Informe Laboratorio 4 3658

UNIVERSIDAD DEL VALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA INGENIERÍA DE RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE (EIDENAR)

INGENIERÍA AGRÍCOLA

INGENIERÍA DE POST-COSECHA I Mayo de 2017

VISCOSIDAD Informe Práctica de Laboratorio # 4

Informe de pos cosecha 1 Prof. Ing. Alberto Díaz Ortiz M. Sc., PhD. Mayo 18 de 2017 – CALI

INTRODUCCIÓN

Una forma de determinar la conducta de un fluido es mediante la reologia que estudia la deformación y flujo de la materia como respuesta a un esfuerzo cortante. Esta propiedad es conocida como la viscosidad, pues es la que describe la relación entre la resistencia a la deformación de un fluido que se encuentra expuesto algún esfuerzo cortante, teniendo en cuenta factores como la temperatura y concentración del fluido.

Dependiendo de la manera en que el fluido se deforme, este se clasifica entre un fluido newtoniano y uno no newtoniano. El primer caso es aquel fluido en el que el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la velocidad de deformación, es decir, su viscosidad no varía; mientras por el contrario, un fluido no newtoniano su viscosidad si varia frente a una velocidad de deformación. (Betancourt Grajales, 2003).

La salsa de tomate, el objeto de estudio del presente informe, se comporta como un fluido no newtoniano es decir no presenta una viscosidad constante. Existen tres tipos de viscosidad: cinemática, dinámica y aparente, la viscosidad aparente se define como el cociente entre el esfuerzo de corte y la velocidad de deformación del fluido, se habla de viscosidad aparente cuando se trabaja con fluidos no newtoniano.

Para poder apreciar de forma sensorial la viscosidad de un fluido, el presente laboratorio pretende hacer diferentes disoluciones de agua con sacarosa a distintas concentraciones, y hacer comparaciones entre ellas para un análisis posterior de los resultados obtenidos. También, se expone un fluido a diferentes revoluciones y temperaturas, para luego establecer su comportamiento ante dichas variaciones.

Los objetivos de esta práctica son diversos. El primero de ellos es determinar y correlacionar cualitativamente la viscosidad una muestra de sacarosa y luego determinar cuantitativamente la viscosidad de la salsa de tomate (alimento líquido), a temperatura ambiente y a 41.2°C. El segundo es el reconocimiento de un equipo (viscosímetro Brookfield) que permite hacer estas mediciones y conocer el manual de operación del equipo con las recomendaciones para el buen funcionamiento de este.

METODOLOGÍA

Esta práctica se desarrolló de una manera muy organizada por parte del docente encargado del curso. Una vez atendidas las recomendaciones de uso del laboratorio, se puntualizaron los conceptos de viscosidad, Reología para fluidos newtonianos y no newtonianos y sus comportamientos en las gráficas de esfuerzo cortante vs velocidad de corte, al igual que los equipos utilizados, todo esto necesario para entender los objetivos propuestos en esta práctica.

Posteriormente se procedió a preparar las soluciones diluidas de azúcar al 20,35 y 50º, calculando la cantidad de azúcar necesaria para que la solución quedase en términos de concentración lo más precisa posible. Una vez preparadas se verifico dicha concentración en términos de grados Brix y se realizó la prueba sensorial de la viscosidad de estas. No fue posible hacer uso de la miel de abejas, como se tenía previsto para esta práctica debido a su cristalización. Con el viscosímetro capilar se determinó entonces la viscosidad de la salsa de tomate a dos temperaturas, registrando entre 10 y 12 lecturas de (µ), torque, esfuerzo cortante y grados centígrados para distintos RPN.

RESULTADOS Y ANALISIS 

Prueba de viscosidad por análisis sensorial: - Mezcla de 39,9919 g (mL) de agua con 9,9959 g de sacarosa, a 19,9 °Brix: En la prueba del olfato esta mezcla no presenta ningún olor en especial, en cuanto al color, es amarillenta clara translucida; y al tacto, su viscosidad es baja. - Mezcla de 17,4998 g (mL) de agua con 32,5073 g de sacarosa a 35,3 °Brix: Al igual que la disolución anterior, esta no presenta olor; pero su color amarillento es un poco más intenso y su viscosidad es media. - Mezcla de 25,0022 g (mL) de agua con sacarosa a 50 °Brix: Esta solución tampoco presenta olor alguno, es de color amarillento más intenso en comparación con las otras muestras y su viscosidad es alta.

Como observación del análisis sensorial, a mayor concentración de sacarosa en la mezcla mayor viscosidad presentara la mezcla



De acuerdo a los datos obtenidos en la ilustración 1 la salsa de tomate se clasifica como un fluido no newtoniano pues la relación entre el esfuerzo cortante y su

velocidad de deformación no es constante. Y como se puede observar en la ilustración 2 el comportamiento del fluido es Pseudoplastico ya que la viscosidad disminuye al aumentar la velocidad de giro del equipo (Bird, R., 1997).

CONCLUSIONES El comprender las propiedades reologicas de los alimentos es importante por numerosas razones, entre las aplicaciones más destacadas se mencionan a continuación (J. Ramírez. 2006). -

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Los estudios reologicos suministran información que facilita una mejor compresión de la estructura o la distribución de los componentes moleculares de los alimentos, especialmente de los componentes macromoleculares, así como para predecir los cambios estructurales durante los procesos de acondicionamiento y elaboración a los que se someten los alimentos. Los datos reológicos pueden ser influyentes para re calcular el proceso de elaboración o el planteamiento de un producto final de modo que los valores de textura del alimento se encuentren dentro del rango deseado por los consumidores. La viscosidad es utilizada para el cálculo y estimación de los fenómenos de trasporte de cantidad de movimiento, calor y energía. Los cálculos de la viscosidad en continuo cada vez cobran más importancia en las industrias alimentarias con el objeto de mejorar la eficiencia del proceso productivo, así como la calidad de las materias primas, productos intermedios y acabados.

BIBLIOGRAFÍA Betancourt Grajales, Ramiro . 2003. Transferencia molecular de calor, masa y/o cantidad de movimiento. Manizales : Univ. Nacional de Colombia, 2003. Bird, R. 1997. fenomenos de trasporte . fenomenos de trasporte . mexico, D.F. : Reverte S.A, 1997. Díaz Ortíz, Jaime Ernesto. 2006. Mecánica de los fluidos e hidráulica. Cali : Universidad del Valle, 2006. J, Ramirez. 2006. introduccion a la reologia en alimentos. introduccion a la reologia en alimentos. universidad del valler Cali-Colombia : Recitela, 2006. Moreno Botella, Rodrigo . 2005. Reología de suspensiones cerámicas. Madrid : Editorial CSIC - CSIC Press, 2005.

ANEXOS Tabla 1. Datos del viscosímetro capilar para la salsa de tomate.

Temperatura Revoluciones (°C) (rpm)

28,6

41,2

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 1 1,2 1,4 1,6 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

Torque (%)

Viscosidad ()

39,6 47,0 52,1 55,2 56,6 58,9 65,1 69,8 85,6 94,7 31,1 40,6 46,7 51,9 55,9 60,2 63,9 67,6 71,0 75,0

99.500 78.333 65.125 55.000 47.083 42.143 32.600 29.500 29.500 29.200 83.000 68.000 58.500 51.900 46.667 43.000 40.000 37.667 35.600 34.136

Esfuerzo Cortante (D/cm^2) 186 218,1 240,9 254,4 262,7 273,9 303,2 330,1 395,3 425,1 154,4 190,2 218,1 241,8 260,4 279,8 297,6 315,7 331,1 350,1

Velocidad Cortante (1/s) 0,186 0,279 0,372 0,465 0,558 0,651 0,930 1,12 1,3 1,49 0,186 0,279 0,372 0,465 0,558 0,651 0,744 0,837 0,930 1,020

VISCOSIDAD SALSA DE TOMATE A DIFERENTES TEMPERATURAS ESFUERZO DE CORTE (D/CM2)

temperatura de 28.6

temperatura 41.2

500 400 300 200 100 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

GRADIENTE DE DEFORMACION (1/S)

Ilustración 1. comportamiento de la viscosidad de la salsa de tomate (esfuerzo de cizalla vs gradiente de deformación).

viscosidad vs velocidad de giro viscosidad aparente ()

120,000 100,000 80,000 60,000 40,000 20,000 0

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

velocidad de giro (RPM) comportamiento del fluido a 28,6

Ilustración 2. clasificación del fluido salsa de tomate

comportamiento del fluido 41.2