Переход к содержанию страницы

Анализ консистенции

Преимущества инструментального анализа консистенции

  • Субъективные испытания заменяются объективными - важные критерии (свежесть, хрустящие свойства, способность к намазыванию) определяются объективно.
  • Даже малейшие отклонения можно зарегистрировать и выразить в цифрах.
  • Стандартизация методик испытаний (заводские нормы) позволяет различным предприятиям выпускать продукцию одинакового качества. Особенно это касается автоматизированных предприятий, а также поставщиков полуфабрикатов, ингредиентов и систем питания. Улучшенное, более постоянное качество пищевых продуктов позволяет с самого начала избегать рекламаций.
  • В процессе испытаний определяются воспроизводимые результаты.
  • Результаты можно отображать на графиках, интерпретировать и легко документировать
  • Соответствующее документирование качества продукции упрощает переговоры между производителями, поставщиками и клиентами.

Зачем и где проводится анализ консистенции?

Зачем и где проводится анализ консистенции?

Производственные исследования и разработки
Контроль качества

Производственные исследования и разработки

  • Оценка характеристик качества и переработки сырья для пищевых продуктов
  • Производство пищевых продуктов с требуемой консистенцией: проверка различных рецептур и ингредиентов, а также их влияния на продукт во время производственного процесса
  • Сравнение продуктов: для оптимизации продукта можно сравнить новые или альтернативные ингредиенты с существующими - или сам продукт с продукцией конкурентов (сравнительное тестирование)
  • Определение влияния упаковки на качество пищевых продуктов

Контроль качества

  • Контроль поступления товаров: для поставок можно регламентировать допуски и контролировать поступление товаров. Таким образом можно легко отслеживать изменения продукта или неустойчивость качества отдельных производителей.
  • До и во время производства: определение структурных изменений продукта во время производственного процесса и влияния при изменениях процессуальных компонентов (например, температура, влажность и время варки). Контроль качества во время производства или готовой продукции для гарантии неизменного качества.
  • Транспортировка/хранение: определение штабелируемости, прочности, срока годности и устойчивости при хранении позволяет оценить влияния транспортировки и хранения.
  • Свежесть в точке продажи (POS: point of sale) и устойчивость при хранении дома у потребителя: гарантированы ли свойства продуктов в конце минимального срока хранения?

Пуансоны для определения твердости пищевых продуктов

Эти пуансоны применяются, в основном, для испытаний на проникновение, чтобы определять твердость пищевых продуктов. Такие испытания широко распространены, их применяют для многих продуктов питания. 

Важно выбрать правильный пуансон: например, цилиндрические пуансоны посредством плоскости создают напряжение сжатия, а посредством кромок/боковой поверхности - напряжение среза; сферические же пуансоны действуют совершенно иначе: в начале испытания прикладываются только вертикальные усилия, при дальнейшем проникновении к ним прибавляется все больше горизонтальных усилий. 

Фирма ZwickRoell предлагает пуансоны самых разных форм, размеров и из различных материалов, в том числе и по спецификации заказчиков. 

Специальный пуансон: жесткость хлеба по AACC, твердость по Блуму

Определение жесткости хлеба по стандарту AACC74-09 представляет собой испытание на проникновение с двумя циклами, при котором цилиндрический пуансон сдавливает регламентированные ломти хлеба до значения в 40%. Значение CFV (Compression force value) определяется при смятии в 25%. 

Прочность геля по Блуму (GME Monograph 2005, ISO 9665) определяют многие производители и переработчики желатина. 

Твердость по Блуму предполагает наличие определенной массы, необходимой для вдавливания цилиндрического пуансона в желатин с постоянной скоростью на глубину 4 мм. Данный метод требует обширной пробоподготовки в специальных емкостях.

Контейнер Крамера

Свойства при кусании, хрустящие свойства, жесткость пищевых продуктов

Контейнер с лезвиями Крамера моделирует однократный укус пищевых продуктов и выдает заключение о таких свойствах, как поведение при укусе, хруст и прочность. Контейнер используется для испытаний мяса и рыбы, мелких овощей и фруктов, а также мюсли и легких закусок (например, картофельных чипсов). 

5 или 10 лезвий с постоянной скоростью проходят через вложенный материал, сжимают, режут и вытесняют его (основание контейнера снабжено пазами). Испытание проводится с регламентированным количеством материала. Благодаря многократному прохождению лезвий, измерение проводится в нескольких местах одновременно, что позволяет компенсировать локальные отклонения консистенции.

Режущее приспособление Warner-Bratzler

Во время испытания Warner-Bratzler образец разрезается одним ножом. По характеристикам реза можно определять нежность/вязкость мясных и рыбных продуктов, степень поджаренности сосисок или свойства хлебобулочных изделий при укусе. 

Для испытаний квадратных образцов рекомендуется использовать плоский нож, для круглых - нож с выемкой.

Данное испытание применяется очень часто, благодаря хорошей воспроизводимости результатов. 

Приспособление для испытаний на 3-точечный изгиб: прочность разрушения пищевых продуктов

Для проведения испытания на 3-точечный изгиб образец укладывается на две опоры и нагружается гибочным пуансоном. Расстояние между опорами адаптируется к образцу. 

Это испытание хорошо подходит для хрупких продуктов, которые, кроме всего прочего, в процессе производства получают одинаковые размеры (например, вафли, печенье, плитки шоколада и даже макаронные изделия). 

Прочность при изгибе и разрушении, склонность к разрушению и хрупкость позволяют делать выводы о разных рецептурах. Кроме того, можно исследовать влияние влажности, продолжительности и температуры выпечки, а также упаковки и хранения на свойства продуктов.

Нажимной пуансон

Также для определения свойств при штабелировании

При испытании на сжатие образец обладает меньшими размерами, чем нажимной пуансон. Даже под давлением образец не должен выходить за кромки пуансона.

Ломкие образцы испытывают на сжатие, чтобы измерять склонность к разрушению, свежесть и прочность, например, леденцов, кофейных зерен или фруктов (для определения свойств при штабелировании).

Испытание на сжатие упругих продуктов (например, хлеба, пирожных, сыра, рыбы и суфле) проводится циклически: образец дважды сжимается до определенной степени и снова разгружается. Свойства при сжатии и разгружении позволяют судить о прочности, заминаемости, степени спелости и вязко-упругих характеристиках

Контейнер OTMS, контейнер Ottawa

Контейнер OTMS (Ottawa Texture Measuring System) определяет прочность продуктов посредством сжатия и выдавливания. С его помощью можно определять, например, степень спелости, нежность, хрустящие свойства или энергию на выдавливание определенной массы продукта. Данный метод подходит, в первую очередь, для продуктов, которые можно хорошо выдавливать (например, консервированные овощи, творог и мясные паштеты), а также для экструдатов и мюсли.

Благодаря различным выдавливающим плитам и редукционным вкладышам для уменьшения объема, приспособление можно адаптировать к различным испытываемым материалам. При использовании уплотнительной плиты можно измерять чистые сжимающие усилия.

Камера многократной обратной экструзии

Структуры кристаллов жиров (например, масла и маргарина) поэтапно подвергаются ломке в процессе обработки. Это изменение материала можно зафиксировать в виде значения "деформационное разупрочнение" (Work Softening) или "остаточная твердость".

Перфорированный штамп для обратной экструзии выдавливает жир в течение нескольких циклов. Определяется количество циклов, необходимых для получения регламентированной остаточной твердости, или остаточная твердость после регламентированного количества циклов.

С помощью других методик приспособление используется также для испытаний мороженого, творога и заварной пасты.

Приспособление для испытания теста на растяжение

Тягучесть, эластичность, клейкость теста и клейковины

Испытание теста на растяжение проводится в микродиапазоне, при котором достаточно даже малого количества муки или теста. Определяются свойства при переработке, тягучесть, эластичность и клейкость теста и клейковины (белковой).

Так можно сравнивать различные сорта муки и хлебопекарных добавок, а также определять их влияние на результат выпечки. Можно улучшать различные рецептуры, виды и режимы переработки, а также добавки, чтобы получать оптимальный конечный продукт.

В качестве альтернативы приспособление можно использовать для определения упругих свойств жевательной резинки.

Нож для масла: жесткость масла по ISO 16305

Это приспособление применяется для определения прочности масла по стандарту ISO 16305. При этом проволока из высокосортной стали разрезает регламентированный кусок масла. Т.к. испытание сильно зависит от температуры, оно проводится, согласно стандарту, в температурной водяной ванне.

Нож для масла также используется для определения прочности сыра, яиц, овощей и фруктов при разрезании.

Игла

Степень спелости фруктов / овощей; прочность кожуры / оболочки

Испытание на проникновение (оно же"puncture test" или "силовая пенетрация") часто используется для проверки степени спелости фруктов и овощей, а также прочности кожуры или оболочки.

Игла вдавливается в образец до определенной глубины проникновения. В зависимости от кожуры и консистенции мякоти строятся характерные кривые.

Твердомеры для колбасных и рыбных продуктов

Для испытаний рыбы, говяжьих и вареных колбас на фирме ZwickRoell были разработаны специальные твердомеры. В качестве индентора используется нажимной цилиндр с большой площадью. С помощью определения твердости колбасы или свежести рыбы можно проводить сравнительный контроль качества.

Температурные и климатические камеры для пищевых продуктов

Пищевые продукты меняют свои свойства в зависимости от влажности воздуха и температуры окружающей среды. В зависимости от чувствительности продукта, может понадобиться предварительная термообработка или проведение испытания при регламентированной постоянной температуре (например, испытание мороженого при температуре хранения -20 °C или испытание сыра для пиццы при температуре ок. +80°).

Специально для таких требований фирма ZwickRoell предлагает термокамеру, подходящую к машине zwickiLine для анализа консистенции, или отдельные температурные и климатические камеры для Ваших нужд.

Испытательные приспособления по спецификации заказчиков

У Вас есть продукт с выдающимися свойствами, и Вы желаете использовать подходящий лучше всего метод испытания? Для этого необходимо уникальное испытательное приспособление. Специалисты фирмы ZwickRoell разработают и изготовят подходящее приспособление для Вашего продукта и Ваших испытаний. По желанию можно также заказать программу испытаний, специально составленную для Вашего процесса испытания и Ваших результатов.

Изготовление образцов

Размер образца

Выберите размер образца, в 5 или 10 раз превышающий средний размер структуры. Пример: сырный кубик с ярко выраженной макроструктурой (дырки) должен минимум в 5 (а лучше в 10) раз превышать по размеру самую большую дырку. Если изготовление образца подходящего размера не возможно, то рекомендуется:

  • либо провести большее количество испытаний, чтобы сгладить выпадающие испытания,
  • либо подготовить меньшие по размеру образцы без нарушения структуры, вследствие чего будет испытываться чистый материал, а не готовый продукт со своими типичными свойствами.

Место / направление извлечения

Извлечение образцов должно всегда осуществляться в одном и том же месте (например, у сыра - всегда на одном и том же расстоянии от корки). Кроме того, следует учитывать направление извлечения образцов, если материал обладает структурным направлением, как волокна в мясе (анизотропия).

Сечение / форма образцов

Нечеткие кромки, возникающие из-за недостаточной остроты режущего инструмента, увеличивают неоднородность образца и могут влиять на процесс испытания (например, разрушение макаронных изделий). Кроме того, параллельные сечения важны для однородного распределения напряжения во время испытания (см. график).

Нагружение образца

Нагружение должно прикладываться к образцу таким образом, чтобы в результат испытания вошли только желаемые влияния. Лучше всего это объяснить на примере яблока (см. Рис. 3).

Взаимодействие испытательного приспособления и образца

Образец и приспособление должны подходить друг к другу. Пример испытания сыра на сжатие: если не получается сделать поверхность сырного кубика настолько ровной, чтобы обеспечить равномерное приложение нагрузки нажимной плитой по всей плоскости, то здесь лучше подойдет испытание на проникновение с малым пуансоном. В любом случае важно вот что: из-за изменения методики испытания к образцу будут также прикладываться другие усилия: в данном случае усилия сдвига дополнительно к сжатию.

Также к испытательному приспособлению должен подходить и размер образца: в процессе испытания на сжатие образец не должен расширяться за пределы кромок плиты, в противном случае возникнут усилия сдвига. С другой стороны, при испытании на проникновение на кромках образца не должно быть деформации, т.к. усилия и сопротивления должны измеряться внутри материала.

Для любого Вашего пожелания мы ищем и находим оптимальное решение.

Свяжитесь с нашими отраслевыми экспертами напрямую.

Мы с удовольствием Вас проконсультируем!

 

Связаться сейчас

Подходящее оборудование

Приспособления для испытаний пищевых продуктов

Даже для пищевой промышленности существуют различные испытания: от анализа консистенции до определения вязкости. Для любых пожеланий фирма ZwickRoll предлагает подходящие испытательные приспособления.
к Приспособления для испытаний пищевых продуктов

Температура и климат

Фирма ZwickRoell предлагает различные системы для испытаний при экстремальных температурах.
к Температура и климат
Top