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Compreendendo como funciona um analisador de textura – Velocidade de teste e captura de dados

janeiro 28, 2025

Tempo

A precisão das medições de tempo depende da precisão do relógio no qual as medições de tempo são baseadas. Os dados de tempo são geralmente derivados de um oscilador de cristal que produz pulsos de alta precisão que acionam o sistema de amostra. Isso é usado para alimentar dados de tempo do Analisador de Textura para o gráfico visualizado pelo usuário. A resolução dos dados de tempo corresponde ao número de pontos de dados por segundo no gráfico final. Isso é controlado pela taxa de aquisição de dados.

Velocidade

As técnicas de análise de textura são frequentemente projetadas para serem imitativas, com a configuração do teste baseada em uma situação da vida real em muitos casos. Por exemplo, o Volodkevich Bite Jaws usa um par de cunhas rombas com o objetivo de simular a ação de mordida dos dentes incisivos frontais. Este método é usado para medir a dureza da mordida do queijo ou a maciez da carne. Outros testes imitativos incluem testes de flexão de três pontos de biscoitos, imitando o movimento de estalo realizado pelos consumidores antes de serem comidos, o uso de uma lâmina Warner-Bratzler em salsichas para imitar as forças experimentadas durante o consumo ou a medição de tração de um pedaço de pizza para imitar o processo de puxar com os dentes. Consequentemente, as configurações do teste em muitos casos visam imitar o processo tanto quanto a configuração experimental. Os resultados de muitas medições de análise de textura são influenciados pela velocidade do teste usada, incluindo aquelas medidas durante a Análise do Perfil de Textura. A velocidade da mandíbula durante um ciclo de mastigação padrão, por exemplo, varia aproximadamente de 0 a 50 mm.s-1 e, portanto, as velocidades de teste usadas na maioria dos casos ficam em algum lugar nessa faixa.

Outras propriedades alimentares de interesse do pesquisador ou fabricante não se concentram no processo de mastigação, e em vez disso se concentram em outros aspectos da experiência de cozinhar ou comer. Por exemplo, pacotes de espaguete seco e barras de chocolate são frequentemente quebrados nas mãos antes do uso. Os aspectos sensoriais desse processo são importantes para a percepção do consumidor, bem como aqueles durante o consumo, e, portanto, os testes são usados ​​para imitar essas ações. As velocidades associadas são moderadas e ainda dentro da faixa de 0 a 50 mm.s-1.

Propriedades dos alimentos que são completamente separadas da experiência do usuário também são de interesse do fabricante de alimentos. Elas podem estar relacionadas à longevidade do transporte e armazenamento, ou como parte do processo para reduzir os custos de fabricação (avaliando o uso de uma alternativa de ingrediente mais barata, por exemplo). Testes nessa área incluem testes adesivos, examinando a confiabilidade de um adesivo para fixar revestimentos a uma amostra de alimento, ou medindo a pegajosidade da massa durante o processo de cozimento do pão em uma fábrica.

Os testes adesivos geralmente combinam duas velocidades muito diferentes – uma velocidade lenta usada para aplicar uma força ao adesivo de forma controlada (por exemplo, 0,05 mm.s-1) e uma velocidade rápida para afastar (por exemplo, 40 mm.s-1). Esses métodos têm mais probabilidade de testar os limites das capacidades de velocidade de um Analisador de Textura do que os testes de alimentos padrão.

Ao medir a propriedade de adesividade/pegajosidade, a velocidade de retirada deve ser considerada e controlada. Uma velocidade lenta de retirada de uma sonda da amostra adesiva encoraja ou permite o fluxo viscoelástico, enquanto uma alta velocidade de retirada encoraja a separação rápida e a medição mais óbvia da adesividade.

Tempo e sensibilidade ao tempo – Taxa de aquisição de dados

A taxa de aquisição de dados é a velocidade com que os dados são registrados e é medida em pontos por segundo (pps). Ao realizar medições de crocância em uma amostra em massa, como um cereal matinal, milhares de pequenas fraturas podem ocorrer em um curto período de teste. A frequência e a magnitude dessas fraturas são usadas em parte para determinar a crocância da amostra. Se um sistema tiver uma baixa taxa de aquisição de dados, por exemplo, 20pps, muitos desses eventos de fratura não serão registrados no gráfico e, portanto, duas amostras de crocância diferente podem não ser tão facilmente diferenciadas uma da outra do que se uma taxa de aquisição mais alta fosse usada, por exemplo, 2000pps.

O diagrama abaixo ilustra a importância de escolher a taxa de aquisição de dados correta para um teste com uma resposta de força que muda rapidamente. O gráfico mais alto demonstra um sinal de força registrado em 2000pps. Os três gráficos a seguir mostram o teste equivalente registrado em 1600pps, 800pps e 200pps. A taxa de aquisição de dados decrescente corresponde a um período de tempo crescente entre a coleta de pontos de dados. Para 200pps, o Analisador de Textura registra um ponto de dados a cada 0,005 segundos. Usando este exemplo, a força é registrada apenas nos tempos 0, 0,005, 0,01 e 0,015 segundos, daí o formato bruto do gráfico que carece de detalhes e medição verdadeira do que ocorre durante um teste. À medida que a taxa de aquisição de dados é aumentada, os pontos são coletados com mais frequência e mais detalhes ficam disponíveis na saída do gráfico com cada aumento permitindo que uma imagem completa das propriedades da amostra seja determinada.

 

Um diagrama esquemático mostrando a importância de escolher a taxa de aquisição de dados correta para um teste com uma resposta de força que muda rapidamente. O gráfico mais alto demonstra um sinal de força registrado em 2000pps, com uma perda de detalhes nos três gráficos seguintes (1600, 800 e 200pps)

 

Opções para coleta de dados

Testes com longos tempos de espera ou velocidades de teste muito lentas podem exigir uma taxa de aquisição de dados reduzida durante os períodos de espera, ou mesmo um período sem coleta de dados, para otimizar o uso da memória do computador. Isso inclui testes de fluência e relaxamento. Altas taxas de aquisição são geralmente reservadas para períodos de testes que contêm dados de rápida mudança que precisam ser registrados, incluindo testes de fratura e adesivos. Para aqueles testes que contêm uma rápida sucessão de eventos, é imperativo coletar dados na maior taxa de aquisição de dados disponível, garantindo a coleta de todos os detalhes.

A capacidade de armazenamento do computador que está sendo usado para fazer interface com o Analisador de Textura pode fornecer um limite para a taxa de aquisição de dados. Alguns computadores mais lentos, ou computadores sem memória, podem travar se um teste for realizado por um longo período de tempo em uma alta taxa de aquisição de dados.

Há também a opção de variar a taxa de aquisição de dados durante uma sequência de teste. Pode ser preferível que a taxa de aquisição de dados seja muito baixa em todos os estágios, exceto na deformação real da amostra (como quando a sonda está se movendo pelo ar para entrar em contato com a amostra e quando a sonda está sendo descarregada). A captura de dados pode ser desligada alternativamente durante períodos de teste insignificantes.

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