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Suite à un épisode grippal, je me suis retrouvé avec des bonbons au miel dont je n’ai pas utilité tant je n’apprécie d’ordinaire ni le miel ni le sucre… Plutôt que de les jeter ou de me faire arrêter à les distribuer à des enfants dans la rue, je me suis demandé dans quelle mesure il était possible de transformer ces bonbons durs en sirop au contact avec de fromage blanc – que j’ai toujours au frais, histoire d’épaissir une sauce.
J’ai profité de l’opération pour tester ma balance, la question étant de savoir comment évoluait la valeur indiquée en fonction de la masse : comment la balance réagit à une différence, grande ou faible, par rapport à la masse totale mesurée. La fiabilité du matériel étant essentielle, c’est pourtant une manipulation que je n’ai jamais faite de toute ma scolarité… Soit une masse croissante par ajout de matière, alors la courbe de masse en fonction du temps devrait croitre de manière linéaire selon une fonction affine de type ax+b.
Deux conditions ont été testées soit b étant nulle (b0), ou b égale à 340 g (b1). Dans le cas où b est non nul, a été utilisé comme récipient et masse de référence un bol en céramique Ikea collection FÄRGKLAR (référence 22610). La balance testée est le modèle Homday (référence 329666) indiquée comme ayant une précision au gramme et dont la charge maximale est de 5 kg. Toutes les pesées ont été réalisées en duplicat.
Les bonbons utilisés sont les bonbons au miel de marque Cora (EAN 3257981663268). La masse d’un sachet entier est de 250 g, un nombre indéterminé de portions unitaires dont la composition serait du miel à 10 %, du sirop de glucose et du saccharose. Obtenu par hydrolyse d’amidon, le sirop de glucose est une forme liquide de glucose à concentration variable, il est utilisé en tant qu’édulcorant moins calorique que le saccharose ainsi que dans un but rhéologique. Il est à noter une forte sensibilité à l’humidité atmosphérique, les bonbons d’un sachet ouvert exposés à l’air ambiant tendent à former une surface extérieure collante. Le calibrage de la balance a préalablement permis de déterminer la masse moyenne d’un bonbon.
Lors des essais de solubilité, un bonbon a été placé dans une quantité définie de fromage blanc durant une durée définie dans un environnement à 6°C avant d’être isolé et pesé afin d’évaluer la perte de masse au cours du temps. Ces mesures ont permis d’établir une courbe d’évolution mettant potentiellement en évidence le temps nécessaire à la dissolution complète d’un bonbon ainsi que du taux de saturation en cas de plateau pour une quantité de fromage blanc.
Le produit laitier utilisé est le fromage blanc de marque Simpl (EAN 3245414638938) à 2.8 % de matière grasse et indiquant un minimum de 82 % d’humidité. À noter que la composition du produit comprend initialement 5.1 g de sucre. La masse indiqué d’un contenant est de 1 kg. Le volume, et par conséquence la densité, ont fait l’objet d’une estimation une fois le contenant vide en le remplissant à niveau à l’aide d’eau dont la densité est considérée de 1 kg.L⁻¹.
Afin de déterminer le comportement de la balance, des séries de pesées ont été réalisées. Soit un total de 30 bonbons, alors la masse totale en condition b0 est de 122 g contre 466 g en condition b1 (dont la masse du bol, soit 126 g de bonbons).
Bonbons (ua) | b0.1 (g) | b0.2 (g) | b1.1 (g) | b1.2 (g) -------------+----------+----------+----------+--------- 0 | 0 | 0 | 0 | 0 1 | 6 | 5 | 4 | 5 2 | 10 | 9 | 9 | 8 3 | 14 | 14 | 13 | 12 4 | 18 | 17 | 18 | 16 5 | 22 | 21 | 22 | 20 6 | 26 | 25 | 26 | 24 7 | 31 | 30 | 30 | 29 8 | 34 | 34 | 34 | 34 9 | 38 | 38 | 39 | 38 10 | 40 | 40 | 43 | 42 11 | 43 | 43 | 47 | 46 12 | 47 | 47 | 51 | 50 13 | 51 | 51 | 55 | 55 14 | 55 | 55 | 59 | 59 15 | 59 | 59 | 63 | 63 16 | 63 | 63 | 67 | 67 17 | 68 | 67 | 72 | 71 18 | 72 | 71 | 75 | 75 19 | 76 | 75 | 83 | 84 20 | 81 | 79 | 87 | 88 21 | 86 | 83 | 92 | 92 22 | 89 | 89 | 95 | 96 23 | 93 | 92 | 100 | 100 24 | 97 | 96 | 104 | 104 25 | 101 | 101 | 108 | 109 26 | 105 | 105 | 111 | 112 27 | 110 | 110 | 116 | 116 28 | 114 | 114 | 120 | 120 29 | 118 | 118 | 124 | 124 30 | 122 | 122 | 126 | 126
Les masses mesurées dans les deux conditions ne sont pas identiques. Aussi, les courbes ont respectivement pour b0 et b1 un coefficient de 4,08 (R² > 0,99) et 3,83 (R² > 0,99). De même, la masse moyenne d’un bonbon est de 4,15 g (SD 0,34) en condition b0 contre 4,27 g (SD 0.15) en condition b1. Il existe une différence significative entre les deux conditions (t=0,02), et les masses mesurées en b1 sont supérieures à celles en b0. Autrement dit, la précision de la balance semble réduite lorsque la masse totale augmente, l'incertitude de mesure n'est pas absolue mais relative.
La solubilité des bonbons au contact de fromage blanc est mesurée de manière à évaluer le temps total nécessaire pour une dissolution totale. Un bonbon, de masse préalablement estimée à 4,15 g, est déposée dans 50 g de fromage blanc et recouverte pour différentes durées dans un réfrigérateur à 6°C sans manipulation. Suite à quoi le bonbon est récupéré et sa masse mesurée.
Durée (min) | Bonbon (g) ------------+----------- 0 | 4,15 360 | 3 1440 | < 1
Dans la limite des 3 points de mesures (n = 9), on observe ainsi une courbe non-linéaire. La vitesse de dissolution dans la première phase est de 1,15 g.min⁻¹ avant d'accélerer dans une seconde phase.
On note que la saturation des 60 g de yaourt n'a pas été atteinte.
La rédaction de la seconde moitié des résultats est absente l'expérience n'ayant pas pu être menée à terme : l'humidité ambiante (pourtant limitée) a suffit pour déformer les bonbons de telle sorte à ne pas pouvoir assurer la poursuite des mesures de manière controlée tant pour les masses que les formes.
Les mesures réalisées ont néanmoins permis de mettre en évidence :
l'incertitude significative, liée à la masse totale, de la balance utilisée ;
la solubilisation totale de bonbons au simple contact de fromage blanc dans des proportions (massiques) de 8 % ;
une dynamique de solubilisation non-linéaire.
Il conviendrait, dans une optique de complétion, de reproduire les conditions expérimentales et mettre en évidence :
la valeur de saturation du fromage blanc ;
la courbe de solubilisation d'un bonbon avant saturation via des mesures entre 360 et 1440 min ;
la présence potentielle d'un plateau à saturation.
À noter également que faute de proportions explicite dans la composition, la valeur de saturation présenterait une incertitude significative tant la solubilité du glucose et du saccharose diffèrent – 0.9 g.L⁻¹ contre 200 g.L⁻¹ dans une solution aqueuse à 25°C.
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