Nederlands
 

Vorige   Volgende
5.1.7 Reologie

Onder reologie wordt dat deel van de natuurkunde verstaan dat de relatie bestudeert tussen spanning (stress) op een materiaal en de daaruit ontstane (relatieve) vormverandering (strain) als functie van de tijd dat de spanning wordt aangelegd.

Er spelen drie factoren een rol. Dat zijn:

  • de spanning op het materiaal (dat is de kracht per oppervlakte-eenheid);
  • de vormverandering van het materiaal door die spanning (deformatie);
  • de tijd, zowel de totale tijdspanne waarin de kracht wordt aangelegd als de tijd waarin de spanning verandert.

Reologie is een beschrijvende wetenschap. Het beschrijft en karakteriseert materialen in hun gedragingen tengevolge van spanningen daarop. Margarine moet ook direct uit de koelkast smeerbaar zijn, mayonaise moet lobbig zijn, maar slasaus vloeibaar. Chocolade moet smelten in de mond, maar vast zijn bij kamertemperatuur. Bovendien moeten bij produktie van levensmiddelen de materialen, zoals grondstoffen en halffabrikaten, aan bepaalde reologische eigenschappen voldoen zodat ze goed door pijpen stromen of gemakkelijk in vormen gegoten kunnen worden.

Bij de reologie van chocolade gaat het om twee eigenschappen: de viscositeit en de vloeigrens (zwichtwaarde, yield value) van vloeibare chocolade.

Reologie heeft ook te maken met textuur en sensoriek. Als je over textuur-eigenschappen praat, vraag je je onder andere af: hoe ziet een reep er uit? Hoe ruikt de chocolade en hoe smaakt chocolade in de mond? (Geeft de chocolade het volle mondgevoel van chocolade?) Deze eigenschappen worden met de zintuigen waargenomen en worden daarom ook wel sensorische eigenschappen genoemd.

Textuurkenmerken van chocolade zijn:

  • vastheid in de mond, dat wil zeggen de kracht die nodig is om met tong en tanden de chocolade af te breken;
  • smeltbaarheid: de mate waarin de chocolade in de mond smelt;
  • gladheid: de mate van ruwheid (zanderigheid) van de gesmolten chocolade in de mond;
  • plakkerigheid: de mate waarin de gesmolten chocolade gemengd met speeksel aan tong en verhemelte blijft plakken.

Viscositeit en vloeigrens

In vloeibare chocolade kunnen de vloeieigenschappen gemeten worden. Ze worden uitgedrukt in twee waarden: de viscositeit (h) en de vloeigrens (t).

Viscositeit is voor te stellen als de weerstand die je ondervindt bij het roeren in een vloeistof. Vloeigrens kun je je voorstellen in de mate waarin een druppel vanzelf uitvloeit op tafel. Chocolade met een lage viscositeit is makkelijk verpompbaar; chocolade met een lage vloeigrens loopt gemakkelijk uit in een vorm.

De eenheid van viscositeit is Pascalseconde (Pa.s). Vaak wordt ook milli-Pascalseconde (mPa.s) gebruikt. 1 Pa.s = 1000 mPa.s. De eenheid voor vloeigrens is Pascal (Pa).

Vloeibare chocolade (voor repen en tabletten) heeft in het algemeen de volgende waarden:

  • viscositeit tussen 1 en 20 Pa.s en
  • vloeigrens tussen 10 en 40 Pa.

Chocolade voor coatings heeft in het algemeen veel lagere waarden:

  • viscositeit tussen 0,5 en 2,5 Pa.s en
  • vloeigrens tussen 0 en 20 Pa.

Meten van vloei-eigenschappen

De vloeieigenschappen van chocolade worden meestal gemeten met een roto-viscositeitsmeter. Hierbij wordt bij een bepaalde temperatuur (viscositeit en vloeigrens zijn temperatuurafhankelijk) de weerstand gemeten die een draaiende cilinder ondervindt in de chocolade. De kracht die nodig is om de cilinder aan het draaien te krijgen is de vloeigrens. Met meerpuntsmeting van de viscositeit (meting bij meerdere snelheden) kunnen betrouwbare en uitwisselbare gegevens worden verkregen. Hieruit kan ook de vloeigrens worden berekend.

De meting kan ook omgekeerd uitgevoerd worden door een kracht op de cilinder aan te brengen en de daaruit volgende draaisnelheid te meten. Naast een meetcilinder kunnen ook conische of andere meetelementen gebruikt worden. Er zijn verder eenvoudige empirische methoden, maar die zijn minder uitwisselbaar. (De OICCC heeft een officiŰle methode gepubliceerd voor het meten van viscositeit en vloeigrens. De methode is duidelijk en verschaft veel informatie. De OICCC is de organisatie van de cacao- en chocoladebedrijven).

Figuur 5.16: Meetcilinder

Viscositeit en vloeigrens zijn dus afhankelijk van onder meer de temperatuur. En verder van vetgehalte, lecithinehoeveelheid, vochtgehalte, deeltjesgrootteverdeling en concheertijden.

  • Vetgehalte: hoe meer vet, des te lager de viscositeit en de vloeigrens.
  • Lecithine: een toevoeging van 0,1 tot 0,3 procent van deze emulgator en eventueel PGPR heeft hetzelfde viscositeitsverlagend effect als toevoeging van 1 tot 3 procent cacaoboter. Bij hogere toevoegingen stijgt de vloeigrens.

Emulgatortype en hoeveelheid be´nvloeden de reologie. PGPR heeft een groot effect op de vloeigrens. Droog concheren be´nvloedt zowel viscositeit als vloeigrens.

  • Vochtgehalte: toevoeging van (hele) kleine hoeveelheden water leidt tot een zeer grote verhoging van viscositeit en vloeigrens.
  • Deeltjesgrootteverdeling: de grootteverdeling van de vaste deeltjes heeft een groot effect op de reologische eigenschappen van chocolade. Naarmate de deeltjes groter zijn, daalt vooral de vloeigrens. De daling van de viscositeit door een toenemende grootte van de deeltjes is geringer.
  • Temperatuur (boven het smeltpunt van vet): verhoging van de temperatuur leidt tot verlaging van de viscositeit en een toename van de vloeigrens.
  • Concheertijden: door het concheren wordt vooral de vloeigrens be´nvloed. Vooral in de eerste uren van het concheren daalt de vloeigrens aanzienlijk.

Kostprijs

In chocolade is het vet (cacaoboter en eventueel melkvet) ÚÚn van de duurdere grondstoffen. Om de gewenste smaak en verwerkingseigenschappen te verkrijgen, moet een bepaalde hoeveelheid vet in de receptuur worden gebruikt. Bij de produktie wordt veel aandacht besteed aan het verkrijgen van chocolade met de gewenste eigenschappen bij een minimaal verbruik van vet.



Vorige Omhoog Volgende