3.3. Rheological Thermal AnalysisRh

3.3. Rheological Thermal Analysis

Rheology is the study of the deformation and flow of matter. Rheological techniques used for thermal analysis measure the change in the rheological characteristics of a sample as a function of temperature. A sample is usually contained in a measurement cell whose temperature can be varied in a systematic fashion. A stress is applied to the sample and the resulting strain is measured (or vice versa). The relationship between the stress and strain gives information about the rheological properties of the material being tested. The stress can be applied to a material in a number of different ways (e.g., shear, compression or bending), depending on the type of information required. The stresses used are normally small enough to prevent any changes in the properties of the material during the test. If large stresses were applied to a material they might promote structure breakdown, which would alter the rheological properties of the material during the test.

Rheological thermal analysis techniques are often used to monitor the temperature dependent rheological properties of liquids, gels and solids. For example, they are commonly used to monitor the temperature dependence of the shear modulus of fatty foods, the viscosity of biopolymer solutions, and the shear modulus of biopolymer gels. These techniques provide useful information about the temperature at which thermal transitions occur, the rate at which these changes occur and the final rheological properties of the food. This type of information is used by food scientists to design foods with improved properties, and to optimize processing conditions.

3.4. Differential Thermal Analysis and Differential Scanning Calorimetry

DTA and DSC techniques rely on changes in the heat absorbed or released by a material as its temperature is varied at a controlled rate. These changes occur when components within a food undergo some type of phase transition (e.g. crystallization, melting, evaporation, glass transitions, conformational change) or chemical reaction (e.g., oxidation, hydrolysis).



3.4.1. Differential thermal analysis

DTA is defined as "a technique for recording the difference in temperature between a substance and a reference material against time or temperature as the two specimens are subjected to identical temperature regimes in an environment heated or cooled at a controlled rate". A typical instrument consists of two measurement cells that are located in a temperature-controlled environment, whose temperature can be varied in a controlled fashion. The sample to be tested is placed into the "sample cell", while a reference material of known thermal properties (often distilled water) is placed in the "reference cell". The two cells are then heated or cooled together at a controlled rate. The small difference in temperature between the "sample cell" and "reference cell" (DT = Tsample - Treference) is measured using accurate thermocouples placed below the cells as the temperature of the external environment (Texternal) is varied in a controlled fashion. The output of the instrument is therefore a plot of DT versus Texternal. Information about thermal transitions that occur within a sample can be obtained by analyzing the DT versus Texternal thermogram. If the temperature of the "sample cell" is greater than that of the "reference cell" (DT > 0), then the sample has undergone an exothermic reaction, i.e., it has given out heat. Conversely, if the temperature of the "reference cell" is greater than that of the "sample cell" (DT < 0), then the sample has undergone an endothermic reaction, i.e., it has adsorbed heat. The nature of a peak (exothermic, endothermic, shape) provides information about the type of transition(s) occurring. The position of the peak provides information about the temperature that the transition occurs. The area under a peak depends on the amount of material involved in the transition and the enthalpy change per unit amount of material.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.3 การไหลตัววิเคราะห์ความร้อนใช้งานกับการศึกษาการสลายตัวและกระแสของเรื่องได้ เทคนิคที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ความร้อนไหลตัววัดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะการไหลตัวของตัวอย่างเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ ตัวอย่างมักจะอยู่ในเซลล์วัดอุณหภูมิซึ่งสามารถแตกต่างกันในระบบ ใช้กับตัวอย่างความเครียด และความเครียดส่งผลให้การวัด (หรือในทางกลับกัน) ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดช่วยให้ข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติการไหลของวัสดุถูกทดสอบ ความเครียดสามารถใช้กับวัสดุที่มีในหลายวิธีที่แตกต่างกัน (เช่น แรงเฉือน การบีบอัด หรือดัด), ขึ้นอยู่กับชนิดของข้อมูลที่จำเป็น เครียดที่ใช้มีขนาดเล็กโดยปกติพอเพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติของวัสดุในระหว่างการทดสอบ ถ้าเครียดขนาดใหญ่ใช้วัสดุพวกเขาอาจส่งเสริมโครงสร้างรายละเอียด ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการไหลของวัสดุในระหว่างการทดสอบRheological thermal analysis techniques are often used to monitor the temperature dependent rheological properties of liquids, gels and solids. For example, they are commonly used to monitor the temperature dependence of the shear modulus of fatty foods, the viscosity of biopolymer solutions, and the shear modulus of biopolymer gels. These techniques provide useful information about the temperature at which thermal transitions occur, the rate at which these changes occur and the final rheological properties of the food. This type of information is used by food scientists to design foods with improved properties, and to optimize processing conditions.3.4. Differential Thermal Analysis and Differential Scanning CalorimetryDTA and DSC techniques rely on changes in the heat absorbed or released by a material as its temperature is varied at a controlled rate. These changes occur when components within a food undergo some type of phase transition (e.g. crystallization, melting, evaporation, glass transitions, conformational change) or chemical reaction (e.g., oxidation, hydrolysis). 3.4.1. Differential thermal analysisDTA is defined as "a technique for recording the difference in temperature between a substance and a reference material against time or temperature as the two specimens are subjected to identical temperature regimes in an environment heated or cooled at a controlled rate". A typical instrument consists of two measurement cells that are located in a temperature-controlled environment, whose temperature can be varied in a controlled fashion. The sample to be tested is placed into the "sample cell", while a reference material of known thermal properties (often distilled water) is placed in the "reference cell". The two cells are then heated or cooled together at a controlled rate. The small difference in temperature between the "sample cell" and "reference cell" (DT = Tsample - Treference) is measured using accurate thermocouples placed below the cells as the temperature of the external environment (Texternal) is varied in a controlled fashion. The output of the instrument is therefore a plot of DT versus Texternal. Information about thermal transitions that occur within a sample can be obtained by analyzing the DT versus Texternal thermogram. If the temperature of the "sample cell" is greater than that of the "reference cell" (DT > 0), then the sample has undergone an exothermic reaction, i.e., it has given out heat. Conversely, if the temperature of the "reference cell" is greater than that of the "sample cell" (DT < 0), then the sample has undergone an endothermic reaction, i.e., it has adsorbed heat. The nature of a peak (exothermic, endothermic, shape) provides information about the type of transition(s) occurring. The position of the peak provides information about the temperature that the transition occurs. The area under a peak depends on the amount of material involved in the transition and the enthalpy change per unit amount of material.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.3 การไหลความร้อนวิเคราะห์รีโอโลยีคือการศึกษาของความผิดปกติและการไหลของเรื่อง เทคนิคการไหลที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ความร้อนวัดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะการไหลของกลุ่มตัวอย่างเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิที่ ตัวอย่างมักจะมีอยู่ในมือถือที่มีการวัดอุณหภูมิจะมีการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบที่เป็นระบบ ความเครียดจะนำไปใช้กับกลุ่มตัวอย่างและความเครียดที่เกิดขึ้นเป็นวัด (หรือกลับกัน) ความสัมพันธ์ระหว่างความเครียดและความเครียดให้ข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติการไหลของวัสดุที่ถูกทดสอบ ความเครียดสามารถนำไปใช้วัสดุในหลายวิธีที่แตกต่างกัน (เช่นเฉือนอัดหรือดัด) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของข้อมูลที่จำเป็น ความเครียดที่ใช้เป็นปกติขนาดเล็กพอที่จะป้องกันการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในคุณสมบัติของวัสดุในระหว่างการทดสอบ ถ้าเน้นขนาดใหญ่ถูกนำไปใช้กับวัสดุที่พวกเขาอาจจะส่งเสริมการสลายโครงสร้างซึ่งจะเป็นการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติการไหลของวัสดุในระหว่างการทดสอบ. ไหลเทคนิคการวิเคราะห์ความร้อนมักจะใช้ในการตรวจสอบอุณหภูมิคุณสมบัติการไหลขึ้นอยู่กับของเหลวเจลและของแข็ง ตัวอย่างเช่นพวกเขาเป็นที่นิยมใช้ในการตรวจสอบขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของโมดูลัสเฉือนของอาหารไขมัน, ความหนืดของการแก้ปัญหา biopolymer และโมดูลัสเฉือนของเจลโพลิเมอร์ชีวภาพ เทคนิคเหล่านี้ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นในอัตราที่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นและคุณสมบัติการไหลสุดท้ายของอาหาร ประเภทของข้อมูลนี้ถูกใช้โดยนักวิทยาศาสตร์ในการออกแบบอาหารอาหารที่มีคุณสมบัติดีขึ้นและเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลเงื่อนไข. 3.4 การวิเคราะห์ความร้อนแตกต่างและ Differential Scanning Calorimetry DTA และ DSC เทคนิคการพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงในความร้อนดูดซึมหรือปล่อยออกมาจากวัสดุที่อุณหภูมิของมันจะแตกต่างกันในอัตราที่ควบคุม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อชิ้นส่วนภายในได้รับอาหารประเภทของการเปลี่ยนเฟส (เช่นตกผลึกละลายระเหยการเปลี่ยนกระจกโครงสร้างเปลี่ยน) หรือปฏิกิริยาทางเคมี (เช่นการเกิดออกซิเดชันจองจำ) บาง. 3.4.1 ความแตกต่างของการวิเคราะห์ความร้อนDTA ถูกกำหนดให้เป็น "เทคนิคสำหรับการบันทึกแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสารและวัสดุอ้างอิงกับเวลาหรืออุณหภูมิขณะที่ทั้งสองตัวอย่างที่อาจจะแฝงเร้นอุณหภูมิเหมือนกันในสภาพแวดล้อมที่ร้อนหรือเย็นในอัตราที่ควบคุม" เครื่องมือทั่วไปประกอบด้วยสองเซลล์วัดที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิที่มีอุณหภูมิจะมีการเปลี่ยนแปลงในแฟชั่นควบคุม กลุ่มตัวอย่างที่ได้รับการทดสอบจะถูกวางไว้เป็น "ตัวอย่างเซลล์" ในขณะที่วัสดุอ้างอิงของสมบัติทางความร้อนที่รู้จักกัน (น้ำกลั่นมัก) จะอยู่ในเซลล์ "อ้างอิง" ทั้งสองเซลล์มีความร้อนแล้วระบายความร้อนด้วยกันหรือในอัตราที่ควบคุม ความแตกต่างเล็ก ๆ ในอุณหภูมิระหว่าง "ตัวอย่างเซลล์" และ "การอ้างอิงเซลล์" (DT = Tsample - Treference) วัดโดยใช้เทอร์โมที่ถูกต้องวางไว้ด้านล่างเซลล์เช่นอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมภายนอก (Texternal) จะแตกต่างกันในแฟชั่นควบคุม การส่งออกของเครื่องดนตรีจึงเป็นพล็อต DT เมื่อเทียบกับ Texternal ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนความร้อนที่เกิดขึ้นภายในกลุ่มตัวอย่างสามารถรับได้โดยการวิเคราะห์ DT เมื่อเทียบกับ Texternal thermogram หากอุณหภูมิของตัวอย่าง "มือถือ" เป็นมากกว่าที่เซลล์ "อ้างอิง" (DT> 0), จากนั้นกลุ่มตัวอย่างที่มีระดับการเกิดปฏิกิริยาคายความร้อนคือมันได้รับความร้อน ตรงกันข้ามถ้าอุณหภูมิของ "การอ้างอิงเซลล์" เป็นมากกว่าที่เซลล์ "ตัวอย่าง" (DT <0), จากนั้นกลุ่มตัวอย่างที่มีระดับการเกิดปฏิกิริยาดูดความร้อนคือมันมีการดูดซับความร้อน ธรรมชาติของจุดสูงสุด (คายความร้อนดูดรูปร่าง) ให้ข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของการเปลี่ยนแปลง (s) ที่เกิดขึ้น ตำแหน่งของจุดสูงสุดให้ข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น บริเวณใต้จุดสูงสุดขึ้นอยู่กับปริมาณของวัสดุที่เกี่ยวข้องในการเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีต่อจำนวนหน่วยของวัสดุ