Negli ultimi anni per motivi nutrizionali unitamente all’esigenza di ottenere un gelato più corposo, cremoso e “caldo” al palato, si fa un largo uso di polimeri sotto forma di additivi cosiddetti naturali e fibre (la distinzione è spesso più legale che sostanziale).

A seconda del tipo di polimeri aggiunti e dei processi di lavorazione avremo una caratteristica influenza sulla struttura della matrice viscoelastica (ossia della parte non ghiacciata del gelato). Più in particolare dalla natura di queste molecole e dal tipo di legami che si formano, la struttura risponde in modo diverso alle sollecitazioni meccaniche e quindi il gelato avrà una diversa palatabilità.

La viscosità della miscela è proprio una di quelle grandezze fisiche fortemente legata al comportamento di questo tipo di ingredienti.

Le caratteristiche di viscosità vengono misurate in vario modo e sono un parametro importante non solo per la reologia del prodotto finale, ma anche per il dispendio energetico in un impianto di produzione (pompare liquidi più viscosi comporta un maggiore impiego di energia).

Misurarne i valori ci può dare molte indicazioni: ad esempio un’alta viscosità aumenta la destabilizzazione dei grassi, se troppo elevata limita il trasferimento termico e la capacità di incorporare aria, ma se troppo bassa pure si ha una limitata ritenzione di bolle.

Ci sono vari modelli che descrivono l’andamento della viscosità di un liquido in funzione delle sollecitazioni.

Di particolare utilità risulta il modello Herschel–Bulkley, il più semplice a dir la verità, per rappresentare la relazione non lineare tra queste grandezze:

 

τ=τ0+n˙τ = {τ} rsub {0} + dot {{kγ} ^ {n}}

 

Dove τ è lo sforzo di taglio, sollecitazione tangenziale applicata alla miscela,γ˙dot {γ} il gradiente di velocità, ossia la velocità di “deformazione”, ​​ τ0 è la soglia di scorrimento, ossia la soglia della sollecitazione oltre la quale la miscela si muove, k l’indice di consistenza, n l’indice di flusso.

E di conseguenza la viscosità apparente:

 

µ=τγ˙τ0γ˙+kγ˙n1µ = {{τ} over {{dot {γ}}}} equiv {{τ} rsub {0}} over {{dot {γ}}} + k {dot {γ}} ^ {n − 1}

 

Il grafico dello sforzo in relazione alla deformazione è chiamato reogramma. Nel caso di una miscela generica bilanciata al 20% di saccarosio equivalente, 11% di slng, 10% di grassi, 0.3% di addensanti+emulsionanti, il reogramma è rappresentato in alto.

Si noti l’andamento leggermente non lineare, in questo caso rispondente ad un fluido pseudoplastico. Nel caso di una miscela base odierna, in cui vengono per l’appunto largamente impiegati polimeri (fibre, addensanti, etc) si ha un maggiore grado di pseudoplasticità. Tale comportamento avviene perchè a ridotte sollecitazioni della miscela, le macromolecole sono intrecciate, mentre man mano che aumentano, esse si “districano” e si allineano maggiormente tra loro, diminuendo appunto la viscosità.

Ma unitamente agli sforzi di taglio dovuti alla mantecazione, si ha anche un abbassamento termico. La prossima volta vedremo come questo influisce sulle grandezze in gioco.

 

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