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• Milagros Flores Luna

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Muestra: Salsa de tomate En los cuadros 1, 2 y 3 se reportan los resultados experimentales de los valores de Esfuerzo de corte (τ), Velocidad de corte (ϒ) y Viscosidad aparente (μa); a las temperaturas de 20, 30 y 40°C respectivamente. Se puede observar que los valores de velocidad de corte son iguales en todos los cuadros.

Cuadro 1. Comportamiento reológico de la muestra a 20°C N (rpm) 30.0 0 35.0 0 40.0 0 45.0 0 50.0 0 55.0 0 60.0 0 65.0 0 70.0 0 75.0 0

Esfuerzo de corte (Pa)

Velocidad de corte (1/s)

Viscosida d aparente (cp)

Viscosida d aparente (Pa*s)

Log (velocidad de corte)

Log (esfuerzo de corte)

42.217

10.200

4138.889

4.139

1.477

1.625

42.387

11.900

3561.905

3.562

1.544

1.627

43.265

13.600

3181.250

3.181

1.602

1.636

44.682

15.300

2920.370

2.920

1.653

1.650

46.382

17.000

2728.333

2.728

1.699

1.666

47.430

18.700

2536.364

2.536

1.740

1.676

48.903

20.400

2397.222

2.397

1.778

1.689

49.867

22.100

2256.410

2.256

1.813

1.698

51.340

23.800

2157.143

2.157

1.845

1.710

52.643

25.500

2064.444

2.064

1.875

1.721

Cuadro 2. Comportamiento reológico de la muestra a 30°C N (rpm) 30.0 0 35.0 0 40.0 0 45.0

Esfuerzo de corte (Pa)

Velocidad de corte (1/s)

Viscosida d aparente (cp)

Viscosida d aparente (Pa*s)

Log (velocidad de corte)

Log (esfuerzo de corte)

28.305

10.200

2775.000

2.775

1.477

1.452

29.155

11.900

2450.000

2.450

1.544

1.465

30.572 31.138

13.600 15.300

2247.917 2035.185

2.248 2.035

1.602 1.653

1.485 1.493

0 50.0 0 55.0 0 60.0 0 65.0 0 70.0 0 75.0 0

32.555

17.000

1915.000

1.915

1.699

1.513

33.972

18.700

1816.667

1.817

1.740

1.531

35.490

20.400

1740.333

1.740

1.778

1.550

35.790

22.100

1619.949

1.620

1.813

1.554

37.528

23.800

1566.286

1.566

1.845

1.574

38.482

25.500

1499.073

1.499

1.875

1.585

Cuadro 3. Comportamiento reológico de la muestra a 40°C. N (rpm) 30.0 0 35.0 0 40.0 0 45.0 0 50.0 0 55.0 0 60.0 0 65.0 0 70.0 0 75.0 0

Esfuerzo de corte (Pa)

Velocidad de corte (1/s)

Viscosida d aparente (cp)

25.387

23.800

1118.11 1 1094.61 9 1075.41 7 1059.25 9 1042.00 0 1035.27 3 1020.83 3 1015.76 3 1010.00 0

25.528

25.500

997.444

11.078 12.863 14.762 16.207 17.340 18.275 20.145 22.638

10.200 11.900 13.600 15.300 17.000 18.700 20.400 22.100

Viscosidad aparente (Pa*s)

Log (velocidad de corte)

Log (esfuerzo de corte)

1.477

1.044

1.544

1.109

1.602

1.169

1.653

1.210

1.699

1.239

1.740

1.262

1.778

1.304

1.813

1.355

1.845

1.405

1.875

1.407

1.118 1.095 1.075 1.059 1.042 1.035 1.021 1.016 1.010 0.997

Variación de la viscosidad aparente a diferentes temperaturas

Chart Title 5 4

ua (Pa.s)

3

Viscosidad a 40°C

2

Viscosidad a 20°C

Viscosidad a 30°C

1 0 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 y (1/s)

Fig. 1. Variación de la Viscosidad aparente (μa) en función de la velocidad de corte (ϒ) En la Fig. 1 se puede observar la variación de la viscosidad aparente en función de la velocidad de corte a las diferentes temperaturas a las que fueron analizadas las muestras. La variación de la viscosidad aparente en función de la velocidad de corte a 20°C, 20°C y 30°C, no presenta una relación lineal, si no potencial, motivo por la cual no representa a un fluido newtoniano.

Ajuste de los datos experimentales a la siguiente ecuación

τ =k γ n logτ =logk+nlogγ A partir de esta ecuación se construyeron las siguientes gráficas:

Fig. 2. Determinación de las constantes reológicas a 20°C

Ley de la potencia a 20°C 1.750 1.700

f(x) = 0.26x + 1.23 R² = 0.96

Log T 1.650

Linear ()

1.600 1.550 1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

Log y

k n r2

17.069 0.2571 0.9644

Fig. 3. Determinación de las constantes reológicas a 30°C

Ley de la potencia a 30°C 1.600 1.550 1.500 Log T

f(x) = 0.34x + 0.93 R² = 0.98 Linear ()

1.450 1.400 1.350 1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.900 2.000 Log y

k n r2

8.5862 0.3444 0.9831

Fig. 4. Determinación de las constantes reológicas a 40°C

Ley de la potencia a 40°C 1.500 1.400 1.300

f(x) = 0.91x - 0.3 R² = 0.99

Log T 1.200 1.100

Linear ()

1.000 0.900 1.450 1.550 1.650 1.750 1.850 1.950 Log y

k n r2

0.4981 0.9122 0.9882

En las figuras 3, 4 y 5 se puede observar que la relación entre el log del esfuerzo de corte y el log de la velocidad de corte a 10°C, 20°C y 30°C no fue lineal. El comportamiento de la viscosidad en función a la temperatura es descrito por la ecuación de Arrhenius

u ¿ aeb / T Dónde:   

U : viscosidad dinámica a y b : constantes T: temperatura absoluta (kelvin)

Viscosida Temperatu d Temperatu ra en promedio ra en °C kelvin Cp 20 293 2794.23 30 303 1966.54

1/T 0.003413 0.003003

40

313

1046.87

0.003195

Comportamiento de la viscosidad en función de la temperatura descrito por la ecuación de Arrhenius

Comportamiento de la viscosidad en funcion a la temperatura descrito por la temperatura de Arrhenius 8.500 8.000 7.500 Ln(Viscosidad dinamica)

f(x) = 4486.06x - 7.33 R² = 0.97 Linear ()

7.000 6.500 6.000 0.003

0.004

Inversa de la tempratura (1/k)

Fig. 5. Regresión lineal de la Ecuación de Arrhenius Donde: a= 0.000659 b=4486.1 Cuadro 5: Viscosidad experimental y corregida a las tres temperaturas Viscosida Viscosid d ad Temperat experime corregid Temperat ura en ntal a ura en °C kelvin cP cP 2939.910 20 293 2794.23 6 1773.700 30 303 1966.54 8 1046.87 1105.221 40 313 3 Mediante una gráfica se puede observar la variación de la viscosidad corregida respecto a la temperatura.

3500 3000 2500 2000 viscosidad corregida (cp)

1500 1000 500 0 15 20 25 30 35 40 45 temperatura (k)

Fig. 6. Variación de la Viscosidad en función de la temperatura La viscosidad corregida a 10°C y 30°C fue menor que la viscosidad experimental, en cambio a 20°C la viscosidad corregida fue mayor que la viscosidad experimental. La pastas de tomate son fluidos no newtonianos altamente seudoplásticos que se ajustan convenientemente al modelo a la ley de la potencia. De acuerdo con los resultados obtenidos se observa que esta pasta son fluidos altamente viscosos. Al evaluar el ketchup de tomate inmediatamente después de su fabricación, éste se comporta como un fluido independiente del tiempo y pseudoplástico, pero con el paso del tiempo el material forma una estructura de gel débil lo que implica que al momento de ser usado por el consumidor exhibe comportamiento tixotrópico. Esto explica porqué agitar el ketchup en su envase, hace que el condimento fluya más fácilmente (STEFFE, 1996). Los fluidos viscosos no newtonianos no presentan proporcionalidad entre la relación de deformación y el esfuerzo de corte, la viscosidad recibe el nombre de viscosidad aparente y es función de la relación de deformación (IBARZ y BARBOSA-CÁNOVAS, 1999) Según STEFFE, 1996 las propiedades reológicas fundamentales son independientes del instrumento en el cual son medidas, de manera que diferentes instrumentos producirán los mismos resultados, en la práctica se utilizó el reómetro rotacional donde no hubo muchas diferencias con la literatura. I.

CONCLUSIONES



Se puede afirmar que la salsa de tomate no es un fluido newtoniano ya que la relación entre la velocidad de corte y la variación de la viscosidad aparente no es lineal. Por lo tanto de acuerdo a la gráfica, la salsa de tomate es un fluido

 II.

no newtoniano y obedece a la ley de potencia. La viscosidad aparente de la salsa de tomate depende de la temperatura.

BIBLIOGRAFIA -

HIGGS, S.J. y NORRINGTON, R.J. 1971. Rheological properties of selected

-

foodstuffs. Proc. Biochem., 6(5):52. STEFFE, J.F. 1996. Rheological Methods in Food Process Engineering, 2nd

-

Ed. Freeman Press, East Lansing, Michigan State, USA. 418 p. IBARZ, A. y BARBOSA-CÁNOVAS, G. V. 1999. Operaciones unitarias en la ingeniería

de

alimentos.

Pennsylvania-USA. pp. 85-204.

Technomic

Publishing

Company,

Inc.