Reologia em testes de alimentos

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O processamento de alimentos geralmente envolve um processo de fluxo complexo; portanto, as propriedades físicas dos ingredientes e do produto final são vitais. Essas propriedades também são importantes para produzir uma experiência de consumo agradável e produtos que atendam às expectativas. A análise reológica é, portanto, uma ferramenta importante para avaliar os alimentos e seus ingredientes constituintes em todas as etapas do sistema alimentar, desde o processamento e produção industrial até o cozimento e consumo doméstico.

O que é reologia e o que é um reômetro?

Definição de reologia

Como funciona um reômetro e o que um reômetro mede?

Reômetro vs viscosímetro

Tipos comuns de reômetros

- Reômetro rotacional

- Reômetro capilar

- Reômetro de cisalhamento dinâmico

Problemas comuns em reometria de alimentos

Medição de propriedades reológicas na indústria de alimentos e bebidas

Este artigo tem como objetivo explicar o que é reologia, como as propriedades reológicas são medidas e como elas se aplicam ao seu alimento.

A reologia é um ramo da física, especificamente a mecânica dos fluidos. Descreve a deformação e o fluxo da matéria: sólidos e fluidos (líquidos e gases) sob a influência de tensões. Em essência, a caracterização reológica quantifica a relação entre deformação, tensão imposta, viscosidade, comportamento do fluxo, elasticidade e recuperação de uma substância.1 No processamento de alimentos, a reologia é essencial, pois as propriedades do fluxo determinam o comportamento do alimento durante o processamento ou preparação. Além disso, a reologia influencia os sabores e nutrientes liberados dos alimentos durante a mastigação e a digestão. A análise reológica imita o que acontece quando um material é manuseado.2

Um reômetro é um instrumento que mede como a matéria flui em resposta às forças aplicadas e quantifica suas propriedades reológicas. Um reômetro extensional aplica tensão ou deformação extensional, enquanto um reômetro rotacional controla e aplica tensão de cisalhamento ou deformação.3

A reologia estuda a relação entre tensão (força) e deformação (tensão) de um material. O professor Eugene C. Bingham cunhou o termo em 1920 do grego ῥέω (rhéō) "fluxo" e -λoγία (-logia) "estudo de". A reologia responde à pergunta: "Como um material responde a uma força?".4, 5

Fundamentalmente, um reômetro aplica ou mede torque, deslocamento angular ou velocidade angular. No entanto, o usuário está mais interessado nos parâmetros reológicos, que são calculados da seguinte forma:

Os experimentos reológicos são realizados aplicando uma pequena tensão à amostra e medindo a deformação desenvolvida ou aplicando uma quantidade fixa de deformação e medindo a tensão desenvolvida. Pequenas medições de deformação revelam a estrutura da matéria em escalas tão pequenas quanto o nível do nanômetro e do micrômetro. Enquanto isso, grandes deformações e tensões podem fornecer informações sobre o comportamento viscoelástico dependente do tempo e não linear, que são relevantes para o processamento e ingestão de alimentos.6

O teste com um reômetro pode ser conduzido em modo rotacional (cisalhamento) ou oscilatório, ao contrário dos viscosímetros, que medem apenas sob uma condição de fluxo. Nas medições rotacionais, a geometria de medição gira continuamente em uma direção, o que fornece informações sobre a viscosidade da amostra. Quando um teste oscilatório é realizado, a geometria de medição se move para frente e para trás e mede a viscoelasticidade da matéria (Figura 1).7

Como mencionado anteriormente, a reologia se preocupa com o fluxo (característica dos líquidos) e a deformação (característica dos sólidos). A realidade, porém, é um pouco mais complexa e algumas substâncias podem apresentar uma combinação desses comportamentos (Figura 2). Em geral, os fluidos podem ser classificados como newtonianos (sua viscosidade é independente da taxa de cisalhamento) e não newtonianos. Esses podem ser ainda classificados como independentes do tempo; sua viscosidade depende