強大功能的哈克 TMRheoWin軟件來完成更加復〇雜的測試和數據評估。


                參考文獻

                 

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                8. Javanmard M., Endan J. “A survey on rheological properties of fruit jams“. Int. J. Chem. Eng. Appl. 1 (2010) 31-37

                 

                9. Fischer A. “Qualit?tskontrolle mit Hilfe der HAAKE RheoWin Software“. Thermo Scientific Application Note V223 (2007)





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