Elastyczność

Jeśli rozciągniesz gumkę (lub sprężynę) i nagle puścisz jeden z jej końców, powróci ona do pierwotnych wymiarów; To jest elastyczność. I nie należy go mylić z rozszerzalność! To pojęcie zostało już omówione w innym poście. Przypomnijmy tutaj po prostu, że rozciągliwość to zdolność materiału do odkształcania się bez pękania. Te dwa pojęcia są czasami mylone, ponieważ są dość komplementarne. Można przytoczyć dwa skrajne przypadki:

• Jeśli materiał nie jest rozciągliwy (na przykład kamień) i nie można go rozciągnąć, nie może być elastyczny.
• Materiał może się rozciągać, ale nie być elastyczny. Tak byłoby w przypadku metalu, który można rozciągnąć (na przykład przez walcowanie), ale następnie pozostaje w tym stanie po odkształceniu.

Ciasto znajduje się między tymi dwoma stanami. Widzieliśmy, że musi być rozciągliwy, a także musi być elastyczny. Ale nie za bardzo.

Weźmy przypadek producenta płomków. Zagniatają ciasto i tworzą kulki, które następnie rozwałkowują, aby uzyskać chleb odpowiedniej wielkości (rozciągliwość). Kilka chwil później, przed pieczeniem, producent zdaje sobie sprawę, że wymiary bochenków znacznie się zmniejszyły. Elastyczność jest przyczyną.

W latach 90. we Francji istniała bardzo popularna odmiana pszenicy, która czasami wykazywała zbyt dużą elastyczność. Piekarze, którzy próbowali wyprodukować standardowe bagietki (o długości około 65 cm), mogli coraz mocniej regulować swoje foremki do ciasta, ale ciasta wyraźnie się skurczyły, gdy tylko nie były już pod wpływem stresu. Kolejny problem z elastycznością!

Wkrótce stało się jasne, że elastyczność zależy głównie od jakości glutenu. Nie wchodząc w zbytnie szczegóły, pamiętajmy tylko, że ciasto jest pożywką lepkoelastyczną i że naukowcy ustalili, że lepkość glutenu jest związana z gliadynami, podczas gdy elastyczność zależy od glutenin. Gliadyny i gluteniny są 2 z głównych białek tworzących gluten.

W tamtym czasie nie było prostych sposobów pomiaru tego zjawiska, a tym samym kontrolowania go na poziomie laboratoryjnym. CHOPIN Technologies” inżynierowie opracowali następnie proste rozwiązanie oparte na wcześniejszych obserwacjach przy użyciu Alweograf.

Odkryli, że krzywe odpowiadające problematycznym mąkom miały tendencję do mniejszego zapadania się, co definiuje wytrzymałość ciasta. „Pusta” jest mierzona na krzywej między punktem odległości wartości P a punktem odległości wartości L.

Pierwsza próba polegała na pomiarze ciśnienia wewnętrznego w bańce po wstrzyknięciu 200 ml - pomiaru znanego jako P200.

Dlaczego P200 mierzy się na 40 mm?

Niektóre liczby:

• Po prawidłowej kalibracji pompa Alveograph dostarcza 96 litrów powietrza/godzinę.
• Lub 96 000 ml/3600 sekund = 26,67 ml/s
• Dlatego uzyskanie 200 ml zajmie 200/26,67 = 7,49 sekundy.
• W modelach z manometrem wskaźnik wzrósł o 5,5 mm/s
• 49 x 5,5 = 41,2 mm, które zaokrąglają do 40.

Dlaczego warto wybrać 200 ml?

Ze względów praktycznych.

• Ciasto musi być wystarczająco napompowane, aby mieć pewność, że bańka zacznie się odkształcać.

Nie czekaj na:

• ocena możliwa na maksymalnej liczbie krzywych (nawet dla krótkich wartości L)
• Unikaj przebywania w obszarze „końca krzywej” o mniejszym oporze sprężystości.

Naukowcy szybko zdali sobie sprawę, że koncepcja jest obiecująca, ale niewystarczająca, jeśli jest używana samodzielnie. Rzeczywiście możliwe jest posiadanie tego samego P200 dla bardzo różnych mąk, bez konieczności powiązania tego wyniku z samą elastycznością. Następnie ulepszyli ten pomysł, porównując ten P200 z maksymalnym ciśnieniem zarejestrowanym tuż przed odległością „P” punktu wytrzymałości. W ten sposób opracowano wskaźnik elastyczności:

Aby naprawdę to zrozumieć, wyobraź sobie 2 mąki o tej samej wartości dla P (100, dla uproszczenia). Mąki te różnią się pomiarem P200; jedna wynosi 50 (stąd „Ie” 50%), a druga 60 („Ie” 60%). Więc co się stało? Dwie mąki mają tę samą wytrzymałość. Po wstrzyknięciu 200 ml powietrza ciśnienie wewnętrzne w jednym jest wyższe niż w drugim. Jedyną możliwością mechaniczną jest to, że w tym dokładnym momencie pęcherzyk mąki w Ie 60 jest mniejszy niż pęcherzyk Ie 50 (w stałej temperaturze i dla danej objętości powietrza ciśnienie jest wyższe, jeśli objętość pojemnika jest mniejsza).

Ale dlaczego bańka miałaby być mniejsza?

Ponieważ jest bardziej odporny na odkształcenia. W późniejszych pracach omówiono „hartowanie naprężeń” (lub „écrouissage” w języku francuskim).

Termin ten opisuje zdolność materiału do zwiększenia jego odporności na odkształcenia. W naszym przypadku opór ten jest elastyczny. Stąd termin wskaźnik elastyczności.

Chociaż istnieje od prawie 30 lat, wskaźnik elastyczności jest nadal lekceważony przez użytkowników Alveograph. Jest to z pewnością błąd, ponieważ wiele rzeczywistych przypadków (często związanych z problemami z wielkością produktu) znalazło rozwiązanie poprzez lepsze zrozumienie tego indeksu.

Ponadto na wskaźnik elastyczności prawie nie wpływają warunki protokołu i nawodnienia, jak pokazano na rysunku 1. To jest bardziej bezpośredni wskaźnik jakości białek, a doświadczenie pokazuje, że dla każdego procesu produkcyjnego istnieje optymalny (słodki punkt). Możemy jedynie zachęcić obecnych i przyszłych użytkowników do poważnego rozważenia zastosowania wskaźnika elastyczności.