Метод определения прочности скорлупы яиц

Метод испытания прочности яичной скорлупы

Яичная скорлупа — это внешняя оболочка яиц, откладываемых яйцекладущими животными. Она тонкая, но прочная, служит для предотвращения испарения воды, сопротивления механическим повреждениям и снабжения кальцием, необходимым для развития скелета. Она в основном состоит из карбоната кальция (составляющего 91–95%), карбоната магния, фосфата кальция и органических веществ (таких как белки и мукополисахариды). Среди них карбонат кальция существует в форме кальцита, который связывается с белково-волоконной матрицей во время отложения кальция, образуя жесткую структуру. Микроскопически яичная скорлупа состоит из сосочкового слоя, губчатого слоя и кутикулярного слоя, образуя иерархически упорядоченную минерализованную структуру, которая легкая и устойчива к давлению.

Благодаря своим свойствам яичная скорлупа широко используется в производстве керамики в качестве сырьевого заменителя кальцита. Она также применяется при подготовке наноматериалов для восстановления костей, служит пищевыми кальциевыми добавками, кормовыми добавками и компонентами экологически чистых заменителей пластика.

Цель эксперимента

Прочность яичной скорлупы — это способность яичной скорлупы сопротивляться разрушению и выдерживать максимальное давление при приложении внешней силы. Это ключевой показатель для оценки внешнего качества яиц, охватывающий всю промышленную цепочку от разведения, переработки, логистики до потребления, и имеет большое значение для повышения эффективности промышленности и обеспечения безопасности пищевых продуктов.

Основные функции заключаются в следующем:

① Снижение потерь при транспортировке и хранении: Недостаточная прочность яичной скорлупы легко приводит к растрескиванию из-за столкновений или давления при штабелировании, что приводит к прямым экономическим потерям и потенциальным рискам загрязнения. Тестирование позволяет отбирать яйца с высокой прочностью для дальних перевозок, чтобы снизить процент боя.

② Обеспечение безопасности пищевых продуктов и потребительского опыта: Поврежденные яичные скорлупы подвержены вторжению микроорганизмов, ускоряя порчу и создавая угрозы безопасности пищевых продуктов.

③ Оптимизация управления разведением и составления кормов: На прочность яичной скорлупы влияют питательные вещества, такие как кальций, фосфор и витамин D₃. Регулярное тестирование может помочь скорректировать соотношение кормов для улучшения качества яичной скорлупы.

④ Птицеводство: Путем разведения особей с превосходной прочностью яичной скорлупы постепенно выводятся превосходные породы с более высокой устойчивостью к разрушению.

⑤ Мониторинг здоровья стада: Аномальное снижение прочности яичной скорлупы может быть ранним признаком таких заболеваний, как болезнь Ньюкасла и инфекционный бронхит, что облегчает своевременное вмешательство.

⑥ Содействие научным исследованиям и стандартизации: Предоставление надежных данных для университетов и научно-исследовательских институтов для изучения механизмов формирования яичной скорлупы, физиологии питания и воздействия окружающей среды; в то же время поддержка отделов контроля качества в надзоре за рынком.

Экспериментальное оборудование

① Тестер прочности яичной скорлупы ST120H

‌

Экспериментальные процедуры

① Осмотрите прибор и образцы для испытаний, чтобы убедиться, что они чистые, сухие и не загрязнены.

② Подключите источник питания, включите прибор и прогрейте его в течение 5–10 минут для стабилизации датчика.

③ Выберите свежие, неповрежденные яйца одинакового размера. Выдержите образцы в стандартных условиях (температура 20±2℃, влажность 50±5% относительной влажности) в течение 2 часов, чтобы исключить влияние окружающей среды на характеристики яичной скорлупы. Поместите яйцо широким концом вверх устойчиво на держатель яйца или в паз позиционирования основания прибора, убедившись, что яйцо находится вертикально.

④ Нажмите кнопку «Пуск», чтобы запустить программу тестирования. Зонд медленно нажимает на верхнюю часть яичной скорлупы с постоянной скоростью. В момент разрушения яичной скорлупы прибор автоматически записывает максимальное значение давления и прекращает нагрузку.

⑤ Считайте и запишите значение. Повторите измерение 1–3 раза и рассчитайте среднее значение для лучшей репрезентативности.

⑥ Очистите остатки яичной жидкости.

Экспериментальный анализ

По результатам многократных испытаний средняя прочность яичной скорлупы случайно отобранных образцов в данном эксперименте составляет 3,5 кг/см², примерно 34,3 Н, что соответствует стандарту коммерческой прочности яичной скорлупы.