切割/剪切测试

了解切割/剪切测试,何时使用这些测试类型和典型的探头和夹具用于您的纹理分析仪。


什么是切割/剪切试验?


一般来说,任何纹理分析测试,包括使用一种类型的刀片进行测试,是对样品进行切割或剪切作用。许多经验夹具的特点是在特定条件下,单个刀片或多个刀片切割/剪切样品。达到这一目的所需的最大力和/或所需的工作量(即曲线下的面积)被用作样品的牢固度、韧性或纤维性的指标。虽然经验或模仿,剪切试验是非常受欢迎的,特别是在评估食物质地。

虽然术语剪切是用来描述这样的夹具的作用,检查显示一个复杂的模式的力量涉及。压缩力和拉力的发展,以及剪切。因此,结果不能用剪切模量来表示,只能被认为是提供了在特定条件下试样对变形所提供的阻力的经验比较。

使用各种附件和探针的剪切/剪切试验示例

为什么要进行切割/剪切试验?


如果你想象这些牙齿被拉成一条直线,它们就会呈现出“刀刃”的边缘。因此,任何需要测量咬合力的测试,都会涉及到进行测试的刀片的选择,这是有道理的。该测试还测量样品在被刀切割时的剪切阻力(例如在准备和食用过程中),这可以很好地反映试样的柔软度和韧性。

由于大多数食品是粘弹性而非弹性的,在试验中通常会受到较大的压缩,所以严格的杨氏模量的定义很少适用于食品材料,而变形模量可能是一个更好的术语。然而,杨氏弹性模量的概念经常被用来表示食物的应力-应变比,至少在适度轻压缩下和在力-压缩曲线合理线性的区域。

压缩试验可以在自然条件下经历这种力的各种粘弹性产品上进行。这些可能包括水果和蔬菜、膨化麦片、蛋糕和饼干、糖果和药品。


可通过切削/剪切试验测量的性能

通常选择切割/剪切试验来测量:

咬合力、硬度、韧性、剪切力等。

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用于切割/剪切试验的典型探头和夹具

我们经常被问到为什么有这么多不同的刀片夹具可选从稳定微系统。雷竞技苹果app下载我们的刀片在尺寸、材料、厚度和锋利程度上有很大的不同。一般来说,它们被用来测量产品的咬合力/切削力,在某些情况下,这与产品的“韧性”有关。下列准则可能有助于澄清每种方法的潜在用途。

标准刀片组(HDP/BS)-这是切割测试最常见的选择,由可逆刀口或断头台刀口和Warner-Bratzler刀片组成。它可以使用一个开槽的指南(通过一个样本切割所有的方式)。虽然在普遍应用中,刀片不锋利,因此可能在切割动作发生前“压缩”易碎样品。

Warner Bratzler刀片套装,带有V型槽刀片(HDP/WBV)-在USDA标准中用于肉类检测的尺寸指定。

Warner Bratzler刀片套装,带有“矩形槽刀片”(HDP/WBR)-按照丹麦霍尼克尔肉类检测方法所规定的尺寸。

轻型刀片(A/LKB)-一个小的有机玻璃刀片,这可能是一个更便宜的替代标准刀片,但是通用的和坚固的。由于它的材料,它可能无法承受硬产品的测试,如果没有正确的护理,更容易损坏。

轻型刀片(A/LKBF及F2)-用于执行AACC方法16-50:熟面食质量/硬度或AACCI 66-52-01时的专门尺寸。这些刀片不倾向于用于任何其他方法或样品类型。

亚洲拉面机(HDP/ANR)-这款国际流行的刀片是Gary Hou和他的团队在美国俄勒冈州的小麦营销中心进行了广泛的研究后开发的。

Meullenet-Owens刀片(A/MORS)-最初用于评估鸡胸肉。使用MORS刀片的测试是在完整的圆角上进行的,这最大限度地减少了由于样品制备造成的实验误差,缩短了样品制备时间,并导致更简单的测试解决方案。因此,该方法比现有的家禽胸肉嫩度方法具有优势,因为它可以显著节省实施日常质量控制的劳动力、时间和专业知识。

工艺刀/ CKB)-由于刀片的锋利性,如果需要对刀片进行钝化处理,可以在提供“一次性”刀片的同时切割硬产品。刀片厚度可以精确切割非常小的样品,如种子或坚果,或剪切非常软或脆的样品,如层压糕点。然而,由于其有限的尺寸,只有50mm宽的样品可以测试,切割深度也有限。

对于小的,易碎的,多层的产品或硬的产品的测试,建议使用锋利的刀片。

加长工艺刀(A/ECB)-这种刀片是由于标准工艺刀的普及和需要使用一个薄的一次性工艺刀片切割更深和更宽的样品比以前可以容纳。可测试宽达100mm的样品。

Volodkevich Bite Jaws (HDP/VB)-这个固定装置是为了模仿门牙咬食物的动作而开发的。然而,由于它的尺寸限制了样本的横截面1cm²,除非上面的“牙齿”夹具单独使用,它的流行程度有所下降。

钢丝钳(公元前/)-线切割装置已用于测量芦笋和大黄的纤维度,黄油的硬度和可涂抹性,奶酪的稠度和白软干酪的硬度。使用线切割设备的一个优点是,在测试过程中,样品与线材接触的面积是恒定的,这减少了由于摩擦造成的误差。使用金属丝探针的测试通常会达到一个平台,选择这个平台来表征奶酪的质地。

楔形骨折(/ WEG)-通过切割角为30°、宽度为30mm的上、下楔形物,Fracture wedge提供了一种评估样品顶部和底部切割情况的方法。然而,样品的最大宽度被限制为30毫米。




对于不同长度具有不同质地的产品,如肉类或谷物棒,单刀片测试的结果可能差异很大。这是因为,在一次谷物棒的刀片测试中,刀片可能会接触到花生和巧克力片,而在下一次同一块谷物棒的刀片测试中,可能会切开葡萄干和杏片,因此,刀片几乎是在测试不同的样品。在这种情况下,通常使用克雷默剪切单元进行剪切/剪切试验,每次试验使用5或10片刀片。这提供了一种平均效应,并已被证明对高度可变的样本具有更强的可重复性。

对于由于性质(水果、蔬菜、肉类)或设计(早餐麦片、谷物棒、意大利面形状)而具有不同结构的产品,建议在测试中使用多个刀片。

克莱默剪切电池(HDP/ k5 /10)或迷你渥太华-克莱默剪切电池(HDP/MK05)-不同形状和尺寸的产品呈现的样品可能在配置上是可变的。当使用Blade Set单独测试时,测试的可重复方向可能很困难。克雷默剪切细胞或迷你渥太华/克雷默剪切细胞提供了最适合的设备的测试非均匀样品或一个可变几何。许多块或重量的样本被“批量”剪切,其结果是所需的力的平均值。曲线下的面积通常被计算出来,称为“剪切功”——一个较大的值表明一个更牢固或更坚韧的样品。Mini Kramer剪切单元是测试小样品片的理想选择,减少了测试所需的样品体积。在测试过程中产生的力较小,而Kramer剪切电池可能需要使用TA。HDplus质地分析仪,如果测试力超过50kg。

三环切割系统(A/TRCS)-该切割系统允许以更小的批量确定小的非均匀样品的结构特性,因此需要更低的力。它由一组同心切割环组成,在相对较小的设备中提供了较大的切割面积。


虽然“剪切试验”通常被描述为使用剪切作用对食物样品施加应力的任何试验,但剪切工程的真正定义不是使用刀片,而是指一种材料从两个相反的方向施加应力,然后在其自身结构内剪切。

双层片剂剪切试验台和垂直粉末剪切试验台都进行真正的剪切试验,粉末或片剂在其结构内被强制剪切。



要了解这些夹具是如何设计和制造的纹理分析附件页

其他探针/夹具而且配件可满足许多专业需求,也可针对特定客户进行设计和制造。


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