直條型食品力學(xué)特性綜合測(cè)定儀的開(kāi)發(fā).pdf

1、直條型食品包括掛面、粉絲、干米線等細(xì)直條食品,這類食品現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)力學(xué)特性的評(píng)價(jià)很少,缺乏相應(yīng)的指標(biāo),且檢測(cè)的儀器化程度低。直條食品力學(xué)特性(后屈曲形變行為和彈性模量)主要反映食品的原料品質(zhì),同時(shí)反映加工過(guò)程中的工藝好壞,是直條型食品的一個(gè)綜合評(píng)定指標(biāo)。因此,建立準(zhǔn)確的直條食品后屈曲形變行為和彈性模量分析測(cè)量方法是十分重要的。通過(guò)研究直條食品力學(xué)特性的分析檢測(cè)方法,根據(jù)檢測(cè)方法的原理研制開(kāi)發(fā)直條型食品力學(xué)特性綜合測(cè)定儀

2、,為相關(guān)食品品質(zhì)提供科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀的評(píng)價(jià)依據(jù),也為相關(guān)食品標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考。
　　 運(yùn)用掃描圖像法對(duì)不同長(zhǎng)度的掛面、粉絲、干米線和細(xì)直意大利面進(jìn)行后屈曲形變行為參數(shù)的測(cè)量和驗(yàn)證。結(jié)果表明,意大利面的后屈曲中點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)值與理論值的誤差小于1.0%,掛面的后屈曲中點(diǎn)撓度誤差小于2.0%,粉絲、米線后屈曲中點(diǎn)撓度誤差都小于5%;意大利面的后屈曲端部轉(zhuǎn)角實(shí)測(cè)值與理論值誤差小于2.0%,掛面和米線的端部轉(zhuǎn)角誤差小于5.0%,粉絲的端部

3、轉(zhuǎn)角誤差小于6.0%,證明了掃描圖像法測(cè)量分析掛面、直條粉絲、米線和細(xì)直意大利面的后屈曲形變行為參數(shù)是可行的。掃描圖像法提高了后屈曲形變特性參數(shù)分析的精度,為直條型食品的力學(xué)特性測(cè)定儀的構(gòu)建提供了方法基礎(chǔ)。
　　 運(yùn)用濾波、閾值化和細(xì)線化等圖像處理預(yù)處理方法,以及提取后屈曲形變行為特征參數(shù)的計(jì)算方法,研制了直條型食品(直條彈性材料)后屈曲形變掃描圖像處理分析的軟件,實(shí)現(xiàn)了直條型食品(直條彈性材料)形變行為參數(shù)的自動(dòng)測(cè)定。經(jīng)驗(yàn)證,

4、所開(kāi)發(fā)的圖像處理分析軟件是可行的、準(zhǔn)確的,提高了形變行為參數(shù)的測(cè)定精度。
　　 綜合運(yùn)用PLC控制技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、力傳感器技術(shù)、圖像掃描技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù),研制開(kāi)發(fā)了直條型食品力學(xué)特性綜合測(cè)定儀(即直條彈性材料后屈曲形變特性及彈性模量測(cè)定儀)。綜合測(cè)定儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直條型食品彈性模量和后屈曲形變行為參數(shù)的測(cè)定,還能評(píng)價(jià)直條型食品的抗彎能力,同時(shí)也適用于其它直條彈性材料后屈曲形變特性及彈性模量的測(cè)定。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是可行、

5、可靠的,使直條型食品(直條彈性材料)后屈曲力學(xué)特性測(cè)定更科學(xué)、更簡(jiǎn)便,測(cè)試精度高。
　　 運(yùn)用圖像法測(cè)定了65Mn鋼、20#碳鋼、不銹鋼、銅片、PVC、PET、雙面高光銅版紙和竹片等八種材料的后屈曲形變行為參數(shù),除竹材外的七種材料的中點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)值與理論值的偏差都保持在2%以內(nèi)。端部轉(zhuǎn)角小于20°時(shí),端部轉(zhuǎn)角實(shí)測(cè)值的偏差均小于5%;端部轉(zhuǎn)角在20°以后,實(shí)測(cè)值的偏差基本在1%以內(nèi)。結(jié)果表明直條型食品壓桿后屈曲大撓度理論適用于一般的

6、工程彈性材料。在TA-XT2i物性儀上運(yùn)用壓桿后屈曲法測(cè)定了八種材料的彈性模量,同時(shí)比較三點(diǎn)彎曲法和壓桿后屈曲法兩種方法測(cè)量65Mn鋼的彈性模量,并對(duì)各種材料彈性模量的測(cè)定條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明壓桿后屈曲彈性模量測(cè)試方法比三點(diǎn)彎曲法更準(zhǔn)確,測(cè)試結(jié)果與公稱值更吻合。各種材料壓桿后屈曲法彈性模量測(cè)定條件的優(yōu)化結(jié)果為:長(zhǎng)度為180ram的65Mn鋼片的最佳測(cè)試厚度為0.25mm、端部轉(zhuǎn)角為15°;20#碳鋼片的最佳測(cè)試長(zhǎng)度為150mm,厚度為

7、0.300mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;不銹鋼片最佳測(cè)試長(zhǎng)度為180mm,厚度為0.200mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;銅片的最佳測(cè)試長(zhǎng)度為120mm,厚度為0.300mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;厚度0.38mm的PVC薄片彈性模量測(cè)量的最佳長(zhǎng)度為150mm,端部轉(zhuǎn)角為25°;80mm長(zhǎng)度的PET薄片的最佳測(cè)試厚度為0.500mm,端部轉(zhuǎn)角為20°;300g/m2雙面高光銅版紙彈性模量的最佳測(cè)試長(zhǎng)度為120mm,端部轉(zhuǎn)角為25°,寬度為30mm;竹片的