Medindo estalos, crepitações e estalos…

Uma vez que os desenvolvedores de produtos tenham formulado um produto alimentício “barulhento” vencedor, o objetivo seria garantir a consistência dessa qualidade de assinatura do produto durante a fabricação. 

Toda marca sabe que a importância da fidelidade do consumidor está na consistência da qualidade do produto, seja sabor, aparência ou textura. Portanto, a medição da assinatura acústica de um produto é essencial para determinar o “ruído” padrão ouro do produto para fins de controle de qualidade de todos os lotes futuros do produto. Esta publicação é uma continuação da nossa publicação anterior do blog intitulada Quando o som é a assinatura de um produto e fornece alguns exemplos de aplicação da medição da emissão acústica.

MEDINDO O SOM DO ESTOURO DE BOLHAS EM SOBREMESAS AERADAS

Quando uma força é aplicada a qualquer material, os movimentos resultantes dentro da estrutura formam ondas sonoras. Essas ondas sonoras podem ser monitoradas como emissões acústicas. A definição de emissão acústica é a onda elástica transitória gerada pela liberação rápida de energia dentro de um material. Outra maneira de descrever isso é que quando uma carga é aplicada a uma amostra, a energia é armazenada como energia de deformação. Quando um ponto crítico inerente é atingido na amostra, há uma redistribuição repentina da energia. Nesse ponto, parte da energia de deformação é convertida em energia acústica.

Os sons dos alimentos variam principalmente em seu volume. Portanto, a amplitude é uma das variáveis ​​que distinguem a textura do produto. Isso é usado em combinação com o número de sons (frequência) produzidos dentro de uma determinada distância ou tempo. A estrutura de um alimento e as propriedades mecânicas dessa estrutura estão relacionadas ao estouro de bolhas por sua capacidade de gerar o som apropriado e sua capacidade de amortecer ou amplificar esse som. Essas sensações acústicas podem ser produzidas eletronicamente e ser independentes de quaisquer propriedades reológicas.

Abaixo é mostrada uma curva típica de força versus tempo produzida a partir de um teste de extrusão reversa de uma sobremesa aerada com os parâmetros texturais medidos anotados.

Teste típico de extrusão traseira

Gráfico de resultados mostrando Força (curva superior) e  Emissões de Energia Acústica (curva inferior) em função do tempo de um teste de extrusão traseira em uma sobremesa aerada.

O gráfico acústico versus tempo mostra os picos acústicos resultantes de um teste de extrusão traseira da mesma sobremesa aerada com emissão acústica medida usando um Detector de Envelope Acústico conectado ao TA.XT mais o Analisador de Textura:

Então agora vamos comparar 3 sobremesas aeradas diferentes. As curvas de força versus tempo abaixo foram produzidas a partir de testes de extrusão traseira das 3 sobremesas e destacam diferenças texturais claras, que são explicadas na seção de resultados.
A curva de força versus acústica versus tempo abaixo demonstra a capacidade do software Exponent de mostrar eixos duplos com um cursor sincronizado.

Comparação de três sobremesas aeradas diferentes

Que história as curvas contam?
Quando um gatilho de superfície de 5g é atingido (ou seja, o ponto em que a superfície inferior do disco de extrusão traseira está em contato total com o produto), o disco prossegue para penetrar a uma profundidade de 25 mm (*ou outra distância especificada). Neste ponto, a sonda retorna à sua posição original.  

A área de força positiva da curva até este ponto é tomada como uma medida de consistência – quanto maior o valor, mais espessa a consistência da amostra. Os vales de força e os picos acústicos positivos observados durante a penetração são um resultado do estouro das bolhas. O número de vales de força e picos acústicos correspondem ao grau de aeração.

A área da região negativa da curva de força pode ser referida como o “trabalho de coesão” – quanto maior o valor, mais resistente à retirada a amostra é, o que é uma indicação da coesão e também da consistência da amostra. As emissões acústicas são exibidas no gráfico acústico como picos acima do nível de ruído de fundo base de aproximadamente 44dB.

Os picos acústicos significativos são identificados pela macro como estando acima de um valor limite predefinido, neste caso maior que 6dB. O número de picos acústicos significativos e o nível sonoro dos 5 picos acústicos superiores fornecem uma indicação de aeração. Dados acústicos juntamente com dados de força permitem que um perfil de produto característico seja estabelecido.

Resultados típicos:   
Resultados médios de teste obtidos a partir da medição de 3 tipos diferentes de sobremesas aeradas em triplicado:

Os resultados destacam as seguintes diferenças; a mousse de limão foi a mais espessa em consistência, seguida pelo chocolate ao leite e pelo chocolate amargo. As amostras apresentaram coesão semelhante. O número de vales de força e o número de emissões significativas são indicadores de aeração e geralmente se correlacionam entre si. As amostras foram classificadas na seguinte ordem: limão, chocolate amargo e chocolate ao leite. As 5 maiores emissões médias correspondem à potência das emissões acústicas. Os resultados indicaram que houve diferenças significativas entre a potência e o número de emissões acústicas da mousse de limão em comparação com as outras mousses.

O som da carbonatação
Nossa percepção da carbonatação em uma bebida é baseada, em parte, nos sons de efervescência e estouro que ouvimos ao segurar uma bebida em nossas mãos. Faça os sons de carbonatação mais altos, ou então faça as bolhas estourarem com mais frequência, e os julgamentos das pessoas sobre a carbonatação de uma bebida aumentam. Se você estiver usando seu analisador de textura para testar produtos, por que não medir o som do “estalo da rolha” ao mesmo tempo em que mede a força para remover a rolha, já que o ruído também é uma experiência auditiva?

Se seu produto for bombas de banho ou “Alka Seltzer”, por que não medir o “Fizz” enquanto você usa seu analisador de textura para medir sua dureza. Os dois sentidos (audição e tato) parecem fazer uma contribuição muito mais equilibrada para nossos julgamentos da textura e sensação dos produtos. Quantificando alimentos “barulhentos” Vamos pegar um produto incomum: queijo Halloumi. Embora muitas pessoas gostem do som de seu “chiado” quando mordido, tradicionalmente ele era aparentemente considerado pouco atraente. Embora seja uma sensação incomum, tornou-se uma sugestão auditiva e, portanto, uma expectativa deste produto. É devido a um fenômeno conhecido como stick-slip. Esta característica de atrito pode ser medida por um analisador de textura, então faz sentido medir simultaneamente o componente acústico desta qualidade. Embora grande parte do trabalho até o momento tenha se concentrado na medição da crocância de alimentos quebradiços, outros exemplos de produtos que têm uma expectativa física e auditiva incluem:

• O ‘Spray’ de uma lata (enquanto mede sua força de atuação)
• A ‘mordida’ de uma maçã (enquanto mede a força para perfurar sua casca)
• A ‘rachadura’ de uma cobertura de chocolate (ao medir a força para rachar)
• O ‘Snap’ do espaguete (enquanto mede o intervalo)
• O ‘clique’ de um interruptor (durante a medição da força de atuação)
• O ‘estalo’ de um lápis (ao medir a resistência à ruptura)