EVALUACIN DE PROPIEDADES REOLGICAS DE JUGOS DE FRUTAS Y DERIVADOSLos principales procedimientos reolgicas se basan en mtodos fundamentales utilizando viscosmetro rotacional (con diferentes procedimientos operacionales y geometras), viscosmetros de flujo impulsado presin (tales como viscosmetros de tubo), y viscosmetros de flujo extensional (Ibarz y Barbosa-Cnovas, 2003; Rao, 1999; Steffe, 1996). Mediante el uso de procedimientos fundamentales, se obtiene una descripcin matemtica del fenmeno reolgico. Por lo tanto, las propiedades del producto pueden ser descritos adecuadamente, as como su comportamiento durante el procesamiento, almacenamiento y consumoSin embargo, otros procedimientos y equipos empricos se utilizan a menudo en la industria alimentaria, tales como el consistmetro Adams y la consistmetro Bostwick, as como los procedimientos cuyos diseos slo permiten experimentos de una sola condicin, tales como el viscosmetro de la cada de pelota y el viscosmetro capilar de vidrio. En estas situaciones, el anlisis matemtico es difcil o imposible, y la informacin obtenida es pobre e inadecuada.Viscosmetros rotacionales, tambin llamados remetros, son los equipos ms verstiles y completos que se puede utilizar para determinar todas las propiedades reolgicas de alimentos (tales como la fuerza cortante en estado estacionario y el dependiente del tiempo y propiedades viscoelsticas).En los viscosmetros rotacionales, la muestra se coloca entre una geometra, que es conectado a un motor para ser rotacionalmente movido, y una base estacionaria. El motor puede aplicar una tensin de cizallamiento (), una velocidad de cizallamiento (?), O una cepa especfica () a la muestra, en una manera continua u oscilante. De esta manera, la respuesta de las muestras a la deformacin o flujo (la tensin de cizallamiento corresponsal, velocidad de cizallamiento, o cepa) se puede cuantificar por un sensor. Finalmente, un anlisis cuantitativo se puede llevar a cabo, en base a la descripcin matemtica del fenmeno fsico, con el fin de obtener el comportamiento reolgico del producto. Los viscosmetros rotacionales por lo tanto se pueden utilizar para obtener el cizallamiento de estado estacionario y las propiedades viscoelasticas de diferentes materiales dependientes del tiempo.Es importante resaltar que los productos alimenticios son materiales muy complejos, con comportamiento reolgico complejo. Por lo tanto, los procedimientos reolgicas deben llevarse a cabo con sumo cuidado, ya que muchas fuentes de error pueden comprometer los resultados obtenidos. Por lo tanto, las limitaciones de la tcnica, de la muestra, el equipo y los accesorios deben ser conocidos y evaluados (de hecho, no es raro para los especialistas que sean incapaces de medir algunas propiedades del material evaluado debido a las limitaciones de uno o ms de los problemas mencionados anteriormente).En consecuencia, cada procedimiento y los parmetros deben ser re evaluadas para cada muestra antes de la evaluacin final. Los principales temas a ser evaluados son el tipo, dimensiones, material y superficie de la geometra que se utilizar, el rango de velocidad de cizallamiento, esfuerzo cortante, la tensin, la temperatura y el tiempo que se utilizar, el procedimiento para cargar la muestra, y el clculo de las propiedades y reacciones simples durante el procedimiento de (tales como el secado, separar, reacciones qumicas, gelificante, entre otros).La figura 6.11 muestra las geometras ms comunes que se utilizan en los viscosmetros rotacionales (remetros) para acceder a las propiedades reolgicas de los zumos de frutas y derivados. Ver Ibarz y Barbosa-Cnovas (2003), Rao (1999), y Steffe (1996) para una descripcin matemtica del fenmeno reolgico, as como ms informacin relacionada con el procedimiento reolgico.

6.3.1 Flujo de fluido: Propiedades De Corte En Estado EstacionarioPara obtener propiedades de corte en estado estacionario (propiedades de flujo de lquidos), los procedimientos se llevan a cabo para obtener curvas de flujo de producto. Para esto, una vez que la muestra ha alcanzado la temperatura deseada, es girar continuamente entre la geometra y la base estacionaria, despus de un perodo de pre cizallamiento para garantizar la condicin de estado estacionario (es decir, para alcanzar el equilibrio y evitar medir el comportamiento dependiente del tiempo. El proceso de rotacin puede llevarse a cabo mediante la imposicin de una tensin de cizallamiento () y la medicin de la fuerza cortante correspondiente tasa (?) o viceversa, que es una funcin del diseo del equipo. La tensin de cizallamiento est relacionada con el par de torsin en el eje geomtrico y su rea de contacto, mientras que la velocidad de cizallamiento es relacionada con el gradiente de velocidad del producto a travs de la brecha entre la geometra y la base estacionaria. Desde un punto de vista de ingeniera, la curva de flujo constante es la mejor manera de caracterizar el comportamiento reolgico de fluidos (Steffe, 1996), como las propiedades de flujo estn directamente relacionados con el comportamiento del producto a medida que fluye a travs de tuberas, el perfil de temperatura en calor intercambiadores, el diseo de la bomba y el impulsor, entre otros.Las principales limitaciones de los procedimientos de corte en estado estacionario se relacionan con deslizamiento del producto, la separacin y el rango de velocidad de cizallamiento que se puede evaluar. El deslizamiento de producto en las paredes de geometra se puede evitar usando geometras de superficie spera, mientras que

la separacin del producto se puede prevenir mediante el uso de las geometras correctas y rangos de cizallamiento.El rango de velocidad de cizallamiento est limitado en este tipo de procedimiento, ya que es una funcin de los equipos, geometras, y muestras. Los valores ms bajos de la velocidad de cizallamiento son del orden de 102 s1 (Rao, 1999), lo que puede comprometer la determinacin del valor de tensin de fluencia (0), pero es una buena representacin de la mayora de las operaciones unitarias implicadas en productos alimenticios de procesamiento. Por otro lado, los valores ms altos de la velocidad de cizallamiento son del orden de 102 s1, que es una funcin del producto evaluado. A velocidades de cizallamiento ms altas, vrtice de Taylor puede ocurrir (Steffe, 1996), cuya turbulencia evita anlisis reolgico, o la muestra puede ser exprimido de la geometra.Una vez que el procedimiento experimental reolgico se ha llevado a cabo, los parmetros del modelo reolgico estn determinados por regresin lineal o no lineal, y los parmetros obtenidos se utilizan para describir las propiedades del producto.6.3.2 Propiedades de flujo dependientes del tiempo

Flujo dependiente del tiempo Algunos materiales exhiben caractersticas de flujo dependientes del tiempo. As, al aumentar el tiempo de flujo bajo condiciones constantes, tales fluidos pueden desarrollar un aumento o disminucin de la viscosidad. El primero de estos efectos es denominado reopexia, mientras que el ltimo se conoce como tixotropa, y ambos son atribuidos al cambio continuo de la estructura del material, que puede ser en cualquier caso reversible o irreversible. A) TixotropaLa tixotropa es un ablandamiento dependiente del tiempo. La representacin grfica que le corresponde es una curva similar a la de la pseudoplasticidad, en cuanto que ap desciende a medida que aumenta la velocidad de deformacin.Difiere, sin embargo, de ella en que el descenso ap no est relacionado exclusivamente con la velocidad de deformacin, sino tambin con el tiempo (figura 2).Manteniendo constante la velocidad de deformacin, ap desciende con el tiempo, de manera que ap no depende slo de la velocidad, sino tambin de la duracin (tiempo) de la deformacin. La representacin grfica de en funcin de se obtiene aumentando a intervalos definidos, hasta un mximo, y descendindola luego del mismo modo hasta que alcance un valor 0. Es preciso mantener constante el intervalo de tiempo entre dos lecturas, al igual que las propias lecturas (figura 3). Cuando la velocidad de deformacin desciende, el producto se espesa lentamente, hasta reasumir su comportamiento original.Si las representaciones de en funcin de son dependientes del tiempo terminan formando ciclo de histresis (el trmino histresis se aplica al fenmeno del comportamiento elstico aplazado; de ah que la definicin general de histresis sea la siguiente: un proceso de deformacin en el que las fases de carga y descarga no coinciden, por lo que se forma un bucle) (figura 4).Una consecuencia importante de esta dependencia del tiempo es la necesidad de que las medidas rutinarias se efecten a intervalos de tiempo cuidadosamente elegidos y estrictamente respetados. No basta con controlar las condiciones en que las determinaciones se efectan, sino tambin la historia previa de la muestra; as por ejemplo, tanto el muestreo como el procedimiento de llenado del recipiente del viscosmetro se deben realizar siempre de la manera mas similar posible, lo que es innecesario cuando se trata de muestras cuyo comportamiento no depende del tiempo. Se dice que estos productos tienen memoria reolgica

B) ReopexaLa reopexa es un espesamiento dependiente del tiempo, en el que es curvilneo el diagrama - y en el que stos dos parmetros no estn unvocamente relacio- nados. Existen dos valores de para cada valor de , y a la inversa, si se hacen rutinariamente pruebas cclicas. La reopexa es el fenmeno inverso de la tixotropa, por lo que es igualmente necesario un riguroso control del tiempo en las determinaciones.

Una clasificacin completa y sencilla, teniendo en cuenta lo anteriormente comentado, se puede observar en la figura 5, la cual muestra una red muy til para aproximar el comportamiento de un fluido desconocido a comportamientos estndar.Comportamientos extremos seran los de un comportamiento hokeean puro (correspondientes a materiales idealmente elsticos) y lo de un comportamiento puro newtoniano (materiales idealmente viscosos). El resto de categoras o comportamientos son situados en partes intermedias, ya que la realidad es que todos los materiales muestran ambos comportamientos aunque uno de ellos es dominante (o el elstico o el viscoso). Po Ejemplo: Los resultados experimentales obtenidos para un zumo de naranja concentrado determinados a distintas temperaturas. Se observa un comportamiento de tipo pseudoplstico, como anteriormente fue mostrado. Se observa valores superiores a una lnea recta entre el gradiente y el esfuerzo.

BIBLIOGRAFIA Lourdes Consuelo Quintns Riveiro. Reologa de productos alimentarios .Departamento de Ingeniera Qumica, Escuela Tcnica Superior de Ingeniera Universidad de Santiago de Compostela.