Báo cáo nghiên cứu nông nghiệp Ứng dụng phép đo sức bền cơ nhiệt (Thermal Mechanical Compression Test) xác định nhiệt độ hóa mềm (Tg-r) của gạo

Phép đo sức bền cơ nhiệt TMCT (Thermal Mechanical Compression Test) được ứng dụng để đonhiệt độ hóa mềm Tg-r (glass-rubber transition temperature) của bột gạo ở khoảng ẩm độ thấp từ2.4-19.5 % cơ sở ướt. Kết quả cho thấy Tg-r tăng khi ẩm độ giảm. Nhiệt độ hóa mềm của gạo đobằng phép đo sức bền cơ nhiệt tương tự với các kết quả được trình bày trong các nghiên cứukhác sử dụng các phương pháp nhiệt lượng kế quét vi sai DSC (Differential ScanningCalorimetry), phân tích cơ nhiệt (TMA-Thermo-mechanical Analysis) và phân tích cơ nhiệt động(DMTA-Dynamic Mechanical Thermal...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu nông nghiệp " Ứng dụng phép đo sức bền cơ nhiệt (Thermal Mechanical Compression Test) xác định nhiệt độ hóa mềm (Tg-r) của gạo " Phần 7 Ứng dụng phép đo sức bền cơ nhiệt (Thermal MechanicalCompression Test) xác định nhiệt độ hóa mềm (Tg-r) của gạo 99 Phần 7. Ứng dụng phép đo sức bền cơ nhiệt (Thermal Mechanical Compression Test) xác định nhiệt độ hóa mềm (Tg-r) của gạoTÓM TẮTPhép đo sức bền cơ nhiệt TMCT (Thermal Mechanical Compression Test) được ứng dụng để đonhiệt độ hóa mềm Tg-r (glass-rubber transition temperature) của bột gạo ở khoảng ẩm độ thấp từ2.4-19.5 % cơ sở ướt. Kết quả cho thấy Tg-r tăng khi ẩm độ giảm. Nhiệt độ hóa mềm của gạo đobằng phép đo sức bền cơ nhiệt tương tự với các kết quả được trình bày trong các nghiên cứukhác sử dụng các phương pháp nhiệt lượng kế quét vi sai DSC (Differential ScanningCalorimetry), phân tích cơ nhiệt (TMA-Thermo-mechanical Analysis) và phân tích cơ nhiệt động(DMTA-Dynamic Mechanical Thermal Analysis). Các kết quả này cho thấy phép đo sức bền cơnhiệt TMCT có thể ứng dụng để đo nhiệt độ hóa mềm của gạo ở dạng đơn hạt hay dạng bột.Phép thử TMCT với nhân hạt gạo có độ nhạy cao hơn so với bột gạo. Ngoài ra, phép đo TMCTcòn có ưu điểm đơn giản, dễ sử dụng và kinh tế so với các phương pháp khác.GIỚI THIỆUViệc xác định nhiệt độ hóa gương của gạo Tg (glass transition temperature) tương ứng với hàmlượng ẩm chiếm một vị trí quan trọng [1, 2] kể từ khi khái niệm trạng thái gương (glass transition)được ứng dụng để giải thích hiện tượng nứt hạt gạo trong quá trình sấy. Tuy nhiên, hầu hết cácnghiên cứu liên quan đến việc xác định nhiệt độ hóa gương của tinh bột đều được thực hiện trênhệ nước-tinh bột [3-6] hơn là nghiên cứu trên tinh bột tự nhiên và hạt gạo. Thông thường người tahay sử dụng phương pháp nhiệt lượng kế quét vi sai DSC (Differential Scanning Calorimetry) đểxác định nhiệt độ hóa gương của vật liệu. Tuy nhiên, phương pháp này ít nhạy khi đo nhiệt độhóa gương của các polymer sinh học cao phân tử ở hàm lượng nước thấp như các hệ tinh bột.Nguyên nhân là do bản chất của tinh bột tự nhiên và do sự thay đổi nhiệt dung riêng của tinh bộtrất nhỏ khi chuyển đổi từ trạng thái vật lý này sang trạng thái vật lý khác [3, 6]. Đối với những vậtliệu như vậy, phương pháp phân tích dựa trên tính chất cơ nhiệt của vật liệu hiệu quả hơnphương pháp dựa vào sự thay đổi nhiệt dung riêng [7]. Các nhà nghiên cứu cũng đã dùng phương [8, 9]pháp cơ nhiệt TMA và cơ nhiệt động DMTA để đo nhiệt độ hóa gương của hạt gạo . Tuy 100nhiên, bước xử lý vật mẫu trong hai phương pháp này khá phức tạp do phải hạn chế tình trạngbốc ẩm của hạt gạo trong quá trình đốt nóng vật mẫu [9]. Gần đây, Rahman và ctv [10] đã sử dụngcác phương pháp khác nhau để xác định nhiệt độ hóa gương của gạo với vật mẫu thực phẩm làmì ống.Phép đo sức bền cơ nhiệt TMCT (Thermal Mechanical Compression Test) do Bhesh Bhandari vàcác đồng nghiệp tại Đại học Queensland, Australia phát triển có thể ứng dụng để đo nhiệt độ [11-13]chuyển pha của các vật liệu rắn với ít thao tác trong bước xử lý vật mẫu . Kỹ thuật đo nàydựa trên nguyên tắc khi vật liệu bị nén và đốt nóng sẽ bị thay đổi tính chất cơ học biểu thị quacác đường cong đặc tính ứng suất-ứng lực và lực-biến dạng. Lúc đó, trạng thái chuyển pha sẽxảy ra khi vùng vô định hình của vật liệu chuyển từ trạng thái gương sang trạng thái mềm caolàm cho đầu đo bị dịch chuyển đột ngột. Trạng thái vật lý này được gọi là trạng thái hóa mềm(glass-rubber transition) do sự dịch chuyển đầu đo xảy ra vì có sự thay đổi độ nhớt của vật liệutại vị trí tiếp xúc với bề mặt bị đốt nóng. Phép đo này tương tự như phép đo dão (creep test)nhưng dưới điều kiện quét nhiệt. Ngăn chứa vật mẫu được thiết kế tích hợp với các máy đo cơhọc như Instron hay máy đo cấu trúc (Texture Analyser). Do vật liệu được tiếp xúc với bề mặtrộng được đốt nóng dưới lực nén của đầu đo nên máy đo có thể ghi lại các thay đổi tính chất cơhọc. Hơn nữa, khắc phục được hiện tượng thoát ẩm khi đốt nóng vật mẫu do đầu đo bao phủ toànbộ diện tích bề mặt của vật mẫu. TMCT đã được áp dụng để đo nhiệt độ hóa mềm của một sốthực phẩm dạng khô như sữa bột gầy, mật ong, bột táo, mì sợi, tinh bột với các phép đo đốichứng bằng DSC, TMA [11-13]. Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát tính ứng dụng của phépđo sức bền cơ nhiệt trong việc xác định nhiệt độ hóa mềm của bột gạo. Các giá trị đo được sẽđược so sánh với các giá trị đo bằng các phương pháp khác đã được nghiên cứu trước đây.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUHệ thống đo sức bền cơ nhiệt TMCTHình 1 minh họa hệ thống đo nhiệt độ ...