Ensayos en alimentos y envases

Las máquinas ZwickRoell para el análisis de textura instrumental reproducen pruebas sensoriales o procesos de producción y determinan valores reproducibles y objetivos, por lo que prácticamente pueden descartarse influencias subjetivas. Los resultados pueden representarse e interpretarse gráficamente y así se puede documentar la calidad del producto de forma sencilla y estructurada.

Gracias a su fácil sistema de cambio de útiles, las máquinas se pueden equipar rápidamente para otras aplicaciones. De esta manera se pueden realizar ensayos tanto de textura como de embalaje con una sola máquina de ensayos, lo que supone un ahorro de espacio y de inversiones adicionales.

Disponemos de una amplia experiencia en el campo de ensayo de embalajes. Gracias a nuestra presencia en muchos gremios de normalización y numerosos proyectos de desarrollo, actualmente podemos ofrecer una gran variedad de útiles de ensayo estandarizados, así como una multitud de soluciones para requisitos especiales.

ZwickRoell cuenta con una amplísima gama de útiles de ensayo y diseña otros bajo demanda y a medida del cliente: tanto para ensayar la textura crujiente de salchichas, la dureza del queso, la consistencia del yogur, la mostaza y el concentrado de tomate como la suavidad de una tapa.

Ventajas del análisis de textura instrumental:

• Determinación objetiva de pruebas sensoriales subjetivas, tales como el frescor, la calidad de crujiente y la suavidad.
• Detecta incluso las mínimas variaciones y las representa en cifras.
• Gracias a la estandarización de métodos de ensayo (normas de fábrica), se puede conseguir la misma calidad de un producto elaborado en diferentes puntos de producción. Esto resulta especialmente importante para cadenas de producción muy automatizadas, así como para proveedores de productos semielaborados, ingredientes y sistemas alimentarios. Reducción de reclamaciones a causa de una calidad mejorada y constante del producto.
• Se obtienen resultados de ensayo reproducibles.
• Los resultados se pueden representar, interpretar y documentar a partir de gráficos.
• La correspondiente documentación de la calidad del producto facilita las negociaciones entre productores, proveedores y clientes.

Investigación y desarrollo del producto

• Evaluación de las propiedades de calidad y del procesamiento de materias primas alimenticias
• Elaboración de alimentos con una textura requerida: ensayo de diferentes recetas e ingredientes, así como su influencia sobre el producto durante el proceso de producción.
• Comparativas de producto: para la optimización de productos, se pueden comparar sustancias nuevas o alternativas con las existentes - o el propio producto con el de la competencia (benchmarking).
• Determinación de cómo influyen los embalajes en la calidad de los alimentos

Ensayo de calidad

• Control de entrada de mercancía: Para los suministros se pueden establecer tolerancias y controlar las entradas de mercancías. Las alteraciones de productos u oscilaciones en la calidad de productos de los diferentes fabricantes se pueden detectar fácilmente.
• Antes y durante la producción: Determinación de modificaciones estructurales del producto durante el proceso de producción y de la repercusión en caso de modificaciones en componentes de proceso, p. ej. temperatura, humedad y tiempo de cocción/horneado. Control de calidad durante la producción o en productos elaborados para garantizar una calidad constante.
• Transporte/almacenamiento: A través de la determinación de la capacidad de apilamiento, resistencia, shelf life y caducidad, se pueden valorar las influencias de transporte y almacenamiento.
• Frescor en POS (point of sale) y caducidad en casa del consumidor: ¿Todavía se garantizan las propiedades de producto cuando llega al final de la caducidad mínima?

Estos punzones se emplean mayormente para la determinación de la dureza de alimentos en ensayos de penetración. Estos ensayos son muy comunes y se realizan en muchos productos alimenticios.

Lo importante es seleccionar el punzón correcto: los punzones cilíndricos, p.ej, que producen una tensión de compresión sobre el área y tensión de cizalladura sobre los cantos y la superficie lateral, tienen un efecto distinto a los punzones redondos. Al inicio del ensayo, solo ejercen fuerzas verticales y, a medida que va penetrando, se van sumando más fuerzas horizonales.

El ensayo de resistencia del pan según la norma AACC74-09 es un método de ensayo de penetración en dos ciclos, que comprime una rebanada de pan determinada al 40% con un punzón cilíndrico. El valor CFV (compression forcé value) se determina a una compresión del 25%

Muchos fabricantes de gelatinas determinan la resistencia de la sustancia gelatinosa según Bloom (GME Monograph 2005, ISO 9665)

La dureza Bloom es la masa necesaria para comprimir gelatina con un punzón cilíndrico a una velocidad constante de 4 mm. El método incluye una preparación de las probetas muy compleja en vidrios Bloom especiales.

Para el ensayo de flexión en 3 puntos, la probeta se apoya sobre dos soportes y se somete a carga en el centro con punzón. La distancia entre los soportes se adapta al tamaño de la probeta.

Este ensayo es muy apropiado para materiales quebradizos, cuyas dimensiones sean definidas además por la producción, tales como galletas, tabletas de chocolate o pastas.

La resistencia a la flexión, rotura, inclinación de la rotura y dureza de una probeta, permiten obtener datos sobre su composición. Además, se puede averiguar la influencia que tienen la humedad, el tiempo y la temperatura de cocción, así como el envasado y almacenamiento en las características del producto.

En el sector de la alimentación, los yogures, las salsas, la mostaza, el tomate concentrado y los aceites son productos que suelen someterse a ensayo. Geles médicos, colorantes, emulsiones, cremas y aceites son ejemplos de otras industrias.

Bajo el concepto de 'Viscosidad' se entienden las propiedades de fluencia de los sistemas fluidos. Si se desplazan dos capas fluidas una contra otra, el líquido de este movimiento ejerce una resistencia (viscosidad, fricción interna), denominada resistencia al flujo. Si se mueven diferentes capas del fluido a distinta velocidad, aparecen fuerzas viscosas. Tienen un efecto que ralentiza las capas que fluyen más rápido y acelera las que fluyen más despacio. Dichos procesos obedecen a las leyes físicas y se pueden definir en ecuaciones, en las que especialmente la velocidad aparente de cizalla (diferencia de velocidad) y la tensión de cizalladura desempeñan un papel. Las viscosidades dependen siempre de la temperatura. Las mediciones de viscosidad se llevan a cabo, por ejemplo, para mejorar la consistencia de una sustancia pastosa o bien para optimizarla de cara a la línea de producción.

ZwickRoell ofrece con el dispositivo de extrusión inversa una alternativa para los viscosímetros giratorios. El principio del dispositivo de extrusión inversa se basa en el desplazamiento del material a ensayar a través de una hendidura anular entre pistón y cámara. La masa se introduce en la cámara, el pistón desciende dentro de la cámara y empuja el material a través de la hendidura anular hacia arriba. Al volver el pistón, el material vuelve a fluir a través de la hendidura anular al espacio debajo del pistón.

En un punto determinado del recorrido se mide la fuerza al ir y al volver. De la diferencia de la fuerza medida y el desplazamiento volumétrico del líquido en la hendidura anular se determina la viscosidad dinámica.

Con el sistema ZwickRoell, este ciclo se puede repetir la cantidad de veces deseada con selección libre de la velocidad. Ello no sólo le permite de adaptar el ensayo de forma óptima al material a ensayar, sino que, a la vez y con un sólo ensayo, obtiene la viscosidad para todo el gradiente de cizallamiento.

Las ventajas de este método:

• También se pueden realizar mediciones directas en lotes durante la producción, sin ser necesaria una solicitación previa del material por cambio de envase. Reproducción de influencias de caudal, tal y como aparecen en equipos de producción.
• Este método permite realizar ensayos en masas con partículas gruesas, tales como preparados de fruta y sistemas alimentarios: los trozos de fruta no son expulsados hacia afuera, sino que se miden con la masa o el yogur.
• Gracias a la selección variable del número de ciclos de ensayo y la posibilidad de aumentar la velocidad de cizallamiento individualmente, con un sólo ensayo, se obtiene la viscosidad para todo el gradiente de cizallamiento.
• Los resultados de ensayo en fluidos newtonianos se correlacionan con los resultados de mediciones en viscosímetros giratorios. En el caso de fluidos no newtonianos se obtienen resultados comparables reproducibles, en la mayoría de los casos con instancias más sensibles que obtenidas con viscosímetros rotacionales.

Los envases y embalajes ejercen un fuerte efecto sobre la calidad del contenido y, a su vez, también influyen sustancialmente en la decisión del consumidor al realizar la compra. Alcanzar ambos objetivos supone un reto durante el desarrollo del producto, especialmente en el caso de los embalajes para alimentos. Hay otros envases y embalajes que también deben satisfacer numerosas exigencias y muy distintas, según el tipo y la finalidad, como por ejemplo los envases para cosmética, productos farmacéuticos, productos químicos, transporte (palés, cajas), embalajes industriales (sacos grandes, contenedores, barriles), de productos electrónicos y bienes de consumo.

Los envases y embalajes ejercen un fuerte efecto sobre la calidad del contenido y, a su vez, también influyen sustancialmente en la decisión del consumidor al realizar la compra. Alcanzar ambos objetivos supone un reto durante el desarrollo del producto, especialmente en el caso de los embalajes para alimentos. En ningún otro sector se desarrollan tantas novedades y mejoras en envases como en el de los productos de alimentación. La nanotecnología, los productos precocinados, los envases biodegradables, los sistemas inteligentes y los activos son otros conceptos clave.

Los sistemas inteligentes, por ejemplo, muestran las condiciones del alimento envasado y del entorno, los indicadores de gas detectan si se supera la concentración en el interior del envase. Los sistemas activos ayudan a prolongar la caducidad, p. ej. el plástico inyectado, que absorbe el etileno o que genera un efecto filtro ante la luz y la radiación de la gama de radiación ultravioleta cercana.

A esto se le suma la creciente demanda de alimentos precocinados: El envase debe ser muy manejable, fácil de abrir, resellable, o debe poder calentarse en el microondas directamente sin cambiar de envase. La abertura fácil sin extraer el contenido también es muy importante en el sector de los cosméticos y los medicamentos. Los embalajes para equipos médicos, además, deben estar sellados y conservar la esterilización.

Debido a la gran variedad de formas y materiales de envases y embalaje, se requieren dispositivos especiales, flexibles y adecuados. Por ello, a continuación encontrará una selección de útiles de ensayos con la función de representar algunas aplicaciones de ensayo.

Los ensayos de materiales básicos, tales como el plástico, el papel y el metal, se llevan a cabo, generalmente, según las normas vigentes. He aquí algunos ejemplos:

• Ensayo de tracción en láminas para la determinación del comportamiento tensión-deformación
• Determinación del coeficiente de fricción (COF)
• Ensayo de penetración en materiales de embalaje elásticos para la determinación de la resistencia a la penetración
• Ensayo de flexión de 4 puntos para el ensayo de cartón corrugado de una o varias capas.