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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN Facultad de Ciencias Agropecuarias Escuela Profesional de Ingeniería en Industrias Alimentarias Ciencias de los alimentos - IV semestre – 2017 Práctica de laboratorio N° 02: Determinación de isotermas de absorción y el valor de la monocapa en alimentos de baja humedad mediante la ecuación de B.E.T.

DOCENTE: Dr. Miguel Larrea Céspedes ESTUDIANTE: Jackelyn Jessica Vilca Jihuaña – 2015-11037 DÍA, HORA Y GRUPO: Viernes, 11 – 13 horas, Grupo 2 TACNA – PERU 2016

_______________________________________________________________ PRÁCTICA Nª2: DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ABSORCIÓN Y EL VALOR DE LA MONOCAPA EN ALIMENTOS DE BAJA HUMEDAD MEDIANTE LA ECUACIÓN DE B.E.T.

Jackelyn Jessica Vilca Jihuaña E.A.P. Ingeniería en Industrias Alimentarias [email protected] ________________________________________________________________________

1- Objetivos  Determinar los isotermas de adsorción de algunos productos alimenticios a partir de las cuales se determinara sus características hidrofilitas mediante la aplicación de la ecuación de BET .Esta aplicación será aplicada a los datos obtenidos con el fin de determinar el vapor de la monocapa y predecir la ecuación más adecuada de almacenamiento para lograr una máxima estabilidad 2- Resumen En la presente práctica realizamos pruebas donde se puede observar las fuerzas que producen el fenómeno de condensación que producen la adsorción 3- Introduccion La ecuación de sorción de Brunauer, Emmett y Teller (BET) representa una base en la interpretación de isotermas multicapas de sorción y ha sido aplicada en adsorción de gases y vapores en superficies y solidos porosos, como también en absorción de vapor, especialmente de agua, por polímeros y otros materiales homogéneos. Sin embargo, el considerable éxito de la isoterma es mas bien cualitativo que cuantitativo. Si consideramos las formas linealizadas (‘’gráficos de BET’’) de las ecuaciones de isotermas, como estimación del rango de aplicabilidad que poseen en sus tramos lineales, vemos que en casi todos los casos, los gráficos de BET , resultan lineales solamente en un rango acotado de actividad acuosa o de presión relativa de sorbato 0,05 < aw < 0,35 – 0,4

Ecuación de BET 𝐴𝑤 1 𝑐−1 = 1 + 𝐴𝑤 1 𝑀(1 − 𝐴𝑤) 𝑚 𝑐 𝑚 𝑐 Dónde: Aw = Actividad de agua o humedad relativa de cada desecador 𝑚1 = valor de la monocapa cuando los sitios hidrofilitos están cubiertos por una molecula de agua C= constante energética, relacionada al calor de adsorción de la primera capa de agua M = humedad en base seca de equilibrio corregido

4- Desarrollo 4.1) Materiales     

Balanza analítica Estufa Desecador Pinzas de acero Placas

4.2) Procedimiento a) Primero procedemos a rotular los desecadores con el nombre de su respectiva muestra que va a contener dentro de ella.

MUESTRAS 1-Ácido sulfúrico 2-Cloruro de litio 3-Cloruro de magnesio 4-Bicarbonato de sodio 5-clorato de potasio 6-nitrato de potasio 7-Agua

b) Luego procedemos a pesar las placas y luego de ello pesamos las muestras correspondientes Datos de la placa Número de placa

Peso de la placa

1

43.5202 g

2.0096 g

2

41.4357g

1.9969 g

3

29.5544 g

2.0416 g

4

29.3897 g

2.0031 g

5

34.7385 g

2.0190 g

6

35.9850 g

2.0110 g

7

37.1463 g

2.0353 g

Peso de la muestra

c) Pesamos aparte harina que vendría ser nuestro peso muestra

Placa muestra

peso de la harina

35.9671

2.0166

d) Luego lo colocamos al horno y lo dejamos un tiempo de 48 horas e) Luego pesamos las muestras que están en el horno después que pasaron las 48 horas Peso de la placa antes de las 48 horas(muestra más placa) 45.5298 43.4326 31.5960 31.3934 36.7575 37.9960 39.1816

Peso después de las 48 horas (muestra más placa) 45.2754 43.5868 31.5746 31.7833 36.8863 38.1992 39.6418

5- CALCULOS Determinación de la humedad de la harina W m. seca + agua = 2,0000 g W muestra seca = 1.7404 g

∆W=W (ms+agua) - W ms ∆W= 2,0000 g - 1,7404 g H2O / g MS = 0,2596 g H2O a. Porcentaje de humedad 𝑥=

0.2596𝑥100 2.0000

𝐗 = 𝟏𝟐, 𝟗𝟖 % 𝐝𝐞 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐝 Ahora utilizamos la fórmula de humedad en base seca 𝐻. 𝐵. 𝑆 =

𝑔 𝐻2 𝑂 + (𝑃𝑓 −𝑃𝐼 ) 𝑔. 𝑚. 𝑠

Hallamos la humedad en base seca para todas las muestras

(Desecador con Acido Sulfúrico) % HBS =

0,2596 gr H2 O + (−0.2544) 1, 7404 gr MS

% 𝐇𝐁𝐒 = 𝟐. 𝟗𝟖𝟕𝟖 𝐱 𝟏𝟎 − 𝟑 (Desecador con Cloruro de litio) % HBS =

0,2596 gr H2 O + (0.1542) 1, 7404 gr MS

% 𝐇𝐁𝐒 = 𝟎. 𝟐𝟑𝟕𝟕

( Desecador con Cloruro de magnesio) % HBS =

0,2596 gr H2 O + (−0.0214) 1, 7404 gr MS

% 𝐇𝐁𝐒 = 𝟎. 𝟏𝟑𝟔𝟖 ( Desecador con Bicarbonato de Sodio) % HBS =

0,2596 gr H2 O + (0.3899) 1, 7404 gr MS

% 𝐇𝐁𝐒 = 𝟎. 𝟖𝟕𝟑𝟏

(Desecador con Clorato de Potasio) % HBS =

0,2596 gr H2 O + (0.0988) 1, 7404 gr MS

% 𝐇𝐁𝐒 = 𝟎. 𝟐𝟎𝟓𝟗 (Desecador con Nitrato de Potasio) % HBS =

0,2596 gr H2 O + (0.2032) 1, 7404 gr MS

% 𝐇𝐁𝐒 = 𝟎. 𝟐𝟔𝟓𝟗 (Desecador con Clorato de Agua) % HBS =

0,2596 gr H2 O + (0.4602) 1, 7404 gr MS

% 𝐇𝐁𝐒 = 𝟎. 𝟒𝟏𝟑𝟓

6- RESULTADOS Isoterma Para ello vamos a emplear la fórmula de la actividad de agua 𝑯𝑹 𝑨𝒘 = 𝟏𝟎𝟎 Desecador con Ácido Sulfúrico Aw =

0 100

=0

Desecador con Cloruro de litio Aw =

11 100

= 0,11

Desecador de Cloruro de magnesio Aw =

33 100

= 0,33

Desecador con Bicarbonato de Sodio Aw =

50 100

= 0,50

Desecador con Clorato de Potasio Aw =

87 100

= 0,87

Desecador con Nitrato de Potasio Aw =

93 100

= 0,93

Desecador con Clorato de Agua Aw =

100 100

=1

Tabla N°3 : Humedad en Base Seca vs Actividad de Agua

AW 0 0,11 0,33 0,5 0,87 0,93 1

H.B.S 2.9878 x 10-3 0.2377 0.1368 0.8731 0.2059 0.2659 0.4135

Grafico Humedad en Base Seca vs Actividad de Agua 1 0.9 0.8

H.B.S.

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

AW

Valor de la Mono capa -para ello es necesario aplicar mínimos cuadrados para poder hallar la intersección la pendiente y el parámetro de intersección

Acido Sulfúrico

𝐀𝐰 𝐱(𝟏 − 𝐀𝐰) 0,000

Cloruro de Litio

0.5199

0,11

Cloruro de Magnesio

3.6004

0,33

Bicarbonato de Sodio

2.6802

0,5

Clorato de Potasio

32.5027

0,87

Nitrato de Potasio

49.9650

0,93

Agua

_

1

Muestras

Aw 0

Aplicamos mínimos cuadrados y nos da como resultado los siguientes datos  𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎  𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒  𝑃𝑎𝑟𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛

𝐴 = −7.6398 𝐵 = 49.3091 𝑅 = 0.8961

Aplicamos la ecuación de BET para encontrar l valor de la monocapa

(𝐶 − 1)𝐴𝑤 𝐴𝑤 1 = + 𝑥(1 − 𝐴𝑤) 𝑋𝑚 𝐶 𝑋𝑚 𝐶 𝟏 =𝑨 𝑿𝒎 𝑪

𝟏 =𝑨 𝑿𝒎 𝑪

(𝑪 − 𝟏) =𝑩 𝑿𝒎 𝑪

C=-5.4496 𝑿𝒎 𝑪 =

−𝟎. 𝟏𝟑𝟎𝟖 𝟏 𝑿𝒎 𝑪

= −𝟕. 𝟔𝟑𝟗𝟖

−𝟕. 𝟔𝟑𝟗𝟖 =

𝟏

𝑿𝒎 𝑪 𝟏 𝑿𝒎 𝑪 = −𝟕. 𝟔𝟑𝟗𝟖 𝑿𝒎 𝑪 = −𝟎. 𝟏𝟑𝟎𝟖

(𝐶 − 1) 49.3091 = 𝑋𝑚 𝐶 𝐶−1 49.3091 = −0.1308 −6.4496 = 𝐶 − 1 𝐶 = −5.4496

𝐴=

1 𝑋𝑚 𝐶

= −7.6398

1 = −7.6398 𝑋𝑚 (−5.4496) 1 = 41.6388 𝑋𝑚 𝑋𝑚 = 0.0240

7- Conclusión Como pudimos observar algunas muestras ganaron humedad y otras perdieron su humedad y así su peso y por lo que cada muestra es distinta a la otra ya que por ejemplo la harina de trigo tiene más humedad y los demás compuestos químicos tienen su propia particularidad al momento de perder o ganar humedad

7- Bibliografía Gonzales, S. V. (10 de noviembre de 2010). es.scribd.com. Recuperado el 06 de octubre de 2016, de es.scribd.com: https://es.scribd.com/doc/110924600/Informe-1-Determinacion-dehumedad-y-materia-seca

UNAD. (15 de mayo de 2010). datateca.unad.edu.co. Recuperado el 10 de octbre de 2016, de datateca.unad.edu.co: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/301105/Archivos-2013-2/Modulolinea/leccin_25_leche_en_polvo.html