UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN ESCUELA DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
“LABORATORIO 01: DETERMINACIONES DENSIMETRICAS EN ALIMENTOS” CURSO: Análisis de Alimentos
PROFESOR: Ing. Sonia Pomareda
ALUMNO: Luis Angel Velasco Lazo
CODIGO: 05-27907
AÑO DE ESTUDIO: 4º año
TACNA – PERU 2011
DETERMINACIONES DENSIMETRICAS EN ALIMENTOS OBJETIVO
Determinar las propiedades físicas (gravedad específica, grados Baum Baumé, é, conc concen entr trac ació ión, n, etc. etc.)) de los los alim alimen ento tos s para para obte obtene nerr informa información ción sobre su identidad: identidad: Concentr Concentració ación, n,
pureza, pureza, fraude, fraude,
estos estos datos datos son de mucha mucha utilid utilidad ad dura durante nte el proce procesam samien iento to,, control d calidad y diseño de equipos.
FUNDAMENTO Las determi determinaci nacione ones s densimét densimétrica ricas s son simples simples y de ejecució ejecución n rápid rápida, a, gener generalm alment ente e aplica aplicable bles s a los los alime alimento ntos s líqu líquido idos s o en solu soluci ción ón.. Esta Esta dete determ rmin inac ació ión n esta esta basa basada da en el prin princi cipi pio o de Arquímedes: “Un cuerpo sumergido total o parcialmente, sufre un empuje de abajo abajo hacia arriba por una fuerza neta igual al peso del cuerpo menos el peso del fluidos desplazado”. Este peso es la fue fuerz rza a
de flot flotac ació ión n tota total. l.
Algu Alguna nas s veces veces la la grav graved edad ad
especifica es referida como densidad relativa. La relación de 20 – 4 indica medición de un material a 20ºC con respecto al agua a 4ºC. Un hidrómetro, o densímetro, es un instrumento que sirve para determi determinar nar la gravedad gravedad específica de los líquidos. líquidos . Típicame Típicamente nte está hecho de vidrio y consiste de un cilindro y un bulbo pesado para que flote derecho. El líquido se vierte en una jarra alta, y el hidrómetro gradualmente se baja hasta que flote libremente. El punt punto o en cual cual la supe superf rfic icie ie del del líqu líquid ido o toca toca el cili cilind ndro ro del del hidrómetro se calcula. Hidrómetros generalmente contienen una
escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la gravedad específica en gramos por centímetros cúbicos. En líqu líquid idos os lige ligero ros s como como queroseno, queroseno , gasolina, gasolina , y alcohol, alcohol , el hidrómetro debe hundir más para disponer el peso del líquido que en líquidos pesados como agua salada, salada , leche, leche, y ácidos. ácidos. De hecho, es usual tener dos instrumentos instrumentos separados, uno para los líquidos y uno para los líquidos ligeros teniendo en diferencia la posición de las marcas medidas.
Densímetro
Las determi determinaci nacione ones s densimét densimétrica ricas s son simples simples y de ejecució ejecución n rápida, generalmente aplicables alimentos líquidos o en solución. Esta determinación está basada en el principio de Arquímedes “ un
cuerpo sumergido total o parcialmente en el seno de un fluido sufr sufre e un empu empuje je de abaj abajo o haci hacia a arri arriba ba por por una una fuer fuerza za neta neta desplazando una cantidad de fluido igual al peso del cuerpo” este peso es la fuerza de flotación total. Algunas veces la gravedad específi específica ca es referid referida a como como densida densidad d relativa relativa.. La relació relación n d420 indica medición de un material a 20ºC con respecto al agua a 4ºC.
FACTORES
QUE
ADECTAN
LA
DETERMINACIONES
DENSIMETRICAS.•
Temperatura Temperatura
•
Presión
•
Concentración
•
Para liquidos la densidad varia muy poco dentro de amplios limites de temperatura y presion.
•
Entre tanto la densidad de un gas es muy sensible a los cambios de temperatura y presion.
•
En casi casi todo todos s los los caso casos s la grav graved edad ad espe especi cifi fica ca es propor proporcion cional al a la concentr concentració ación, n, es decir, decir, cuando cuando la concen centra tració ción
aumenta, ta,
enton tonces ces
la
grave avedad
especifica aumenta igualmente.
MATERIALES
Juego de hidrómetros: hidrómetros: alcoholímetro, alcoholímetro, sacarímetro, sacarímetro, salinómetro, salinómetro, densímetro, lactodensímetro, mustrímetro.
Picnómetros
Material de vidrio
Soluc Solucio iones nes de alime alimento nto a difer diferent entes es conce concentr ntraci acion ones: es: leche leche,, azúcar, sal, alcohol etílico, etc.
METODOS
Deter Determin minaci ación ón de grav graveda edad d especí específic fica a o densid densidad ad relati relativa va en líquidos.
•
Uso de hidrómetros.
•
Uso de picnómetros.
Determinación de gravedad especifica en sólidos. •
Densidad aparente.
PROCEDIMIENTO Para alimentos líquidos. Uso de hidrómetros. hidrómetros. •
Llenar una probeta probeta de volumen conocido, previamente previamente lavada con la solución a muestrear.
•
Dejar en reposo algunos minutos para que el material y la probeta se equilibren
•
Medi Medirr y anot anotar ar la temp temper erat atur ura a de la mues muestr tra. a. Es aconsejable que la temperatura del material a medir sea
igual
a
la
temperatura
de
calibración
del
hidrómetro •
Sumerg ergir
lentam tamente
el
hidróm rómetr etro
(de (de
rang ango
adec adecua uado do)) en la solu soluci ción ón y deja dejarr en repo reposo so hast hasta a alcanzar el equilibrio •
Para líquidos claros leer la escala del densímetro en la proyección de la línea de la parte inferior del menisco; para líquidos coloreados leer en la proyección de la línea superior del menisco.
•
Hace Hacerr las las corr correc ecci cion ones es por por temp temper erat atur ura a en caso casos s necesarios.
Uso del picnómetro. •
Lavar el picnómetro cuidadosamente enjuagando con agua
corrien iente
y
despu spués
con
agua
destil stila ada.
Finalmente deberá deberá secarse en la estufa, enfriado en un desecador conteniendo material deshidratante. •
Obtener el peso del picnómetro limpio y seco
•
Llenar el picnómetro con agua destilada recientemente hervida y enfriada (libre de aire) y enfriada.
•
Coloca Colocarr la tapa tapa del del picnó picnóme metro tro y colo colocar carlo lo en baño baño maría manteniendo a la temperatura deseada.
•
Parte del agua saldrá por el capilar de la tapa, esto permite asegurar el llenado
•
Retir Retirar ar el picnó picnómet metro ro del del baño baño marí maría a y secarl secarlo o con papal filtro
•
Pesar Pesar inmedia inmediatame tamente nte el picnóm picnómetro etro conteni conteniendo endo el agua
•
Pro Procede cederr de la mism misma a form forma a con con el liqu liquid ido o cuya cuya gravedad específica se desea determinar.
Cálculos: Grav. Espec. = A – B C–B Donde. A = peso del picnómetro conteniendo el líquido problema a la temperatura (TºC). B = peso del picnómetro seco y vacío. C = peso del picnómetro con agua a una Tº.
Para alimentos sólidos Densidad aparente. •
En un reci recipi pien ente te de volu volume men n cono conoci cido do llen llenar ar con con semillas de hortalizas o cereales finos. Ej.: linaza al ras.
•
Vaciar parte del contenido y en su lugar colocar el alimento sólido.
•
Llena Llenarr nueva nuevamen mente te el recipi recipien ente te compl completa etand ndo o con semillas hasta nivel.
•
Medi edir las sem semillas las
sobrant antes en una prob robeta eta y
determinar el volumen del alimento sólido. •
Calcular la densidad aparente de acuerdo a la formula indicada. Cálculo: Densidad aparente = Peso en gr. Volumen en ml.
RESULTADOS Y DISCUSIONES Informar sobre los resultados de las determinaciones efectuadas en las soluciones problema y en otros ensayos. Comparar los datos obtenidos con los datos de la literatura. Discutir y fundamentar los resultados.
Tenemos 4 soluciones soluciones salinas salinas de diferentes diferentes concentraciones: concentraciones:
A
B
C
D
También soluciones soluciones azucarada azucaradas: s:
A
B
Etanol puro:
C
D
Leche de Vaca:
Entonces empezamos a hacer los análisis con cada una de las respectivas muestras :
A. Para soluciones salinas Cuadro1. G.E de soluciones de NaCl (20ºC/4ºC) Concentración (%) 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Gravedad específica 1.0053 1.0125 1.0268 1.0413 1.0559 1.0709 1.0857 1.1009 1.1162 1.1319 1.1478 1.1640 1.1804 1.1972
°Salinómetr os
°Beaum é
3.7878 7.5757 15.1515 22.7272 30.3030 37.8787 45.4545 53.0303 60.6060 68.1818 75.7575 83.3333 90.9090 105.6910
0.7644 1.7901 3.7845 5.7509 8.1946 9.5998 11.4456 13.2895 15.0949 16.8968 18.6713 20.4295 22.1602 23.8840
Para hallar los °S usamos la siguiente relación: 100°S ---------- 26.4% X °S ---------- 1% X = 3.7878 Así sucesivamente con todas las concentraciones del 1 hasta el 26. Para Para hall halla a los los °Be °Be usam usamos os la sigu siguie ient nte e fórm fórmul ula a gravedades especificas que nos dan en la tabla). º Be
=
145
−
usamo usamos s
las
145 G. E (60º F / 60º F )
Solución A: Lectura del densímetro: Rango [1.000 – 1.100] g/cm 3 densidad o G.E. = 1.041
Solución B: Lectura del densímetro: Rango [1.000 – 1.100] g/cm 3 densidad o G.E. = 1.052
Solución C: Lectura del densímetro: Rango [1.000 – 1.100] g/cm 3 densidad o G.E. = 1.0645
Solución D: Lectura del densímetro: Rango [1.000 – 1.100] g/cm 3 densidad o G.E. = 1.077
Cuadro Cuadro 2. comp complet letar ar las las const constant antes es física físicas s de las soluc solucio iones nes salinas Muestra A B C D
Concentració n (%) 5.959 7.466 9.998 10.824
Grav. especifica 1.041 1.052 1.0645 1.077
º salinómetros 22.572 28.28 37.87 41.00
Confec Confeccio cionar nar una una curva curva plotea ploteand ndo o la conce concentr ntraci ación ón (%) vs. º Salinómetros º salinometros 45 40 35 30 25
Serie1
20 15 10 5 0 5,959
7,466
9,998
10,824
concentracion
como vemos, la curva, nos indica que al aumentar la concentración de NaCl, el índice de º salinometros también va a aumentar.
a.-Conociendo la gravedad especifica de las soluciones utilizadas en la practica, determinamos el % de concentración en la solución.
b.-Conociendo los 0S se puede determinar en primer lugar el % de concentr concentració ación n (relació (relación n
100 0S equiv equivale ale a la conc concent entra ració ción n de
26.4%) y luego compara con el valor correspondiente correspondiente de gravedad gravedad especifica de la solución.
c.-Haciendo uso de la ecuación apropiada calcular 0Be. °
Be para líquidos mas pesados que el agua a (60 0F/600F) Be
°
=
145 -
145 grav.Esp.(60°F/60°F)
°
Be para líquidos mas pesados que el agua a (60 0F/600F) Be
°
=
140 grav.Esp.(60°F/60°F)
130
−
B. Para alcohol: Densidad del alcohol a diferentes temperaturas en g/ml Temperatura Temperatura (ºC) 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Densidad 0.79367 0.79283 0.79198 0.79114 0.79025 0.78945 0.78860 0.78775 0.78691 0.78606 0.78622
Lectu Lectura ra del del alcoh alcohol olím ímetr etro o = 24 º alco alcohó hólic licos os en la escala escala Gay Lussac Según la tabla deberá tener una densidad de 0.78775 a) Determinar la densidad de la muestra a temperatura ambiente. Si la densidad de la muestra es 0.815 g/ml. Y la temperatura ambiental es de 10°C a 22°C. (22°C)(0.78775) = 21.2644 g/ml. 0.815 b) Utilizando la formula, corregir para temperatura a 20 0C.
t
S 4
=
20
S 4
+
( 20 − t )0.000846
t 4
S = 0.815 + (20 – 96)0.000846 = 0.7507
C. Para soluciones azucaradas. gravedad específica de soluciones de azúcar (20 ºC/4 ºC)
Concentración (%)
Gravedad Específica
1 2 4 6 8 10 12
1.0021 1.0060 1.0139 1.0219 1.0229 1.0381 1.0465
14 16
1.0549 1.0635
°Bx 0.44 0.87 1.0 5.55 7.525 9.525 11.63 3 13.44 15.57 5
PARA SOLUCIONES DE AZUCAR: Muestra
Concen. (%)
Grav. especifica
E F G H
4.1 5.85 7.7 9.8
1.050 1.023 1.030 1.036
º Beaum é 4.1 5.85 7.7 9.3
Confecci Confecciona onarr una curva plotea ploteando ndo la concentr concentració ación n otra curva ploteando la concentración vs º Be
vs la G.E y
concentracio 12 10 8 6
Se ries1 ries1
4 2 0 1,05
1,023
1,03
1,036
graved ad especifica especifica
como se ve, al aumentar la concentración aumenta la G.E de la sol. azucarada
aquí sucede lo mismo a > % > ºBe
Hallando la densidad mediante el método del pignómetro: Usamos un pignómetro de 25 ml. Peso del pignómetro vacío = 33.6762 Peso del pignómetro + muestra = 57.8888 Peso del etanol = 24.2126 g Como Densidad = m
V D = 24.2126 = 0.9685 g/ml 25 utilizando la fórmula, corregimos la temperatura a 20ºC S422 = 0.78945 + (20 – 22) 0.000846 S422 = 0.787758 Efectivamente se cumple esta relación.
•
Método del picnómetro:
peso picnómetro vacío = 27.4325 g peso picnómetro + agua = 52.276 g peso del picnómetro con muestra = 52.7284 g lectura Grav. Espec. = A – B C–B G.E. = 52.7284 – 27.4325 = 1.01 52.276 – 27.4325 del densímetro = 1.032 •
Para alimentos sólidos: densidad aparente:
En este método usaremos la lenteja: Peso de lenteja = 15.034 g Volumen de agua en probeta = 90 ml Volumen de agua y lenteja = 102 ml Volumen de lenteja = (volumen de agua y lenteja) – (volumen de agua en probeta) = 12ml
::: Densidad aparente = 15.034 = 1.25 g/ml 12
Conclusiones
Un hidrómetro, o densímetro, es un instrumento que sirve para determin determinar ar la gravedad específica de los líquidos. líquidos . Típicame Típicamente nte está hecho de vidrio y consiste de un cilindro y un bulbo pesado para que flote derecho.
El saca sacarí ríme metr tro o trab trabaj aja a a 20°C 20°C,, mide mide en °Bri °Brix x (por (porce cent ntaj aje e de azúcar) este sacarímetro tiene un rango de 0 – 10% y sirve para medir soluciones azucaradas.
El lactodensímetro sirve para medir la leche, tiene un termómetro incorporado que esta graduado a 15°C.
Con el picnómetro podemos hallar el peso especifico relativo.
Porque el valor comercial de muchos líquidos, como soluciones de azúcar, azúcar, ácido sulfúrico, sulfúrico , alcohol, alcohol , y vino, vino, dependen dependen directamente en la
grave avedad
espe specífi cífica ca,,
extensivamente.
por
eso los
hidr idrómetr metro os
se usan san
La gravedad específica de la leche de vaca varía de 1,027 hasta 1,035. Como la leche contiene varias otras sustancias aparte de agua (87%), uno también debe saber la gravedad específica de albúmina, albúmina , azúcar, sal, sal, y otras sustancias más ligeras que agua.
escala mide El hidr hidróm ómetr etro o tiene tiene 3 escala escalas: s: una escala mide la grave graveda dad d espe specífi cífica ca,,
que
ind indica
la
relac elació ión n
entre tre
gramo/mil mililit ilitro ro
o
kilogramo/kilolitro de la solución. La segunda escala mide el por ciento en volumen de alcohol potencial en la solución. La tercera
escala, sacarímetro, indica la cantidad de azúcar en por ciento, en peso de la solución.
Bibliografía
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3metro " http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3metro "
Bermejo Martínez, Francisco y otros. Química analítica general, cuantitativa e instrumental. Madrid: Editorial Paraninfo, 1991.
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