Interpretación de valores de actividad de agua & Isotermas de Sorción de humedad en medicamentos
ISOTERMAS
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ISOTERMAS DE ADSORCION V. RESULTADOS Y DISCUSIONES Cuadro 1. Cálculo del % de humedad y materia seca Wp Wm Wmf W(p+m) W(p+m)f %H %m.s 50.5069 3.0076 0.4793 53.5145 50.9862 84.0637 15.9363 43.0634 2.1757 0.3714 45.2391 43.4348 82.9296 17.0704 35.5633 2.6219 0.8313 38.1852 36.3946 68.2940 31.7060 48.5702 1.6253 0.3600 50.1955 48.9302 77.8502 22.1498 35.7534 3.0540 0.6700 38.8074 36.4234 78.0616 21.9384 40.4448 2.2538 0.6738 42.6986 41.1186 70.1038 29.8962 45.2705 3.0625 1.0745 48.3330 46.3450 64.9143 35.0857 Cuadro 2. Cálculo de la humedad de equilibrio Wi Wf Ad Ai At m.s X %HR 1.8200 0.3731 -1.4469 1.5093 0.0624 0.3107 0.2009 0 2.0628 0.5234 -1.5394 1.7107 0.1713 0.3521 0.4864 10 2.1202 0.3962 -1.7240 1.7583 0.0343 0.3619 0.0947 25 2.9940 1.0220 -1.9720 2.4829 0.5109 0.5111 0.9997 40 3.0540 1.2883 -1.7657 2.5327 0.7670 0.5213 1.4712 50 2.6917 1.3682 -1.3235 2.2322 0.9087 0.4595 1.9777 65 2.7907 1.6474 -1.1433 2.3143 1.1710 0.4764 2.4581 75 3.1180 2.8346 -0.2834 2.5857 2.3023 0.5323 4.3257 100 Haciendo un ligero análisis de los datos del cuadro obtenido podemos notar que, a medida en que aumentan los valores de Aw se observa una ganancia de peso menos marcada, lo cual es indicativo de que las muestras están llegando al equilibrio de saturación con el medio que los rodea. Según Ospina (1990), el contenido de humedad en equilibrio de un producto higroscópico, en determinadas condiciones de humedad y
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ISOTERMAS DE ADSORCION
ISOTERMAS DE ADSORCION
V. RESULTADOS Y DISCUSIONESCuadro 1. Clculo del % de humedad y materia secaWpWmWmfW(p+m)W(p+m)f%H%m.s
50.50693.00760.479353.514550.986284.063715.9363
43.06342.17570.371445.239143.434882.929617.0704
35.56332.62190.831338.185236.394668.294031.7060
48.57021.62530.360050.195548.930277.850222.1498
35.75343.05400.670038.807436.423478.061621.9384
40.44482.25380.673842.698641.118670.103829.8962
45.27053.06251.074548.333046.345064.914335.0857
Cuadro 2. Clculo de la humedad de equilibrioWiWfAdAiAtm.sX%HR
1.82000.3731-1.44691.50930.06240.31070.20090
2.06280.5234-1.53941.71070.17130.35210.486410
2.12020.3962-1.72401.75830.03430.36190.094725
2.99401.0220-1.97202.48290.51090.51110.999740
3.05401.2883-1.76572.53270.76700.52131.471250
2.69171.3682-1.32352.23220.90870.45951.977765
2.79071.6474-1.14332.31431.17100.47642.458175
3.11802.8346-0.28342.58572.30230.53234.3257100
Haciendo un ligero anlisis de los datos del cuadro obtenido podemos notar que, a medida en que aumentan los valores de Aw se observa una ganancia de peso menos marcada, lo cual es indicativo de que las muestras estn llegando al equilibrio de saturacin con el medio que los rodea.Segn Ospina (1990), el contenido de humedad en equilibrio de un producto higroscpico, en determinadas condiciones de humedad y temperatura y humedad relativa de equilibrio, depende del camino que se siga para alcanzar el equilibrio. As, para una misma humedad relativa, puede haber dos isotermas, denominas isotermas de adsorcin y desorcin, obtenidas en funcin de las condiciones experimentales inciales. Esto, debido a que el material puede presentar un contenido de humedad menor o mayor que la humedad de equilibrio para las condiciones del ambiente; ste fenmeno se llama histresis, explicado por las teoras basadas en los fundamentos de capilaridad. La isoterma de desorcin presenta valores de humedad de equilibrio superiores a la de adsorcin.Su aplicacin se basa en un hecho esencial: para una temperatura dada, el agua tiene siempre la misma presin de vapor. Pero la interaccin de las molculas de agua con los compuestos solutos, sean o no electrolitos, origina siempre una disminucin de presin de vapor del agua y una alteracin de sus propiedades coligativas. La influencia de los solutos sobre el comportamiento del agua ha sido ampliamente investigada. Cuando las molculas de agua pierden su libertad de accin al quedar enlazadas a otros componentes del alimento, se reduce el valor de presin de esas molculas.Esta prdida de libertad, o de disponibilidad, es lo que se mide a travs del concepto de actividad de agua. En un sistema alimentario, la actividad de agua est ntimamente relacionada a la humedad relativa del espacio fisicoqumico que rodea al alimento. La humedad relativa hace referencia a la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen especfico de aire, comparado con la cantidad mxima de vapor de agua alcanzado por un aire enfriado a una temperatura especfica. En realidad, la actividad de agua es igual al valor alcanzado por la humedad relativa de equilibrio del alimento, punto en el que no se gana ni se pierde agua.
Figura 1. Curva de isoterma de desorcin de la pia.
De acuerdo con Bello (2000), la obtencin de las curvas de isotermas de sorcin han resultado una manera muy til de enfocar el estudio de la hidratacin de los alimentos slidos. Una isoterma de sorcin es una curva que describe, para una temperatura dada, la relacin de equilibrio entre la cantidad de agua absorbida por los componentes del alimento y la presin de vapor o humedad relativa. Para los rangos de baja humedad, la isoterma resulta cncava en relacin con el eje de abscisa; tiene un punto de inflexin en el rengo intermedio, con un desarrollo casi lineal; y se vuelve cncava en relacin con el eje de ordenadas, para humedades elevadas.Cuadro 3. Resultados para Mtodo B.E.TXAwAw/((1-Aw)X)
0.20090.000
0.48640.100.228438869
0.99970.400.666893248
1.47120.500.679724622
Con los resultados del cuadro 3 podemos resolver la ecuacin B.E.T para calcular el valor de la MONOCAPA PARA ALIMENTOS SECOS (Xm)La ecuacin de B.E.T tiene la caracterstica en este caso de actuar con valores de Aw desde 0 hasta 0.5.Con estos datos del cuadro3 graficamos la ecuacin linealizada de BET, la cual se muestra en la figura siguiente:
Figura 2. Ecuacin linealizada de B.E.T
En la figura 2, se muestra una ecuacin de la forma Y=A+BX, la cual la denominamos ecuacin linealizada de BET, al establecer una relacin entre la ecuacin obtenida y las constantes a determinar, se obtiene valores para A y B (A=00471, B=1.3865).Con los valores anteriores calculamos el valor de C y el de la monocapa, los resultados se muestran a continuacin:C=30.4374
Xm= 0.69754389
La ecuacin de BET es una de las ms adecuadas para los alimentos, especialmente en los lmites de actividad acuosa de 0.1 a 0.5; estos lmites comprenden el punto de la monocapa. Los cambios deteriorativos que acontecen en los alimentos dependen fuertemente de la actividad acuosa. Estos cambios incluyen el del colapso de la estructura fsica, crecimiento microbiano, reacciones enzimticas, oscurecimiento no enzimtico y peroxidacin de lpidos. El "mapa" de estabilidad de los alimentos, propuesto por Labuza (1971) resume estos cambios, En ese mapa se aprecia que el punto de mxima estabilidad de cualquier alimento es el de la monocapa (Del Valle Canseco: 2008).
Cuadro 4. Clculo de mnimos cuadrados para el mtodo de G.A.N
X
N10.00000.20090.00000.00000.00000.00000.00000.0000
N20.10000.48640.01000.00100.00010.20560.02060.0021
N30.25000.09470.06250.01560.00392.63990.66000.1647
N40.40000.99970.16000.06400.02560.40010.16010.0640
N50.50001.47120.25000.12500.06250.33990.16990.0850
N60.65001.97770.42250.27460.17850.32870.21360.1388
N70.75002.45810.56250.42190.31640.30510.22880.1716
N81.00004.32571.00001.00001.00000.23120.23120.2312
3.650012.01432.46751.90211.58704.45051.68420.8574
Segn Del Valle Canseco (2008), En aos recientes la isoterma de adsorcin de Guggenheim, Anderson y deBoer (GAB), se ha utilizado extensamente en el estudio de la adsorcin de agua en los alimentos. Se discute la isoterma GAB y su aplicacin en el campo de los alimentos en sus reas tanto de investigacin como industrial. VI. CONCLUSIONES Se grafic la curva de isoterma de adsorcin de un producto seco, que en nuestro caso la pia. Se determin el valor de la monocapa de un producto seco (pia) segn modelos matemticos B.E.T y G.A.B.VII. BIBLIOGRAFIA Ospina, J., (1990) Caractersticas Fsico Mecnicas Y Anlisis de Calidad de Granos.Facultas de ingeniera. Universidad de Colombia Bello, J., (2000) Ciencia Bromatolgica: Principios generales de los alimentos. Ediciones Daz de santos, S. A. Madrid, Espaa. Del Valle Canseco (2008). La actividad acuosa y su relacin con la estabilidad de los alimentos. Mxico. Disponible en: http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r45967.PDF [17 febrero 2014].
