Εισαγωγή
Όποια και αν είναι η προτίμησή σας: μαγιονέζα, κέτσαπ, σάλτσα για μπιφτέκι, ένα καλό πιάτο μπιφτέκι και πατάτες τηγανιτές δεν πρέπει να λείπει από μια συνοδευτική σάλτσα. Δεν είναι μόνο η γεύση μιας σάλτσας σημαντική για τον καταναλωτή, αλλά υποσυνείδητα περιμένει κανείς πολλά και από τη "συνοχή" της, τόσο στο μπουκάλι όσο και στο πιάτο. Προκειμένου να υπάρχει ελεγχόμενη εφαρμογή της σάλτσας στις πατάτες σας, αυτή συνήθως πιέζεται από ένα δοχείο ή χτυπιέται από ένα γυάλινο μπουκάλι. Αν η βουτιά είναι η επιθυμητή μέθοδος κατανάλωσης, τότε η σάλτσα πρέπει να παραμένει στη θέση της χωρίς να ρέει πάνω σε οτιδήποτε άλλο στο πιάτο.
Ορισμένες σάλτσες που παρουσιάζονται σε μπουκάλια δεν απαιτούν δύναμη ή πίεση για την εφαρμογή τους και, αντίθετα, χύνεται. Συχνά αυτό ισχύει για μια σάλτσα σαλάτας, που θα χυθεί πάνω στο συχνά αγνοούμενο συνοδευτικό πιάτο που θα συνοδεύσει το μπιφτέκι και τις πατάτες τηγανιτές!
Πώς να ποσοτικοποιήσετε την πίεση που απαιτείται για την πρόκληση ροής; Ανάλυση τάσεων διαρροής
Η τάση διαρροής αντιπροσωπεύει την τάση που απαιτείται για να αρχίσει ένα υλικό να ρέει. Μια μέθοδος προσδιορισμού της τάσης διαρροής είναι η εφαρμογή μιας "περιστροφικής συμπίεσης" στο δείγμα με σταδιακή αύξηση της διατμητικής τάσης σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Πριν από τη ροή του δείγματος, η δομή του δείγματος τεντώνεται και αντιστέκεται στη ροή, με αποτέλεσμα την αύξηση του ιξώδους διάτμησης καθώς αυξάνεται η διατμητική τάση. Στο σημείο διαρροής, το σημείο μετάβασης μεταξύ ενός υλικού που συμπεριφέρεται ως στερεό και ως ρευστό, η δομή καταρρέει και η σάλτσα αρχίζει να ρέει. Αυτό μεταφράζεται σε σημαντική μείωση του ιξώδους διάτμησης.
Ο πίνακας 1 συνοψίζει τις συνθήκες της ανάλυσης του ορίου διαρροής που διενεργήθηκε στη μαγιονέζα, την κέτσαπ, τη σάλτσα μπέργκερ και τη σάλτσα σαλάτας.
Περιστροφική μέτρηση
Η άνω πλάκα περιστρέφεται με καθορισμένη διατμητική τάση σ [Pa]. Προσδιορίζεται ο ρυθμός διάτμησης γ- [s-1] που απαιτείται για την περιστροφή αυτή. Αποτέλεσμα: Το ιξώδες διάτμησης ŋ [Pa-s] (δηλαδή η αντίσταση στη ροή) υπολογίζεται
Πίνακας 1: Συνθήκες μέτρησης - ανάλυση τάσης διαρροής
| Σάλτσα Burger, μαγιονέζα, κέτσαπ | Σάλτσα σαλάτας | |
| Γεωμετρία | Πλάκα-πλάκα, διάμετρος: 40 mm, οδοντωτή | Πλάκα-πλάκα, διάμετρος: 60 mm, λεία |
| Διάκενο μέτρησης | 3 mm | 500 μm |
| Θερμοκρασία | 25°C | 25°C |
| Τάση διαρροής | 0 έως max. 200 Pa | 0 έως max. 200 Pa |
Το Σχήμα 1 απεικονίζει τα αποτελέσματα των μετρήσεων του ορίου διαρροής. Το λογισμικό rSpace αναλύει αυτόματα τα αποτελέσματα της τάσης διαρροής στο τέλος της μέτρησης (Σχήμα 1).
Η κέτσαπ απαιτεί την μεγαλύτερη τάση πριν αρχίσει να ρέει (21,8 Pa, βλέπε πίνακα στο Σχήμα 1), δηλαδή είναι η πιο δύσκολη στην άντληση (για πανομοιότυπες φιάλες). Το διατμητικό ιξώδες που επιτυγχάνεται πριν από τη ροή είναι το υψηλότερο για αυτό το δείγμα, σχεδόν 800 Pa-s, σε σύγκριση με μόλις 400 Pa-s για τη μαγιονέζα! Αυτό σημαίνει ότι σε σύγκριση με άλλες σάλτσες, μπορεί να αντέξει τη μεγαλύτερη πίεση πριν από τη ροή. Επιπλέον, η απότομη μείωση του ιξώδους της κέτσαπ εξηγείται από μια ομοιόμορφη μικροδομή που διασπάται ταυτόχρονα όταν οι εφαρμοζόμενες τάσεις είναι αρκετά υψηλές.
Η κορυφή της καμπύλης της μαγιονέζας είναι ευρύτερη και η μείωσή της μετά την κορυφή είναι πιο βαθμιαία, υποδεικνύοντας ανομοιομορφίες στη δομή του γαλακτώματος. Ενδεχομένως η διασπορά των σταγονιδίων ελαίου στη φάση που περιέχει αυγό, μουστάρδα και νερό δεν είναι ομοιόμορφη.
Σε σύγκριση με τις άλλες σάλτσες, η σάλτσα σαλάτας παρουσιάζει σημαντικά smaller όριο διαρροής (βλέπε σχήμα 1 κάτω, οι καμπύλες εμφανίζονται σε λογαριθμική κλιμάκωση). Μια διατμητική τάση μόλις 1 Pa-s είναι αρκετή για να ξεκινήσει η ροή. Ωστόσο, μια σάλτσα σαλάτας από λάδι και ξύδι κανονικά δεν παρουσιάζει τάση διαρροής και συμπεριφέρεται ρεολογικά ως Νευτώνειο ρευστό: Το ιξώδες διάτμησης είναι ανεξάρτητο από την ταχύτητα διάτμησης. Η παρουσία ενός ασθενούς αλλά υπαρκτού τάσης διαρροής στη σάλτσα που μετρήσαμε οφείλεται σε ένα πρόσθετο συστατικό, το κόμμι ξανθάνης. Αυτός ο πολυσακχαρίτης είναι ένας πυκνωτικός παράγοντας, παρέχοντας μια τάση διαρροής small στη σάλτσα σαλάτας.
Καμπύλη τάσης ροής και ιξώδους
Η καμπύλη ιξώδους μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως δείκτης για την ύπαρξη τάσης διαρροής. Ένα άπειρα αυξανόμενο ιξώδες σε χαμηλούς ρυθμούς διάτμησης υποδεικνύει ότι το υλικό δεν θα ρέει σε ηρεμία, εκτός αν υπάρξει εφαρμογή τάσης, αρκετής ώστε να ξεπεραστεί το όριο/σημείο διαρροής.
Ο πίνακας 2 και το σχήμα 2 απεικονίζουν τις συνθήκες μέτρησης και τις καμπύλες ιξώδους όλων των δειγμάτων, αντίστοιχα. Όλες οι σάλτσες είναι από τη φύση τους διατμητικά αραιές. Σε χαμηλούς ρυθμούς διάτμησης, η μαγιονέζα, η κέτσαπ και η σάλτσα μπέργκερ έχουν παρόμοιο ιξώδες.
Διαφέρουν ελαφρώς ως προς τη διατμητική τους συμπεριφορά: Το διατμητικό ιξώδες της κέτσαπ (πράσινη καμπύλη) μειώνεται ταχύτερα από τις άλλες σάλτσες με την αύξηση των ρυθμών διάτμησης. Αυτό πιθανότατα οφείλεται σε μια ομοιόμορφη δομή. Επιπλέον, το ιξώδες της σάλτσας σαλάτας είναι περίπου μία δεκαετία χαμηλότερο από όλες τις άλλες σάλτσες σε όλο το μετρούμενο εύρος των ρυθμών διάτμησης. Αυτή η ιδιότητα αντικατοπτρίζεται επίσης στην αίσθηση στο στόμα των σάλτσων. Μια μαγιονέζα έχει πιο κρεμώδη γεύση και μεγαλύτερη συνοχή από μια σάλτσα από λάδι και ξύδι. Μια σάλτσα που ρέει πιο εύκολα, θα επικαλύψει τα τρόφιμα ή τις σαλάτες πιο ομοιόμορφα, ενώ μια πιο παχύρρευστη, δοτική σάλτσα μπορεί να απλωθεί ή να χρησιμοποιηθεί για εμβάπτιση.
Πίνακας 2: Συνθήκες μέτρησης - καμπύλη ιξώδους
| Σάλτσα Burger, μαγιονέζα, κέτσαπ | Σάλτσα σαλάτας | |
| Γεωμετρία | Πλάκα-πλάκα, διάμετρος: 40 mm, οδοντωτή | Πλάκα-πλάκα, διάμετρος: 60 mm, λεία |
| Διάκενο μέτρησης | 1 mm | 500 μm |
| Θερμοκρασία | 25°C | 25°C |
| Ρυθμοί διάτμησης | 0.1 έως 100 s-1 | 0.1 έως 100 s-1 |
Συμπέρασμα
Ο ρεολογικός χαρακτηρισμός των σάλτσων δεν σχετίζεται μόνο με τη συμπεριφορά ροής τους, αλλά και με την αίσθηση που αφήνουν στο στόμα. Παρέχει μια ποσοτικοποιημένη απάντηση στα συναισθήματα και τις επιθυμίες του καταναλωτή: Πόσο δυνατά πρέπει να πιέσω ή να χτυπήσω το μπουκάλι μου για να προκαλέσω ροή Πόσο κρεμώδης είναι η μαγιονέζα μου Επιπλέον, η αυτόματη ανάλυση που είναι ενσωματωμένη στο λογισμικό σημαίνει ότι μπορούν να γίνουν ευκολότερες συγκρίσεις και ταχύτερες αξιολογήσεις.