Caratterizzazione fisica di small cakes: proprietà termiche e diffusive

La qualità dei prodotti da forno è fortemente dipendente dal processo di cottura in quanto è un processo molto complesso durante il quale avvengono molteplici cambiamenti nella struttura fisica e chimica del prodotto, come l’espansione dell’impasto, l’evaporazione dell’umidità, la denaturazione delle proteine, la gelatinizzazione dell’amido e reazioni di imbrunimento. Tali fenomeni sono influenzati da trasferimenti di calore e di massa che si instaurano durante la cottura del prodotto e che determinano il passaggio del prodotto dallo stato liquido allo stato di solido poroso. Di conseguenza la conoscenza delle proprietà termiche e diffusive dei prodotti è fondamentale per uno studio dettagliato del processo di cottura, soprattutto in termini di sviluppo di modelli matematici in grado di descrivere i fenomeni di trasferimento che avvengono all’interno e sulla superficie del prodotto durante la cottura. L’obiettivo del presente lavoro è stato quindi quello di determinare le proprietà termo-fisiche (densità, conducibilità termica e calore specifico) e la diffusività di un prodotto da forno standard (small cake). I risultati ottenuti hanno confermato il fatto che le proprietà termiche e diffusive dei prodotti da forno sono influenzate dal contenuto di umidità e dalle condizioni di processo applicate (temperatura di cottura), dove la variazione di tali parametri comporta quindi un cambiamento della struttura e delle proprietà del prodotto. Nello specifico, all’aumentare del tempo di cottura si assiste ad una diminuzione lineare della densità del prodotto (da 1069 a 600 kg/m3), e a un incremento esponenziale della conducibilità termica (da 0,21 a 0,42 W/m/°C) e del calore specifico (da 2147,8 J/kg/K a 7165,8 J/kg/K). La diffusività invece tende ad aumentare in maniera esponenziale con l’incremento della temperatura del forno, da 140 a 180°C (da 2.39E-8 a 4.96E-8 m2/s). I valori ottenuti per via sperimentale sono in accordo con quelli dichiarati in letteratura.