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PROPIEDADES MORFOGEOMÉTRICAS DE ALIMENTOS SÓLIDOS Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Elemento de competencia 1 Definir y medir propiedades morfogeométricas de alimentos sólidos 

Densidad.



Gravedad específica.



Principio de Arquímides.



Granulometría.



Pulverulencia.



Estructura de alimentos.



Métodos para medir densidad.



Métodos para medir gravedad específica.

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Interés del estudio de las propiedades morfogeométricas en alimentos sólidos Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Interés del estudio de las propiedades mecánicas en alimentos

A estas propiedades de los alimentos sólidos se les conoce también como morfogeométricas, e incluyen: Forma • Tamaño • Volumen • Densidad • Porosidad • Área superficial •

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Interés del estudio de las propiedades mecánicas en alimentos

Su interés radica en: • •

• • •

Procesado Envasado Transporte Diseño de equipos Forman parte de normas de calidad Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Interés del estudio de las propiedades mecánicas en alimentos

Puede ser interesantes estudiando unidades individuales del alimento o considerando varias de estas unidades en conjunto.

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Deber 1 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Deber 1 Investigue tres aplicaciones de las propiedades morfogeométricas de alimentos sólidos en la industria de alimentos. Realizar esta actividad en el aula virtual.

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Forma y tamaño de productos agrícolas Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Forma y tamaño de productos agrícolas En los alimentos sólidos diferencias dos tipos:

se

pueden



Sólidos que se pueden apreciar a simple vista



Sólidos pulverulentos

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Métodos de determinación de forma y tamaño Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Métodos para determinar forma y tamaño 1. Medida de un número determinado de ejes

En la mayoría de los casos es suficiente la medida de varios ejes perpendiculares entre sí.

Sin embargo, el número de medidas aumenta al aumentar la irregularidad de la pieza. Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Métodos para determinar forma y tamaño 1. Medida de un número determinado de ejes

Para decidir el número de medidas que es suficiente para describir la forma de un objeto, se puede elegir una propiedad física relacionado con la forma y el tamaño.

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Métodos para determinar forma y tamaño 2. Cartas estándar En este método se comparan las secciones transversales y longitudinales del material con formas descritas en una carta estándar. Por la forma se define un número o un término preparados con anterioridad.

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Métodos para determinar forma y tamaño 2. Cartas estándar

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Métodos para determinar forma y tamaño 2. Cartas estándar

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Deber 2 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Deber 2 Tome veinte frutos a su elección y elabore una carta estándar para determinar su forma de manera cualitativa. Presentar la descriptiva.

carta

gráfica

y

la

tabla

Realizar esta actividad en el aula virtual.

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Métodos para determinar forma y tamaño 2. Factores de forma La definición del factor de forma dependerá de cuál sea el parámetro relevante: Superficie

Volumen

Dimensión lineal

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Taller 1 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Taller 1 Piense tres alimentos en los que el factor de

forma relevante sea: Superficie Volumen Dimensión lineal Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad La masa de un alimento contenido en una unidad de volumen 𝜌𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 4°𝐶

𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎

× 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 4°𝐶

VALORES ALIMENTO

DENSIDAD (kg/m3)

Aceite de girasol (20°C) Aceite de girasol (70°C) Leche (12% de sólidos) Papa (variedad Cecilia) Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad La masa de un alimento contenido en una unidad de volumen 𝜌𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 4°𝐶

𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎

× 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 4°𝐶

VALORES ALIMENTO

DENSIDAD (kg/m3)

Aceite de girasol (20°C)

921

Aceite de girasol (70°C) Leche (12% de sólidos) Papa (variedad Cecilia) Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad La masa de un alimento contenido en una unidad de volumen 𝜌𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 4°𝐶

𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎

× 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 4°𝐶

VALORES ALIMENTO

DENSIDAD (kg/m3)

Aceite de girasol (20°C)

921

Aceite de girasol (70°C)

889

Leche (12% de sólidos) Papa (variedad Cecilia) Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad La masa de un alimento contenido en una unidad de volumen 𝜌𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 4°𝐶

𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎

× 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 4°𝐶

VALORES ALIMENTO

DENSIDAD (kg/m3)

Aceite de girasol (20°C)

921

Aceite de girasol (70°C)

889

Leche (12% de sólidos)

1028

Papa (variedad Cecilia) Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad La masa de un alimento contenido en una unidad de volumen 𝜌𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 4°𝐶

𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎

× 𝜌 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 4°𝐶

VALORES ALIMENTO

DENSIDAD (kg/m3)

Aceite de girasol (20°C)

921

Aceite de girasol (70°C)

889

Leche (12% de sólidos)

1028

Papa (variedad Cecilia)

1078 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Gravedad específica 

Es la relación de la densidad de un cuerpo con la densidad del agua referida a 4°C

𝐺𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 4°𝐶

𝜌 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 4°𝐶 = 𝜌 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 4°𝐶

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Principio de Arquímedes Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja

𝐸 = 𝑚 𝑔 = 𝜌𝑓 𝑔 𝑉 𝐺𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑤 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑤 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 − 𝑤𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎

𝐺𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜

𝜌 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝜌 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎

Taller 2 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Taller 2 Supuestamente alguien pidió a Arquímedes determinar si una corona hecha para el rey era de oro puro. La leyenda dice que el resolvió el problema al pesar la corona primero en el aire y luego en agua. Suponga que la báscula indicó 7,84 N en aire y 6,84 N en agua. Qué le dijo Arquímedes al rey? Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Taller 2 Tabla 1. Densidad de elementos importantes

Sustancia Agua pura Hierro Oro Cobre Aluminio Plata

Densidad (kg/m3) 1000 7860 19300 8960 2700 10490 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Taller 2 Tabla 1. Densidad de elementos importantes

Sustancia Agua pura

Densidad (kg/m3) 1000

Hierro

7860

Oro Cobre Aluminio Plata

19300 8960 2700 10490 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Taller 3 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Taller 3 Suponga que la corona tenía el mismo peso, pero era de oro puro y no estaba hueco. Cuál seria la lectura de la báscula cuando la corona se sumergió en agua?

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Deber 3 Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Deber 3 Suponga que la báscula indicó 7,63 N en aire y 6,84 N en agua. Qué le diría Ud. al rey?

Suponga que la corona tenía el mismo peso, pero era de plata pura y no estaba hueco. Cuál seria la lectura de la báscula cuando la corona se sumergió en agua? Realizar esta actividad en el aula virtual. Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 1.

Picnómetros

Su característica principal es la de mantener un volumen fijo al colocar diferentes líquidos en su interior.

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 1.

Picnómetros

Esto nos sirve para comparar las densidades de dos líquidos pesando el picnómetro de cada líquido por separado y comparando sus masas.

Es muy sensible a cambios de concentración de sales en el agua, por lo que se usa para determinar la salinidad del agua, la densidad de líquidos biológicos, etc.

Densidad – Equipos de medida 1.

Picnómetros PROCEDIMIENTO

a.

Anote el valor del volumen del picnómetro que tiene registrado en la pared del frasco

b.

Calibre la balanza

c.

Mida la masa del picnómetro vacío, limpio y seco

d.

Llénelo completamente de agua utilizando una jeringa y coloque su tapón, parte del líquido se derramará, por tanto seque perfectamente.

e.

Mida la masa del picnómetro lleno de líquido.

f.

Mida la temperatura del agua Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 1.

Picnómetros PROCEDIMIENTO

MEDICIÓN

MASA (g)

VOLUMEN (ml)

DENSIDAD (g/ml)

1 2 3

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 1.

Picnómetros PROCEDIMIENTO

MEDICIÓN

1 2 3

MASA (g)

VOLUMEN (ml)

DENSIDAD (g/ml)

50 50 50

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 2.

Objeto sumergido

Es una aplicación del principio de Arquímedes con el uso de: HIDRÓMETROS, DENSÍMETROS O AERÓMETROS

Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 2.

Objeto sumergido

El nivel de la superficie líquida cuando el hidrómetro flota en el líquido es una medida de la gravedad específica del líquido. Su precisión está entre 0,001 y 0,0005. Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 3.

Peso hidrostático

Densidad – Equipos de medida 3.

Peso hidrostático

Consiste en suspender una plomada de cristal en la solución de la que se quiere conocer la densidad. Luego se colocan los contrapesos hasta que la balanza alcance el equilibrio. Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.

Densidad – Equipos de medida 3.

Peso hidrostático

Principio de Arquímedes Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja

E m g   gV Ing. Liliana Acurio Arcos M.Sc.