Práctica No. 1 Determinación de las propiedades físicas de los cereales
Castilla, Cindy1 , Rodríguez, Tulio2 & Romero, Diana 3
Resultados Tabla 1. Valores obtenidos para calcular la densidad real y aparente de la avena y el cuchuco.
= 581, 581,4 4 4570 4570,4 ,4 = 124 124 Nota: El peso de la probeta total incluye la cantidad de
Cereal
Avena
Cuchuco
Peso (g) V o (ml) V f (ml) V H2O H2O (ml) ρaparente (g/ml) ρreal (g/ml)
42,900
90,900
100,000
150,000
24,000
39,100
124,000
189,180
0,429
0,606
0,346
0,481
Donde:
V o= Volumen inicial V f = Volumen final V H2O= H2O= Volumen del agua Para determinar la densidad aparente se utilizó la siguiente ecuación:
() = () 42.9 = = 0,42 0,4299 / 100 90.9 ℎ = = 0,60 0,6066 / 150
agua adicionada, peso inicial del cereal y peso de la probeta
Tabla 2. Valores experimentales para calcular el ángulo de reposo en avena y cuchuco. Cereal
Diámetro (cm) Radio (cm) Altura (cm) Ángulo reposo (º)
Avena Cuchuco
15,5
19,7
7,75
9,85
6,3
4,8
39,1
26
El cálculo del ángulo de reposo se obtuvo mediante el uso de la función trigonométrica seno, de la siguiente forma:
El cálculo de la densidad real se determinó a partir de la siguiente siguiente ecuación: ecuación:
=
() ()
42.9 = 0.346 0.346 / / 124 90.9 ℎ = = 0.481 0.481 / / 189.1 =
Partiendo que el peso del agua adicionada adicion ada es:
= = 124 124
1.
43122009 2.4314
3.
= √ (6.3) (6.3) + (7.75 (7.75) ) = 9.98 9.98 6.3 ( ( ) = = 0.63 0.63 9.98 = −(0.63) 0.63) = .° = √ (4.8 (4.8 ) + (9.85 (9.85 ) = 10.9 10.966 4.8 ( () = = 0.44 0.44 10.96 = −(0.44) 0.44) = °
43122010. Facultad de Ingeniería de Alimentos. Espacio académico: Operaciones con sólidos. Docente: Andrés Giraldo
Tabla 3. Observación estereoscópica de la avena y el cuchuco Cereal Avena
Análisis de Resultados
Ángulo de reposo: Al comparar los valores obtenidos para los dos cereales analizados con algunas referencias teóricas, se encontró que las mediciones fueron muy cercanas a estos, ya que según Ravenet (1992) la avena presenta un ángulo de reposo de 32, mientras que el trigo troceado y pelado (cuchuco) puede presentar valores entre los 26 y 31 según Ospina (2001). Algunos de los factores que influyeron en el ángulo de reposo fueron el tamaño de la partícula, la rugosidad de la superficie de la partícula, la esfericidad, la humedad, y la homogeneidad. El ángulo de reposo es un indicador útil para saber la fluidez de un material. Entre menor sea el ángulo de reposo más fácil se desliza el grano, sin riesgo de impacto. (Ospina Machado, 2001), ya que esta es una medida relativa de la fricción y cohesión de las partículas, por lo tanto, entre mayor es la fuerza cohesiva mayor será este ángulo. Teniendo en cuenta lo anterior se puede decir que la avena se desliza con un poco más de dificultad, al presentar un mayor ángulo de reposo con respecto al cuchuco de trigo y de igual forma presenta una fuerza cohesiva mayor.
1.
43122009 2.4314
3.
Cuchuco
Por otro lado, de acuerdo con una clasificación realizada por la Universidad de México, que dice que los sólidos como el cuchuco de trigo que presentan un ángulo de reposo entre 26 y 30 presentan una fluidez buena, mientras que los sólidos como la avena con un valor entre el 31 y el 40 presentan una fluidez catalogada como regular, más cercana a pobre. (Bernard, 2012).
E stereoscopio:
según UNAD (2011) el grano de avena es un grano vestido, fi broso, de forma fusiforme alargada (puede llegar a tener 2-3 cm de longitud) y de color amarillo claro a marrón oscuro, está cubierto de numerosos pelos; como se observa en la tabla 3 los resultados obtenidos al momento de observar algunos granos de avena con la ayuda del estereoscopio, son similares a los descritos anteriormente, encontrando un grano limpio, sin presencia de residuos, impurezas ni insectos, que puedan dañar o afectar en un futuro el alimento. Al comparar las imágenes obtenidas de forma experimental con la figura 1, podemos afirmar que los granos se encuentran en las mismas condiciones, debidos principalmente a que ambas muestras fueron adquiridas en el supermercado, logrando de esta forma una estandarización del producto ante parámetros de calidad y color.
43122010. Facultad de Ingeniería de Alimentos. Espacio académico: Operaciones con sólidos. Docente: Andrés Giraldo
pudo deber a la ausencia de agua en mayores cantidades que permitiese desplazar los espacios porosos del alimento al momento de la medición.
Figura 1. Vista de avena en el estereoscopio.Fuente:http://documents.mx/documents /caracteristicas-morfologicas-y-fisicas-de-los-granosde-cerealesdocx-2pdf.html
Por otra parte, al observar los granos de cuchuco y avena se logró diferencial las diferentes tonalidades presentes en el endospermo de los granos, asociado a la presencia de almidón presente en estos (Villalobos, 2012). A pesar del procesamiento tecnológico sufrido, se observan las características originales de los granos en ambos casos. La importancia de realizar esta medida en la industria de los alimentos es conocer más a fondo, como se encuentran dispuestas las diversas estructuras de los cereales y granos, que en nuestro caso las muestras analizadas fueron de avena y cuchuco, mediante la observación al estereoscopio, además, facilita la identificación de las partes que constituyen los granos (germen, endospermo y pericarpio).
Densidad En el presente laboratorio se determinó la densidad real y aparente de la avena y el salvado de trigo a través del método del picnómetro como se puede observar en la tabla 1. Para los datos de la avena en hojuelas presento una densidad aparente muy similar al dato planteado experimentalmente por (Jimènez, 2013) de 0,43 g/cc.. Sin embargo se presentó amplia diferencia en la densidad real de esto, ya que (Jimènez, 2013) presenta un valor experimental de 1,25g/cc. Por otro lado el cuchuco de trigo o trigo roto, mostro valores experimentales no similares a los reportados por (BLUG, 2012) con una densidad real de 0,55 – 0,72 g/cc esto se
1.
43122009 2.4314
3.
Las densidades aparentes de las materias primas son menores a la densidad del agua, sin embargo, los valores de densidad real son mayores. Esta diferencia se debe, principalmente, a la cantidad de espacios presentes en el volumen total. Una mayor cantidad de espacios de aire hace que la medida de la densidad aparente difiera más de la medida de la real y presenta un valor menor al verdadero
Conclusiones El ángulo de reposo determinó que el trigo presenta una fluidez mayor que la avena, esta medida es de fundamental importancia, por su estrecha relación con el posible corrimiento de una carga durante su almacenamiento y transporte, y resulta de gran ayuda para el cálculo de la estabilidad transversal de una embarcación en la que se estén transportando estos sólidos.
El análisis estereoscópico de los granos resulta adecuado para diferenciar cada uno de las muestras (avena y cuchuco) de otros granos, incluso sirve para verificar ausencia de restos de suciedad, insecto y la identificación de enfermedades que afectan el grano. La realización de esta práctica tiene suma importancia para aumentar las investigaciones e información en las mediciones realizadas, ya que, al momento de realizar una consulta, la información encontrada principalmente para estos tipos de cereales es prácticamente nula. La determinación de las densidades en materiales cereos es de vital importancia para determinar su masa que ocupa en un volumen, en el aforo de almacenamiento, esto depende de muchos factores en lo cuales se destacan el contenido de humedad del
43122010. Facultad de Ingeniería de Alimentos. Espacio académico: Operaciones con sólidos. Docente: Andrés Giraldo
grano al momento de la medición, la variedad del producto trabajo, la humedad del ambiente donde se realizo el ensayo, de igual forma por el tamaño de este requiere de uso de instrumentos de medidas de mediana precisión.
quinua,choco y avena. Quito:
Escuela politecnica nacional. Ospina Machado, J. E. (2001). Características fisico y mecánicas y análisis de calidad de los granos.
Bogotá D.C: Universidad Nacional
Bibliografía Bernard, M. J. (2012). Evaluación de fomas sólidas . México D.F: Unam.
BLUG. (12 de 2012). Obtenido de
de Colombia. UNAD. (12 de 03 de 2011). Universidad Nacional Abierta y a Distancia.
Recuperado el 22 de 08 de 2016,
http://puertodemamonal.com/cms
de
/wp-
http://datateca.unad.edu.co/conte
content/uploads/2012/12/Tabla_d
nidos
e_densidades.pdf Jimènez, J. (2013). Diseño de un proceso de
Villalobos, D. (2012). Características morfologicas y fisicas de los granos
exttrusiòn para la elaboraciòn de
y cereales. Cartagena: Universidad
un suplemento nutricional con base
de Cartagena.
en la mezcla de amaranto,
1.
43122009 2.4314
3.
43122010. Facultad de Ingeniería de Alimentos. Espacio académico: Operaciones con sólidos. Docente: Andrés Giraldo
