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巧克力流变学


巧克力的种类很多。但是总的来说，占其体积35%的物质是可可脂等油脂，其余的物 质基本上是处于悬浮状态的固体。在体积大约占65%的固体物质中，一部分是糖，另工艺中粘度的上升速度与液态巧克力的品温、种晶量、接种法中种晶的多形和油脂的 种类有关，图4 一 %的V型可可脂结晶粉后，表观粘度随时 间的变化规律。由图可知，初始阶段粘度增加缓慢，接种30min后的粘度急剧上升。这是 由于搅拌中引起晶体的相互碰撞产生二次核，导致油脂的结晶化显著增加的缘故。我们把 开始接种到粘度急剧上升为止
（3mV）的时间称为结晶化时间。图4 一 56表示结晶量与结晶 化时间的关系。由图可以预测工程中表观勃度突然上升为止的时间。
2巧克力的屈服特性与Casson方程式的应用
（1）巧克力的两个表观屈服应力值（如图4 一 57）:通常认为，只有在剪切速率超过大约 1s-1
的条件下所测得的数据才能应用Cassan方程，这是由于经验表明，在较低剪切速率 条件下，该方程不能与实际流动特性曲线相吻合。由图4 一 57可知，有12个点完全位于 一条直线上，与这12个点相对应的剪切速率范围差不多是40个单位的范围内。如果沿剪 切速率趋于零的方向外推曲线，可在应力轴上得一截距，这个截距所标明的应力值就是屈 服应力。在本例中，，・s。Cassan方程与 实验数据很吻合，因此人们有理由确信Cassan方程对巧克力的适应性，并可认为巧克力 。
然而，当在更低的剪切速率条件下继续进行实验时，将会很明显地看出巧克力在远小 。在图4 一 57中，用“X”符号标绘了 4个应力小 ，这4个点也可用一条直线来拟合，此时剪切应力截距（屈服应力）仅 ，对
应的粘度（也称Cassan粘度）为132Pa・s。由于所选择的剪切速率测量范围不同，巧 克力就呈现出相差一个数量级的两个表观屈服应力。这两个屈服应力都是用如下的方法确 定的:首先不断地改变粘度仪的速度，测出应力值，做出曲线，然后将曲线外推至零剪切 速率而最终得到屈服值。因此，这两个屈服应力值仅仅是推测值。要想得到直接测量的屈 服应力值，只有借助于可以改变外加应力的粘度仪，将外加应力从零逐渐增加，测量相应 的流动特性数据，如图4 一 58所示。这个曲线在小于1s-1剪切速率的范围内具有较多的 测量数据。可以看出，外推图4 一 58曲线可得到约3Pa的屈服应力，而能够观测到流动 时的最低的应力值则为1Pao这个曲线的上下两部分均可用Cassan方程进行合理的拟合。 上述这些结果证实了关于巧克力具有两个表观屈服值的早期发现。
根据上述结果，可以假定巧克力的刚性结构分两步破裂。当只受到较小的外加应力作 用时，在巧克力结构的薄弱部分将会出现缝隙，较大的聚集体由于本身夹带较大量的液态 脂肪而能够开始做相互间的滑动，聚集体之间的液膜起到润滑作用。由于此时对滑动的阻 力较大，这个区域中将显示出较高的粘度。但是，聚集体只能承受有限的剪切应力，一旦 应力达到其临界值，聚集体就开始破裂，这时将产生很多