Fyzici nasadili 3D tlač pri hľadaní čo najpraskavejšej čokolády
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 2. 5. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Tím holandských vedcov sa podujal na náročnú úlohu navrhnúť dokonalý kúsok čokolády, pričom použil nové techniky 3D tlače na vytvorenie konštrukcií, ktoré pri zahryznutí čo najpríjemnejšie popraskajú a rozbijú sa.
Pre niektorých ľudí je čokoláda pôžitkom, ktorý treba brať vážne. Existujú kurzy ochutnávania čokolády, na ktorých môžu ľudia skúmať jemnosti chuti, štruktúry, chuti v ústach a rozpúšťania. Odborník na čokoládu sa musí správať tak trochu ako kováč, ktorý presne zahrieva a chladí svoju emulziu, aby vybral dokonalú štruktúru kryštalickej mriežky. Fáza V je najžiadanejšia - skôr praská a topí sa, než aby sa drobila, a dodáva čokoládam vysokej kvality ich lesk. Kúsok správne temperovanej čokolády však môže úplne vykryštalizovať až po niekoľkých týždňoch a navyše kryštály fázy V sú nestabilné a časom majú tendenciu degradovať na matné kryštály fázy IV.
Každá fáza výroby kvalitných sladkostí si teda vyžaduje množstvo premýšľania, odborných znalostí a nemalé množstvo vedeckých poznatkov. Preto by nemalo byť prekvapením, že táto téma upútala pozornosť odborníkov na metamateriály a 3D tlač z Amsterdamskej univerzity, ktorí sa zaoberajú výskumom dokonalých štruktúr pre optimálny pocit čokolády v ústach.
Výskumníci vychádzali z rozumnej myšlienky: väčšina ľudí má rada zážitok z praskajúcej čokolády, keď sa do nej zahryznú, a čím viac praskania, tým lepšie. Začali sa preto snažiť navrhnúť tvary, ktoré by maximalizovali tieto „zlomové udalosti“, a zistili, že špirálové tvary poskytujú dostatok príležitostí na navrhnutie a vyladenie bodov praskania v závislosti od toho, z ktorého smeru sa hryzie.
Tím predložil sériu návrhov pred „veľmi ochotnú“ skúšobnú komisiu a urobili zvukové nahrávky, na ktorých títo ľudia hrýzli každý návrh. Iste zistili, že väčší počet špirálových vinutí vyvoláva počuteľne väčší počet prasknutí, a potvrdili, že účastníci testu dokázali rozlíšiť viac a menej praskajúce štruktúry. A áno, tiež aj „celkové zmyslové hodnotenie, ako aj vnímaný počet prasklín, vykazujú pozitívnu koreláciu s počtom prasklín nameraným z krivky sila - posun.“
Potom začal tím experimentovať s „maximálne anizotropnými štruktúrami“ - konštrukciami, ktoré sú pevné, ak sa hryzú v jednom smere, ale krehké a praskajúce v inom smere, pričom prišli na rad ďalších zaujímavo vyzerajúcich modelov.
Aby tím mohol vytvoriť tieto čokoládky na výskumné účely, musel tento notoricky známy náročný materiál spracovať v 3D tlačiarni a zároveň zabezpečiť jeho správne temperovanie, aby sa maximalizovala tvorba týchto vzácnych kryštálov fázy V. Na tento účel zohriali čokoládu na teplotu 45 stupňov Celzia, aby sa zničili všetky jej kryštály, potom ju nechali vychladnúť a pridávali do nej pevné pelety vopred temperovanej čokolády, aby „nasadili“ tvorbu kryštálov fázy V, až kým teplota neklesla pod 34 stupňov Celzia, čo je bod topenia kryštálov fázy V.
V tomto bode sa čokoláda naplnila do injekčných striekačiek a tie sa vložili do kaziet pre 3D Bioplotter, ktoré sa udržiavali pri teplote 32 stupňov Celzia. Výskumníci potom vytlačili svoje tvary vrstvu po vrstve na tlačovú základňu udržiavanú pri teplote 12 stupňov Celzia s ventilátorom cirkulujúcim vzduch, aby čokoláda čo najrýchlejšie stuhla a bola pripravená na ďalšiu vrstvu.
Dostali sa však do problémov; čokoláda začala kryštalizovať v hadičke striekačky, takže stroj sa musel neustále kalibrovať, keď sa menila hrúbka vytlačených línií. Taktiež sa čokoláda zahusťovala v priebehu tlače, čo si vyžadovalo výrazné úpravy tlaku a rýchlosti pri každej tlači. No a zakaždým, keď sa výroba zastavila alebo spustila, na tryske zostali nesúrodé kvapky čokolády, čo ešte viac zmarilo akýkoľvek pokus o úplnú uniformitu medzi vzorkami.
Takže hoci tím dosiahol určitý pokrok pri zisťovaní, ktoré vzory čokolády sú najzaujímavejšie, najpraskavejšie a najpríjemnejšie na jedenie, je zrejmé, že je potrebné vykonať ešte veľa práce na navrhnutí systému 3D tlače, ktorý by dokázal spoľahlivo vyrábať vzory z vysoko kvalitnej temperovanej čokolády.
Článok bol uverejnený v magazíne Soft Matter.
