Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC

ĐO CẤU TRÚC BẰNG THIẾT BỊ TEXTURE-ANALYZER

PGS. TS. TRƢƠNG VĨNH

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
1


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

PHẦN 1: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TA.XTplus

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
2


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

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 tƣơng tác với nhiều thiết bị ngoại vi. Ƣu điểm của máy là tính đa dụng và dễ
sử dụng.
Trong hầu hết các test cơ bản, Máy phân tích cấu trúc cung cấp dữ liệu ba chiều của
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 nhƣ Nhiệt độ (Temperature) và
Ẩm độ (Humidity) nếu đƣợc nối với các thiết bị ngoại vi. Bên cạnh đó, chƣơng trình
còn có thể thực hiện các tính năng nhƣ lặp lại test nhiều lần hay trì hoãn test. Chƣơng
trình có cài đặt thƣ viện test chuẩn giúp ngƣời sử dụng thực hiện các test cơ bản.
Ngƣời sử dụng cũng có thể tự xây dựng chuỗi lệnh phù hợp với yêu cầu riêng biệt
trên phần mềm đƣợc cung cấp.

Hình 1. Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Máy phân tích cấu trúc nên đƣợc đặt trên nền phẳng, vững chắc, tránh tiếp xúc với
ánh nắng và nhiệt độ môi trƣờng thay đổi đột ngột. Sai số sẽ xảy ra nếu máy đặt trên
vị trí không ổn định hay đặt gần những nguồn có thể tạo ra dao động.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
3


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Máy phân tích cấu trúc đƣợc thiết kế phù hợp với điều kiện thí nghiệm:
Nhiệt độ:
00C đến 400C
Ẩm độ:
0% đến 90% RH
II.
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT

Yêu cầu nguồn điện:
Hiệu điện thế:
100v A.C. đến 240v A.C.
Tần số:
47Hz đến 63 Hz
V.A.:
120VA
III.

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

Tính năng bàn phím
Máy phân tích cấu trúc có bàn phím gắn liền vào máy cho phép ngƣời sử dụng
điều khiển vị trí của Giá đỡ bộ phận tải (Load Cell Carrier).

Di chuyển cánh tay đi xuống:
 Bấm nút
 Bấm nút

để di chuyển cánh tay đi xuống với tốc độ 0.1 mm/giây
để di chuyển cánh tay đi xuống với tốc độ 1 mm/giây

 Bấm đồng thời cả hai nút
để di chuyển cánh tay đi xuống với
tốc độ 20mm/ giây (đến 500 kg) hay 13 mm/giây (trên 500 kg)
Di chuyển cánh tay đi lên:
 Bấm nút
để di chuyển cánh tay đi lên với tốc độ 0.1 mm/giây
 Bấm nút
để di chuyển cánh tay đi lên với tốc độ 1 mm/giây

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

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
4


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

RESET:
Bấm nút RESET để ngừng chạy test trong trạng thái đƣợc điều khiển, cụ thể là, test
vẫn đƣợc tiếp tục chạy trở về vị trí “Reset’ và sau đó sẽ ngừng lại. Mục đích là để
thực hiện các test đo đƣợc tích hợp vào 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 EMERGENCY STOP ở góc trái phía trên của máy có nhiệm vụ ngắt
điện của các mạch chính bên trong. Sử dụng trong trƣờng hợp khẩn cấp hay nguy
hiểm cần phải ngừng máy ngay lập tức.
Công tắc chính nằm ở phía sau của máy và kiểm soát nguồn điện.
Ghi chú: Công tắc chính và công tắc Emergency Stop đều ngắt điện cung cấp cho
máy hoàn toàn.

Hiệu chỉnh
Lực (Force)
Hiệu chỉnh cần thực hiện khi:
a. Thay đổi bộ phận tải
b. Di chuyển máy

c. Máy bị quá tải
Ngoài ra, nếu bạn là ngƣời sử dụng sau và không biết ngƣời sử dụng trƣớc đó đã sử
dụng bộ phận tải nào thì nên hiệu chỉnh máy. Không nhất thiết phải hiệu chỉnh máy
mỗi ngày.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
5


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Từ thanh công cụ, nhấp chuột vào:
T.A. Calibrate – Calibrate Force hay nhấp vào biểu tƣợng

trên thanh công cụ.

Chọn User và nhấp Next để tiếp tục.

Đặt quả cân lên vị trí bệ hiệu chỉnh và gõ trọng lƣợng quả cân vào hộp hiển thị trên
chƣơng trình. Máy TA.XTplus có thể đƣợc hiệu chỉnh với bất kỳ trọng lƣợng nào cho
đến khả năng chịu tải của máy nhằm đảm bảo độ chính xác tối ƣu tại khoảng lực thích
hợp với test của ngƣời sử dụng.
Nhấp Next để tiếp tục.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
6


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus

Cập nhật ngày: 03.04.2007

Nhấp Finish. Hộp hội thoại 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.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
7


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

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

Nguyên nhân có thể là:
 Quả cân đƣợc đặt vào vị trí bệ hiệu chỉnh quá sớm. Đảm bảo quả cân chỉ đƣợc
đặt lên vị trí bệ hiệu chỉnh sau khi thông báo thứ hai hiển thị.
 Quả cân đƣợc nhấc ra khỏi vị trí bệ hiệu chỉnh quá sớm. Đảm bảo quả cân chỉ
đƣợc nhấc ra khỏi bệ hiệu chỉnh sau khi chƣơng trình thông báo quá trình hiệu
chỉnh đã thành công.
 Kiểm tra bộ phận tải có đƣợc cắm đúng vị trí hay không?
Chiều cao đầu đo (Probe Height)
Chỉ thực hiện khi:
a. Đo %Strain (sức căng)
b. Ghi lại chiều cao của sản phẩm trong quá trình đo
c. Sử dụng Button Trigger
d. Bắt đầu test đo tại cùng 1 vị trí xuất phát
Trƣớc tiên cần đảm bảo vị 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.


CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
8


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Từ thanh công cụ, nhấp chuột vào:
T.A. Calibrate – Calibrate Height.

Chọn thông số thích hợp cho Return Distance và Speed (tốc độ) mà ngƣời sử dụng
muốn đầu đo trở về khoảng cách này khi đầu đo đã chạm mặt tiếp xúc (0mm). Mặt
tiếp xúc (contact 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 thành công.

Kiểm tra Hiệu chỉnh Lực (Check Force Calibration)
Để kiểm tra Lực, nhấp chuột vào T.A. – Calibrate- Check Force.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
9


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

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


IV. THỰC HIỆN TEST ĐO
Trƣớc khi thực hiện test đo trên máy TA.XTplus, ngƣời sử dụng phải xác định chuỗi
lệnh T.A. (T.A. Sequence). Cách dễ thực hiện nhất là chọn một trong những các test
đã đƣợc xác định nhƣ sau:
Từ thanh công cụ, nhấp chuột chọn T.A. – T.A. Settings

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
10


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Cửa sổ sau sẽ hiển thị:

Nhấp chuột vào „Library‟ nếu muốn chọn các test trong thƣ viện test chuẩn.
Cửa sổ thông báo hiện ra:

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
11


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Từ cửa sổ này, ngƣời sử dụng có thể lựa chọn các test phù hợp với yêu cầu (Test
“Return to Start” là test thông dụng và cơ bản nhất). Nhấp chuột chọn phần Help –
Library Test Available nếu muốn xem mô tả của tất cả các test trong thƣ viện.
Sau khi đã lựa chọn test, nhấp chọn OK. Cửa sổ hiển thị nhƣ sau:


Chọn các thông số bằng cách gõ giá trị vào các ô thích hợp. Các thông số này có thể
đƣợc lƣu lại bằng 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.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
12


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

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

Cửa sổ sau sẽ hiển thị:

Điền 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.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
13


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Khi test đo đƣợc thực hiện, đồ thị cũng đƣợc hiển thị đồng thời. Nếu ngƣời sử dụng
chƣa hài lòng về chuỗi lệnh thì có thể tự viết riêng các chuỗi lệnh đo.


Ngƣời sử dụng có thể phân tích các đồ thị bằng cách sử dụng các Macro (xem mục
Help).
Để dễ dàng trong việc quản lý dữ liệu và phân tích số liệu, ngƣời sử dụng nên tạo
Project. Chọn File – Project – New Project.
V.
LAU CHÙI VÀ BẢO DƯỠNG CÁC ĐẦU ĐO
Lau chùi các đầu đo sau khi sử dụng bằng nƣớc ấm và chất tẩy rửa nhẹ. Có thể
dung cọ mềm, tuyệt đối không đƣợc dùng các dụng cụ cọ rửa có thể làm mòn đầu
đo.
Từng bộ phận của đầu đo nên đƣợc bao gói cẩn thận để tránh trầy xƣớt.
___**___

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
14


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

PHẦN 2: ỨNG DỤNG

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
15


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

2.2.2. Các nguyên lý đo cấu trúc
Các loại đầu đo và thiết bị ngoại vi sử dụng trong máy phân tích cấu trúc TA.XTplus có thể

phân loại tùy theo kiểu tác động.

2.2.2.1. Nén
Đây là phép đo đơn giản nhất trong phƣơng pháp đo cấu trúc. Mẫu đƣợc làm biến dạng và
mức độ biến dạng và/hoặc sức bền của mẫu đƣợc ghi nhận và sử dụng nhƣ một chỉ số cấu
trúc của thực phẩm.
Trong quá trình đo, đầu đo di chuyển đến điểm tiếp xúc với mẫu, tác dụng lực lên mẫu. Đầu
đo thƣờng có dạng hình trụ hoặc dạng đĩa phẳng, đƣờng kính bằng hoặc lớn hơn mẫu (phụ
thuộc vào mức độ biến dạng). Nếu mẫu có bề mặt lớn hơn đầu đo thì đầu đo có thể đâm
thủng hay xuyên vào mẫu.
Các phép đo nén đơn giản thƣờng gọi là nén một trục, nghĩa là mẫu đƣợc nén theo một
hƣớng và không bị giới hạn theo hai hƣớng khác. Nguyên tắc nén này làm thay đổi hình dạng
mẫu và áp dụng phổ biến cho các loại thực phẩm dạng rắn (Bourne, 2002).
Khi mẫu bị nén theo ba hƣớng, thƣờng bằng áp suất thủy lực thì gọi là nén khối. Nguyên tắc
này làm thay đổi thể tích mẫu nhƣng không làm thay đổi hình dạng. Nén khối ít sử dụng
trong đo thực phẩm vì quá trình tiến hành thƣờng chậm và khó khăn (dùng áp suất thủy lực).
Các đầu đo sau đây thƣờng sử dụng trong phƣơng pháp nén (tùy theo mức độ nén):
 Các đầu đo dạng xylanh (đƣờng kính thƣờng lớn hơn 10 mm)


Các đầu đo dạng hình cầu



Thiết bị Ottawa (hình 2.2a)



Các đầu nén phẳng (hình 2.2b)


(a)

(b)

Hình 2.2: Một số thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo nén
CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
16


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

2.2.2.2. Đâm xuyên
Trong phép đo này, đầu đo đâm xuyên vào mẫu và giá trị lực cần thiết để đạt một chiều sâu
xuyên vào hoặc chiều sâu xuyên đƣợc trong một khoảng thời gian nhất định, dƣới những
điều kiện xác định đƣợc đo và ghi nhận là độ cứng, độ chắc, độ dai hay các tính chất cấu
trúc khác của thực phẩm.
Phép đo này làm mẫu biến đổi không thuận nghịch. Mẫu đo phải có diện tích bề mặt lớn hơn
diện tích tiếp xúc với đầu đo sử dụng, nếu mẫu nhỏ hơn diện tích tiếp xúc đầu đo thì trở
thành nguyên tắc nén.

ĐÚNG

SAI

ĐÚNG

Hình 2.3: Nguyên tắc của phép đo đâm xuyên
(Nguồn: Texture Report, Volume 3. Bản quyền của Texture Technologies Inc.)
Giá trị lực đo đƣợc (hoặc chiều sâu đâm xuyên – trƣờng hợp lực không đổi) càng lớn thì vật

liệu có sức bền càng lớn.
Các đầu đo thƣờng sử dụng trong phƣơng pháp đâm xuyên là:
 Các đầu đo dạng xylanh (đƣờng kính thƣờng nhỏ hơn 10 mm) (hình 2.4a)


Các đầu đo dạng mũi kim



Các đầu đo dạng hình cầu (hình 2.5b)

2.2.2.3. Cắt
Nhiều thiết bị ngoại vi có một hay nhiều lƣỡi dao dùng để cắt mẫu dƣới những điều kiện nhất
định. Lực cực đại cần thiết và/hoặc công cần thiết (thí dụ nhƣ diện tích dƣới đƣờng cong) để
cắt mẫu đƣợc ghi nhận là độ chắc, độ dai… của mẫu.
Mặc dù thuật ngữ cắt đƣợc dùng để mô tả phép đo này nhƣng nó bao gồm một mô hình phức
tạp của nhiều lực tác dụng: lực nén, lực kéo cũng nhƣ lực cắt. Do đó, các kết quả không thể
diễn tả bằng các thuật ngữ ứng suất cắt mà có thể xem nhƣ sự so sánh sức bền của mẫu trong
những điều kiện biến dạng nhất định.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
17


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

(a)

(b)


Hình 2.4: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo cắt
Các thiết bị cắt thƣờng sử dụng cho thực phẩm có thớ, sợi nhƣ thịt, các sản phẩm thịt hay rau
quả (măng tây) nhƣ:
 Thiết bị cắt Warner-Bratzler (hình 2.5a)


Các lƣỡi dao cắt/xén



Volodkevich Bite Jaws – Thiết bị này là mô hình hóa răng ngƣời khi cắn mẫu thực
phẩm, bao gồm quá trình cắt và nén (hình 2.5b).



Thiết bị cắt Kramer

2.2.2.4. Nén – đẩy
Phép đo nén - đẩy gồm có lực tác dụng lên thực phẩm đến khi nó chảy qua lối thoát là một
hay nhiều rãnh hoặc lỗ trong thiết bị đo. Thực phẩm bị nén đến khi cấu trúc bị phá vỡ và đẩy
ra ngoài qua những lối thoát đó. Mô hình các lực trong phép đo này rất phức tạp. Thông
thƣờng giá lực cực đại cần thiết để thực hiện việc nén đẩy đƣợc đo và sử dụng nhƣ một chỉ số
tính chất cấu trúc.
Phép đo này áp dụng cho các loại chất lỏng nhớt, các loại gel, bơ, bơ thực vật, các loại rau
quả. Thiết bị Ottawa thƣờng đƣợc sử dụng trong phép đo này.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
18



Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Hình 2.5: Các dụng cụ và đầu đo sử dụng trong phép đo nén – đẩy
2.2.2.5. Kéo căng
Sức căng đƣợc xác định nhƣ là một lực trực giao với bề mặt mà nó tác dụng, và hƣớng ra
ngoài vật thể.
Sức kéo căng cơ bản của vật liệu đƣợc xác định là tải trọng cực đại có thể đạt đƣợc, tác động
lên mẫu đo, đƣợc phân chia bởi diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu.
Một phép đo sức căng thông thƣờng, mẫu đứt gãy gần nhƣ ngay lập tức trong một mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng chứa lực căng tác dụng. Lực cực đại là sức căng của vật liệu.
Các phép đo kéo căng không ứng dụng nhiều cho thực phẩm bởi vì quá trình nhai đòi hỏi có
lực nén thực phẩm giữa các răng hàm, mà không cần sức căng. Các phép đo này đƣợc sử
dụng để đo dộ bám dính của thực phẩm đối với một bề mặt nào đó, chẳng hạn nhƣ tính đàn
hồi của mỳ ống, độ giãn dài của bột nhào. Đầu đo nén trên mẫu thực phẩm, khi đó giá trị lực
cần thiết để kéo mẫu ra khỏi sẽ đƣợc đo.
Các thiết bị ngoại vi sử dụng trong các phép đo này bao gồm:
 Thiết bị đo dộ kéo giãn bột nhào và gluten SMS/ Kieffer (hình 2.7a)


Thiết bị đo mỳ ống/mỳ sợi



Hàm kẹp để kéo giãn (hình 2.7b)

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
19



Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

(a)

(b)

Hình 2.6: Các thiết bị sử dụng trong phép đo kéo căng
2.2.2.6. Bẻ gãy và uốn cong
Khả năng gãy vỡ còn gọi là độ giòn, đó là lực làm mẫu vỡ vụn. Thực phẩm có tính giòn là
những sản phẩm có độ cứng lớn và độ dính thấp. Độ giòn của thực phẩm đƣợc đo bởi lực có
phƣơng ngang mà với lực ấy mẫu di chuyển khỏi điểm có lực tác dụng theo phƣơng thẳng
đứng.
Uốn cong là sự kết lợp của lực nén, lực kéo và lực cắt. Các phép đo uốn cong thƣờng sử dụng
trong đo vật liệu vì chúng dễ thực hiện và không cần đặt mẫu trên dụng cụ. Sự gãy vỡ bắt đầu
chủ yếu ở phía ngoài của phần mẫu bị căng ra.
Vật liệu dễ vỡ có một đƣờng cong lực – biến dạng đặc trƣng, từ đó các có thể xác định độ
dốc của đoạn từ điểm bắt đầu đi đến đỉnh đƣờng cong, sau đỉnh này (sau khi vỡ) lực giảm
nhanh.
Các phép đo thƣờng áp dụng cho thực phẩm có dạng thanh hay mảnh.
Các thiết bị ngoại vi thƣờng sử dụng trong các phép đo này bao gồm:
 Thiết bị đo độ giòn (hình 2.8a)


Thiết bị uốn cong ba điểm (hình 2.8b)

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
20



Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

(a)

(b)

Hình 2.7: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép phá vỡ và uốn cong

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
21


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Hình 3.5: Đo lực kéo

Hình 3.5: Đo lực nén

Các chỉ tiêu đƣợc phân tích từ đồ thị đo lực kéo màng của máy đó cấu trúc là:
 Lực cực đại (Fmax): lực tối đa mà màng có khả năng chịu đƣợc trong điều kiện đo.

Hình 3.6: Tính độ dốc

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
22



Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007

Ví dụ đo giò lụa

(a)

(b)

(c)

(d)

Hình 3.1: Các đầu đo và bộ phận kết nối sử dụng trong thí nghiệm
(a) Đầu đo dạng xylanh 5 mm
(b) Đầu đo dạng hình cầu 5 mm
(c) Đầu đo dạng hình côn 30°
(d) Đầu đo nén phẳng 40 mm
Tiến hành đo cấu trúc mẫu theo các phép đo sau:
1. Đầu đo dạng xylanh đƣờng kính 5 mm (Cylinder probe – hình 3.1a). Điều kiện đo lực
theo bảng 3.2, trong đó:
Chế độ đo: Trở lại vị trí ban đầu.

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
23


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007
Vận tốc di chuyển của đầu đo trước khi chạm mẫu là 1,5 mm/s, trong khi đo mẫu là 1,5

mm/s và ra khỏi mẫu trở về vị trí ban đầu là 10 mm/s.
Khoảng cách từ đầu đo đến bề mặt mẫu trước khi đo: 20 mm.
Khoảng cách biến dạng mong muốn: 10 mm.
Lực cảm nhận ban đầu: 5 g
Tốc độ nhận dữ liệu: 200 giá trị/giây
Bảng 3.2: Điều kiện đo (cách 1) đƣợc cài đặt cho máy
TA Settings

3.4.

Mode

Measure Force in Compression

Option

Return to start

Pre-Test Speed

1.5 mm/s

Test Speed

1.5 mm/s

Post-Test Speed

10.0 mm/s


Distance

10 mm

Trigger Type

Auto - 5g

Tare Mode

Auto

Data Acquisition Rate

200pps

Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đo cấu trúc

Đối với các phép đo (1), (2), (3) trong thí nghiệm 1, dựa trên nguyên tắc đâm xuyên, đồ thị
nhận đƣợc từ quá trình đo có dạng nhƣ hình 3.2.
Force (g)
550
500
450
400
350
300
250
200
150

100
50
0
0
-50

2

4

6

8

10

Time (sec)

Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn kết quả đo của phép đo đâm xuyên
CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
24


Hướng dẫn sử dụng Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
Cập nhật ngày: 03.04.2007
Mô tả:
Sau khi đạt đƣợc lực cảm nhận ban đầu 5 g, đầu đo bắt đầu đâm xuyên vào mẫu đo đến
khoảng cách 10 mm. Trong quá trình đâm xuyên, giá trị lực tăng dần và bắt đầu giảm tại
điểm mà cấu trúc gel bị phá vỡ. Các giá trị lực đƣợc ghi nhận tiếp tục khi đâm xuyên đến
khoảng cách đã định. Giá trị lực cực đại (tức là điểm vỡ gel) phản ánh độ cứng của gel. Giá

trị khoảng cách đâm xuyên từ bề mặt mẫu đến điểm phá vỡ gel phản ánh độ đàn hồi của gel,
khoảng cách này càng lớn chúng tỏ khả năng đàn hồi của gel càng cao nghĩa là gel càng dai.
Diện tích dƣới đƣờng cong đồ thị là công cần thiết để đâm xuyên vào mẫu.
Độ phục hồi biến dạng, liên hệ với độ dai của gel, là chỉ số cho biết khả năng mẫu hồi phục
từ sự biến dạng do lực và vận tốc. Nó đƣợc xác định bằng tỷ lệ giữa diện tích A và diện tích
B (xem hình 3.3).
Cách xác định các chỉ tiêu:
Ta có thể dễ dàng phân tích đồ thị bằng cách sử dụng các lệnh trong chƣơng trình TEE32 cài
đặt trong máy tính kết nối với máy đo cấu trúc.
Lực cực đại (g) và độ đàn hồi (mm):
Chọn điểm giá trị lực cực đại (Go to Abs. +ve Value Force)
Ghi nhận giá trị lực (Mark Value

 Force

Ghi nhận giá trị khoảng cách (Mark Value

)

 Distance)

Độ phục hồi biến dạng (không có đơn vị):
Lấy các điểm (Drop Anchor) trên đồ thị lực – khoảng cách:
 Điểm 1 tại giá trị thời gian nhỏ nhất (thời gian = 0) (Go to Min. Time)
 Điểm 2 tại giá trị khoảng cách lớn nhất (Go to Abs. +ve Value

Distance)

Tính giá trị diện tích dƣới đƣờng cong giới hạn bởi hai đƣờng thẳng 1 và 2 (diện
tích B, g.mm) (Process Data  Calculations  Area)

 Điểm 3 tại giá trị lực bằng 0 (Go to Force 0)
Tính giá trị diện tích dƣới đƣờng cong giới hạn bởi hai đƣờng thẳng 2 và 3 (diện
tích A, g.mm) (Process Data  Calculations  Area)
Độ phục hồi biến dạng = Diện tích A /Diện tích B

CARD Project VIE 06/05- Bộ Môn Công nghệ Hóa học, ĐH Nông Lâm TP.HCM
25