Çikolatanın Kırılma Mukavemeti

Çikolata tüm duyularımıza hitap eder. Çikolatanın rengini ve parlak yüzeyini görürüz, anlaşılması zor tatların kokusunu alırız, elimizde tartarız ve nasıl eridiğini hissederiz, kırıldığını duyarız, direncini hissederiz ve tadına bakarız. Bu kadar çok “duygusallık” varken, bu özelliklerden sadece biri bile beklediğimiz veya alıştığımız gibi değilse, zevkin ne kadar çabuk yok olabileceğini unutmak kolaydır.

Bilinçsizce bile olsa, çikolatanın kırılma davranışı tüketicinin izlenimini etkilemede önemli bir rol oynar. Çikolata uzmanları bir numunenin kalitesini bir parça kopararak bile değerlendirebilir. Reoloji, çikolata üretiminin çeşitli aşamalarında önemli bir rol oynar. Sıvı çikolata formülasyonu ve kullanılan yağlar viskoziteleri, akma gerilmeleri ve katılaşma davranışları ile karakterize edilebilir. Bu parametreler kalite kontrol ve işleme için önemlidir ve rotasyonel veya osilasyon ölçümleri kullanılarak belirlenebilir.

Eritme işlemi sırasında deneyimlenen duyusal özellikler veya “ağız hissi”, viskozite eğrileri ve akma gerilimi ile tanımlanabilir. Ancak, bu reolojik parametreler nihai çikolatanın kırılma mukavemeti hakkında hiçbir bilgi içermez ve bu nedenle kırılma direncini değerlendirmek için yeni bir yöntem ve yeni ekipman gereklidir.

Thermo Fisher tarafından üretilen Thermo Scientific HAAKE MARS Reometre, son derece hassas bir normal kuvvet sensörüne ve çok hassas bir kaldırma motoruna sahiptir. Müşterinin kontrollü eksenel kuvvetler uygulamasına olanak tanır. Numuneyi iterek veya çekerek ve eksenel hareketini analiz ederek deformasyonunu analiz eder. Örneğin, yeni bir ölçüm geometrisi ile (Şekil 3), çikolata çubukları reometre üzerine yerleştirilebilir ve kırılana kadar artan bir eksenel kuvvete maruz bırakılabilir. Bu ölçüm geometrisi, bir taban plakasına değişken bir şekilde monte edilebilen iki paralel destek çubuğundan oluşur.

Bu ölçüm geometrisi, bir taban plakasına 1 ila 7 cm arasında değişken bir mesafede monte edilebilen iki paralel destek çubuğundan oluşur. Numune bu çubukların üzerinde durur ve kullanıcı tarafından tanımlanan bir piston numunenin üzerine indirilerek eğilme, kırılma ve penetrasyon testleri yapılabilir. Bükme geometrisi, küçük sütlü ve bitter çikolata çubuklarının kırılma davranışını araştırmak için kullanılmıştır. Destek çubuklarının mesafesi 5 cm olarak sabitlenmiştir. Piston 6 mm çapında silindirikti. Piston 1,3 mm/dak hızla indirilmiştir. Şekil 2’deki sonuçların karşılaştırılması, sütlü çikolatadan daha elastik olan bitter çikolata için kırılmadan önce çok daha büyük bir deformasyon olduğunu göstermektedir. Normal kuvvet hızla artar ve ardından neredeyse hemen sıfıra düşer (mavi eğri). Bu davranış sert ve kırılgan numuneler için tipiktir.

Şekil 2: Yarım bitter (mavi) ve sütlü (kırmızı) çikolataların kırılma eğrileri.

Sütlü çikolata çok daha “yumuşaktır”, bu da normal kuvvetteki ılımlı artıştan (kırmızı eğri) görülebilir. Sütlü çikolatayı kırmak için bitter çikolata için gereken normal kuvvetin sadece üçte biri gereklidir. Bar iki adımda kırılır: önce tamamen kırılmadan önce kalınlığının ortasına kadar çatlar.

HAAKE MARS Reometresi için bükme geometrisini kullanarak, iki çikolata türünü kırılma davranışları açısından karakterize etmek mümkün olmuştur. Eksenel deformasyon, kırılma için gerekli normal kuvvet ve kuvvet/deformasyon eğrilerinin şekli değerlendirme parametreleri olarak kullanılabilir. Aynı yöntemle, verimli bir ürün geliştirme için belirli bir çikolata türünün farklı formülasyonları analiz edilebilir veya farklı üretim partilerinin kalitesi kontrol edilebilir.

Test yapan kişiye bağlı olan subjektif duyusal testlerin aksine, tanımlanan yöntem analistten bağımsız olarak objektif ve yeniden üretilebilir sonuçlar sağlar. Bu aksesuar HAAKE MARS Reometresinin uygulama alanını önemli ölçüde genişletmektedir. Ek ilgili ürün özelliklerinin belirlenmesi, numunelerin akış ve visko-elastik davranışlarının analizi için kullanılan aynı cihaz üzerinde gerçekleştirilebilir ve bu da ikinci bir özel cihaz satın almaktan çok daha uygun maliyetlidir. Eğilme ve kırılma testleri için geometri, HAAKE MARS Reometre için mevcut olan uygulamaya özel geniş aksesuar yelpazesinin sadece bir örneğidir.

Şekil 3: HAAKE MARS Reometresi üzerinde bükme geometrisi kullanılarak bir çikolata çubuğu üzerinde kırılma testi

Kaynak: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CAD/Application-Notes/V222-Breaking-Strength-Chocolate.pdf