FOOD RHEOLOGY

PROPRIETI REOLOGICE ALE PRODUSELOR ALIMENTARECE ESTE REOLOGIA???REOLOGIA este tiina care se ocup de studiul curgerii i deformrii materialelor (n condiii controlate de testare) i descrie relaia dintre fora care se aplic materialului i deformaia (raspunsul) acestuia n timp.

Materialele care se studiaz sunt de la fluide la solide i ele se numesc fluide complexe.

Termenul de reologie vine din limba greaca unde rheos = curge

Aceasta tiin este tnr, ea fiind fondat n 1929 de ctre profesorii Markus Reiner i Eugen Bingham.

Totusi, notiunea de reologie a fost descrisa pentru prima data de filozoful grec Heraclitus care a zis:

panta rei = orice curge!

tradus in termeni reologici de Marcus Reiner:

totul va curge daca astepti destul!

Cel mai lung experiment de laborator - The Pitch Drop Experiment - In 1927 Profesorul Thomas Parnell de la Universitatea Queensland, Brisbaine, Australia a pus un esantion de smoala intr-o palnie de sticla. In 1930 capatul palniei a fost deblocat. Pana acum au cazut 8 picaturi iar in anii 2012-2013 se asteapta sa cada a noua picatura. Totul se petrece la temperatura camerei. Viscozitatea smoalei este de aproximativ 230 billion de ori mai mare decat a apei (2.31011).

Robert Hooke 18 Iulie 1635 - 3 Martie 1703biologist, inventator, arhitect....

1648 Adevarata teorie a elasticitatii

O SCURTA ISTORIE A REOLOGIEI Isaac Newton 25 Decembrie 1642 20 Martie 1727 fizician, mateatician, astronom, biolog, alchimist, teolog

1687 Principia

O SCURTA ISTORIE A REOLOGIEI Ludwig Boltzmann 20 Februarie 1844 5 September 19061874 Teoria materialelor vascoelastice liniare

O SCURTA ISTORIE A REOLOGIEIReiner s-a nascut la Cernauti, in 1886 si a obtinut diploma de inginer in Inginerie Civila la Vienna University of Technology. Dupa primul razboi mondial, el a emigrat in Palestina, unde a lucrat ca inginer in constructii civile (Palestina era sub mandat Englez). Dupa fondarea statului Israel, el a devenit profesor la Technion(Israel Institute of Technology). In onoarea sa, mai tarziu, Institutul a fondat catedra de Mecanica si Reologie. Profesorul Reiner a decedat in 1976.

O SCURTA ISTORIE A REOLOGIEIEugene Cook Bingham8 December 1878 6 November 1945

A fost profesor si directorul departamentului de ChimielaLafayette College, Pennsylvania. Tipul de lichid cunoscut sub numele deBingham plasticsau fluid Bingham este dupa numele sau. Societatea Americana de Reologie premiaza in fiecare an incepand cu 1948 o personalitate in domeniul reologiei cu o medalie Bingham. 1916Teoria materialelor vascoplastice

O SCURTA ISTORIE A REOLOGIEI1929 - Prima conferinta a Societatii Americane de Reologie

O SCURTA ISTORIE A REOLOGIEIDOMENII DE APLICABILITATE A REOLOGIEIGeologie si minerit Tehnologia cimenturilor, bitumurilor si smoalei (Ministerul Transporturilor!!)Mecanica solidelor (alunecari de teren, avalanse..)Industria materialelor plastice, a polimerilor, materiale compozite, cauciuc, vopseluri, picturaJucarii

Industria cosmetica si farmaceuticaIndustria electronica si a materialelor optice (cristale lichide, paste de lipit pentru circuite electronice)Studiul curgerii jeturilor de cerneala de la imprimanteStudiul lubrificatiei uleiuri industrialeBiofluidica si biotehnologieIndustria alimentara FOOD RHEOLOGY

DOMENII DE APLICABILITATE ALE REOLOGIEI

Fluide complexe testate reologicFood IndustryEmulsions (mayonaisse, ice cream)Foams (ice cream, whipped cream) Suspensions (mustard, chocolate)Gels (cheese)BiofluidsSuspension (blood)Gel (mucin)Solutions (spittle)Personal Care ProductsSuspensions (nail polish, face scrubs)Solutions/Gels (shampoos, conditioners)Foams (shaving cream)Electronic and Optical MaterialsLiquid Crystals (Monitor displays)Melts (soldering paste)PharmaceuticalsGels (creams, particle precursors)Emulsions (creams)Aerosols (nasal sprays)Polymers1313SCOPUL REOLOGIEIStabileste relatii intre fortele aplicate materialului si efectele geometrice (deformatiile) care apar prin aplicarea acestora; relatia este corelata cu timpul!se poate estima calitatea materialului (vascos, elastic, vasco-elastic, vasco-plastic)se inteleg legile miscarii moleculare precum si a interactiunilor intremoleculare

Stabileste relatii intre proprietatile reologice ale materialului si compozitia sa chimica

Forma matematica a acestor relatii se numeste ECUATIA CONSTITUTIVA si ea este un model al realitatii fizice.

SCOPUL REOLOGIEILEGATURA INTRE REOLOGIE SI ALTE DISCIPLINE (DOMENII) REOLOGIEFizica moleculara ChimieMecanica starii solideProprietati ingineresti ale materialelorTehnologie TehnologieHidrodinamica: probleme la limitaCONCLUZIIStudiile reologice creeaza premize pentru formularea problemelor cu conditii la limita in dinamica fluidelor complexe (proiectarea si dimensionarea pompelor,conductelor, valvelor, reactoarelor, rezervoarelor)

Reologia este importanta in toate situatiile in care materialul este: pompat, spreiat, extrudat, topit, acoperit (sau acopera), mixat, mestecat, transportat, incalzit, racit, depozitat

REOLOGIA PRODUSELOR ALIMENTAREDoua extreme ale comportamentului materialelorCele mai multe produse alimentareLichide NewtonieneSolide elasticeFood rheology: studiul deformatiei si a curgerii materialelor primare (materii prime), intermediare precum si a produselor finite din industria alimentara

Psihofizica: relatia dintre stimulii masurabili si raspunsul uman

Psihoreologia: se ocup cu perceptia senzoriala a proprietatilor reologice ale produselor alimentare

TEXTURA PRODUSULUI: IMPORTANTA PENTRU CONSUMATORCritica: alimentul in care textura este o caracteristica importanta (carne, chips)

Importanta: alimentul in care textura este o caracteristica semnificativa dar nu dominanta (fructe, paine, bomboane)

Minora: alimentul in care textura nu are o contributie importanta (bauturi, supe)

Critica

Importanta

Minora Processing may be used to change food textureflour grindingfermentation of milkfreezing of ice creamforming chicken piecesMechanical and rheological properties determine how food is handledSometimes changes are inadvertent and undesirableChanges in frozen strawberriesMushiness in overcooked productsTIPURI DE FLUIDEEfortul de forfecare [Pa]Viteza de forfecare 1/sNewtonianPseudoplastic (or Shear thinning)Dilatant (or Shear thickening)Bingham PlasticCasson Plastic0Fluide NewtonieneShear stressShear rateExemple: Water (apa) Milk (lapte) Vegetable oils (uleiuri vegetale) Fruit juices (sucuri de fructe) Sugar and salt solutions (zahar si solutii de zahar)

Fluide Newtoniene

hLForceArea

Fluide NewtonienePseudoplastic (Shear thinning)Shear stressShear rateExemple: Applesauce (suc de mere) Banana puree (piure de banana) Orange juice concentrate (suc de portocale concentrat) Oyster sauce (sos de stridii)

Dilatant (Shear thickening)Shear stressShear rateExemple: Liquid Chocolate (ciocolata lichida) 40% Corn starch solution (solutie de porumb)Bingham PlasticShear stressShear rateExemple: Tooth paste (pasta de dinti) Tomato paste (pasta de tomate)Importanta pragului de curgereCand efortul este mai mic decat pragul de curgere, materialul nu curge. El se comporta ca un solid.

Este important pentru materiale ca: unt, iaurt, branza topita. MaterialulViscozitatea dinamica [Pas]Asphalt106Polimer topit103Melasa102Miere lichida10Glicerina1Ulei de masline10-2Apa10-3Acid acetic10-5Valori ale viscozitatii pentru diverse fluide