Abstract
Liquid chocolate exhibits a non-Newtonian flow behavior that is conventionally characterized by a yield stress and plastic viscosity. In general, yield stress is determined by shear rheology experiments and the data are plotted as viscosity as a function of shear stress or shear stress as a function of shear rate. For the shear stress-shear rate plot, a frequently used approach to estimate the yield stress is to fit the data to one of several established models, with the Casson model being the most popular. Even though ICA (former IOCCC) recommendation is not to use the Casson model, it is still frequently applied. With the Casson model, a good fit to the experimental data for the shear rate ranging from 5 s− 1 to 60 s− 1 is realized. However, this model is unable to resolve real differences between chocolate samples that manifest at shear rate values below 5 s− 1. In this study, oscillatory rheology was applied and the stress at the end of the linear viscoelastic region (LVR) was taken as an estimate for the yield stress. This method was shown to be sensitive to fat content, emulsifier concentration and type of emulsifier. Furthermore, oscillatory rheology was found to be capable to capture differences in yield stress of chocolates that were not differentiated using the Casson model fitting approach
چکیده
شکلات مايع داراي رفتار جريان غير نيوتني است که به صورت قراردادي با تنش تسليم و گرانروي پلاستيک مشخص ميشود. تنش تسليم با استفاده از آزمايش هاي رئولوژي نوساني قابل تعيين است و داده هاي مربوط به گرانروي به صورت تابعي از تنش برشي يا تنش برشي به صورت تابعي از نرخ برش رسم ميشوند. روشي که اغلب براي ارزيابي تنش تسليم با توجه به نمودارهاي تنش برشي بر حسب نرخ برش مورد استفاده قرار ميگيرد، برازش دادهها با يکي از چند مدل به ثبت رسيده است، که رايج ترين آنها مدل کيسون است. با وجود توصيه ICA (IOCCC سابق) مبني بر عدم اس فاده از مدل کيسون، اين مدل اغلب مورد استفاده قرار ميگيرد. اين مدل تناسب خوبي با داده هاي آزمايشگاهي براي نرخ هاي برشي در محدوده s-1 60-5 دارد. با اين حال اين مدل در تعيين اختلاف هاي واقعي بين نمونه هاي شکلات در مقادير نرخ برشي کمتر از s-1 5 ناتوان است. در اين پژوهش از رئولوژي نوساني به اين منظور استفاده شد و تنش در انتهاي ناحيه ويسکوالاستيک (LVR) به عنوان تخميني از تنش تسليم در نظر گرفته شد. اثبات شد که اين روش به ميزان چربي، غلظت امولسيفاير و نوع آن حساس است. بعلاوه با استفاده از روش رئولوژي نوساني اختلاف هاي تنش تسليم غير قابل تشخيص با استفاده از روش برازش مدل کيسون، براي نمونه هاي شکلات مشخص ميشود.
1-مقدمه
شکلات به صورت تعليقي از ذرات جامد پخش شده در ماتريس پيوسته چربي جامد و مايع (عمدتا کره کاکائو) در نظر گرفته ميشود. شکر بخش اعظم ذرات جامد (ميانگين 70-60%) را تشکيل ميدهند و پس از آن کاکائوي بدون چربي جامد و شير جامد (بسته به نوع شکلات) در مرتبه هاي بعدي قرار دارند (افوکوا، پترسون و فولر، 2007؛ بکت، 2000). شکلات مايع از لحاظ رئولوژي داراي رفتار غير نيوتني است که به صورت قرارداري با تنش تسليم و گرانروي پلاستيک توصيف ميشود...