| Published: 

De ce te lovești de capătul sticlei de ketchup? Analiza tensiunii de randament

Introducere

Oricare ar fi preferința dumneavoastră: maioneză, ketchup, sos pentru burger, o farfurie bună de burger și cartofi prăjiți nu ar trebui să fie lipsită de un sos însoțitor. Nu numai că gustul unui sos este important pentru consumator, dar în subconștient se așteaptă mult și de la "consistență", atât în sticlă, cât și pe farfurie. Pentru o aplicare controlată a sosului pe cartofii prăjiți, acesta este de obicei stors dintr-un recipient sau picurat dintr-o sticlă de sticlă. Dacă metoda de consum dorită este "dipping", atunci sosul trebuie să rămână pe loc, fără să curgă peste tot restul de pe farfurie.

Unele sosuri prezentate în sticle nu necesită o forță sau o presiune de aplicat și, în schimb, sunt turnate. Adesea, acesta este cazul unui sos pentru salată, care se toarnă pe garnitura ignorată frecvent care însoțește burgerul și cartofii prăjiți!

Cum să cuantificați presiunea necesară pentru a induce curgerea; analiza tensiunii de randament

Tensiunea de curgere reprezintă tensiunea care este necesară pentru ca un material să înceapă să curgă. O metodă de determinare a tensiunii de curgere constă în aplicarea unei "strânsoare prin rotație" asupra probei prin creșterea treptată a tensiunii de forfecare într-un timp specificat. Înainte ca proba să curgă, structura probei se întinde și se opune curgerii, rezultând o creștere a vâscozității de forfecare pe măsură ce tensiunea de forfecare este crescută. La punctul de curgere, punctul de tranziție între un material care se comportă ca un solid și un fluid, structura se rupe și sosul începe să curgă. Acest lucru se traduce printr-o reducere semnificativă a vâscozității la forfecare.

Tabelul 1 rezumă condițiile analizei tensiunii de curgere efectuate pe maioneză, ketchup, sos pentru burger și sos pentru salată.

Măsurarea rotației

Placa superioară se rotește cu o tensiune de forfecare σ [Pa] definită. Se determină rata de forfecare γ- [s-1] necesară pentru această rotație. Rezultat: Se calculează vâscozitatea de forfecare ŋ [Pa-s] (adică rezistența la curgere)

Ecuația vâscozității arată η = σ / γ, raportând tensiunea de forfecare la viteza de forfecare; esențială pentru analiza mecanicii fluidelor.

Tabelul 1: Condiții de măsurare - analiza tensiunii de curgere

Sos pentru burger, maioneză, ketchupPansament pentru salată
Geometrie

Placă, diametru: 40 mm, zimțată

Placă, diametru: 60 mm, netedă

Spațiu de măsurare

3 mm

500 μm

Temperatura

25°C

25°C

Tensiune de curgere

0 până la max. 200 Pa

0 până la max. 200 Pa

Figura 1 prezintă rezultatele măsurătorilor tensiunii de curgere. Software-ul rSpace analizează automat rezultatele obținute la sfârșitul măsurătorii (figura 1).

Ketchup-ul necesită cea mai mare tensiune înainte de a începe să curgă (21,8 Pa; a se vedea tabelul din figura 1), adică este cel mai dificil de pompat (pentru sticle identice). Vâscozitatea de forfecare obținută înainte de curgere este cea mai mare pentru această probă, aproape 800 Pa-s, comparativ cu doar 400 Pa-s pentru maioneză! Acest lucru înseamnă că, în comparație cu alte sosuri, acesta poate rezista la cea mai mare presiune înainte de curgere. În plus, scăderea accentuată a vâscozității ketchup-ului se explică printr-o microstructură uniformă care se rupe simultan atunci când tensiunile aplicate sunt suficient de mari.

Vârful curbei maionezei este mai larg, iar scăderea sa după vârf este mai treptată, indicând neregularități în structura emulsiei. Este posibil ca dispersia picăturilor de ulei în faza care conține ou, muștar și apă să nu fie uniformă.

În comparație cu celelalte sosuri, sosul pentru salată prezintă o Tensiunea de cedareTensiunea de cedare este definită ca fiind tensiunea sub care nu se produce nicio curgere; literalmente, se comportă ca un solid slab în repaus și ca un lichid atunci când este cedat.tensiune de curgere semnificativ mai mică (a se vedea figura 1 din partea de jos, curbele afișate în scală logaritmică). O tensiune de forfecare de numai 1 Pa-s este suficientă pentru inițierea curgerii. Cu toate acestea, un dressing pentru salată făcut din ulei și oțet nu prezintă în mod normal Tensiunea de cedareTensiunea de cedare este definită ca fiind tensiunea sub care nu se produce nicio curgere; literalmente, se comportă ca un solid slab în repaus și ca un lichid atunci când este cedat.tensiune de curgere și se comportă reologic ca un fluid newtonian: Vâscozitatea de forfecare este independentă de viteza de forfecare. Prezența unei tensiuni de curgere slabe, dar existente în dressingul măsurat de noi se datorează unui ingredient suplimentar, guma xantan. Această polizaharidă este un agent de îngroșare, asigurând o Tensiunea de cedareTensiunea de cedare este definită ca fiind tensiunea sub care nu se produce nicio curgere; literalmente, se comportă ca un solid slab în repaus și ca un lichid atunci când este cedat.tensiune de curgere small la dressingul pentru salată.

Grafic care compară vâscozitatea la forfecare a sosului pentru burger, maionezei, ketchupului și a sosului pentru salată în condiții de tensiune de forfecare variabilă.
Grafic de analiză a tensiunii de randament care afișează vâscozitatea sosului pentru burger, a maionezei, a ketchup-ului și a sosului pentru salată în funcție de nivelurile de tensiune de forfecare.
1) Analiza tensiunii de randament pe patru sosuri diferite. Sus: scalare liniară. Jos: scalare logaritmică

Curba tensiunii de curgere și a vâscozității

Curba vâscozității poate servi, de asemenea, ca indicator al existenței tensiunii de curgere. O vâscozitate în creștere infinită la viteze de forfecare scăzute indică faptul că materialul nu va curge în repaus decât dacă se aplică o tensiune suficientă pentru a depăși tensiunea/punctul de curgere.

Tabelul 2 și, respectiv, figura 2 prezintă condițiile de măsurare și curbele de vâscozitate ale tuturor probelor. Toate sosurile sunt prin natura lor subțiri prin forfecare. La viteze de forfecare scăzute, maioneza, ketchup-ul și sosul pentru burger au o vâscozitate similară.

Ele diferă ușor în ceea ce privește comportamentul lor de fluidizare prin forfecare: Vâscozitatea la forfecare a ketchup-ului (curba verde) scade mai rapid decât a celorlalte sosuri odată cu creșterea vitezei de forfecare. Acest lucru se datorează cel mai probabil unei structuri uniforme. În plus, vâscozitatea sosului pentru salată este cu aproximativ un deceniu mai mică decât a tuturor celorlalte sosuri în întreaga gamă măsurată de viteze de forfecare. Această proprietate se reflectă și în senzația în gură a sosurilor. O maioneză are un gust mai cremos și o consistență mai mare decât un sos făcut din ulei și oțet. Un pansament care curge mai ușor va acoperi alimentele sau salatele mai uniform, în timp ce un sos mai vâscos și mai elastic poate fi întins sau folosit pentru înmuiere.

Tabelul 2: Condiții de măsurare - curba de vâscozitate

Sos pentru burger, maioneză, ketchupDressing pentru salată
Geometrie

Placă, diametru: 40 mm, zimțată

Placă, diametru: 60 mm, netedă

Spațiu de măsurare

1 mm

500 μm

Temperatura de funcționare

25°C

25°C

Viteze de forfecare

0.1 până la 100 s-1

0.1 până la 100 s-1

Curbe de vâscozitate care compară sosul Burger, maioneza, ketchup-ul și sosul pentru salate la diferite viteze de forfecare în pascali.
2) Curbele de vâscozitate a patru sosuri diferite

Concluzie

Caracterizarea reologică a sosurilor este strâns legată nu numai de comportamentul lor la curgere, ci și de senzația pe care o lasă în gură. Ea oferă un răspuns cuantificat la sentimentele și dorințele consumatorului: Cât de tare ar trebui să strâng sau să lovesc sticla mea pentru a induce curgerea? Cât de cremoasă este maioneza mea? În plus, analiza automată integrată în software permite realizarea de comparații mai simple și evaluări mai rapide.

AI Overview
An error occurred. Please try again.