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8/17/2019 Labo1 Viscosidad 130416224033 Phpapp02

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Universidad Nacional de Trujillo

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIASESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

CURSO : INGENIERIA DE ALIMENTOS I

DOCENTE : Ing. M.Sc. Guillermo A. Linares lujan

INTEGRANTES :

MARTINEZ SALDAA! "URICO

#ARGAS RA$AEL! ANGIE STE%&ANIE

CICLO : #I

ASIGNACION : 'DETERMINACION DE LA #ISCOSIDAD(

TRU)ILLO * %ER+


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,--

INTRODUCCIÓN

La reología es una disciplina científca que se dedica al estudio de la

deormación y ujo de la materia (Bird et al. 2002). u o!jeti"o est#

restringido a la o!ser"ación del comportamiento de materiales sometidos a

deormaciones muy sencillas$ desarrollando posteriormente un modelo

matem#tico que permita o!tener las propiedades reológicas del material.

%jemplos cotidianos de inter&s para la reología se encuentran la mayonesa$

yogurt$ pinturas$ asalto$ sangre y muc'os m#s (''a!ra 200).

*n uido es capa+ de uir de!ido a las uer+as de co'esión en sus

mol&culas y deormarse continuamente cuando se somete a un esuer+o

cortante. La "iscosidad (,) es una propiedad de transporte$ ya que

cuantifca la conducti"idad de cantidad de mo"imiento a tra"&s de un medio

conducti"o o uido. e interpreta como la resistencia que orecen los uidos

a ser deormados cuando son sometidos a un esuer+o.

La clasifcación de uidos est# dada por las dierentes características

uidos$ con"irtiendo tales prue!as en reológicas que pueden ser descritas a

tra"&s del uso de un "iscosímetro (-clements$ ///). %isten

"iscosímetros rotacionales$ como el "iscosímetro de Broo1feld$ donde su

elemento rotatorio sir"e la do!le fnalidad de agitar la muestra y medir su

"iscosidad.

Los uidos netonianos poseen una relación lineal entre la magnitud del

esuer+o cortante aplicado (3) y la "elocidad de deormación (4) resultante

(Bloomer 2000). Lo anterior$ indica una "iscosidad (,) constante a dierentes

"elocidades de corte5 cuando no presentan tal característica$ entonces se

denominan uidos no netonianos y acorde a su dependencia con el tiempo

se identifcan como reop&ctico o tiotrópico (-clements$ ///). 6e

acuerdo a 'ames (//7) y ''a!ra (200) los principales modelos

matem#ticos para los uidos son descritos en la 8a!la 9.


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Tabla I.

Principales modelos maem!icos para "#idos. Es$#er%o corane&'() *elocidad de

de$ormaci+n &γ () ,ndice de consisencia &-( e ,ndice de

comporamieno del $l#ido &(.

TIPO DE FLUIDO ECUACIÓN

Fl#ido Ideal de /in01am τ = τ0+µγ

Le2 de Ne3on τ = µγ

Le2 de Os3ald τ = 1 (γ ) n

:uente; (


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• Aogurt• -ayonesa• iscosímetro 8 69?98@<• iscosímetro annon C :ens1e

9ETODOLOG


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/. Deerminaci+n de *iscosidad por medio del 6iscos,mero

Capilar Cannon > Fens-e

e introduce el líquido en el ramal m#s anc'o del "iscosímetro.on un cronómetro se determina el tiempo que tarde el líquido

en !ajar el ni"el desde la marca inerior del !ul!o > a la

inerior del !ul!o B. (e sugiere 'acer tres repeticiones paraasegurarse de reducir el error en la operación).


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?. RESULTADOS : DISCUSIONES7 ALCO@OL

Se tomaron las medidas del tiempo del agua y etanol al pasar por un

viscosímetro capilar a 23ºC (temperatura ambiente) y los resultados fueron:

El viscosímetro capilar se utiliza para hallar la viscosidad cinemática (n).

iendo;

Para hallar el se necesitan la viscosidad y densidad del agua a 23ºC

µ23ºC=0.9384 mPa.s

ρ23ºC=997.48kg/m3=0.99748 g/cm3

Reemplazando en la formula

=9.4077x10-7m2/s =0.99077 cST =n1= n2

Tiempo

s

Agua

t1 3’ 36’’ =236s

t2 8’ 58’’= 538s


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Remplazando los valores de “f” y “n” en

f1=4.198x10-3 cSt/s

f2=1.842x10-3 cSt/s

Los datos obtenidos del etanol fueron:

Tiempos Etanol

t1 7’34’’ =454s

t2 9’37’’= 577s

Se utilizan los valores de f1 y f2para o0tener n$ # n1:

Como n= 1.485 cSt =1.485 x10-6m2/s

Como lo que se quiere es obtener la viscosidad se busco el valor de la

densidad del etanol de 96ºGL a 23ºC y esta fue de

i. ACEITE7Se tomaron las medidas del aceite al pasar por un viscosímetro

rotatorio a tres diferentes temperaturas (23-35-45°C) y los resultados

fueron:


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0.2 0.L 0.G 0.M .2 .L .G .M

0

0.7

.7

2

2.7N

N.7

L

L.7

f() O 2.L7 P 0.0N


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• >dem#s seg=n 9!ar+ y Bar!o+a$ (2007) los aceites son normalmente

netonianos$ pero a muy altas "elocidades de deormación presentan

un comportamiento dierente (este comportamiento se reerir# como

pseudoplasticidad)5 puede ser de!ido al alineamiento de las celdas

unitarias a altos esuer+os cortantes$ los cuales pueden causar una

disminución en la ricción interna. 8odos los aceites tienen una

"iscosidad claramente alta de!ido a su estructura molecular de largas

cadenas. > mayor longitud de la cadena de #cidos grasos$ mayor su

"iscosidad. La "iscosidad de un aceite tam!i&n aumenta con la

saturación de los enlaces do!le de car!ono.

0.2 0. 0.G 0.M .2 . .G .M0

2

N

() O 2 P 0.N


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0 0.7 .7 2 2.7 N N.70

2

N

7

G

() O ./ P 0.0N


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0 0 0 0 0 0 0 00

0.0.20.N0.0.70.G0.

0.M0./

$&( 8H.J = .KHR 4

Ener0,a de Aci*aci+n

4M T absol#a

ln(

Fi0#ra H. Lo0arimo na#ral de la *iscosidad din!mica *s. la in*ersa

de s#s respeci*as empera#ras absol#as.

%l o!jeti"o de grafcar ln(u) contra la in"ersa de las temperaturas a!solutas

es para poder encontrar la ecuación de >rr'enius.

*na de las ormas m#s importante de e"aluar la "ariación de un líquido al

cam!iar la temperatura es la ecuación de >rr'enius. La "iscosidaddisminuye con la temperatura$ ya que conorme aumenta la temperatura$

las uer+as "iscosas son superadas por la energía cin&tica$ dando lugar a

una disminución de la "iscosidad. For este 'ec'o se de!en etremar las

precauciones a la 'ora de medir la "iscosidad$ teniendo en cuanta que la

temperatura de!e permanecer pr#cticamente constante$ así lo indica

sí tam!i&n 9!ar+ y Bar!o+a (2007)$ mencionan que en el caso de uidosnetonianos$ la epresión que correlaciona la "iscosidad con la temperatura

es una ecuación tipo Arr1eni#s. Los alimentos fuidos durante todo el

proceso de elaboración, almacenamiento, transporte, venta y consumo,

están sujetos a variaciones continuas en su temperatura; es por ello, que

resulta importante conocer las propiedades reológicas de los productos en

unción de la temperatura.


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-ott$(200G) menciona que en las grafcas de la "iscosidad din#mica "ersus

la temperatura para muc'os líquidos$ la "iscosidad se grafca en escala

logarítmica$ de!ido al rango amplio de "alores num&ricos.

La energía de acti"ación es la cantidad de energía que se requiere para

iniciar una reacción química.

%l "alor de la pendiente de la recta o!tenida es igual a ;

y=ax b a= !"a#$

"a% energ&a de activación

$= '.()* +#mol

6e la ecuación de la recta tenemos que ;

aO2M7/.G ! "a= -a$/

asi,

%ntonces la ecuación de >rr'enius ser#;

- Ea=


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ii. :OGURT7

5no de los atri0utos de calidad más apreciados del #o+urt es la te6tura& a trav7s de su

consistencia # comportamiento al ser a+itado. En el presente tra0ao se estudió la

caraterización reoló+ica del ,luo de #o+urt por medio del modelo matemático de 8st9ald (e#

de potencia* para determinar los parámetros de ,luo ue lo de,inen.

0 0.7 .7 2 2.7 N N.7

0.000

7.000

0.000

7.000

20.000

27.000

N0.000

N7.000

f() O M.GG S0.G


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retorno ?= @&'!'%. El coe,iciente de correlación (R 1* para la curva de ida ,ue de "&@3 # la de

retorno "&3@32.

a0e resaltar ue el #o+urt en estudio ,ue de tipo casero& es decir no pertenecía a empresa de

marca conocida& ,ue conse+uido en ca,etín de la universidad. Se tra0ao a temperaturaam0iente (consideramos 1%A*

>l analizar los parámetros reoló+icos& se deduce un comportamiento pseudoplástico para el

#o+urt& en la ue am0as curvas se austaron adecuadamente a los datos e6perimentales&

utilizando el modelo de e# de Potencia. Los uidos pseudopl#sticos no tienen una

tensión de uencia para que comiencen a deormarse$ pero la "iscosidad

medida por la pendiente de la cur"a es alta para !ajas "elocidades de

deormación$ y decrece con el incremento de 4$ 'asta alcan+ar un "alor

asintótico T∞ constante (9!arrola).

os valores de B # n o0tenidos& indican ue cuando el #o+urt presenta ma#or consistencia (B*&

es tam0i7n más pseudoplástico (menor valor de n*& lo ue se puede interpretar como un re,leo

de sistemas más compleos de ma#or interacción de sus componentes.

a naturaleza del #o+urt ;i+ura3. se de0ió a la p7rdida de ,irmeza # consistencia del +el con el

tiempo. Se+Cn Sc)el)aas # orris ($@!* en la caracterización reoló+ica de #o+urt )an

demostrado ue el #o+urt es un ,luído ue e6)i0e un comportamiento no Fe9toniano de tipo

pseudoplátstico con un es,uerzo de cedencia.

El comportamiento reoló+ico del #o+urt se de0e en 0uena medida al +el estructural presente&

por lo ue sus propiedades de ,luo o viscosas e6)i0en dependencia tanto de la razón de corte

como del tiempo. (Gera+t)# et. al& $*

os parámetros reoló+icos son necesarios para esta0lecer la consistencia o te6tura del #o+urt

de manera o0etiva. a te6tura es un parámetro or+anol7ptico& detrerminante en la aceptación d

por parte del consumidor mientras ue las propiedades de ,luo (viscosidad* son importantes

para realizar la evaluación de otros parámetros de dise/o de euipo de proceso& tal como sería

el caso de caída de presión # los reuerimientos de 0om0eo tanto para a+itación como para el

transporte del ,luído. El #o+urt& presenta un comportamiento de ,luo compleo& dependiente del

es,uerzo cortante # del tiempo& por lo ue es de importancia estudiar la reolo+ía de este

producto lácteo con respecto al proceso& maneo& desarrollo de productos # aspectos del control

de calidad. (Ramas9am# # Hasa?& $$*.


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III/ MA"ONESA

0.000 0.020 0.00 0.0G0 0.0M0 0.00

0.000

200000.000

00000.000

G00000.000

M00000.000

000000.000

200000.000

00000.000

G00000.000

M00000.000

2000000.000() O M22020.N/ P 007.2G


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• e aprendió el manejo del "iscosímetro capilar y rotacional

("iscosímetro electa 8 69?98@ulton$ -. 200. :armacia La iencia y diseHo de ormas

armac&uticas. egunda %dición. %L%9%< %ditorial. %spaHa.• 9!ar+$ > y Bar!osa$ ?. 2007.Eperaciones unitarias en la ingeniería de

aliemtos. %ditorial -undi prensa Li!ros. %spaHa.• !erystyt'$ 200 pp.

• -clements$ 6.J.( ///). :ood emulsions; principles$ practices and

tec'niques. utónoma -etropolitana *nidad 9+tapalapa C 6i"isión de

iencias B#sicas e 9ngeniería. onsultado el G de diciem!re de 200


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