Informe de Tixotropía (Ingeniería de Fluidos)

REOLOGIA DE DIFERENTES TIPOS DE PULPAS DE FRUTAS TROPICALES (MANGO DE AZÚCAR, NÍSPERO, GUANÁBANA, ZAPOTE)

Brian Atilano1, Jason Carrillo1, Mauricio Gomez1, Ayma Hernandez1, Alfredo Soto1.

1 Estudiantes del Programa de Ingeniería de alimentos de la Universidad de Córdoba, sede Berástegui.

*batilano@correo.unicordoba.edu.co

RESUMEN

En la práctica de laboratorio realizada se llevó a cabo la obtención de datos experimentales a partir de 4 muestras de pulpas de frutas tropicales (mango de azúcar, níspero, guanábana, zapote), las cuales poseen diferencias en su composición. Se registraron datos de forma ascendente y descendente utilizando un viscosímetro (BROOKFIELD DV-II+ Pro) el cual está diseñado para medir viscosidades altas y bajas (de 0.1 rpm a 200 rpm) y a  su vez fue el equipo fundamental para la determinación de las características de este tipo de fluido. Se evaluó además el comportamiento de la viscosidad aparente, gradiente de velocidad y esfuerzo cortante, permitiendo obtener resultados prácticos para poder caracterizar específicamente el fluido y el comportamiento gráfico de éste a lo largo del desarrollo del laboratorio; finalmente  se logró identificar y diferenciar la reología de los diferentes tipos de frutas tropicales seleccionadas al azar y teniendo en cuenta el mismo tamaño y nivel de madurez, donde son comunes en nuestra cotidianidad y consumo.

Palabras claves: Fluido, concentración, viscosidad, esfuerzo de corte, gradiente de velocidad, reología, Spindle.

INTRODUCCIÓN

El estudio del comportamiento reológico de los alimentos es importante en el control de la calidad industrial, las mediciones reológicas juegan un papel primordial ya que tanto las materias primas, como los productos intermedios y finales requieren, por lo general, de mediciones de algún parámetro reológico. Para el caso de materias primas, tales como agentes espesantes y gelificantes, las mediciones de viscosidad y fuerza de gel respectivamente son necesarias para verificar si cumple con los requisitos de contratación.

Tipos de Fluidos:

Newtonianos: son aquellos cuya relación entre la velocidad de corte (shear rate) y la fuerza de corte (shear stress) es lineal y poseen una viscosidad constante, todos los gases, agua líquida, leche, jugos clarificados, vino, cerveza y demás líquidos de moléculas sencillas conforman este tipo de fluidos.

No – Newtonianos: son aquellos fluidos en los cuales el coeficiente entre esfuerzo cortante y velocidad de corte no es lineal, es decir, la viscosidad no permanece constante sino que está en función de la velocidad de corte. Las suspensiones densas, emulsiones, chocolate derretido, crema de leche, mermelada de frutas, mieles y demás alimentos de consistencia gruesa pertenecen a esta clasificación. Dentro de este mismo tipo de fluidos encontramos:

Independientes del tiempo: estos fluidos no cambian su viscosidad con el tiempo de aplicación de un esfuerzo a una velocidad constante y además se clasifican en función de si requieren o no un esfuerzo umbral, es decir, aplicar una fuerza inicial para que comience el flujo.

Fluidos sin esfuerzo umbral:

• Pseudoplástico
• Dilatante

Fluidos con esfuerzo umbral, llamados también plásticos:

• Plástico
• Plástico de Bingham

Dependientes del tiempo: estos fluidos varían su viscosidad dependiendo del tiempo de aplicación del esfuerzo de corte:

• Tixotrópicos
• Reopécticos

Reología aplicada a la industria de alimentos.

En la industria de alimentos la reología ocupa un lugar muy importante para el desarrollo, el procesamiento, el envase y la conservación (Steffe, 1996). Veamos algunas de sus aplicaciones:

Calculo de procesos ingenieriles donde se involucran un amplio rango de equipos tales como:

• Tuberías
• Bombas
• Extrusores
• Mezcladores
• Máquinas para recubrir
• Intercambiadores de calor
• Homogeneizadores
• Calandrias
• Viscosímetros en línea

Determinar la funcionalidad de ingredientes durante el desarrollo de productos.

Control de calidad en proceso o a productos final, prueba de vida útil y evaluación de textura en alimentos.

Las propiedades reológicas de los jugos de fruta dependen de su variedad, estado de madurez, concentración de jugo/pulpa y variación de temperatura, en este caso se presentan pulpas jugosas en fibras como lo son níspero, mango de la especie azúcar, zapote y guanábana, teniendo estas un nivel de viscosidad relevante ante otras frutas tropicales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

• Viscosímetro BROOKFIELD DV-II+ PRO.
• 4 muestras de pulpas de frutas tropicales (mango de azúcar, níspero, guanábana, zapote)

Viscosímetro (BROOKFIELD DV-II+ Pro): El viscosímetro digital DV-II + PRO combina la precisión, confiabilidad y versatilidad tradicionales de Brookfield con las ventajas de la detección, visualización y salida electrónica. Cuando se controla por PC, el DV-II + PRO se convierte en un reómetro con capacidad de velocidad variable de 0.01 a 200 rpm. Características y ventajas Brookfield DVII + PRO Visualización continua de: viscosidad (cP o mPa·s), temperatura (°C o °F), velocidad de corte, esfuerzo de corte, % de par, velocidades seleccionables del husillo 54 proporciona un rango superior de mediciones de viscosidad / corte para uso en operación autónoma [1].

Método

El experimento se llevó a cabo en el laboratorio de Ingeniería Aplicada de la Universidad de Córdoba, sede Berástegui, municipio de Ciénaga de Oro, departamento de Córdoba-Colombia, ubicada a 20 m.s.n.m, humedad relativa del 85,5% aproximadamente, una precipitación anual de 1200 mm, temperatura promedio de 29 °C en las coordenadas 8° 53’ latitud norte, 75° 35’ longitud oeste con respecto al meridiano de Greenwich. (Institución Geográfica AgustínCodazzi).

Para la realización de esta práctica se dispuso de un viscosímetro BROOKFIELD DV-II+ PRO, que puede medir valores de viscosidad entre 0.1 rpm hasta 200 rpm.

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