FLUIDODINAMICA NUMERICA, COMBINATA CON METODI INVERSI, PER LA CARATTERIZZAZIONE REOLOGICA DI FLUIDI ALIMENTARI

SOMMARIO Molte operazioni unitarie dell’industria agroalimentare, sia nella fase di progettazione che di gestione, così come la qualità dei prodotti, sono influenzate in modo decisivo dalle proprietà reologiche dei fluidi interessati. Alcuni, come il vino, il latte, la birra, il mosto, i succhi limpidi in genere e gli olî, manifestano un comportamento assimilabile al classico modello newtoniano e su questi si trovano molte informazioni in letteratura. Altri prodotti come gli impasti, le puree, le farciture, gli sciroppi, gli yoghurt o i cremogenati, presentano invece un comportamento più difficile da caratterizzare sperimentalmente. Purtroppo la strumentazione industriale attualmente impiegata per determinare la legge costitutiva dei fluidi non-newtoniani, specialmente se di elevata viscosità, presenta diversi inconvenienti: realizzazione complessa e costosa; difficoltà operative; alto numero di prove (dell’ordine delle decine o centinaia, dipendentemente dal modello reologico di riferimento); necessità di effettuare correzioni di natura empirica. In tale ottica il presente studio propone un metodo inedito per la caratterizzazione reologica dei fluidi non-newtoniani, basato su semplici misure meccaniche e su tecniche di simulazione numerica, combinate attraverso un opportuno metodo inverso. L’impianto teorico del metodo è generalizzabile tuttavia, nell’ambito del presente studio, è stata condotta anche una specifica verifica sperimentale su un impasto alimentare. La metodologia studiata si dimostra complessa nell’implementazione ma semplice dal punto di vista dell’utilizzatore; richiede un’attrezzatura di laboratorio assai più economica di quella relativa alle tecniche attualmente in uso; non necessita di un elevato numero di ripetizioni (al limite una sola), né di correzioni di natura empirica. La possibilità di ottenere risultati in tempi brevi, senza peraltro richiedere una particolare accuratezza o specializzazione dell’utilizzatore e l’estendibilità alla caratterizzazione di fluidi dalla reologia complessa, suggeriscono concrete possibilità di uno sviluppo industriale.