‘Multischaal onderzoek van de dynamiek van door frituren geïnduceerd water- en olietransport in poreus voedsel’

Complexe warmte-, olie- en wateroverdrachten vinden plaats tijdens het frituren van voedsel. Bezorgdheid over het hoge caloriegehalte van gefrituurd voedsel brengt de uitdaging met zich mee om de opname van olie tijdens het proces te minimaliseren zonder de productkwaliteit in gevaar te brengen. Wanneer er meer vocht verdampt tijdens het frituren, wordt er meer olie opgenomen door het voedsel. Het doel is om een wiskundig model te bouwen en te valideren dat de dynamiek beschrijft van door frituren geïnduceerd waterverlies en olieopname in poreuze voedselmatrices in relatie tot veranderingen in hun zetmeel- en eiwitcomponenten. Om de onderzoeksdoelstellingen te bereiken, zullen inzichten worden verworven op moleculaire, microscopische en macroscopische schaal. Multischaalmodellering zal worden toegepast om de rol van zetmeel en gluten te ontrafelen bij het bewerkstelligen van structurele en textuureigenschappen van de gefrituurde producten in relatie tot olieopname. Het resulterende poreuze mediatransport- en mechanica-model van frituren zal vervolgens worden gevalideerd en gebruikt om effectieve ingrediënt- en procesgebaseerde strategieën te ontwikkelen om het vetgehalte van gefrituurd voedsel te verlagen zonder de texturele eigenschappen ervan te beïnvloeden. Ten slotte zal de toepasbaarheid van het modelleerraamwerk worden getest bij de productie van een product op basis van gefrituurde aardappelvlokken. Bijzondere ontwikkelingen in het project zijn: - Om de relatie tussen microstructuur, waterverdamping en olieabsorptie te begrijpen, worden kunstmatige en vereenvoudigde voedselmodelsystemen gemaakt. Er worden hiervoor ondermeer additieve fabricagetechnieken gebruikt. - X-ray nano-CT-beeldvorming zal worden toegepast om de poreuze structuren van de verschillende modelvoedselsystemen te onthullen in functie van de frituurtemperatuur en -tijd. Dynamische beeldvorming (4D CT) van de vloeistofstroom is essentieel voor het begrijpen van microscopische vloeistofstroom als stap naar een optimaal ontwerp van bakprocessen. - Op microschaal wordt een poriënnetwerkmodel voor warmte- en massatransport in de poreuze structuur ontwikkeld en gekoppeld aan een mechanisch model om het niet-lineaire (hyper) elasto-plastische gedrag van het materiaal te beschrijven. - Op macroschaal zal een vastestof mechanica en meerfasig multicomponent poreus mediamodel worden opgesteld.