Reologia: Reologia w przemyśle mleczarskim

Fabian Dajnowiec
Forum Mleczarskie Biznes 3/2009 (06)

Produkty mleczarskie ze względu na swój złożony skład, a także różne metody wytwarzania mają złożone właściwości reologiczne. Wśród nich można znaleźć zarówno typowe płyny jak i ciała stałe. Podstawowe czynniki jakości produktów spożywczych, do jakich zaliczamy również produkty mleczarskie, to: wygląd (barwa, kształt, wymiar, połysk), smak, zapach, tekstura i wartość odżywcza.

Istnieje kilka definicji tekstury. Jedna z nich mówi, że jest to zespół cech reologicznych i strukturalnych odbieranych przez człowieka na podstawie wrażeń mechanicznych, dotykowych wzrokowych i słuchowych. Producent wyrobów spożywczych świadomie może kształtować teksturę swojego produktu, poprzez różnego rodzaju zabiegi technologiczne, a także przez dodatek dopuszczonych do przemysłu spożywczego substancji strukturotwórczych. Tekstura konkretnych produktów spożywczych może być kształtowana według upodobań konsumenta. Może być wyróżnikiem danego produktu (i producenta) spośród szerokiej gamy takich samych produktów znajdujących się na półce sklepowej. Tworząc nowe produkty pomocne mogą być pomiary reologiczne.

Pomiary reologiczne mogą pomóc w doborze oferowanych przez te firmy dodatków gum spożywczych lub emulgatorów, szczególnie ich rodzaju i ilości. Miejscem gdzie szerokie zastosowanie znalazły pomiary reologiczne jest projektowanie instalacji i dobór urządzeń procesowych. Szczególnie ma to znaczenie przy obliczeniach związanych z przepływem cieczy i wymianą ciepła. Właściwy dobór pomp lub projektowanie wymienników ciepła ułatwia podanie lepkości konkretnego produktu produkowanego przez dany zakład. Należy pamiętać, że np. 12% śmietana z zakładu A będzie miała inną lepkość niż śmietana o tej samej zawartości tłuszczu z zakładu B, ponieważ producenci w jej produkcji mogą stosować inne substancje strukturotwórcze. Na przykład producent A stosował do stabilizacji skrobię modyfikowaną, natomiast producent B gumę guar. Nowoczesny przemysł mleczarski wykorzystuje wiele substancji teksturotwórczych dostarczanych między innymi przez takie firmy jak Danisco, G.C. Hahn Co, Palsgaard Polska czy Hortimex.

Reologia to interdyscyplinarna dziedzina wiedzy zajmująca się badaniem odpowiedzi substancji rzeczywistych na przyłożone naprężenia, opisująca sprężystość i lepkość badanego materiału. Pomiary reologiczne można wykorzystać do normalizacji ilości i rodzaju dodatków strukturotwórczych wykorzystywanych przy produkcji wyrobów mleczarskich, projektowania instalacji i procesów, bieżącej kontroli, jakości a także do analizy upodobań konsumentów.

Jednym z najbardziej znanych i powszechnie konsumowanych na całym świecie produktów jest jogurt. Jest to przykład produktu o bardzo zróżnicowanej konsystencji. Reologiczne właściwości jogurtu, a tym samym jego jakość zależą od metody produkcji. Istnieje kilka kryteriów podziału jogurtu. Jednym z nich jest podział ze względu na właściwości fizyczne – na jogurty płynne, półpłynne i stałe. Każdy z jogurtów tych rodzajów ma specyficzne właściwości. W celu określenia ich lepkości, a także i tekstury można stosować różne techniki pomiarowe. Jednym z urzàdzeƒ stosowanych do określania właściwości jogurtu stałego majàcego charakter żelu jest analizator tekstury. Urządzenia oferowane między innymi przez takie firmy jak Stable Micro Systems czy Brookfield pozwalają określić sprężystość takiego produktu. Innym sposobem używanym w badaniach jogurtów płynnych lub półpłynnych są reotesty rotacyjne.

Urządzenia umożliwiają określenie charakteru płynięcia jogurtu. Do danych pomiarowych uzyskanych na urządzeniach tego typu dopasowuje się modele matematyczne, które pozwalają na obliczenie lepkości wyrażonej w paskalosekundach [Pa. s]. Producenci i dostawcy wymienników ciepła np. GEA, APV czy Tetra Pak do obliczeń ich konfiguracji potrzebują profili temperaturowych zmian lepkości. Wybór urządzenia do pomiarów reologicznych właściwości produktów płynnych jest zależny od środków finansowych jak i preferencji użytkownika. Producentami tego typu urządzeń pomiarowych są takie firmy jak Haake, Brookfiled czy Anton Paar. Wszystkie te firmy produkują różne wersje urządzeń. Od aparatury przeznaczonej dla laboratoriów badawczych do urządzeń przeznaczonych do laboratoriów przemysłowych. Szczególnie urządzenia badawcze dają więcej możliwości pomiarowych. Pozwalają na przeprowadzenie badań dynamicznych, które pokazują charakter sprężystolepki półpłynnych i płynnych jogurtów. Istotną zaletą techniki pomiarów dynamicznych jest nienaruszenie tekstury badanego produktu.

Strona 1 z 2