Clasificarea reologica a produselor alimentare si a instrumentelor si tehnicilor pentru caracterizarea reologica a acestora

Proprietatile reologice ale produselor alimentare sunt extrem de variate, putand fi: lichide (apa, vin, lapte, bauturi alcoolice), sau dure si foarte dure (biscuiti, dropsuri). Pentru toate aceste tipuri de produse alimentare sunt necesare diferite tehnici de masurare:

Pentru produsele lichide: tehnici vascozimerice

Petru produsele solide: tehnici de deformare si fracturare (deformare prin compresie, alungire, incovoiere).

Reologia este stiinta care studiaza dependenta dintre fortele care se exercita asupra unui material si deformarile rezultante ca functie de timp.

Pentru a putea exprima corect dependenta dintre fortele aplicate asupra unui produs, acestea se exprima pe unitate de arie. Aceasta actiune asupra produselor alimentare se numeste stres (tensiune), si se masoara in Pa (Pascal).

Fortele care se aplica sunt caracterizate prin modul si directie (vectori). In general directia de aplicare a fortei este calculata in functie de un sistem ortogonal de coordonate.

In domeniul reologiei exista doua tipuri de materiale ideale:

lichidul ideal (comportament vascos ideal)

solidul ideal (comportament elastic ideal)

Materialele care sunt caracterizate ca vascos ideal incep sa curga cu o anumita viteza (debit), atunci cand valoarea stresului aplicat este caracteristica fluidului. Dupa incetarea aplicarii tensiunii vascosul ideal continua sa aiba aceeasi forma ca in momentul in care incepe sa curga.

Materialul elastic ideal se deformeaza imediat ce se aplica o tensiune iar odata cu incetarea tensiunii el revine la forma initiala.

In domeniul industriei alimentare sunt caracteristice trei tipuri de deformari:

a)      comprimare dupa toate cele trei directii din spatiu

b)      extensie uniaxiala, compresie uniaxiala

c)      forfecare

Tensiunea sau efortul unitar (T) reprezinta raportul dintre forta deformatoare si aria pe care se aplica aceasta forta.

Deformatia specifica sau alungirea relativa (ε)

L₀- lungimea initiala a probei

L- lungimea dupa aplicarea fortei deformatoare

I.1. Deformarea prin forfecare

Atunci cand o tensiune de forfecare se aplica unui material elastic acesta se va deforma ca in Figura I.1.a.

Figura I.1.a. Tensiune de forfecare

Deformarea produsa de forta aplicata se numeste γ si e egala cu raportul dintre variatia pe lungimea x si variatia pe lungimea y.

Pentru acest tip de deformari se considera ca volumul corpului ramane constant si doar forma lui se schimba. Daca materialul este perfect elastic sau elastic modulul de forfecare este dat de relatia:

In cazul in care corpul in discutie este un lichid, pentru o anumita valoare a deformarii si dupa un anumit interval de timp, produsul va incepe sa curga.

Marimea fizica ce caracterizeaza acest comportament se numeste rata de forfecare si reprezinta definitia deformarii in raport cu timpul.

Pentru un lichid curgerea intre doua plane paralele aflate la distanta h unul de celalalt sub influenta unei forte de forfecare σ poate fi ilustrata in desenul de mai jos:

In aceste conditii rata deformarii este data de urmatorul calcul: diferentiala γ in raport cu timpul e egala cu diferentiala celor 2 alungiri in raport cu timpul:

Concluzie:

Vascozitatea unui lichid este data de relatia:

Fluidele nenutoniene au vascozitatea dinamica constanta, vascozitate ce nu depinde de rata de deformare.

Exista fluide care nu isi modifica vascozitatea in functie de rata de forfecare.

Exemple de fluide nenutoniene in industria alimentara: apa, solutiile de zahar, laptele pasteurizat, alcool, ceai, dispersii foarte diluate de particule cu forme de foarte apropiate de forma sferica. Pentru lichidele nenutoniene relatia intre stres si viteza de forfecare este neliniara, astfel vascozitatea fluidului va depinde de rata de forfecare.

Astfel se intalnesc numeroase tipuri de fluide:

cele care isi micsoreaza vascozitatea o data cu cresterea ratei de forfecare (se numesc pseudoplastice),

cele cu comportament diluant care isi maresc volumul in functie de rata de forfecare.

Produsele care isi micsoreaza vascozitatea in functie de rata de forfecare sunt: laptele concentrat, solutiile macromoleculare concentrate, solutiile de xantan si de guar si sucurile de fructe.

Exista produse alimentare care isi maresc vascozitatea cand rata de forfecare creste, cand atinge valori foarte mari care oricum nu sunt caracteristice operatiilor si proceselor in industria alimentara.

Acest comportament al fluidelor e descris de relatia:

σ= k*γ,

unde k este indicele de constanta,

k= Pa*sⁿ,

n=constant,

k=constant (pentru acelasi tip de fluide),

η_app- vascozitate dinamica aparenta.

lichid nenewtonian

lichid pseudoplastic

lichid care isi mareste vascozitatea (trixotrepsic)

lichid Bingham

lichid cu comportament plastic

I.       Metode reologice fundamentale

II.1. Scurt istoric

Reologia si metodele reologice au fost puse la punct in anul 1929 de catre profesor Bingham in cadrul unei adunari inaugurale pentru societatea de reologie numita initial societatea americana de reologie.

Reologia este o ramura a mecanicii. In anul 1946 a fost definita ca stiinta care se ocupa cu studiul deformarii si curgerii materialelor.

Reologia se ocupa cu determinarea relatiilor care exista intre stres, deformare si timp.

II.2. Metode fundamentale de studiu a solidelor alimentare

II.2.1. Compresie uniaxiala

Este cea mai populara metoda pentru determinarea proprietatilor reologice ale produselor alimentare

Se realizeaza cu ajutorul unor aparate numite masini universale pentru testare reologica (Figura II.2.a.)

Aceste aparate sunt controlate de calculator printr-un program specializat

In functie de domeniul din care fac parte probele masinile se construiesc adecvat. Ex: pentru testarea metalelor, betoanelor, materialelor ceramice, hartie, materiale polimerice, produse alimentare

Laboratorul e dotat cu un aparat Lloyd de analiza texturala si care nu poate analiza decat produsele alimentare si membrane alimentare naturale sau artificiale

In cazul testelor pentru compresie discul care e fixat de celula de forta comprima cu o anumita rata de deformare proba de produs alimentar (Figura II.2.b.)

Rata de deformare = V_z

Forta =F

Volumul si dimensiunile probei alimentare sunt bine cunoscute

Aparatul (softul) traseaza curba stres - deformare

Cu ajutorul datelor obtinute se pot stabili o serie de parametrii caracteristici, cum ar fi:

Ø      Modulul lui Young,

Ø      Limita de proportionalitate

Ø      Limita de elasticitate, etc.

Figura II.2.a. Schema a principiului de compresie

Deformare omogena

Limita de proprortionalitate A

Limita de elasticitate A

Limita de elasticitate B

Deformare

Modulul lui Young

Curba A> Curba B

II.2.2. Modul de citire a unei reograme

Panta zonei liniare a graficului este egala cu modulul lui Young; materialul A are un modul mai mare decat materialul B. Pentru aceeasi valoare a stresului aplicat σ₁, celor 2 materiale alungirea materialului B e mai mare decat materialul A, rezulta materialul A este mai rigid decat materialul B

Majoritatea materialelor (produselor alimentare), a materiilor prime si a produselor alimentare sunt vascoelastice si au o curba stres-deformare neliniara. Determinarea limitei de elasticitate e destul de dificil =>pentru aceste tipuri de produse alimentare se foloseste modulul de deformare.

Punctul pentru care inceteaza direct proportionalitatea dintre stres si deformare este denumit limita de proportionalitate. Legea lui Hooke se aplica numai pentru zonele unde exista o dependenta liniara intre tensiune si deformare.

In functie de natura materialului analizat probele trebuie sa aiba o forma specifica. In general pentru produsele lactate solide sunt necesare probe cilindrice.

Parametrii care sunt determinati pentru produsele alimentare solide sunt: modulul de elasticitate (modulul lui Young), modulul tangential, modulul longitudinal, limita de proportionalitate, limita de elasticitate, limita de curgere, stresul maxim, duritatea.

II.2.3. Observatii importante

Un produs alimentar care din punct de vedere chimic prezinta aceleasi caracteristici cu alt produs alimentar se poate deosebi de acestea prin proprietati mecanice (prin textura).

Modulul de elasticitate

E masurat prin deformare axiala

Reprezinta rigiditatea materialului atunci cand asupra lui se aplica o forta

Reprezinta panta zonei liniare a curbei tensiune - deformare

Modulul tangential

Reprezinta panta tangentei la un punct dat a curbei tensiune - deformare

In functie de punctul ales (valoarea aleasa a stresului) se obtin valori diferite pentru modulul tangential. Aceasta marime se foloseste pentru descrierea comportamentului materialelor in zona de deformare plastica.

Modulul longitudinal

Reprezinta panta dreptei ce uneste originea reogramei cu orice punct de pe reograma

Aceasta marime descrie ,duritatea materialului' in regiunea inelastica pentru comportamentul sau (se foloseste modulul tangential si modulul longitudinal).

Limita de proportionalitate

Reprezinta punctul pana la care exista o proportionalitate directa intre tensiune deformare

Limita de elasticitate

Reprezinta punctul pana la care produsul poate fi deformat si poate reveni la forma initiala dupa incetarea fortei

Punctul de curgere

Punctul pentru care un stres foarte mic produce o deformare foarte mare iar produsul e deformat ireversibil

Foarte multe produse alimentare au un punct de curgere bine definit.

Modulul longitudinal

Modulul lui Young

A-    Punctul de fracturare

B-    Limita de curgere

C-    Limita de plasticitate

II.             Determinarea proprietatilor reologice ale produselor alimentare solide - Metode

In vederea selectarii metodelor de determinare a proprietatilor reologice se urmaresc urmatoarele etape:

Necesitatea determinarii parametrilor reologici fundamentali sau masurarea aspectului general al produsului alimentar in contextul dat de determinarile calitative,

Daca se alege determinarea parametrilor reologici fundamentali, atunci se aleg conditiile in care acestea sunt masurate,

Se identifica metodele de masurare,

Se identifica echipamentul (aparatul), si geometria echipamentelor care trebuie folosite.

III.1. Metode de masurare

Din punct de vedere al modului in care sunt supuse stresului si deformarii, metodele de masurare se impart in trei categorii:

Teste dinamice - la care stresul si rata deformarii variaza in timp (modul de variatie este sinusoidal),

Teste statice - la care stresul si rata deformarii sunt constante,

Teste tranzitorii - la care se aplica brusc un stres de deformare asupra materialului, si apoi se urmareste reactia sa.

III.1.1. Teste de tensionare/relaxare

In cadrul acestor teste produsul alimentar este supus unei deformari si se masoara stresul in functie de timp. Daca materialul este pur elastic, σ este constant in timp. Pentru toate produsele alimentare care nu sunt solide elastice ideale, σ descreste rapid, apoi descresterea incetineste tinzand catre 0, sau catre o valoare caracteristica limita.

Figura III.1.1.a. Reograma specifica unui test de relaxare.

σ0/l

σt

t

Material vasco-elastic

lichid

Elastic -solid

III.1.2. Teste de deformare constanta

In cazul acestor teste materialul este supus la o rata de deformare constanta, γ, si se masoara σ in functie de timp.

Figura III.1.2.a. Relatia dintre deformarea de forfecare si timp

t=0

elastic

Stresul caract. prod respectiv

t

t

III.2. Caracteristicile materialelor vasco-elastice

Asupra unui material vasco-elastic se aplica o tensiune de forfecare constanta, deformarea sa in functie de timp are urmatoarele aspecte:

AB - Zona elastica, de comportament elastic

BC - Zona de comportament elastico-plastic

CD - Zona de deformare permanenta

Dupa punctul D - materialul se comporta ca un material plastic.

Daca asupra unui material vasco-elastic se aplica un stres care sa duca la fracturarea materialului, aspectul curbelor este conform celor prezentate in Figura III.2.a.

Figura III.2.a. Curba specifica unui material vasco-elastic

σ2>σ2

σ1>σ2

σ1>σ2

t=0

t

t

A

B

C

D

III.2.1. Teste specifice aplicate materialelor vasco-elastice

Asupra acestor produse se aplica deformari sinusoidale (care variaza in timp), aspectul deformarilor si al tensiunilor urmand acest tip de variatii (sinusoidale).

Exemplu: Se aplica o deformare de forfecare de forma sinusoidala

unde este deformarea maxima, iar stresul are expresia:

σ(t)=σ₀ sin( )= σ₀ [(cos )+(sin

σ₀= stresul maxim,

= defazajul,

= viteza unghiulara.

In functie de tipul de material exista urmatoarele situatii:

a)      Material elastic ideal

unde G este constanta de proportionalitate.

b)      Material vascos

η= vascozitatea dinamica,

γ= rata de deformare.

c)      Materiale vasco-elastice

Materialele vasco-elastice au acelasi comportament ca si cele vascoase, doar ca defazajul δ este situat intre 0 si Π/2, valoare ce caracterizeaza materialul respectiv.

unde,  = comportarea elastica,

= comportarea vascoasa.

γ₀ este proportional cu σ₀

- ac. cond. deform. este realiz.

prin forfecare s. n.  FORFECARE

- viteza de deformare se numeste

VIT. DE FORFECARE

- Tensiunea /stresul aplicat

in acest caz se numeste

TENS / STRES / EFORT

LA FORFECARE

a)      materialului i se aplica o deformare 

cu o viteza de deformare

de tip sinusoidal cu o frecv.

b)      arata reactia dintr-un

material elastic

c)      reactia intr-un material vascos

d)      reactia intr-un material vasco-elastic 

- graficele b, c si d repez. tens. de forfecare in fct de timp pt aceste materiale

Vom defini urm marimi fizice caracteristice:

G' - modul de acumulare

G'' - modul de vedere

Expresia stresului la forfecare in fct de timp este data de relatia:

se introd. G' si G'' in rel (x)

Modulul de acumulare (G') reprez capac de a stoca si a elibera energ in timpul aplicarii unor deform periodice asupr prod.

G'' reprez capacitatea produsului de a disipa aceasta energia sub forma de ....

Cu cat valuarea ctg σ este mai mare cu atat prod este mai vascos si mai putin elastic.

Se pot defini vascoz dinamice ' si ''

Pt un mat vascos ideal, vascoz dinamica este egala cu vascos intrinseca

'' = 0

Testeledinamicesuntfolosite pt caractp.a, pt a caraccontributiacomponenteielasticesi a celeivascoase a mat in reactiile sale la aplicunei tens de forfecare pt unanumit interval de timp.

INSTRUMENTE DE MASURA

3 categ:

o       vascozim cu tub

o       instrumenterotationale

o       ap de testare la compresiesitensiune (instrumgenerale de analizatexturala)

Apuniversale pt analizatexturala:

foloseste pt a determinadeformarimajore ale mat si prop de fracturare a mat solide

I.            TESTE DE DEFORMARE MAJORA

Utilitate:

aceste caract raspunsul mat in mom manip in timpul depoz

carac prop de prelucrare a mat prime alim si pt toate p.a. aceste teste caract prop lor in timpul mestecarii

fracturarea este considerata ca fiind completa a.c toate leg existente intre elem structurale aflate intr-un plan miscroscopic dat sunt rupte si rezultand o rupere a structurii pe o distanta mult mai mari decat dimens elem structural considerat

A. TESTE UNIAXIALE DE COMPRESIE

se realiz intre 2 discuri paralele

se fol pt prod lactate de tip branza dura sau semidura (cascaval, feta, telemea,etc)

din prod respective se taie cu ajut unor dispoz specializ , niste epruvete...

dispoz de prelevare a pb pt prod de tip branza dura si semidura sunt standardizate obtinanadu-se si epruvete cu dim 28,6 ± 0,1 mm = Ø si 12,5 0,5 mm=L

taierea se face a.i. prod sa nu fie supus unor tens sau deform pe marginile laterale

taierea are loc f. incet, de preferat un dispoz prev. cu un motor ce asig o taiere uniforma a epruvetei

de preferat marginea dipoz de taiere este lubrificat pt a minimiza deform - se fol uleiuri minerale

inainte de testare dimens epuvetei sunt mas cu atentie cu un subler / macrometru cu o precizie maxima de 0,1 mm

σ_f ,ε_f -valoarea in punctul

de fracturare

un mat ce se comporta astfel

s.n. p.a. cu deform neliniara

aria= energia totala necesara pentru

a produce fracturarea materialului

cu cat aria este mai mare, cu atat energ necesara este mai mare - mat necesita o energe mai mare pt a fi rpocesat prin extrudare

panta pt aceasta portiune liniara reprez modulul de duritate

Dpdv cantitativ se pot det aceste val precum si deformarile produse, daca se cunosc urm parametrii

lungimea initiala a epruvetei (p.a.)

variatia in inaltime a epruv dupa aplicarea compresiei (∆L)

L₀ - lungime initiala

aria totala a epruvetei

Astfel se obtine: deformarea l_h pana la un anumit interval de timp

L(t) -> t = 0 s => L₀ = L ( t - 0)

Testele de compresie uniaxiala sunt fol pt a determina tens de fracturare, alungirea pana la fracturare si energ totala necesara fracturarii

Testele de fracturare prin compresie uniaxiala NU permit determinarea energiei specifice la fracturare si nici sensibil la socuri

Observati

a.c cond se fol aparate specifice (ap. Universale de analiza texturala) in cond de tensiune constanta (viteza de compresie const) viteza de deformare este variabila

viteza de deformare creste pe masura ce testul dureaza in timp

viteza de deformare variaza in timp

Ì_H =dL/dtL(t) = υ/L(t)

Ì_H = vit de deformare

υ= vit de compresie a aparatului

Observati

unele p.a. prez suprafete puternic denivelate

a.c fracturarea apare doar prin simpla apasare a "bavurilor" de pe supraf prod nu se pot trage .. asupra alungirii la fracturare a prod

2. Teste uniaxiale de extensie

dpdv al teoriei sunt ~ cu cele de compresie

cu ajutorul lor se poate det:

o       stresul la fracturare

o       alugirea de fracturare

o       lucrul mecanic total necesar fracturarii

pt acest tip de teste este necesar ca prod sa fie omogen si de dim mari

un dezavantaj al acestor teste este ca pot aparea fracturi la prinderea prod in dispozitiv astfel, se fol niste spec de prindere pt fiecare tip de produs

3. Teste de flexie in 3 puncte

Pt prod de biscoterie

latimea probei trebuie sa fie egala cu latimea dispoz

in cadrul acestor teste se calc direct tensiunea de fracturare si deformarea pana la fracturare

trebuie evitat ca pb sa se indoaie sub propria sa greutate

pb analizate trebuie sa fie dure

prod testate:

o       biscuiti

o       tablete de ciocolata

4. Teste reologice de compresie

in cazul acestor teste se fol dispoz de compresie cu diferite tipuri de geometrii

o       cilindrii de diferite diametre, cu capete plate sau rotunjite

o       cilindrii tip ac

o       supraf perforate, etc

in functie de modul in care este realizat testul datele obtinute caracterizeaza:

o       duritatea prod

o       stresul la fracturare

o       deform energ necesara fracturarii

leg dintre prop mecanice ale p.a. si textura lor

Legatura dintre proprietatile mecanice ale produselor

alimentare si textura lor

TEXTE UNIAXIALE DE EXTENSIE

cele mai utiliz

o fasie de mat este prinsa intre 2 capete fixe care se indep cu o anumita vit

ap este fixat sa indep capetele cu o vit constanta

este masurata forta in acelasi moment cu deplasarea

soft-ul aparatului va genera un grafic forta - deplasare

inainte de inceperea testului se introd in ferestrele coresp din soft-ul prog dimens initiale ale pb

cunoscund forta, deplasarea si dimensiunea pb softul va calcula strasul si deformare

aparatele pot produce o deformare uniforma a.c. nu apare fenomen de gatuire

fen de gatuire

softul va calcula modulul de elasticitate sau duritatea prod

pot exista mai multe sisteme de prindere

aceste teste sunt folosite pt mat sufic de dure care sa permita a prindere corecta in dispozitive, fara a se modifica propr materialelor

mat usor extensibile pot fi uneori lipite cu cleme de prindere

COMPORTAMENTUL MATERIALELOR

dupa depasirea limitei de proportionalitate apare o zona de deformare plastica pana intr-un pct in care poate fi considerata variatia, dF a fortei = 0; dupa care forta incepe sa scada, pana apare un pct de ruptura

curba reala se caract printr-o zona de instab sunt mai extinse sau mai putin extinse in fct de textura p.a.

o zona de instab extinsa indica un prod mai dur

Extensie (l/la)

F

Continuare ( graficul curs trecut vazut )

Acest tip de rasp a prod alim la o alungire continua caract o prducere vazcoelatica.

Zona notata cu Df = 0

Zona in care var stresului in intensit produsului este 0 de unde incepe sa apara o curgere plastica .

Acesata deformare se continua pana cand prod se rupe stresul descrescand lent.

Unele prod vascoelastice inainte de a incepe sa se rupa dupa apritia gatuirii, copoz acestor prod alim are urmat aspecte

gatuire

σ_E

rupere

↨

01 %

* Recapitulare:

- deformarile care pot fi notate cu: * e

* ε

* γ

aceste deformari sunt : e= e^o variatia alungirii lui e^o

e= l/lْ

- obs: unitatile de masura pt aceste deformari sunt procentele pt ca sunt adimensionale

Dupa care mai exista alungirea Hene Kay EH

EH=ln (l/l°)

γ = deformari care au loc prin forfecare

γ = tgӨ

Ө

reprez tangenta unghiului

- mat alim si mat biologice chiar daca contin fibre cristaline (celuloza) sunt capabile de alungiri de pana la 5% inainte de rupere.

- exista prod alim care permit extinderi si de 100%

STRESUL (σ )

σ = F/A_o

-Stresul reprez forta de raspuns generata in inter mat alim, atunci cand asupra acestuia se aplica o deformare sau o forta.

σ =F/A_o

- A ₀ = aria initiala a prod alim pt deformarile mici

* pt deformarile mari σ se calculeaza in functie de aria instantanee

UNITATEA DE MASURA PT STRES: < σ > = 1(N/m ²)= 1Pa

Tipuri de stres care pot sa apara sunt urmat:

la alungire

la compresie

n      uniaxiala, biaxiala in volum

Expresia in volum se aplica la testarea calit fainii de grau prin umflare pana la spargere a undei membrane de aluat

Modulul de elasticitate sau modulul lui Yang

E - caracter a mat din care este alcatuit prod alim

Rigiditatea este o alta masura fizica ce estea calculata cu teste mecanice, dar este o masura a caract corpului in zile.

Modul de rigiditate caract prod alim ca pe un corp:

L/AE=K 

A=aria

L=lungimea produsului

E=modulul lui Yang

-acesta relatie este carct pt rigiditate longitudinala

-rigiditate la modulul general se defin ca fiind:

K=F/ σ

F=forta aplicata asupra corpului

σ = reprez deplasarea , modificarea prod de aceasta forta (alungire, comprimare, indoire) deformarea in arie.

Valoarea inversa a rigiditatiise num complianta =1/K

Unitatea de masura K=N/ m ²

Greficul reprez comprtament plastic a unui prod alim, in timpul unui experiment de tensionare sau alungire. Materialul respectiv are un comportament elastic pe o distanta scurta.

Puncul in care apare gatuirea se obs pe curba prin schimbarea curburii graficului prin portiunea de deformare elastica, punctul in care stresul descreste.

Dak ruptura apare dupa aparitia gatuirii, atunci prod alim are un coportament vasco-elastic. Acest mat se vor rupe dupa plane neregulate , cele 2 portiuni nu mai pot sa se imbine dupa rupere.

Prod alim care se rup pe port liniara (elastica) a curbei respective sunt prod alim casante ele avand rupturi bine conturate, unele chiar rupturi liniare si care se pot imbina perfect dupa ruptura liniara.

Testarea carct elastice si vascoelastice a prod alim se pot face prin 3 metode:

*metoda stres-relaxare

- mat este extins pana la o anum dimensiune dupa care acesta dimens este mentinut casant,

- se masoara stresul prod alim in raport cu timpul

*stres de alungire la forta constanta

- se aplica continuu o forta deformatoare constanta,

*aplicarea unui test dinamic

- un test dinamic in care deformarea variaza in timp, aceste teste permit caract prod alim

- ultimul test perm calculul modului de acumulare si a modificarii de pierdere pt solidele vascoelastice.

RAPORTUL POISSON

reprez deformarea pe o directie(directia pe care se aplica forta si deformarea pe o directie perpendiculara pe acesta).

Pt fiecare tip de mat alim (si mat din care e facut) exista o val specifica a raportului Poisson.

Raportul Poisson poate avea si urmariri relative:

~ calcularea punctului de instabilitate I aparitie a gatuiriiin cadrul prod alim solide vascoelastice

~ forta aplicata dF poate sa fie = 0, in momentul in care apare gatuirea prod alim.

daca F= σ x A

A=aria in punctul in care apare gatuirea

Ao=la un anum moment de timp

dF=0

dF= σ dA+Ad σ =0

Ad σ = - σ dA

Variatia stresului d Б are acesta expresie:

d σ = - σ dA/A

in timpul curgerii plastice variatia vol ramane constanta

dV=0

dV=in funct de arie si lungime probei se obt:

dV=Ad/+/dA=0

è    dl/A= -dA/A

è    -dA/A=dε

è    d σ = σ dε

expresia stres la gatuire este:

d σ /dε= σ ( at dF= 0 )

Compresia

Este unul dintre cele mai fol teste in ind alim pt panine, branza, cascaval, etc.

In general probele au dimens de 1 cm inaltime, pe 1 cm diametru.

Probleme pe care le ridica teste la copresie sunt cele de frecare intre dispozitive de frecare si produs.

Atunci cand frecarea dintre dispozitive de prod este frecata rez testelor sunt alterate.

Stresul la delectare este dat de relatia :

d σ = F x h / πr²₀h₀

Compresie / fara frecare

v     Atunci cand se executa un test de compresie cu frecare pt o pb de branza, se realiz fara lubrifierea esantionului sau cu introd unor foi de hartie speciale intre esantion si dispozitivul masinii

v     Un astfel de test va genera prin compresie o pb sub forma de butoi

v     Testele cu frecare se realiz pt a caract prop texturale ale prod alim analizat si pt a corela aceste teste cu perceptiile senzoriale in timpul masticatiei si in timpul manipularii pb respective

v     Teste cu lubrifiere - pt caract mecanica d.p.d.v. al procesatorului prod respectiv

TESTE DE STRAPUNGERE

v     Asem cu cele de compresie, insa foloseste ca sistem de testare un dispozitiv special numit penetrometru sau dispoz cilindrice cu cap rotunjit sau drept

v     Alegerea dispoz se face in fct de scopul urmarit si mat analizat

Penetrometrul este un dispozitiv conic, unghiul din vf conului este o marime cunoscuta si caract dispozitivul, masa conului este de asemenea cunoscuta.

- exista 2 modalitati de a efectua aceste teste:

se lasa conul sa strapunga mat sub act propriei greutati, se masoara inaltimea pana la care conul intra in produs

- duritatea prod este in fct de adancimea pana la care ajunge conul, unghiul conului si masa acestuia

Curgere la forfecare

2. adancirea dispozitivului de strapungere cu o vit const in int mat

- acest test se realiz cu ajutorul masinilor universale de analiza texturala

- testele de strapungere sunt un caz particular al testelor de compresie

TESTE DE INCOVOIERE

v     se realiz cu preponderenta pt prod de patiserie (biscoterie)

v     existe 2 tipuri de teste:

testul de incovoiere in 3 puncte

testul de incovoiere in 4 puncte

Fie o pb de tip rectangular (paralelipipedic) care are:

- grosimea = t

- largime = w, asupra careia se aplica o forta F

Deplasarea la centru (incovoierea) pb este data de rel: y = F · L³/ 4Ewt³

- L = distanta dintre cei 2 suporti/ puncte de sustinere pt pb respectva

- E = modulul lui Young

Se poate calc modulul lui Young cu rel: E = FL³/4Ewy

Stresul maxim este dat de rel: σmax = 3FL/2wt³

Acesta met este o met uzuala pt identif valorii modulului lui Young pt dif tipuri de prod si det stresul la rupere a acestor produse.

Alte met de obt prin incovoiere a duritatii prod alim sunt ilustrate in aceste figuri:

a)      

b)      In 4 puncte cu aplicarea fortei in ext punctului de sprijin

c)      In consola

d)      In 3 puncte cu prindere tip consola pe ambele laturi

TESTE DE FORFECARE SI TORSIUNE

v     Aplicarea unor astfel de teste pure este aproape imposibil

v     Pt forfecare se poate fol un dispozitiv numit SANDWICH

v     Piesa centrala se deplaseaza, cele ext raman fixe

v     Forfecarea prod alim se realiz cu preponderenta pt prod fluide cu ajutorul vascozimetrelor rotationale (vezi lab) sau alte tipuri de vascozim

CURGEREA EXTENSIONALA

v     Majorit testelor descrise anterior se refera la deform mici

v     Majorit prod alim insa sunt supuse unor deformari f mari in timpul procesarii/consumarii lor

v     De ex: prop de curgere extensionala a prod alim este f imp pt proc de inghitire a prod sau acela de formare a aluatului

v     De asemenea este imp pt proc de extrudare, pompare, intindere a unor solide moi/ tartinarea (unt, margarina)

v     Dezv bulelor de aer/gaze in aluat sau in prod snaks obt prin extrudare

a) Convergenta/ divergenta unor sist de curgere

b) SHEETING - formarea prod de patiserie

c) Extrudarea extensionala

d) Absorbtii

e) Tartinabilitate

f) Inghitire

v     Testele care se fac la deformari mici nu pot da indicatii asupra comportam mat in cazul unor deform largi, deoarece d.p.d.v. molecular curgerea extensionala poate fi explicata ca o intindere si orientare a lanturilor moleculare lungi

v     Aceasta intindere si reorientare poate sa duca la o crestere a vascoit in timpul deform pe mas ce rata de deform creste

v     Pt prod care sunt alc din mat polimere cu lanturi f lungi se obt prop net diferite in cazul testelor de forfecare fata de cele de tensionare, mai ales dc lanturile respective sunt puternic ramificate

v     Din acest motiv testele se vor efectua a.i. sa corespunda utiliz/manip prod respectiv

EXTENSIE BIAXIALA

v     Are loc dupa 2 directii in lungul unui plan

v     Formarea unei bule de gaz in int aluatului

v     Aceasta tehnica s.n. tehnica umflarii

v     In desenul 2 se aplica o tens pe dir z aceasta extinzandu-se pe dir x si y

v     O alta met de studiu a curgerii extens este comprimarea prod intre 2 plane lubrifiate lasand prod sa se extinda liber pe 2 directii

v     Astfel se poate calcula atat stresul cat si deform pt un aluat

REZIST LA RUPERE, DURITATEA SI FRACTURAREA

v     Rezist la rupere se def ca fiind stresul max pe care il suporta un prod alim inainte de a se rupe

v     Duritatea reprez propr materialului de a rezista la riperi structurale (crapaturi)

v     Duritatea reprez energ necesara pt a propaga o fractura pornind de la o zona cu fisura

v     Prod alim de tipul musculaturii, tendoanelor au o duritate ridicata pt ca sunt extrem de extensibile, nec o energie mare pt a propaga o rupere in urma unei fisuri

VIII. Analiza proprietatilor texturale si a produselor alimentare - analiza senzoriala si instrumentala

Proprietatile texturale ale produselor alimentare se pot analiza prin:

Metode senzoriale, care pot fi:

Ø      Pe cale orala: mecanic, geometric, chimic;

Ø      Pe cale nonorala: atingere, aspect.

Metode obiective.

Ø      Metode directe: empirice, fundamentale, imitative;

Metodele fundamentale, RMN- determina continutul in apa dintr-un produs alimentar prin RMN.

Metodele imitative masoara fragezimii prin imitarea muscaturii.

Metodele empirice nu se bazeaza pe masuratorile directe ale unor marimi fizice caracteristice a unui produs alimentar, ci prin masuratori unor proprietati legate de marimea fizica respectiva.

Ø      Metode indirecte: optice, acustice, chimice;

Metodele optice folosesc masurarea culorii si a radiatiilor reflectate de carnea de porc pentru determinarea continutului in grasime - aceasta metoda sta la baza sortarii felului de carne taiata pe baza continutului de grasime).

Metodele acustice se folosesc pentru determinarea produselor de biscoterie (se inregistreaza momentul in care pocneste biscuitele)

Indiferent de modul de analiza (senzoriala sau instrumentala), caracteristicile texturale sunt organizate in trei clase:

Mecanice,

Geometrice,

Altele.

A.         Caracteristicile mecanice

Sunt determinate in concordanta cu reactia produsului alimentar la stres (in functie de fortele aplicate). Aceste caracteristice sunt:

duritatea

casabilitatea/ fracturabilitatea

adezivitatea

gumozitatea

masticabilitatea

vascozitatea

Analiza senzoriala a acestor parametrii se realizeaza de catre paneluri de evaluatori trening specializat si atestati. alegerea evaluatorilor se face in functie de produsul supus evaluarii.

Acesti parametrii pot fi masurati si obiectiv cu ajutorul aparaturii specializate. Intre parametrii masurati senzorial si obiectiv se pot construi relatii cantitative.

VIII.1. Duritatea

Scala standard de duritate a produselor alimentare este similara cu scala Mohr. Duritatea produselor alimentare este masurata pe scara Mohr in acele conditii in care procesatorii au nevoie de informatii in vederea procesarii materiei prime, sau pe o scara senzoriala de duritatea, daca se evalueaza produsul finit de catre panelul de evaluatori atestati.

Scara senzoriala de evaluare are noua nivele:

Crema de branza (Philadelphia Kraft)

Albus de ou (fiert tare timp de cinci minute)

Frankfurter (mari, nefierti, fara membrana, fabricant Morgan David Crosher Meat Products Corp)

Branza galbena dura (tip Kraft)

Masline (gigant - Cresco Co)

Arahide (tip coctail - fabricant Planters)

Morcov crud

Arahide caramelizate (tip Kraft Foods)

Drajeuri rock (producator Drydin Palmer)

VIII.2. Casabilitatea

Scala de casabilitatea standard are sapte nivele, si a fost introdusa in 1963:

Briosa din porumb (Finast, fabricant First National Stores; dimensiunea probei 0,5 inch)

Angel pufs (chec pufos tip dietetic, incalzit cinci minute la 88 ^oC; fabricant Stella dOro Biscuit Co.; dimensiuni: un biscuit)

Biscuiti de graham tip Nabisco (fabricant National Biscuiy Co., dimensiuni: 0,5 inch sau un biscuit)

Paine prajita Melba (dimensiuni: o felie din interiorul pachetului)

Prajituri Jan Hazel (producator Keebler Biscuit Co.)

Biscuiti cu ghimbir

Arahide caramelizate sub forma de bomboane (producator: Kraft Foods)

VIII.3. Gumozitatea

Scala de masurare a gumozitatii prezinta cinci nivele:

Aluat din faina de grau cu 40% faina

Aluat din faina de grau cu 45% faina

Aluat din faina de grau cu 50% faina

Aluat din faina de grau cu 55% faina

Aluat din faina de grau cu 60% faina

VIII.4. Adezivitatea/aderenta

Scala de masurare a adezivitatii prezinta cinci nivele:

Ulei vegetal hidrogenat (tip: Crisco, producator: Procter&Gamble, dimensiuni: o lingurita)

Aluat pentru biscuiti cu lapte si unt (producator: Pillsbury Mills, dimensiuni: un sfert de biscuite)

Crema de branza (tip: Philadelphia, producator: Kraft, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Topping de pepene galben (tip: Fluff, producator: Dunkee-Mower, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Unt de arahide (tip: Skippy, producator: Best Foods, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

VIII.5. Masticabilitatea

Scala de masurare a masticabilitatii prezinta sapte nivele:

Paine de secara (numarul de masticatii: 10,3, tip: proapata, felii taiate din centru, producator: Pecker Baking, dimensiuni: 0,5 inch)

Frankfurter (numar de masticatii: 17,1, tip: in forma mare, nepregatit, fara membrana, producator: Mogen Davis, dimensiuni: 0,5 inch)

Drops de guma (numarul de masticatii: 25,0, tip: Chukle, producator: W. Amed Co., dimensiuni: 0,5 inch)

Steak de porc (numarul de masticatii: 31,8, tip: rotund, de grosime 0,5 inch, prajit inabusit timp de 10 minute pe ambele parti, dimensiuni: 0,5 inch)

Black Crows Candy (numarul de masticatii: 33,6, producator: Marson candy Corp., dimensiuni: o bucata)

Arahide (numarul de masticatii: 37,3, producator: Withman, dimensiuni: o arahida)

Toosei Rolls (numarul de masticatii 56,7, tip: midget size, producator: Sweets Co. of America, dimensiuni: o bucata).

VIII.6. Vascozitatea

Scala de masurare a vascozitatii prezinta opt nivele:

Apa (producator: Cristal Springs, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Smantana degresata (tip: Sealtest, producator: Sealtest Foods, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Smantana grasa (tip: Sealtest, producator: Sealtest Foods, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Lapte semicondensat (tip: Sealtest, producator: Carnation Co., dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Sirop de artar (tip: premium 100%, producator: Francis Legget, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Sirop de ciocolata (tip: premium 100%, producator: Hershy Chocolate, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Amestec: o jumatate cana maioneza si doua lingurite de smantana grasa (tip: Hellman"s, producator: Best Foods, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

Lapte condensat (tip: Magnolia indulcit, producator Bordne Foods, dimensiuni: o jumatate de lingurita)

VIII.7. Fisa de control si evaluare a produselor texturate de catre consumatori

Nivele cerute sunt de la 1 la 6, de la foarte putin, la foarte mult. Parametrii ceruti :- crocant - sfaramicios - moale - casant - inecacios - cu suspensie sau flacoane - umed - uscat - rau - gumos - crocant - tare - alunecos - pastos - bun - nisipos.

IX. Masuratori obiective ale produselor texturale

Masuratorile obiective ale produselor alimentare cu proprietati texturale se pot realiza prin intermediul:

Testelor fundamentale,

Testelor empirice,

Testelor imitative.

IX.1. Caracteristicile testelor fundamentale

Pentru caracterizarea proprietatilor texturale ale produselor alimentare.

Sunt desfasurate intr-un domeniu mic de valori, pentru alungirea relativa,

Se presupune ca materialul/produsul testat este un mediu continuu, izotrop (are aceleasi proprietati fizice pentru toate directiile din spatiu),

Bucata de material testata are forme uniforme si regulate (sfera, cilindru, cub, disc),

Testele fundamentale se desfasoara la viteze mici,

In general nu pot fi corelate cu rezultatele analizelor senzoriale,

Folosesc echipamente foarte scumpe,

In mod curent sunt folosite cu precadere in laboratorul de analiza si nu industrie.

IX.2. Caracteristicile testelor empirice

Parametrii masurati nu au mereu o definitie clara, dar din punct de vedere practic sunt foarte bine legati de proprietatile texturale ale produselor alimentare,

Reprezinta cea mai mare clasa de instrumente care exista in industria alimentara,

Testele sunt rapide, ieftine si de cele mai multe ori utilizeaza echipamente ieftine,

Principala problema care apare cu aceste teste se refera la proprietatile care sunt masurate cu ajutorul lor si faptul ca nu exista inca standarde de calitate pentru fiecare in parte,

Fiecare tip de test are o aplicatie limitata, specializata pentru fiecare produs in parte.

IX.3. Teste imitative

Testele imitative sunt considerate ca fiind uneori o subclasa a testelor empirice (exemple: farinograful, consistometrele).

Metodele de analiza ale proprietatilor texturale ale produselor alimentare mai pot fi clasificate si in functie de:

Marimea fizica,

Variabilele masurate in timpul testului.

Teste pentru masurarea fortei:

Teste de strapungere,

Teste de extrudare,

Teste de taiere, forfecare,

Teste de zdrobire, maruntire,

Teste de tensionare, alungire,

Teste de rasucire,

Teste de rupere,

Teste de deformare.

Teste pentru masurarea distantei:

Teste pentru masurarea lungimii,

Teste pentru masurarea ariei,

Teste pentru masurarea volumului.

In cazul testelor pentru masurarea distantei se poate folosi aparatura precum: consistometrul, dispozitivul de determinare a volumului painii, penetrometru.

Exista de asemenea si metode generale sau multiple care folosesc aparatura de analiza texturala a produselor alimentare.

IX.4. Teste de strapungere

Testele de strapungere necesita utilizarea unui dispozitiv de o anumita forma (cilindru, con, sfera) care sa strapunga o proba.

Testul se caracterizeaza prin:

Folosirea unei masini care poate masura forta,

Dispozitivul de strapungere genereaza zdrobirea ireversibila a probei,

Adancimea de strapungere este constanta in functie de natura produsului.

De exemplu in cazul

marmeladei se foloseste un dispozitiv de strapungere de forma cilindrica cu raza de 1inch, adancimea de strapungere de 3 mm,

bobului de strugure se foloseste dispozitiv de strapungere de forma cilindrica, cu diametrul de 2 mm si adancimea de 2 mm,

marului se pot folosi diverse adancimi, in functie de caracteristicile produsului, si de marimile fizice ce urmeaza a fi citite: pentru un mar intreg se folosesc dispozitive cilindrice cu diametrul de 2 mm, iar adancimea variaza in functie de soi si de parametrii urmariti,

untului si al margarinei se pot folosi mai multe dispozitive, cum ar fi: cilindru cu diametrul de 2, sau 5 mm, con cu unghiul de 45^o sau dispozitive de testare a tartinabilitatii.

IX.4.1. Efectuarea testelor

Aparatele universale pentru analizat proprietatile texturale ale produselor alimentare sunt dotate cu mai multe tipuri de dispozitive de strapungere:

cilindri cu cap plat,

cilindrii cu cap rotunjit,

bile,

cilindrii multiplii tip ac.

In cadrul testelor de strapungere, forma curbelor obtinute se poate clasifica in cinci directii (Figura IX.4.1.a.). Graficele obtinute sunt de tipul forta distanta, sau forta timp.

Figura IX.4.1.a. Tipuri de curbe forta-distanta.

Curbele A, B si C prezinta o portiune liniara foarte rapida (panta apropiata de 90^o) pe o distanta foarte scurta, in timp ce dispozitivul de strapungere apasa materialul respectiv. Pe aceasta portiune produsul nu este strapuns, ci doar deformat sub presiunea dispozitivului. Atunci cand, tesutul superior, coaja, cedeaza si incepe strapungerea produsului, apare o schimbare abrupta in panta. Punctul in acre apare aceasta modificare se numeste punct limita sau biolimita.

Punctul limita marcheaza momentul in care dispozitivul strapunge produsul, producand o curgere ireversibila a tesutului de proba. Din punct de vedere practic forta ce caracterizeaza punctul limita are importanta deosebita,, deoarece reprezinta forta maxima pe care o poate suporta un fruct sau leguma inainte de a avea o ruptura vizibila in coaja, si care ii modifica calitatea.

Curbele de tipul A caracterizeaza produsele a caror duritate creste pe masura ce inainteaza in interiorul produsului (pentru mere proaspete, morcovi, radacinoase). Curbele de tip B prezinta o forta aproape constanta dupa ce produsul a fost strapuns (specifice merelor dupa ce au fost pastrate in frigider), iar cele de tip C prezinta o forta mult mai mica in timpul strapungerii decat inainte (produsul e mai putin rezistent). Curbele de tip D sunt caracteristice spumelor - frisca, piureuri, sau paste pe baza de amidon. Curbele de tip E sunt caracteristice produselor care nu prezinta un punct limita, aceasta forma arata un comportament vasco-elastic.

IX.4.2. Concluzii

In testele de compresie, forta este proportionala cu patratul masei produselor testate,

In testele de forfecare, forta este proportionala cu masa produsului testat,

In testele de extrudare, forta este proportionala cu masa produsului testat,

Figura IX.4.b. Schema de compresie a unui produs

Valorile punctelor limita depind de dispozitivele de strapungere, adica de aria, dar si de perimetrul dispozitivului de strapungere. Pentru un dispozitiv ca in Figura IX.4.b. are loc o compresie a produsului "a", mai apoi are loc o forfecare a produsului la nivelul superior exterior al dispozitivului. Forta necesara pentru a manevra dispozitivul depinde de mai multi factori.

Unde: K_C este coeficientul de compresie a produsului [N/m²]

K_S este coeficientul de forfecare al produsului [N/m²]

A este aria dispozitivului [mm]

P este perimetrul dispozitivului [mm]

C este constanta [N].

Figura IX.4.c. Forta de strapungere a unui produs

In figura IX.4.c. se pot observa fortele necesare pentru a strapunge o serie de produse cu diverse dispozitive, avand A si P cu valori diferite. Produsele testate au fost: morcovi, cartofi dulci, cartofi irlandezi, mar, hot-dog.

De exemplu, pentru a strapunge un morcov este necesara o forta de 10 kg, cu un dispozitiv de strapungere de 25 mm², adica aria mai mare de 0,5 cm².

Deoarece pante graficului forta-perimetru este foarte aproape de 0 se poate considera ca acest factor are influenta mai mica asupra testului. De exemplu pentru morcov este 0, iar cele mai influentate de perimetru sunt cartofii. In graficul forta-arie, valoarea lui K_c este data de panta graficului.

Pentru realizarea testelor de strapungere, diametrul probei trebuie sa fie de cel putin trei ori mai mare decat diametrul dispozitivului de strapungere. Pentru testele de fracturare este posibil ca diferenta sa fie mai mare.

Figura IX.4.d. Diagrama bloc.

IX.4.3. Factori care influenteaza testele de strapungere

Tipul produsului alimentar - produsele noi vor genera forte liniare de valoare mai mica,

Dimensiunea si forma dispozitivului de strapungere - poate sa fie de forma rotunda (cilindrica), paralelipipedica, patrata,

Numarul de dispozitive de strapungere folosite simultan (pentru mazare si strugure pot fi folosite pana la 12 dispozitive),

Adancimea de strapungere poate avea efect asupra unor produse alimentare,

Viteza cu care este realizata strapungerea,

Viteza cu care dispozitivul de testare citeste raspunsurile.

IX.4.4. Avantaje

Simplu si rapid din punct de vedere mecanic,

Poate fi realizat mecanic sau manual,

Poate fi folosit atat n laborator cat si pe teren,

Cu ajutorul lor se poate face usor o clasificare/sortare a produselor,

Adecvat pentru produsele alimentare eterogene (de exemplu: ciocolata cu alune sau stafide, orez expandat), deoarece acestea pot fi testate in diferite puncte pe toata lungimea lor,

Pot fi folosite pentru a masura distributia proprietatilor texturale la nivelul diferitelor produse alimentare,

Adecvat pentru majoritatea tipurilor de produse alimentare (se pot folosi dispozitive de strapungere cu diametrul intre 0,05 si 50 mm),

Pot fi folosite pentru a masura distributia proprietatile structurale in anumite produse (de exemplu: un amestec de seminte prajite poate sa produca forte diferite).

X. Teste de compresie-extrudare

Aceste teste se aplica produselor alimentare pentru care sunt importante proprietatile de curgere, forfecare:

Lichide, vascoase,

Geluri,

Grasimi: untura, margarina,

Produse vegetale procesate si proaspete: tipic pentru mazarea procesata, cartofi, iaurt.

Testul pentru compresie-extrudare este un test care se aplica produselor alimentare astfel incat textura si structura lui este complet distrusa, produsul fiind obligat sa traverseze mai multe orificii sau o zona ingusta (inel de extrudare).

Exista 2 tipuri de teste de extrudare:

Extrudare inapoi (a),

Extrudarea inainte (b).

Figura X.a. a-Extrudarea inainte, b-Extrudarea inapoi.

a b

Produsele pentru care nu se aplica acest test:

Paine,

Prajituri,

Bomboane,

Cereale pentru micul dejun, etc.

Produsele pentru care se aplica acest tip:

Mazare,

Cuburi de fructe,

Iaurt,

Maioneza.

X.1. Principiul fizic

Consista in deplasarea controlata a unui produs printr-un orificiu/spatiu inelar.

X.2. Proprietatile texturale si marimi fizice masurate

Acest test poate masura:

Proprietatile de curgere ale piureurilor,

Consistenta topingurilor si a sosurilor pentru cofetarii si patiserie,

Structura si consistenta maionezei,

Limita de proportionalitate a amestecurilor zaharoase pentru inghetata,

Consistenta si structura iaurturilor,

Coeziunea pateurilor din carne,

Meltabilitatea branzeturilor,

Proprietatile de acoperire ale unor produse semisolide,

Filamentarea - proprietate specifica aflata in stransa legatura cu aderenta produsului.

Tipuri de celule pentru testare:

Celule pentru extrudarea inapoi,

Celule pentru extrudarea inainte.

Figura X.2.a. Curba generala pentru testele de compresie-extrudare

Curba A-B

Produsul este comprimat in spatiul celulelor,

In punctul B produsul este comprimat strans, iar in cazul produselor cu continut mare de umiditate; lichidul continut incepe sa umple spatiile ramase libere,

Imediat dupa punctul B raman doar spatii in care exista aer, iar forta de raspuns creste brusc.

Curba B-C

Reprezinta valoarea fortei care este aplicata uni produs aproximativ incompresibil.

Punctul C

In acest punct apare ruptura in material si apare o "curgere" de material prin orificiu

Curba C-D

Are o panta medie apropiata de zero; modul in care variaza fata de orizontal indica diferitele proprietati texturale ale produsului.

Punctul D

Tot materialul a fost extrudat brusc prin dispozitiv (curba cade brusc catre zero)

X.2.1. Analiza portiunii C-D a curbei

Panta medie a portiunii C-D poate indica o serie de proprietati texturale particulare ale produsului sau un anumit comportament in timpul extrudarii:

Forta scade rapid in continuare indica faptul ca rezistenta la forfecare este fenomenul dominant in cursul testarii,

Forta descreste usor indica faptul ca produsul are o rezistenta redusa la forfecare, apare fenomenul de extrudare si posibil aderenta produsului de dispozitiv

O panta apropiata de zero indic faptul ca apare forfecarea unor straturi succesive, sau o combinatie intre forfecare, extrudare si adeziune,

Panta creste in continuare indica faptul ca produsul se comprima in continuare si in acelasi timp apare o forfecare, extrudare si adeziune in proportii diferite in functie de produs

Figura X.2.b. Curba de extrudare inainte pentru iaurtul degresat

In cazul extrudarii inapoi forta de extrudare este invers proportionala cu diametrul inelului de extrudare. Grosimea inelului de extrudare duce la forma specifica zonei C-D a curbei de extrudare