Sterk staaltje chocola

| Christian Orriëns

Wat hebben chocolade en staal met elkaar te maken? Bij Studium Generale praatten gisteravond in de Vrijhof de TU Delft-onderzoeker Marcel Sluiter en de lokale chocolatier, Jan Meen en diens zoon, over de invloed van tijd en temperatuur op de structuur van zowel chocola als staal.

Bij aanvang ontvingen de deelnemers een zakje chocolade met de instructie om deze pas te proeven zodra de chocolatier hiervoor instructie gaf. Een enkeling kon de verleiding echter niet weerstaan. Het tot aan de nok toe gevulde Amphitheater was anderhalf uur het domein van de sprekers Sluiter en Meen.

Gebouwen en paperclips

Sluiter begon met de opmerking dat we overal in onze leefomgeving worden omringd door staal. ‘Van kolossale gebouwen tot paperclips. Voor diverse functies van objecten gemaakt van staal, heeft het materiaal een grote diversiteit aan eigenschappen nodig. Bijvoorbeeld, bij een auto heeft ieder onderdeel zijn vereisten. Zo wil je dat de kreukelzonde van een auto bestaat uit een soort staal dat redelijk zacht en vervormbaar is, zodat het een eventuele klap vanaf de voorkant kan absorberen. Terwijl een kooi juist moet bestaan uit een hardere variant, zodat bij een aanrijding vanaf de zijkant de bestuurder niet snel gewond raakt.’

De onderzoeker materiaalkunde demonstreerde dat staal verschillende eigenschappen kan krijgen door kleine fietsspaken te verhitten onder 1000 graden Celsius en deze vervolgens te laten afkoelen onder variërende snelheden. ‘Oorzaak is het verschil in kristallisering. Snelle afkoeling zorgt voor een sterk, maar broos staal, terwijl een langzame afkoeling een zwakker maar vervormbaar staal genereert. In de afgelopen decennia is de materiaalkunde en de kennis over staal enorm gegroeid en een van de doelen is om een staal te creëren dat zowel sterk als vervormbaar is.’

11 kilo chocola per jaar

Chocolatier Jan Meen begon met de oorsprong en herkomst van chocolade. ‘Cacao vind je overal rond de evenaar, in Afrika, Azië en Zuid- en Midden-Amerika. In recente jaren is er veel aandacht voor een eerlijke prijs voor cacao van de lokale boeren. De prijs die ze kregen, is daardoor de afgelopen jaren verdubbeld.’

‘De grootste chocoladeconsumenten zijn respectievelijk Zwitserland, Duitsland en Engeland. Om een beeld te schetsen consumeren Zwitsers 11 kilogram chocolade per jaar, waar Nederlanders ongeveer 4 kilogram per jaar consumeren.’ Tussen de geslachten vermoedt de chocolatier ook wel een verschil. ‘Als je vanavond thuiskomt en je vrouw zit op de bank, dan is de kans wel aardig aanwezig dat je ergens,  verstopt tussen het afval natuurlijk, een chocoladepapiertje vindt.’

Ballonnen

Dat de eigenschappen van chocolade afhankelijk zijn van de manier waarop het wordt verwarmd en gekoeld, wist Meens zoon en assistent Remi goed te demonstreren. Hij doopte twee ballonnen in chocolade, om een schaal mee te maken. Net als met de fietsspaken van Sluiter, is een langzaam gekoelde chocoladeschaal flexibeler en een snel gekoelde schaal brozer. Dit effect heeft wederom te maken met de mate van kristallisatie.

Op de vraag hoe een auto te ontwerpen met een kreukelzone gemaakt van chocolade, adviseerde Jan Meen om een mate van lage kristallisatie te realiseren in de chocolade, zodat de schok beter geabsorbeerd kan worden. Ook zou hij de verpakking om de chocolade te laten zitten. Sluiter besloot: ‘Laten we die verpakking dan maar van staal maken.’