Modelos reológicos aplicados a masas de trigo y maíz

Rheological models applied to wheat and corn dough

Los modelos reológicos de un alimento procesado permiten simular la respuesta del material a un esfuerzo o deformación aplicada, al igual que predecir el comportamiento del material de acuerdo a su composición y su forma de preparación. Su aplicación se puede llevar a cabo cuando se tienen datos experimentales expresados en unidades fundamentales. Este artículo describe dos modelos reológicos empleados en el estudio de masas de trigo y maíz, el modelo extensional biaxial y el modelo dinámico oscilatorio. Además, muestra los resultados de algunas investigaciones sobre este tema.

Introducción

Las propiedades reológicas de un alimento pueden expresarse en términos de funciones viscosas, elásticas y viscoelásticas que relacionan el esfuerzo con la deformación. El esfuerzo, definido como una fuerza sobre unidad de área y expresado generalmente en Pa (N/m²), puede producirse por tensión, compresión o corte, mientras que la deformación, medida adimensional, es la razón del cambio de longitud de deformación con la longitud original del material cuando se aplica un esfuerzo. La derivada de la deformación con respecto al tiempo da la velocidad de deformación expresado en s-1. Las funciones de viscosidad se utilizan generalmente para relacionar el esfuerzo con la velocidad de corte en sistemas líquidos, mientras que las funciones de elasticidad relacionan el esfuerzo con la deformación en materiales sólidos (Rao, 1999; Steffe, 1996).

Las ecuaciones que muestran la relación entre el esfuerzo y la deformación se denominan ecuaciones reológicas de estado o ecuaciones constitutivas. Una ecuación constitutiva es útil para predecir el movimiento o flujo de un material y estimar los fenómenos e interacciones físicas de sus componentes (Bagley, 1992).

Las masas de trigo y maíz son materiales viscoelásticos, sus propiedades reológicas dependen de su composición y de las condiciones de proceso utilizadas en su elaboración. El comportamiento reológico de las masas se puede conocer seleccionando técnicas de medición apropiadas, estas pueden ser de tipo fundamental o empírico. Los métodos empíricos, como el farinógrafo, mixógrafo, extensógrafo, ofrecen información útil y práctica para la industria de la panadería y la molinería; sin embargo, no dan suficiente información para interpretar el comportamiento fundamental de la reología de la masa de trigo porque utilizan medidas arbitrarias propias de cada equipo (Rao y Rao, 1993; Wang y Sun, 2002).

El conocimiento del comportamiento reológico de las masas se puede profundizar si se desarrollan ecuaciones fundamentales que relacionen la composición, la estructura y el comportamiento del material con su procesamiento. La aplicación de las ecuaciones constitutivas requiere de datos reológicos (esfuerzo, deformación y/o velocidad de corte) que estén disponibles en unidades fundamentales.