淺析電子式面團(tuán)拉伸儀的應(yīng)用
1概述
小麥粉面團(tuán)的流變學(xué)特性在很大程度上反映了面粉的內(nèi)在品質(zhì)，對(duì)面粉尤其是專用粉的生產(chǎn)及小麥品質(zhì)的評(píng)價(jià)有著極為重要的意義。電子式面團(tuán)拉伸儀是測(cè)試小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性，尤其是延展性能的專用設(shè)備。主要用于農(nóng)業(yè)、糧食和食品檢測(cè)科研院所以及面粉和食品加工企業(yè)對(duì)小麥粉品質(zhì)的檢測(cè)及面粉改良劑的研究，通過(guò)不同醒發(fā)時(shí)間的拉伸曲線所表示的面團(tuán)拉伸性能，判斷面團(tuán)的延展性，從而評(píng)價(jià)小麥粉的特性。
面團(tuán)拉伸儀是國(guó)際上20世紀(jì)40年代就已經(jīng)通用了的產(chǎn)品，是國(guó)際和國(guó)內(nèi)小麥粉品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法規(guī)定的檢測(cè)設(shè)備。ISO標(biāo)準(zhǔn)、AACC標(biāo)準(zhǔn)、ICC標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)標(biāo)對(duì)此都有其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在糧食檢測(cè)行業(yè)的普及應(yīng)用，研制先進(jìn)的電子式面團(tuán)拉伸儀代替沿用幾十年的機(jī)械式拉伸儀，提高檢測(cè)精度和檢測(cè)效率，方便用戶使用，是我們科研工作人員面臨的主要任務(wù)。
2主要結(jié)構(gòu)和工作原理
電子式面團(tuán)拉伸儀主機(jī)包括：球形器、搓條器、拉伸機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)記錄和處理系統(tǒng)。
2.1球形器
球形器和搓條器是為面團(tuán)拉伸做準(zhǔn)備工作的。球形器的主要功能是將拉伸儀形成的部分面團(tuán)揉成均勻一致的球狀面團(tuán)。
2.2搓條器
其功能是將球形器滾成的球形面團(tuán)揉成均勻一致的圓柱形狀的面條，以備醒發(fā)使用。
2.3醒發(fā)箱
主要用作面團(tuán)拉伸之前的醒發(fā)之用。醒發(fā)室依靠循環(huán)水浴的作用，使其保持在30e的恒溫狀態(tài)。
2.4拉面機(jī)構(gòu)
拉面機(jī)構(gòu)是拉伸儀的重要組成部分。它裝在機(jī)座右端，依靠拉面鉤上下移動(dòng)，將置于托面架上的面團(tuán)向下不斷拉長(zhǎng)，直到斷裂。
2.5數(shù)據(jù)記錄和處理系統(tǒng)
電子式面團(tuán)拉伸儀通過(guò)電子系統(tǒng)將測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)化，通過(guò)計(jì)算機(jī)串口輸送到計(jì)算機(jī)，然后通過(guò)一套拉伸評(píng)價(jià)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估，并在顯示器上顯示拉伸性能圖線和評(píng)價(jià)結(jié)果，直觀便利。它取代原來(lái)進(jìn)口設(shè)備的機(jī)械式測(cè)力、記錄系統(tǒng)。數(shù)據(jù)記錄和處理系統(tǒng)包括傳感器、變送器、一套專用評(píng)價(jià)軟件和計(jì)算機(jī)、打印機(jī)。
啟動(dòng)拉伸測(cè)試裝置后，拉面鉤下行拉伸面團(tuán)，拉面產(chǎn)生的阻力通過(guò)力傳感器和變送器傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄下拉伸阻力隨時(shí)間的變化曲線。拉伸過(guò)程結(jié)束，系統(tǒng)軟件自動(dòng)評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果，并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中，打印出來(lái)。
電子式面團(tuán)拉伸儀采用目前先進(jìn)的電子傳感技術(shù)，替代了國(guó)外同類產(chǎn)品沿用多年的機(jī)械式拉伸儀的測(cè)力系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)代替機(jī)械圖形記錄系統(tǒng)，采用專用拉伸性能評(píng)價(jià)軟件代替人工評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，在整機(jī)設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)了重大技術(shù)突破，已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家ZL。
3電子式面團(tuán)拉伸儀評(píng)定的主要指標(biāo)根據(jù)國(guó)標(biāo)GB14615-93規(guī)定，一般拉伸試驗(yàn)需要測(cè)試面團(tuán)在45、90、135min3個(gè)時(shí)段的拉伸圖。
不同時(shí)段的拉伸圖評(píng)價(jià)如下技術(shù)指標(biāo)：
面團(tuán)最大拉伸阻力：指拉伸曲線最大高度Rm。50mm處面團(tuán)拉伸阻力：從拉面鉤接觸面團(tuán)開(kāi)始，到圖形記錄到50mm處對(duì)應(yīng)的拉伸高度。評(píng)價(jià)圖示R50。面團(tuán)的拉伸阻力表示面團(tuán)的韌性大小。韌性大小表明面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的牢固性、強(qiáng)度和持氣能力。
面團(tuán)延展度：從拉面鉤接觸面團(tuán)開(kāi)始，到面團(tuán)被拉斷，拉伸曲線橫坐標(biāo)的距離，以毫米表示。面團(tuán)延展度表明面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膨脹能力。
拉伸曲線面積：指拉伸曲線與水平線所圍成的面積，以平方厘米計(jì)。它表明拉伸面團(tuán)時(shí)所需要的能量、筋力大小。面積越大，能量越大。
不同的小麥粉品質(zhì)特性，反映在拉伸曲線圖上。根據(jù)以上4個(gè)綜合指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)小麥粉的特性。
4主要功能和特點(diǎn)
根據(jù)拉伸圖進(jìn)行以上指標(biāo)的評(píng)價(jià)一般需要試驗(yàn)人員在試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行。機(jī)械式拉伸儀首先根據(jù)人工判斷修正面團(tuán)斷裂處的圖形，然后采用量尺反復(fù)測(cè)量拉伸圖的高度和長(zhǎng)度以評(píng)價(jià)拉伸阻力和延展度，用求積儀進(jìn)行拉伸面積的測(cè)量，以判斷拉伸能量的大小。為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，根據(jù)國(guó)標(biāo)要求，一般試驗(yàn)結(jié)果表示以雙試驗(yàn)的平均值為準(zhǔn)，這樣在每個(gè)時(shí)段，都需要測(cè)試2張圖形，3個(gè)時(shí)段需要給出6張圖形。結(jié)果需要反復(fù)測(cè)量計(jì)算，并計(jì)算平均值，計(jì)算測(cè)量工作量大，試驗(yàn)輔助時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量誤差大，效率低。
電子式拉伸儀充分利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)完成試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)，并進(jìn)行雙試驗(yàn)均值計(jì)算，試驗(yàn)準(zhǔn)確性和檢驗(yàn)效率均大大提高。以下是電子式面團(tuán)拉伸儀的主要功能及其特點(diǎn)。
4.1主要功能
(1)自動(dòng)調(diào)零，不受托架重量的限制;
(2)自動(dòng)記錄拉伸圖形;
(3)自動(dòng)計(jì)算拉伸阻力、延展度和拉伸能量等評(píng)價(jià)指標(biāo)，各種數(shù)據(jù)的讀取快捷、準(zhǔn)確;
(4)自動(dòng)記錄雙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算平均值;
(5)速度、0點(diǎn)及其線性校準(zhǔn)在電腦上按提示進(jìn)行;
(6)根據(jù)要求，拉伸測(cè)試曲線可分時(shí)段或全部顯示;
(7)拉伸評(píng)價(jià)軟件具有很好的數(shù)據(jù)處理功能，可以將結(jié)果直接顯示并儲(chǔ)存起來(lái);并且對(duì)于面團(tuán)斷裂處出現(xiàn)的不規(guī)則圖形，可以進(jìn)行人工修正或自動(dòng)修正;
(8)測(cè)試數(shù)據(jù)可以列表形式瀏覽并保存為文本文件，供EXCEL表格進(jìn)行處理;
(9)測(cè)試曲線和性能數(shù)據(jù)還能夠以位圖形式拷入到剪貼板以作其它Office文件處理之用;
(10)自動(dòng)分析評(píng)價(jià)曲線并將分析結(jié)果與拉伸曲線、試驗(yàn)參數(shù)一同打印出來(lái)，因而消除了由于人工分析曲線所造成的誤差。
4.2主要特點(diǎn)
4.2.1測(cè)試準(zhǔn)確、快捷
產(chǎn)品采用高精度電子檢測(cè)技術(shù)，面團(tuán)拉伸自動(dòng)評(píng)價(jià)軟件自動(dòng)分析、評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果，減少了人工計(jì)算量及檢驗(yàn)輔助時(shí)間。消除由于人工分析曲線所造成的誤差，讀取測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、快捷。
4.2.2可靠性強(qiáng)
采用高精度的電子傳感器代替其機(jī)械數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，機(jī)械加工和裝配、調(diào)試方便，精度可以得到保證;經(jīng)國(guó)家糧食局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心專家組進(jìn)行多樣品檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果具有很好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。
4.2.3自動(dòng)化程度高
該機(jī)充分利用電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多種運(yùn)算和圖形處理，自動(dòng)計(jì)算修正面團(tuán)斷裂處的圖形，并評(píng)價(jià)結(jié)果。根據(jù)用戶需要，還可以將數(shù)據(jù)及圖形轉(zhuǎn)換到其他office文檔進(jìn)行處理、分析，免除人工計(jì)算和進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間，該特點(diǎn)對(duì)科研和檢測(cè)部門進(jìn)行多樣品重復(fù)性試驗(yàn)尤其便利。
4.2.4使用方便
采用電子測(cè)力系統(tǒng)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整機(jī)不需要特殊保養(yǎng)即可保證測(cè)量精度。可直接進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算數(shù)據(jù)，使用方便，操作人員只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可操作。
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會(huì)議會(huì)展
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產(chǎn)品技術(shù)
