REOLOGIA DE LOS ALIMENTOS

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA

FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS

ALIMENTARIAS

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIA, TECNOLOGÍA E

INGENIERIA DE LOS ALIMENTOS

REOLOGÍA

MANUAL DEL VISCOSÍMETROMANUAL DEL VISCOSÍMETRO BROOKFIELDBROOKFIELD

Ing° ALFREDO ABELARDO CARMONA RUÍZ

.

Tingo María - Perú

2008

Alfredo Abelardo Carmona Ruiz 1

REOLOGIA DE LOS ALIMENTOS

I. Introducción

El laboratorio de Análisis de los alimentos cuenta con dos viscosímetros

rotacionales, el LVT y el RVT, los cuales no cuentan con manuales, que le

permitan al estudiante conocer el principio de funcionamiento de estos equipos

y de esta manera puedan realizar mediciones adecuadas de alimentos con

comportamiento de fluido, para luego establecer sus propiedades reológicas

que hoy en día son de gran utilidad en la tecnología e ingeniería de los

alimentos.

II. Principio de operación del viscosímetro rotacional

El viscosímetro Brookfield es del tipo rotacional, produce la rotación de un

elemento sensor en un fluido y mide el torque necesario para vencer la

resistencia viscosa al movimiento inducido.

El elemento inmerso (huso) es accionado por un motor sincronizado a través

de un resorte de cobre de berilio.

El grado al cual es girado el resorte, indicado por el dial o por la pantalla

digital, es proporcional a la viscosidad del fluido. Se puede medir una variedad

de rangos de viscosidad utilizando una velocidad de transmisión múltiple (4 u 8)

y husos intercambiables.

Con este viscosímetro se puede hacer medidas de viscosidad empleando el

mismo huso a diferentes velocidades para detectar y evaluar las características

reológicas del material examinado.

La resistencia al flujo se incrementa conforme sea incrementa el tamaño del

uso y/o la velocidad rotacional.

Para cualquier modelo, el mínimo rango de viscosidad se obtiene

empleando el huso más grande a la velocidad más alta, mientras que el rango

máximo se obtiene empleando el huso más pequeño a la velocidad más baja.

III. Viscosímetro Brookfield LVT

A. Aplicaciones típicas

1. Adhesivos.

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2. Solventes

3. Sustancias químicas.

4. Cosméticos

5. Ceras líquidas (calientes)

6. Tintas.

7. Látex.

8. Aceites.

9. Fibras textiles sintéticas.

10. Pinturas.

11. Productos farmacéuticos

12. Soluciones de caucho, goma elástica

13. Sopas

B. Características y accesorios

1. Accesorios

Cuatro (04) husos.

Ocho (08) velocidades: 60, 30, 12, 6, 3, 1.5, 0.6, 0.3 rpm

Vaso de precipitado de 600 ml (cm3)

2. Características

El esfuerzo de torsión () a toda escala es 673.7 dinas/cm2.

La mínima viscosidad medible es 15 centipoise.

La máxima viscosidad medible es 2MM (MM = 1 000 000)

La tabla de factores a utilizarse es la que se muestra en la tabla 1

La viscosidad se determina con la siguiente fórmula:

= lectura del dial x Factor (para el huso y velocidad utilizada tabla 1)

la viscosidad estará dada en centipoise

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Tabla 1: Factores para cada velocidad y huso del viscosímetro LVT

Velocidad(rpm)

HUSOS1 2 3 4

0.30.61.53.06.012.030.060.0

200100402010521

1M5002001005025105

4M2M8004002001004020

20M10M4M2M1M500200100

Fuente: Tabla de factores Brookfield LVT.

Ejemplo ilustrativo: Se utilizó el huso 2 para realizar la medición de la

viscosidad de un alimento líquido y se empleo la velocidad de 30 rpm. Se hizo

rotar el huso el interior del fluido y el marcador del dial indico una lectura de 85.

La viscosidad del fluido será:

= Lectura dial x Factor (para el huso 2 a una velocidad de 30 rpm)

= 85 x 10 (tabla 1) = 850 Centipoise = 85 cps

IV. Viscosímetro Brookfield RVT

Sirven para fluidos de mediana viscosidad.

A. Aplicaciones típicas

1. Cremas

2. Productos alimenticios (aderezos, quesos, pastas batidas)

3. Gomas

4. Tintas para pantallas

5. Pinturas

6. Papel

7. Almidones

8. Revestimientos para pulir superficies

9. Pastas dentales

10. Barnices

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B. Características y accesorios

1. Accesorios

Siete (07) husos.

Diez (10) velocidades: 100, 50, 20, 10, 5, 4, 2.5, 2.0, 1.0, 0.5 rpm

Vaso de precipitado de 600 ml (cm3)

2. Características

El esfuerzo de torsión () a toda escala es 7 187 dinas/cm2.

La mínima viscosidad medible es 100 centipoise.

La máxima viscosidad medible es 8MM (MM = 1 000 000)

La tabla de factores a utilizarse es la que se muestra en la tabla 2.

Tabla 2: Factores para cada velocidad y huso del viscosímetro RVT

Velocidad(rpm)

HUSOS1 2 3 4 5 6 7

0.51.02.02.54.05.010.020.050.0

100.0

2001005040252010521

80040020016010080402084

2M1M500400250200100502010

4M2M1M8005004002001004020

8M4M2M

1.6M1M8004002008040

20M10M5M4M

2.5M2M1M500200100

80M40M20M16M10M8M4M2M800400

Fuente: Tabla de factores Brookfield RVT.

La viscosidad se determina con la siguiente fórmula:

= lectura del dial x Factor (para el huso y velocidad utilizada tabla 2)

la viscosidad estará dada en centipoise

Cálculo de la velocidad angular de deformación (dv/dy)

Si por teoría sabemos que:

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τ=μ( dvdy )Entonces:

( dvdy )= τμV. Pasos para operar los viscosímetros Brookfield

1. Colocar al viscosímetro sobre una base firme.

2. Nivelar el equipo mediante los 3 tornillos que se encuentran en la base y con

la ayuda del nivel de burbuja que está ubicado a un costado del dial.

3. Acoplar el huso al viscosímetro en la parte más baja del eje pívot. Para esto

se levante ligeramente este eje, sujetándole firmemente con la mano

izquierda, mientras se va entornillando el huso con la mano derecha. El

entornillamiento es de derecha a izquierda en sentido contrario a lo normal.

4. Trasvasar la sustancia problema al vaso de precipitado de 600 ml (cm3) y

colocarlo adecuadamente para introducir en el huso.

5. Insertar y centrar el huso en el material a examinar (con la ayuda de la

charnela que se encuentra en el soporte) hasta que el nivel del fluido esté en

la depresión acanalada del eje del huso.

Con el huso tipo disco es necesario algunas veces inclinar el instrumento

ligeramente mientras se está introduciendo en la muestra para evitar que se

formen y queden atrapados burbujas de aire en la superficie interna.

6. Para hacer una medida de viscosidad, accionar el botón de encendido del

motor y dejar un tiempo hasta que el indicador de lectura se estabilice. Este

tiempo dependerá de la velocidad a la cual el viscosímetro está funcionando

y de las características del fluido en examen. Cuando se hace una mediad a

altas velocidades, es necesario presionar el embrague y apagar el motor con

el puntero rojo visible en dial de lectura del viscosímetro.

7. Cuando se hace una medida de viscosidad, la lectura del viscosímetro debe

ser anotada y multiplicada por el factor apropiado para la combinación

empleada: modelo de viscosímetro – huso velocidad. Este factor se obtiene

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de las tablas 1 y 2 de este manual. Para lograr mayor exactitud las lecturas

obtenidas por debajo de 10.0 deberán ser evitadas.

8. Cuando se tenga que cambiar de huso, de muestra, etc., se debe apagar el

motor del viscosímetro. Sacar el huso antes de limpiarlo.

VI. Recomendaciones

1. Los husos o vástagos se encuentran enumerados desde el UNO hasta los

números que se indican en los cuadros respectivos, por lo que se

recomienda utilizar cada uno de ellos en función a la menor o mayor

viscosidad, siendo el huso 1 el utilizado para fluidos de más baja viscosidad

en cada caso.

2. Para el viscosímetro LVT se recomienda realizar lecturas a 60 rpm. Se

deberá repetir la lectura 3 ó más veces y luego dar el resultado que será el

promedio de las lecturas repetidas.

3. Para el viscosímetro RTV se recomienda realizar lecturas a 50 rpm se

deberá también repetir la lectura 3 ó más veces y luego dar el resultado que

será el promedio de las lecturas repetidas.

VII. Bibliografía

Barbosa – Canovas, G.; Ibarz, A.; Peleg, M. 1993. Propiedades reológicas

de alimentos fluidos. ATA Madrid España.

Brookfield S.A. More solutions to sticky problems. A guide to getting more

from your Brookfield Viscositer. Brookfield Engeneering Laboratories Inc

USA.

Muller, H. 1973. Introducción a la reología de los alimentos. Editorial Acribia,

Zaragoza España.

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