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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

INFORME N° O1 DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS CON SOLUCIONES SATURADAS INTEGRANTES: CHARREZ MAMANI ANA CECILIA CAYO YAMPARA GABRIELA SUNEM YANA YANQUI GLADYS PUMA FERNANDEZ CARMEN RUTH ORTIZ TIPO LIMBER

SEMESTRE: IV DOCENTE:

JULIACA – PERU

2019

DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS CON SOLUCIONES SATURADAS 1. MARCO TEÓRICO ISOTERMAS DE SORCIÓN Cita (Alquicira, 2005) Las isotermas de sorción son representaciones gráficas de la relación en- tre el contenido de agua y la actividad de agua para cualquier material a una temperatura constante. Es una curva sigmoidea que generalmente está dividida en tres partes ozonas, cada una de las cuales ya hemos descrito en las secciones anteriores. Dependiendo de la humedad del alimento y de la presión de vapor relativa del medio en el que se encuentra dicho alimento, se puede denominar a las isotermas como: -Isotermas de adsorción: Si es determinada experimentalmente a partir de un producto seco, pues lo que se espera es que éste adsorba agua del medio. -Isotermas de desorción: Si es determinada experimentalmente a partir de un producto saturado en agua o fresco; ya que se espera que pierda agua en humedades relativas bajas. Las curvas de adsorción y desorción son generalmente diferentes, puesto que el secado de un producto (el paso de una aw = 1 a otra < 0,6) entraña modificaciones de estructura y porosidad irreversibles. A partir de esta aseveración se puede deducir que las isotermas sirven para observar el efecto de diferentes técnicas de secado sobre la estructura del tejido alimentario. Isotermas de adsorción y desorción

Fuente: (Alquicira, 2005) El conocimiento de las isotermas de desorción es particularmente importante en el secado de un producto sometido a una corriente de aire caliente y seco, a una determinada temperatura, T, y humedad relativa. La isoterma

de desorción permite calcular el contenido de agua en el equilibrio del producto al final del proceso desecado. ISOTERMAS DE ADSORCIÓN Cita (Universidad nacional autonoma de Mexico, 2009) Una isoterma de adsorción, es la relación general entre la cantidad de gas adsorbido por un sólido, a temperatura constante como función de la presión del gas. También puede definirse como la relación en el equilibrio entre la cantidad de gas adsorbido y la presión del gas a temperatura constante. ADSORCIÓN

Cita (Conceptos, 1909) El termino adsorción, propuesto por Bois-Reymond, llega a la bibliografía en 1881 de la mano de Kayser. En 1909 McBain introduce el termino absorción para describir lo observado al estudiar la adsorción de hidrogeno por carbón. Este mismo investigador propuso el termino porción para incluir la adsorción y la absorción, procesos que en muchos casos no se pueden diferenciar de manera precisa. La adsorción implica la concentración de uno o más componentes de un gas o un líquido en la superficie de un sólido. El sólido se denomina adsorbente y las moléculas adsorbidas en la superficie del sólido, con mayor concentración que en la fase fluida, se conocen como adsorbato. FIGURA N°1: identificacion de adsorbato y adsorbente

Fuente: (Tejeda, 1995) Según sus características la adsorción puede clasificarse en dos tipos: Adsorción física (fisisorción)

Cita (Universidad nacional autonoma de Mexico, 2009) Fuerzas de van der Waalls, ∆H~ 20 KJ/mol, reversible ⇒ desorción ⇐ si temperatura aumenta y presión disminuye, no es de naturaleza específica (sitios activos), formación de

multicapas, el adsorbato conserva su identidad. Figura N°2: actividad de adsorción física.

Fuente: (Universidad nacional autonoma de Mexico, 2009) 

Adsorción química (quimisorción) Fuerzas análogas al enlace químico (atracción entre iones opuestos o coulombicas, coordinadas o covalentes), ∆H~ 200 KJ/mol, irreversible ⇒ no hay desorción ⇐ si temperatura aumenta y presión disminuye, a menos que sean cambios muy drásticos, es de naturaleza específica (sitios activos), formación de monocapas, el adsorbato puede perder su identidad. Figura N°3: actividad de adsorción química.

Fuente: (Universidad nacional autonoma de Mexico, 2009) Factores que afectan a la cantidad adsorbida: Cantidad del adsorbente (m): Superficie disponible P o C del adsorbato: Cantidad de material disponible Temperatura: Generalmente la adsorción es exotérmica Si T, P ó C y m dadas, entonces Y (x/m) se ve afectada por: Naturaleza del adsorbato. Naturaleza del adsorbente.

Naturaleza del disolvente. EQUILIBRIO DE ADSORCIÓN – TIPOS DE ISOTERMAS Una de las formas más habituales de representación del equilibrio de adsorción es mediante la relación entre la cantidad adsorbida y la presión, en el caso de gases o vapores, o la concentración en la fase liquida, en el caso de adsorción de líquidos, para una temperatura determinada. Esta relación se conoce como isoterma de adsorción para un determinado sistema adsorbato-adsorbente. Las isotermas de adsorción, se pueden clasificar teniendo atendiendo a seis tipos Figura N° 4. Esta clasificación fue propuesta por Brunauer y sus colaboradores en el año 1938 y e en la actualidad es la recomendad por la IUPAC (Unión internacional de Química Pura Aplicada). Cuando el equilibrio de adosrcion se utiliza para caracterizar la estructura porosa de los materiales, se suele utilizar la adosorcion de gases a su temperatura de ebullición a presión atmosférica (nitrógeno a 77K, argón a 87K o CO2 a 273 k). De esta forma, el grado de condensación del gas en la fase adsorbato hace que se refleje de una forma muy directa la estructura del sólido. Utilizando la clasificación de Brunaver, se puede inferir las características de los materiales porosos atendiendo a la forma de la isoterma, según los seis tipos antes mencionados: Figura N°4: Clasificación de las isotermas según la IUPAC

OBJETIVOS: -

Determinar la actividad de agua de productos agroindustriales. Determinar la Isoterma de Adsorción de un producto agroindustrial.

-

Determinar la humedad inicial

INTRODUCCION Las isotermas de sorción de humedad (MSI) son representaciones gráficas de p/po versus el contenido de agua (expresado como asa de agua por unidad de materia seca) a la misma temperatura contante. La información obtenida con la MSI es útil: -

En los procesos de concentración y deshidratación. Para formular mezclas de alimentos evitando la migración de humedad entre los diversos ingredientes. Para determinar la impermeabilidad (propiedades barrera antigases) requerida en el material de envasado. Para determinar el contenido de humedad que impide el crecimiento de los microorganismos de interés Para predecir la estabilidad química y física de los alimentos, en función del contenido de agua.

En la Figura se muestra esquemáticamente la MSI de un alimento de alto contenido de humedad representando el intervalo completo del contenido de agua, desde su estado inicial (normal o natural) hasta la desecación total. Este tipo de representación no es muy útil porque los datos del máximo interés-los que corresponden a la región de menor humead-no se aprecian con suficiente detalle. Para obtener una MSI mucho más útil, normalmente se omite la región de humedad muy alta, expandiendo la región de menor humedad.

MODELOS DE ISOTERMAS

Metodología: Materia prima: Harina de maíz, harina de quinua, etc Sales de saturación (200g c/u): -

Cloruro de litio Acetato de potasio Nitrato de magnesio Bromuro de sodio Cloruro de sodio Cloruro de potasio Nitrato de potasio

*Timol: para prevenir el crecimiento microbiano Envases de vidrio cerrados herméticamente (según número de sales saturadas) Papel aluminio Rejillas Estufa

Balanza analítica Procedimiento: -

Pesar entre 1 - 2 gramos de muestra por triplicado Determinar humedad inicial Colocarlas muestras en los frascos de vidrio que contengan las soluciones saturadas Colocar a temperatura ambiente Pesar las muestras rápidamente, hasta peso constante Construir y ajustar con los modelos de BET y GAB

Resultados y discusiones: Reportar los resultados y comparar con otros autores

CONCLUSIONES 1. El agua debe cumplir con características de inocuidad y calidad para asegurar la cadena alimentaria, ya que participa como agente de limpieza, in, por lo cual es necesario elegir métodos eficientes 2. La actividad de agua influye en las características del alimento y en la susceptibilidad al deterioro, por lo que es necesario modelar isotermas para poder así aplicar la tecnología necesaria para la conservación de los alimentos. 3. Es importante la elaboración de isotermas de sorción para la determinación de la actividad de agua de los alimentos, éstas son obtenidas a través de datos experimentarles, los cuales son ajustados según modelos (por ejemplo BET, GAB).