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• Jenni Karla Cusi Atasi

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DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DE UNA SUSTANCIA DISUELTA A PARTIR DEL INDICE DE REFRACCION I- OBJETIVOS: • •

Adquirir destreza en el manejo de un refractómetro manual con un termómetro incorporado, para la medición del índice de refracción de líquidos puros y soluciones. Introducir los conceptos: índice de refracción, ángulo de incidencia, ángulo de refracción y ángulo límite.

•

Estudiar el índice de refracción de líquidos puros y soluciones en función de la temperatura.

•

Hacer hincapié en que el índice de refracción de una sustancia se puede usar como instrumento de análisis cualitativo y cuantitativo de la misma

•

Señalar que puesto que las diferencias entre los índices de refracción de compuestos similares son normalmente muy pequeñas, será necesario una gran precisión en la medida.

•

Destacar los factores que afectan en el índice de refracción

•

Describir el refractómetro , su fundamento, posibilidades, precauciones y modo de realizar las medidas.

II- FUNDAMENTO TEORICO: Desde la Antigüedad se conoce el fenómeno de la refracción de la luz. Pitágoras llegó incluso a formalizar sus observaciones. En tiempos más cercanos, el holandés Willebrord Snell (15911626) hizo algunos experimentos que lo llevaron a descubrir la ley que rige el cambio de dirección de los rayos que pasan de un medio a otro. Según parece, Renatus Descartes (15961650) conocía los manuscritos de Snell y su tarea se limitó a darles forma matemática. Pero, si bien él sugirió que la luz es una onda elástica que se desplaza por el éter, respecto de la refracción sus argumentos fueron puramente geométricos. Fue Pierre de Fermat (1601-1665) quien introdujo la física al enunciar el Principio del Tiempo Mínimo, el cual unifica el estudio de la refracción y la reflexión dando una explicación más profunda.

SNELL

DESCARTES

FERMAT

-Cuando las propiedades del medio en el que se desplaza un rayo de luz cambian, se produce también un cambio en su dirección.

-Se ha representado un rayo que se quiebra al producirse un cambio brusco en las propiedades del medio, notandose visiblemente la desviación que se le ejerce por parte del medio.

-Con la línea normal a la superficie que separa los medios de propiedades distintas, el rayo forma primero un ángulo y luego un ángulo . También se han representado dos circunferencias con centro en el punto en el cual se produce el cambio de dirección. - Los segmentos destacados con líneas gruesas ( , , y ) podrían ser llamados desplazamientos del rayo con respecto a la normal. La ley experimental de Snell dice que: “Independientemente de cuál sea el radio de la circunferencia considerada, para un rayo de luz dado, la razón de los desplazamientos en uno y otro medio es la misma y depende sólo de la naturaleza de los medios elegidos y del orden en que se los haya dispuesto”. Matemáticamente se obtiene:

-De todas las circunferencias que se pueden considerar es particularmente importante la de radio 1, pues para ella la medida de un desplazamiento cualquiera es igual al seno del ángulo que el rayo forma con la normal.

La ley de Snell, se puede escribir entonces así:

donde es el índice refracción del medio 1 relativo al del medio 2. Esta ecuación es la formalización de Descartes de la ley de la refracción.

-

Cuando el rayo se desplaza en sentido contrario,

los

ángulos intercambian sus roles, por lo que observamos que los angulos tanto de incidencia como de refraccion mantienen la misma relacion.

Esta simetría de los rayos que se mueven en sentido contrario se puede expresar matemáticamente como sigue.

De esto se concluye que:

. Por lo tanto, sería preferible escribir:

, donde

es el índice absoluto de refracción del medio i.

-Procediendo de este modo, se puede establecer una escala para medir la propiedad óptica refringencia si se asigna un número a la de un medio cualquiera. (El convenio es asignar el índice 1 a la refringencia del vacío).

vacío

índice de refracción (5890 Å) 1

agua

1,33

politetrafluoretileno (TFE)

1,35

alcohol etílico

1,36

fluorita (CaF2)

1,43

acetato de celulosa

1,46-1,50

vidrio

1,46-1,96

acrílico

1,49

polietileno

1,51-1,54

nilón (nylon)

1,52-1,53

poli-cloruro de vinilo (PVC)

1,52-1,55

sal gema (NaCl)

1,54

cuarzo (SiO2)

1,54

policarbonato

1,59

poliestierno (PS)

1,59

sulfuro de carbono

1,63

polisulfonas

1,63

espato de Islandia (CaCO3)

1,66

diamante

2,42

medio

Escribir la ecuación de Descartes de un modo similar al de las proporciones inversas.

A mayor índice de refracción, menor ángulo forma el rayo con la normal. En las figuras anteriores, el medio gris es el de mayor refringencia (es decir, el medio ópticamente más denso). Esta conclusión vale porque los ángulos están comprendidos entre 0 y 90°, rango en el cual la función seno es estrictamente creciente.

En 1658 Fermat fue más allá de la descripción del fenómeno y dio una explicación de la ley de la refracción, es decir, la dedujo de otra más básica que no puede ser demostrada y a la cual por eso la llamamos "principio": La trayectoria de un rayo de luz que va de un punto a otro es la correspondiente al tiempo mínimo. Entonces, para un rayo que va desde A hasta B (figura 4) la magnitud que adopta el valor mínimo es el tiempo que éste tarda en ir de uno a otro, es decir,

.

- No se debe perder de vista que el Principio del Tiempo Mínimo de Fermat se refiere a dos puntos (A y B). El punto O se encuentra por ahora en una posición desconocida. El problema del cálculo del mínimo con las condiciones que el problema impone corresponde al Cálculo Variacional. La variación en la magnitud que se está minimizando, el tiempo, se debe a la variación de la posición del punto O, que altera las amplitudes de los ángulos 1949).

y

(Sears

Para el tiempo mínimo:

.

Por otra parte:

. Dividiendo las dos ecuaciones anteriores, se obtiene la forma de Fermat de la ley de la refracción:

. Esta expresión tiene la ventaja de ser una proporción directa. “A mayor velocidad de propagación, mayor ángulo forma el rayo con la normal” Para que las formas de Descartes y de Fermat de la ley de la refracción sean consistentes, se debe definir el índice de refracción del siguiente modo:

. Así, el índice de refracción resultará ser un número adimensional. Si bien cualquier velocidad podría ser tomada como referencia, tratándose de rayos de luz, parece razonable elegir para tal fin a un valor extremo no muy lejano a las velocidades de propagacioón de éstos. Tal es el caso de la velocidad de propagación de la luz en el vacío.

Dependencia del indice de refraccion con la temperatura: El índice de refracción depende de la temperatura, por diferencia de cada 1 C se hace una corrección de 0.0004 unidades, a menor temperaturas el índice de refracción aumenta y viceversa. El indice de refraccion se mide con el refractómetro de ABBE, que puede llevar dos escalas, una graduada en n y la otra en grados BRIX o en porcentaje de masa en sacarosa. El n y el grado BRIX se relacionan por las formulas siguientes en el intervalo de 15-25 BRIX. n = 0.00166 x

(· BRIX) + 1.33063

(· BRIX) = 600.90502 x n – 799.582 15

CALCULOS Y RESULTADOS:

% alcohol

n

(concentración

(indice de

de etanol) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

refraccion a 28°C)

n (indice de refraccion a 20°C)

1.3370 1.3338 1.3420 1.3388 1.3480 1.3448 1.3530 1.3498 1.3560 1.3528 1.3590 1.3558 1.3610 1.3578 1.3611 1.3579 1.36112 1.3580 1.36115 1.3583

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS. - Al comparar los análisis del Índice de Refracción del alcohol realizados en la práctica con los datos recolectados en el Codex Alimentarius y en el libro de

“Composición y Análisis de los Alimentos de Pearson” (1996), obtenemos que nuestros resultados se encuentran pasando un poco el límite superior del rango permitido (indice de refraccion a 20°C: 1.360-1.361). Esta variación puede implicar muchas cosas; en primer término, se puede hablar acerca de posibles errores técnicos de los analistas en la preparación y manipulación tanto de las muestras como del equipo, por ejemplo, existe la posibilidad de una mala calibración o un mal ajuste del compensador en él. Otro error puede darse en la limpieza del prisma del refractómetro, sustancias pegadas en él o gotas de agua de limpieza que no fueron retiradas nos pueden generar esta variabilidad. Por último, siempre cabe la posibilidad de, al no haberse cometido errores en el análisis, que se haya trabajado con un alcohol adulterado es decir no en la proporcion referida,

lo que obviamente nos brinda el error en la medida

óptima.

OBSERVACIONES: -Antes de hacer cuaquier medicion debemos limpiar los prismas con agua. - Debemos verificar si el refractómetro está calibrado con agua destilada a 20 °C que deberá obtenerse un valor de 1.3330, pero trabajaremos con una temperatura de 28 °C. -Luego debemos secar cuidadosamente los prismas con papel tissue, sin rayar los prismas porque esto afecta la lectura del indice de refraccion en el refractómetro. -Colocar 2 a 3 gotas de la muestra, la cual debe ser lo suficientemente transparente para que deje pasar la luz. - Tener muy en cuenta los valores de temperatura, ya que estos afectan la lectura del indice de refraccion, si los valores de temperatura son diferentes a 20°C, se debe hacer las correcciones del índice de refracción de acuerdo a las tablas para los productos específicos.

TEST: REFRACTOMETRÍA -La refractometria es un metodo indirecto que determina la concentración de azucares de un mosto mediante la medida del indice de refraccion(n).

-El fenómeno de la refracción está basado en el cambio de velocidad que experimenta la radiación electromagnética al pasar de un medio a otro, como consecuencia de su interacción con los átomos y moléculas del otro medio. Dicho cambio de velocidad se manifiesta en una variación en la dirección de propagación. -La medida relativa de la variación entre dos medios tomando uno fijo como referencia se le conoce como índice de refracción n y en general está expresado con respecto al aire. El instrumento para medir n, es básicamente un sistema óptico que busca medir el ángulo que se ha desviado la radiación, utilizando para ello dos prismas: uno fijo de iluminación sobre el cual se deposita la muestra y uno móvil de refracción. Los prismas están rodeados de una corriente de agua termostatizada, ya que la temperatura es una de las variables que afecta a la medida.

Hay de varios tipos, en la ilustración de la derecha se muestra el más sencillo, la muestra de jugo o pulpa se introduce en la parte que tiene forma de cuña. Existen otros más grandes y más exactos, donde la muestra se coloca similar a un microscópio.

En la ilustración de la derecha se muestra una imágen tomada de un refractómetro reál, nótese la línea de cambio de color dentro del círculo, es importante para la lectura de los grados brix.

REFRACTOMETRO de ABBE

Descripción: -Es el refractómetro ideal para el laboratorio por su gran versatilidad ya que determina al instante todas las gamas de entre 0 a 95% Brix igual a los índices refractivos 1,333 – 1,531

-De gran ayuda en las Industrias: Lácteas, Alimenticias, Azúcareras, Graserias, Aceiteras, Farmacéuticas, Químicas, Petroleras, Pinturas así como en Universidades, Institutos de investigación, Escuelas Agrotécnicas y otros -Se recomienda su uso en el Laboratorio debido a su peso y tamaño.

.

Refractometros digitales REFRACTOMETRO DIGITAL 0 a 35% Brix con 2 ESCALAS Descripción: Determinan al instante el porcentaje de azúcar y sólidos solubles en Frutas y Verduras (determinando su grado de madurez) Azúcar y sólidos solubles en Gaseosas, Compotas, Jugos, Néctares y muchos mas... A) Escala Brix Rango 0 a 35 % División 0,1 Exactitud ±0,1 Punto regulación 0,0 B) Escala Indice refractivo Rango 1.3330 a 1.3900 División 0.0001 Exactitud 0.0003 Punto regulación 1.3330 Nota: Se puede seleccionar fácilmente de las 2 escalas, la más conveniente para su actividad.

REFRACTOMETRO DIGITAL 0 a 35% Brix con 4 ESCALAS Descripción: Determinan al instante el porcentaje de azúcar y sólidos solubles en Frutas y Verduras (determinando su grado de madurez) Azúcar y sólidos solubles en Gaseosas, Compotas, Jugos, Néctares y muchos más...

A) Escala °MASS S/W Rango 0 a 35% División 0,1 Exactitud ± 0,1 Punto regulación 0,0 B) Escala % VOL ap Rango 0-22 División 0.0001 Exactitud ± 0,1 Punto regulación 0,0 C) Escala °Oe Rango 0-150 División 1 Exactitud ± 1 Punto regulación 3 D) Escala °KMW Rango 0-25 División 0,1 Exactitud ± 0,1 Punto regulación 0,0 Nota: Se puede seleccionar fácilmente de las 4 escalas, la mas conveniente para su actividad.

REFRACTOMETRO DIGITAL 28 a 65% Brix con 2 ESCALAS Descripción: Determina al instante el porcentaje de azúcar y sólidos solubles en alimentos procesados como por ejemplo Helados, Ketchup y productos similares. A) Escala Brix Rango 28 a 65% División 0,1 Exactitud ± 0,1 Punto regulación 30,0 B) Escala Indice refractivo Rango 1.3800 a 1.4535 División 0.0001 Exactitud 0.0003 Punto regulación 1.3812 Nota: Se puede seleccionar fácilmente de las 2 escalas, la mas conveniente para su actividad. REFRACTOMETRO DIGITAL 60 a 92 % Brix con 2 ESCALAS Descripción: Determina al instante el porcentaje de azúcar y sólidos solubles en alimentos procesados como por ejemplo Helados, Ketchup y productos similares. A) Escala Brix Rango 60 a 92 % División 0,1 Exactitud ± 0,1 Punto regulación 60,0 B) Escala Indice refractivo Rango 1.4400 a 1.5230 División 0.0001 Exactitud 0.0003 Punto regulación 1.4419 Nota: Se puede seleccionar fácilmente de las 2 escalas, la mas conveniente para su actividad.

Refractometros especiales

REFRACTÓMETRO con 3 escalas: Brix 0-32% Oechsle 0-140°Oe KMN (Babo) 0-25° Descripción: Es el Refractómetro ideal para la vitivinicultura, jugos (y otras aplicaciones) ya que determina al instante las condiciones del producto expresando esta información en distintas escalas, usuales en distintas partes del mundo. Dispone de 3 escalas, que se describen a continuación: % mas sacch es % Brix escala 0-32% Brix °Oe son Grados Oechsle escala 0-140° Oe °KMN Babo son Grados KMN (Babo) Vista Visor:

REFRACTOMETRO de MANO para AZUCARES 2 escalas, rango 0/80% Brix Descripción: Apropiado para controlar concentración de productos y materias primas de escalas muy disímiles en porcentaje Brix desde 0% hasta un máximo de 80% Brix Dispone de 2 escalas: Primera de 0 a 50% Brix Segunda de 50 a 80% Brix

REFRACTOMETRO de MANO para AZUCARES 3 escalas, rango 0/90% Brix Descripción:

Dispone de 3 escalas: N01 de 0 a 42% Brix N02 de 42 a 71% Brix N03 de 71 a 90% Brix

Uno de los pocos Refractómetros de mano en el mercado mundial con perilla para aclarar definición del menisco de lectura.

Refractómetros gemológicos REFRACTOMETRO GEMOLÓGICO para testear el índice de refracción de Gemas y Piedras preciosas de Joyería Descripción: Mide al instante en forma rápida y precisa los parámetros del índice de refracción. Muy útil para estimar en pocos segundos pureza, calidad y valor.

Vista Visor

REFRACTOMETRO para LECHE ANIMAL y LECHE de SOJA Descripción:

Dispone de escala de 0 a 25 % especialmente diseñada para medir la concentración de sólidos totales de leche animal. También para medir la concentración de sólidos totales de leche de soja, una vez elaborada para el consumo humano o animal. Vista Visor

Refractometros miel REFRACTOMETRO para MIEL Descripción: REFRACTOMETRO para MIEL Serie RHH-13-25 Honey Determina al instante el contenido de agua en la miel. De gran utilidad para productores y compradores de miel ya que el mayor ó menor valor de la miel es a menor ó mayor contenido de agua, respectivamente. Da la certeza de saber que se esta vendiendo ó comprando

Refractometros orina REFRACTOMETRO para PROTEINA CLINICA de la ORINA Descripción: REFRACTOMETRO para PROTEINA CLINICA de la ORINA Serie RHC-200 Determina al instante el contenido de proteína de la orina. Ayuda a Veterinarios para detectar infecciones urinarias que se manifiestan por el aumento de la proteína en la orina de animales. Por ser un instrumento de mano, es practico su uso en el campo. IMPORTANTE determina el aumento de proteína con lo cual señala la presencia de infección urinaria, pero, no señala a que se debe la infección.

Refractometros salinos

REFRACTOMETRO para AGUA SALADA Descripción: REFRACTOMETRO para AGUA SALADA Serie RHS-10 Determinan al instante el contenido de sal en el agua y otros líquidos de bajo contenido de sal como agua de mar, agua de pozo salada y similares. Muy útil para criaderos de peces, control de agua de: bebida, de proceso, para lavado, de refrigeración, etc. REFRACTOMETRO para SALMUERA Descripción: REFRACTOMETRO para SALMUERA Serie RHS-28 Determina al instante el contenido de sal en el agua y otros líquidos con alto contenido de sal como por ejemplo para la elaboración de aceitunas, encurtidos, etc. Muy útil para calibrar saladeros para quesos, elaboración de aceitunas, encurtidos y otros productos similares ya que permite repetir la elaboración de partidas de producto con índices parejos de sal.

APLICACIONES INDUSTRIALES: La refractometría especialmente de líquidos se utiliza en el análisis de alimentos con fines de identificación y caracterización (aceites, grasas), para control de pureza (productos químicos, distintos alimentos) y para la determinación cuantitativa de ciertos componentes. Así, por ejemplo, sirve para comprobar el aguado de la leche, para la determinación (grosera) del contenido en alcohol de aguardientes y cervezas y del contenido en agua de la miel. Su importancia es aún mayor en la determinación de extractos de productos alimenticios, constituidos principalmente por azúcar (zumos de remolacha y de legumbres, purés de legumbres, zumos de fruta, mermeladas, miel, jarabe de almidón). En la medida de soluciones azucaradas se usa el refractómetro para azúcar. Por lo que existen diversas aplicaciones industriales, en las cuales desenvuelve un rol importante en cada una, tales como:

Industria alimenticia: • • • • • •

Determinación del tenor de alcohol. Determinación del "extracto seco permitido" (°Plato) de la cerveza. Determinación de la concentración en limonadas y jugos (°Brix, °Oechsle) Medición de azúcares. Análisis de la cerveza (alcohol, extracto y extracto seco permitido) mediante la combinación con la medición de la densidad. Determinación de la densidad.

Laboratorio: • • • •

Medición del indice de refracción o de la concentración en cualquier mezcla de dos componentes Medición de la concentración en bebidas sin alcohol (°Brix) Medición de mosto de vino (°Öchsle) Medición del tenor de alcohol o de extractos en bebidas alcohólicas (cerveza, vino, bebidas espirituosas, etc.)

Industria química, procedimientos técnicos: • • • •

Medición de soluciones para hilanderías (DMA,DMF) Determinación de la concentración (por ejemplo durante la destilación o rectificación) Control de procesos Control de calidad

OPERACIONES GENERALES EN LA OBTENCION DE PULPAS. OPERACIONES GENERALES -A continuación

se presentan las operaciones generales que se pueden aplicar a las frutas de las cuales se va a obtener las respectivas pulpas. Se explica qué es cada operación, el objetivo que tiene aplicarla, los equipos empleados más comúnmente y cómo se realiza dicha operación.

Higiene y sanidad en planta: Naturalmente el sitio donde se vaya a realizar la desinfección debe estar ordenado e higienizado. Esta limpieza del sitio se inicia con la ordenación de los elementos presentes. Sigue un barrido de toda mugre gruesa presente en el piso y áreas vecinas como techos, paredes, puertas, rejillas y sifones. Esta limpieza se realiza comenzando por las áreas altas (techo) e ir bajando hasta terminar en el piso y los sifones.

-Sigue un jabonado con detergentes o jabones que ablandan y retiran la mugre. Si hay resistencia se debe aplicar el refregado fuerte y en orden todas las áreas. Se termina con un enjuague a fondo. Si la operación ha sido bien hecha el aroma del ambiente debe ser a limpio.

-Además de las áreas, es crítico la higienización de los operarios, materiales y equipos que entraran en contacto con la fruta. Entonces las operaciones explicadas antes se repiten con el mismo cuidado para guantes, petos y botas de operarios, equipos y materiales. Recepción:

Pesado: Permite conocer con exactitud la cantidad de materia prima que entrega el proveedor

y a partir de esta cantidad se podrá conocer los porcentajes de la calidad de fruta que este suministra. Se espera que el mínimo sea fruta deteriorada o verde que no madure. También con este dato se podrá determinar el rendimiento en pulpa que esa variedad de fruta posee. Se efectúa con cualquier tipo de balanza de capacidad apropiada y de precisión a las centenas o decenas de gramo.

La forma de pesar puede ser en los mismos empaques en que la fruta llega a planta o pasándola con cuidado a los empaques adecuados de la fábrica que se puedan manejar y apilar cómodamente. Debe evitarse el manejo brusco de los empaques para evitar magulladuras o roturas de las frutas.

Selección: Se hace para separar las frutas sanas de las ya descompuestas. Se puede efectuar sobre mesas o bandas transportadoras y disponiendo de recipientes donde los operarios puedan colocar la fruta descartada.

Los instrumentos para decidir cuáles frutas rechazar son en principio la vista y el olfato de un operario. El debe ser muy consciente de la responsabilidad de su trabajo e influencia en la calidad de la pulpa final. Hay ciertas frutas costosas que por su tamaño grande pueden pasar la prueba pero deben ser “arregladas” retirando cuanto antes las fracciones dañadas.

Clasificación: Permite separar entre las frutas que pasaron la selección, aquellas que están listas para proceso, en razón de su grado de madurez y las verdes o aún pintonas que deben ser almacenadas.

-Aquí también los instrumentos más ágiles y económicos son los sentidos de los operarios. El color, aroma o dureza de las frutas permiten elegir las frutas adecuadas. Estas características exteriores específicas de las frutas se pueden comprobar por controles en el laboratorio, que responden a un grado de madurez adecuado para la obtención de pulpas de alta calidad. Una guayaba amarilla, sana, olorosa y ligeramente blanda le indica al operario que es adecuada para proceso. Aqui no importan el tamaño o la forma.

Almacenamiento: - Puede aplicarse para acelerar o retardar la maduración de las frutas en la fábrica. Se pueden someter a la primera, frutas sanas que han llegado a la fábrica pintonas para que maduren. Otras veces es conveniente retardar la maduración un determinado tiempo a fin de procesar paulatinamente la fruta que por razones de cosecha se adquirió en grandes cantidades. La aceleración de la maduración se logra generalmente ajustando la temperatura y humedad de una cámara donde se puede almacenar la fruta. Las condiciones del ajuste son específicas para cada especie, pero por lo general se acercan a los 25 ºC y la humedad relativa se eleva a 90%. En los casos de frutas climatéricas, también se puede ajustar la composición de la admósfera de gases que rodean a las frutas. El retardo de la madurez se hace principalmente con la disminución de la temperatura y ajuste de la humedad relativa de la cámara. Hay casos en que se puede controlar modificando la composición de la atmósfera que rodea las frutas. Se disminuye el contenido de oxígeno y aumenta el de anhídrido carbónico y nitrógeno. En cualquier caso es crítica la higiene y limpieza de la cámara.

Lograr resultados esperados de la maduración exige que se controlen las condiciones durante las cuales permanecen las frutas en almacenamiento. Es definitivo que las frutas ubicadas en la cámara puedan ser afectadas por las condiciones que existen a su alrededor. Para esto las frutas deben estar colocadas en cestillos por donde puedan circular los gases a la temperatura necesaria.

Desinfección: Una vez la fruta ha alcanzado la madurez adecuada, se inicia un proceso de limpieza a medida que se acerca el momento de extraerle la pulpa.

El propósito es disminuir al máximo la contaminación de microorganismos que naturalmente trae en su cáscara la fruta, para evitar altos recuentos en la pulpa final, con demérito de su calidad y peligro de fermentación en la cadena de distribución o en manos del consumidor final. La desinfección se efectúa empleando materiales y sustancias compatibles con las frutas. Es indispensable disponer de agua potable para iniciar con un lavado, el cual se puede realizar por inmersión de las frutas o por aspersión, es decir con agua a cierta presión. El objetivo es retirar toda mugre o tierra que contamine la superficie de las frutas y así disminuir la necesidad de desinfectante en el paso siguiente.

Las sustancias desinfectantes que se pueden emplear son a base de cloro, sales de amonio cuaternario, yodo y otra serie de principios activos que cada día llegan al mercado. El hipoclorito de sodio a partir de solución al 13% es el desinfectante más empleado por su efectividad y bajo costo. En la desinfección rutinaria se puede intercalar el uso de desinfectantes para evitar que la flora contaminante crear resistencia a una sustancia. Una vez higienizado todo, se procede a desinfectar las frutas que se hallan en cestillos. Estas se pueden sumergir en la solución desinfectante durante un tiempo adecuado que pueden ser 5 a 10 minutos, dependiendo de las características de las frutas y estado de suciedad. Piñas sucias demorarán más que maracuyás limpios. La solución de hipoclorito puede tener una concentración de 50 mg/kg. La efectividad de esta solución disminuye a medida en que se sumergen más cestillos de frutas. La rotación sugerida es de tres lotes. Es decir que si hay un tanque de hipoclorito fresco de 50 ppm, se puede sumergir un lote de cestillos con fruta, dejarlo el tiempo escogido y retirarlo. Introducir otro lote de cestillos y así repetir por tres lotes. El indicador de si la solución desinfectante aún sirve es determinar que posea el olor característico de cloro y que no se halle muy sucia a simple vista. Si se deja la misma solución mucho tiempo lo que se puede estar haciendo es ensuciar e infectar los últimos lotes que se sumergen en la que era una solución desinfectante.

Enjuague: A la fruta desinfectada se le debe retirar los residuos de desinfectante y microorganismos mediante lavado con agua potable. Si es posible por aspersión con agua que corra y se renueve. No es conveniente enjuagarla sumergiéndola en tanques de agua que cada vez estará más contaminada.

OPERACIONES DE TRANSFORMACION U OBTENCION. -Involucran todas aquellas operaciones que contribuyen a extraer la mayor cantidad de pulpa con el mínimo cambio que deteriore sus características deseables. Estas operaciones son:

Escaldado: Consiste en someter la fruta a un calentamiento corto y posterior enfriamiento. Se realiza para ablandar un poco la fruta y con esto aumentar el rendimiento de pulpa; también se reduce un poco la carga microbiana que aún permanece sobre la fruta y también se realiza para inactivar enzimas que producen cambios indeseables de apariencia, color, aroma, y sabor en la pulpa, aunque pueda estar conservada bajo congelación.

En la fábrica el escaldado se puede efectuar por inmersión de las frutas en una marmita con agua caliente, o por calentamiento con vapor vivo generado también en marmita. Esta operación se puede realizar a presión atmosférica o a sobrepresión en una autoclave. Con el escaldado en agua caliente se pueden perder jugos y componentes nutricionales. Bajo vapor puede ser más costoso y demorado pero hay menos pérdidas. En autoclave es más rápido pero costoso.

En todos los casos se producen algunos cambios. Baja significativamente la carga microbiana; el color se hace mas vivo, el aroma y sabor puede variar a un ligero cocido y la viscosidad de la pulpa puede aumentar. Un escaldado frecuente se hace en marmita agregando mínima cantidad de agua, como para generar vapor y luego si se coloca la fruta. se agita con vigor, tratando de desintegrar las frutas y

volver el producto una especie de “sopa”. Cuando la mezcla alcanza cerca de 70 a 75º C se suspende el calentamiento.

Molido: Permite la desintegración de las estructuras de las frutas que facilitan operaciones como el escaldado y despulpado. Se puede efectuar en molinos como el de martillos, con el que se logra un efecto similar al de la licuadora casera o industrial.

Este molido no es recomendado para frutas que poseen semillas grandes, oscuras, amargas y frágiles como el maracuyá, el mango o aún la guanábana. Las frutas de semillas pequeñas como la guayaba, mora, lulo y tomate se desintegran muy bien sin romper las semillas. El molido tiene la desventaja de incorporar aire a la masa obtenida, con lo que se pueden acelerar procesos de oxidación entre los que se hallan el cambio de color y formación de espuma, ambos causan inconvenientes en la calidad final de la pulpa.

Corte: Algunas frutas como el maracuyá deben ser cortadas para extraer su masa interior antes de separar la pulpa. Aunque hay máquinas que lo hacen, por lo general en las pequeñas industrias se realiza en forma manual con la ayuda de cuchillos.

Pelado: A otras frutas hay necesidad de retirarles la cáscara como a la guanabana y papaya, por su incompatibilidad de color, textura o sabor al mezclarla con la pulpa. Esta operación puede efectuarse de manera manual o por métodos físicos, mecánicos o químicos. El pelado manual se puede realizar con cuchillos comunes de cocina o con otros que presentan ciertas características que se ajustan al tipo de piel de algunas frutas. Estos son similares a los que hoy se emplean para pelar papas. Permiten cortar películas de cierto grosor, evita que el operario por descuido se corte, tienen formas especiales para acceder a superficies curvas y poseen empuñaduras ergonómicas, es decir que se ajustan muy bien a la mano del operario. Los métodos físicos emplean calor y frío, por ejemplo el tomate de mesa. Los mecánicos usan máquinas especialmente diseñadas para determinadas geometrías y texturas. Los métodos químicos emplean sustancias como la soda a diferentes temperaturas y concentraciones. Cada

lote de fruta es específico y necesitaría de varios ensayos para determinar las condiciones adecuadas.

Separación: Esta operación permite retirar la masa pulpa-semilla de frutas como el maracuyá, curuba o lulo. Se efectúa generalmente de forma manual con la ayuda de cucharas de tamaños adecuados. El rendimiento aumenta si se hace dentro de recipientes plásticos para evitar las pérdidas de jugos. Por eficiencia los operarios se colocan en grupos que se encargan unos de cortar la fruta y otros de separar la pulpa-semilla. Estas masas obtenidas se deben cubrir con tapas o materiales plásticos para prevenir contaminaciones u oxidaciones del medio ambiente.

Macerado: Con esta operación se busca aumentar los rendimientos en pulpa. Se logra por la acción de enzimas naturales de la fruta o mediante adición de enzimas comerciales agregadas. También se emplea para disminuir la viscosidad de algunos jugos o pulpas para lograr su concentración a niveles superiores a 60 Brix, como en el caso de la mora, mango y maracuyá. En frutas como la guanabana que poseen, además de la pulpa y la semilla, los sacos donde se encuentran las semillas, que son de una textura no fluida llamada “mota” también se usa la maceración. Esta fracción esta compuesta de fibras de celulosa, la cual se va disolviendo a medida que la fruta madura, con lo que se aumenta la proporción de pulpa fluida. El macerado se logra con mezclas de enzimas llamadas pectinolasas, amilasas y celulasas. Las condiciones de concentración de enzima, temperatura, pH y tiempo de acción óptimos varían de una fruta a otra. Los rendimientos aumentan en valores cercanos al 5-7% o más, dependiendo de las características de cada fruta. El costo por el empleo de enzimas puede considerarse alto, pero se recupera entre mayores sean los volúmenes tratados.

Despulpado: Es la operación en la que se logra la separación de la pulpa de los demás residuos como las semillas, cáscaras y otros. El principio en que se basa es el de hacer pasar la pulpasemilla a través de una malla. Esto se logra por el impulso que comunica a la masa pulpasemilla, un conjunto de paletas (2 o 4) unidas a un eje que gira a velocidad fija o variable. La fuerza centrífuga de giro de las paletas lleva a la masa contra la malla y allí es arrastrada logrando que el fluido pase a través de los orificios la malla. Es el mismo efecto que se logra cuando se pasa por un colador una mezcla de pulpa-semilla que antes ha sido licuada. Aquí las mallas son el colador y las paletas es la cuchara que repasa la pulpa-semilla contra la malla del colador.

Se emplean diferentes tipos de despulpadoras; las hay verticales y horizontales; con cortadoras y refinadoras incorporadas; de diferentes potencias y rendimientos. Es importante que todas las piezas de la máquina que entran en contacto con la fruta sean en acero inoxidable. Las paletas son metálicas, de fibra o caucho. También se emplean cepillos de nylon. Durante el despulpado en este tipo de máquinas también se causa demasiada aireación de la pulpa, con los efectos negativos de oxidaciones, formación de espuma y favorecimiento del cambios de color y sabor en ciertas pulpas. El proceso de despulpado se inicia introduciendo la fruta entera en la despulpadora perfectamente higienizada. Solo algunas frutas, como la mora, guayaba o fresa, permiten esta adición directa. Las demás exigen una adecuación como pelado (guanabana), corte y separación de la pulpa-semilla de la cáscara (maracuyá). Ablandamiento por escaldado (tomate de árbol). La máquina arroja por un orificio los residuos como semilla, cáscaras y otros materiales duros que no pudieron pasar por entre los orificios de la malla.

Los residuos pueden salir impregnados aún de pulpa, por lo que se acostumbra a repasar estos residuos. Estos se puden mezclar con un poco de agua o de la misma pulpa que ya ha salido, para asi incrementar el rendimiento en pulpa. Esto se ve cuando el nuevo residuo sale mas seco y se aumenta la cantidad de pulpa. Se recomienda exponer lo menos posible la pulpa al medio ambiente. Esto se logra si inmediatamente se obtiene la pulpa, se cubre, o se la envia por tubería desde la salida de la despulpadora hasta un tanque de almacenamiento.

Refinado: Consiste en reducir el tamaño de partícula de la pulpa, cuando esta ha sido obtenida antes por el uso de una malla de mayor diámetro de sus orificios. Reducir el tamaño de partícula da una mejor apariencia a la pulpa, evita una mas rápida separación de los sólidos insolubles en suspensión, le comunica una textura mas fina a los productos como mermelada o bocadillos preparados a partir de esta pulpa. De otra parte refinar baja los rendimientos en pulpa por la separación de material grueso y duro que esta naturalmente presente en la pulpa inicial. El refinado se puede hacer en la misma despulpadora, solo que se le cambia la malla por otra de diámetro de orificio mas fino. generalmente la primera pasada para el despulpado se realiza con malla 0,060” y el refinado con 0,045 o menor. La malla inicial depende del diámetro de la semilla y el final de la calidad de finura que se desee tenga la pulpa.

Homogenizado: Es otra forma de lograr el refinado de un fluido como la pulpa. En esta operación se emplean equipos que permitan igualar el tamaño de partícula como el molino coloidal. Esta máquina permite “moler” el fluido al pasarlo por entre dos conos metálicos uno de los cuales gira a un elevado número de revoluciones. La distancia entre los molinos es variable, y se ajusta según el tamaño de partícula que se necesite. La fricción entre el molino y el fluido es tan alta que la cámara de molido, necesita ser refrigerada mediante un baño interno con un fluido refrigerado como el agua. Aquí también la pulpa sometida a homogenización sufre una alta aireación como en el caso del molido y el despulpado y refinado.

Desaireado: Permite eliminar parte del aire involucrado en las operaciones anteriores. Hay diferentes técnicas que varían en su eficiencia y costo. La mas sencilla y obvia es evitar operaciones que favorezcan el aireado. Si ya se ha aireado la pulpa, mediante un calentamiento suave se puede disminuir la solubilidad de los gases y extraerlos. Otra forma es aplicar vacío a una cortina de pulpa. La cortina se logra cuando se deja caer poca pulpa por las paredes de una marmita o se logra hacer caer una lluvia de pulpa dentro de un recipiente que se halla a vacío. Entre mas pronto se efectúe el desaireado, menores serán los efectos negativos del oxígeno involucrado en la pulpa. Como se mencionó antes estos efectos son la oxidación de compuestos como las vitaminas, formación de pigmentos que pardean algunas pulpas; la formación de espuma que crea inconvenientes durante las operaciones de llenado y empacado.

Empacado: Las pulpas ya obtenidas deben ser aisladas del medio ambiente a fin de mantener sus características hasta el momento de su empleo. Esto se logra mediante su empacado con el mínimo de aire, en recipientes adecuados y compatibles con las pulpas.

Las fábricas de pulpas han empleado diferentes tipos de plásticos en forma de vasos, bolsas, botellas y canecas. Se ha buscado darle vistosidad, economía y funcionalidad a estos empaques. Para darle funcionalidad se han empleado empaques con capacidades de 125 ml, 200 ml, 500 ml. 1 kg y volúmenes institucionales.

CONTROL DE CALIDAD Una vez obtenidas las pulpas hay necesidad de evaluar la calidad del producto final. La calidad resultante será la que se haya logrado mantener después de haber procesado la fruta que llegó a la fábrica en determinadas condiciones. Si los procesos fueron adecuadamente aplicados, manteniendo la higiene en cada operación, la pulpa resultante poseerá niveles de contaminación aceptables y hasta satisfactorios. Si la fruta reunía las condiciones de madurez y sanidad necesarios, fisicoquímica y sensorialmente la pulpa poseerá las características de calidad muy similares a las recién obtenidas de la fruta fresca a nivel casero, que es el patrón empleado por el consumidor para comparar la pulpa obtenida en una fábrica. La determinación de estos valores en el laboratorio se hace mediante el empleo de equipos y siguiendo técnicas analíticas específicas. Los grados Brix miden la cantidad de sólidos solubles presentes en un jugo o pulpa expresados en porcentaje de sacarosa. Los sólidos solubles están compuestos por los azúcares, ácidos, sales y demás compuestos solubles en agua presentes en los jugos de las células de una fruta. Se determinan empleando un refractómetro calibrado y a 20 ºC. Si la pulpa o jugo se hallan a diferente temperatura se podrá realizar un ajuste en ºBrix, según la temperatura en que se realice la lectura.

REFRACTÓMETRO DE ABBE Descripción de partes principales :

CONCLUSIONES

-El índice de refracción cambia linealmente con la concentración, cosa que también sucede con la mayoría de las sustancias. -El indice de refraccion de sustancias diferentes esta relacionado mediante el angulo de incidencia y de refracción. - La refractometria es una técnica muy importante pues seria sumamente tedioso medir la concentración de un alimento usando otro método; por lo que en análisis tiene variadas aplicaciones en el aspecto cualitativo y cuantitativo. -la muestra de alcohol presenta un índice de refracción de 1.3610 a 20°C , mientras que el el índice de refracción a 28°C es de

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- El índice de refracción cambia linealmente con la concentración, cosa que también sucede con la mayoría de las sustancias. - El índice de refracción depende de la temperatura, por diferencia de cada 1 C se hace una corrección de 0.0004 unidades, a menor temperaturas el índice de refracción aumenta y viceversa.

BILIOGRAFIA