Introduzione

L’invenzione permette di studiare in modo continuo e simultaneo la termodinamica e la cinematica del processo di frattura per un’ampia varietà di alimenti senza limitazione sulla linearità del comportamento meccanico. La metodologia consente di costruire la Curva di Resistenza e di determinare alcune proprietà meccaniche fondamentali che descrivono quantitativamente la resistenza all’innesco e alla propagazione della frattura in condizioni quasi-stabili, utilizzando un singolo provino con geometria standardizzata. La cinematica della propagazione della frattura è caratterizzata utilizzando una tecnica ad elevata risoluzione e non distruttiva.

Caratteristiche Tecniche

Il brevetto proposto si basa sulla originale combinazione dei principi della teoria classica sulla meccanica della frattura dei materiali con l’analisi digitale della cinematica del processo di frattura ed è applicabile ad alimenti che mostrano un comportamento meccanico esteso dal regime lineare elastico lineare a quello non lineare, viscoelastico o elasto-plastico. L’approccio sperimentale e di calcolo è funzionale alla costruzione della Curva di Resistenza utilizzando un solo provino. A tale scopo l’incremento dell’Integrale-J, espresso come energia minima per unità di superficie di frattura richiesta per propagare una frattura quasi-stabile in condizioni di deformazione piana, è determinato con una frequenza di campionamento di 25s^-1 durante l’intero processo di frattura all’interno della zona di processo che circonda l’apice della fessura. Il presente brevetto risolve diverse problematiche evidenziate nella letteratura scientifica e nei brevetti focalizzati sulla determinazione della resistenza alla frattura di materiali non biologici.

Possibili Applicazioni

• Formaggi a pasta dura, frutta, tuberi, prodotti congelati;
• Riduzione del consumo energetico e degli scarti di produzione;
• Ottimizzazione della texture desiderata, stabilità e prolungamento della shelf-life;
• Studi scientifici e industriali sulle relazioni tra proprietà meccaniche e processo masticatorio degli alimenti.

Vantaggi

• Analisi di un solo provino in pochi minuti;
• Realizzazione di provini di geometria standardizzata;
• Restituzione di misure fondamentali indipendenti dalla geometria dei provini e della fessura iniziale;
• Analisi della termodinamica in modo sincronizzato alla cinematica del processo di frattura.