POROSIDAD I.
OBJETIVOS:
II.
Poner en práctica el método de las probetas para la determinación de la densidad aparente del arroz. Analizar los fundamentos del método del picnómetro para la determinación de la densidad real del arroz.
INTRODUCCIÓN: La densidad es una propiedad básica de cualquier producto, y se define como su masa por unidad de volumen. Las unidades más comunes de la densidad son g/ml y Kg/ 3 . En el caso de alimentos porosos tales como c omo granos, es necesario especificar si se está haciendo referencia a su densidad aparente o real. La densidad aparente es el cociente entre la masa de producto y el volumen aparente del mismo (volumen incluyendo los huecos entre los granos). Por otro lado, la densidad real es el cociente entre la masa del producto y su volumen real (volumen excluyendo los huecos entre los granos).
=
=
Puesto que el volumen aparente siempre será superior al volumen real, la densidad real siempre será mayor que la densidad aparente. Una vez conocidas ambas densidades, se puede llevar a cabo el cálculo de la porosidad() aplicando la ecuación:
=
III.
−
MARCO TEORICO:
Porosidad: Se refiere a la medida del espacio intersticial entre grano y grano, la cual representa la relación r elación entre el volumen poroso y el volumen total de la roca. La porosidad es el volumen de huecos de la materia, y define la posibilidad de ésta de almacenar más o menos cantidad de fluido. Se expresa por el porcentaje de volumen de poros respecto al volumen total de la materia m ateria (porosidad total o bruta). Además de esta porosidad total, se define como porosidad útil la correspondiente correspondiente a huecos interconectados, interconectados, es decir, el volumen de huecos susceptibles de ser ocupados por fluidos. Este concepto de porosidad útil está directamente relacionado con el de permeabilidad. La porosidad útil es, en general, inferior en un 20-50% a la total, dependiendo, dependiendo, sobre todo, del t amaño de grano de la roca: cuanto
menor sea este tamaño de grano, más baja será la porosidad útil respecto a la total. También influye la forma de los granos. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Tipos de Porosidad: Absoluta: La porosidad absoluta es considera como el volumen poroso el total de poros estén o no interconectados. Efectiva: La porosidad efectiva se refiere al porcentaje de poros interconectados que permiten la circulación de fluidos. O se considera como el volumen poroso solamente conectados entre sí. No Efectiva: Esta porosidad no efectiva representa la diferencia entre las porosidades anteriores, es decir, la porosidad absoluta y la efectiva.
El arroz: Se trata de un cereal considerado alimento básico en muchas culturas culinarias (en especial la cocina asiática), así como en algunas partes de América Latina. El arroz es el segundo cereal más producido en el mundo, tras el maíz. Debido a que el maíz es producido con otros muchos propósitos aparte del consumo humano, se puede decir que el arroz es el cereal más importante en la alimentación humana y que contribuye de forma muy efectiva al aporte calórico de la dieta humana actual; es f uente de una quinta parte de las calorías consumidas en el mundo. Desde 2008, se ha realizado un racionamiento en algunos países debido a la carestía de arroz. En países como Bangladés y Camboya puede llegar a representar casi las tres cuartas partes de la alim entación de la población. Se dedican muchas hectáreas al cultivo del arroz en el mundo. Se sabe que el 95 % de este cultivo se extiende entre el paralelo 53º, latitud norte, y 35º, latitud sur. Su origen es objeto de controversia entre los investigadores; se discute si fue en China o en India. Propiedades físicas del arroz: Conocer las propiedades físicas de los granos es fundamental en ingeniería para diseñar, adaptar y operar equipos; diseñar y construir estructuras de almacenaje; y aplicar procesos de manejo de granos tales como transporte, limpieza, secado, aireación, conservación y procesamiento. Las principales características físicas de los granos son la f orma, tamaño, volumen, densidad y la porosidad. Estas características dependen en alta proporción de la humedad del grano.
IV.
MATERIALES E INSUMOS:
Arroz
Probeta de plástico
V.
Picnómetro
Balanza analitica
PROCEDIMIENTO: Determinación y cálculo de la densidad aparente : es
elativamente sencilla, puesto que implica la medida de su volumen aparente (su volumen total, incluyendo los huecos entre los granos). Bastaría entonces con dividir una cierta masa de arroz entre el volumen aparente de esa misma muestra. Con el fin de estandarizar la determinación. Se hace necesario el grado máximo de compactación de los granos. Describiendo el proceso paso a paso: se toma una probeta de plástico y se determina su masa ( + ). Se golpea la probeta en su base rítmicamente unas 20 veces para conseguir la compactación de la muestra y finalmente se mide el volumen ocupado por la muestra en la probeta (Vaparente). La densidad aparente se calcula como:
Determinación de la densidad real: Con el fin de determinar la densidad real, se utiliza el método del picnómetro. Un picnómetro es un recipiente de vidrio con tapa. Su tapa cuenta con un tubo capilar vertical abierto a la atmósfera que permitirá que el llenado se haga siempre del mismo modo (completando el volumen del picnómetro). El cuello del picnómetro es de vidrio esmerilado para favorecer el cierre. Por su forma, en el enrasado pueden quedar burbujas alojadas bajo el esmerilado, lo que habrá de evitarse. Enrasar el picnómetro significa llenarlo completamente, evitando la formación de burbujas en su interior. Al cerrarlo, el nivel del líquido utilizado (agua) subirá por el capilar y rebosará, quedando el capilar también lleno de agua. Una vez el agua haya rebosado, habrá que secar el picnómetro por fuera antes de pesarlo. Para determinar la densidad real de un
producto poroso como el arroz se necesita la masa del picnómetro en cuatro situaciones diferentes. Todas las masas deben determinarse en balanza analítica y con la tapa. 1. Pesar el picnómetro vacío y anotar su masa (mp) 2. Añadir una cierta masa de arroz y anotar la masa del conjunto (mp+a). 3. Cubrir el arroz con agua y someter el conjunto a baja presión en un desecador conectado a una bomba de vacío. De ese modo se consigue des gasificar (eliminar burbujas de aire alojadas entre los granos de arroz). Completar el llenado con agua (fluido de referencia) y enrasar. Anotar la masa (mp+a+w). 4. Llenar el picnómetro de agua y enrasar. Pesar y anotar su masa (mp+w). Una vez determinados los cuatro datos necesarios, se puede hallar la densidad real del arroz.
Calculo de la densidad real: calculamos el volumen ocupado por los granos de arroz (Vreal) según la ecuación:
Finalmente, se halla la densidad real del arroz dividiendo la masa de arroz (mp+amp) entre el volumen real del mismo. Como conclusión de este apartado, el método del picnómetro ha permitido el cálculo de la densidad real de un producto poroso (el arroz) a través de la determinación de la masa de agua desplazada por el arroz.
Calculo de la porosidad: Una vez determinadas la densidad real y la densidad aparente del producto poroso, el cálculo de la porosidad es muy sencillo y se lleva a cabo utilizando la ecuación:
1. RESULTADOS: Determinación de la densidad aparente del arroz
Masa de la probeta vacía: 88.308 g Masa de la probeta llena de arroz: 185.819g. Por lo tanto la masa de arroz fue la diferencia: 97.511g Volumen aparente del arroz en la probeta después de la compactación: 100ml. Con estos datos y utilizando el método descrito se calculó la densidad aparente del arroz: 0.975g/ml
Determinación de la densidad real del arroz
Masa del picnómetro vacío (mp): 17.3 g. Masa del picnómetro con arroz (mp+a): 37.9 g. Masa del picnómetro con arroz enrasado con agua (mp+a+w): 49.148 g
Con estos datos y utilizando el método descrito en el apartado se calculó la densidad real del arroz: 1.31 g/ml
Determinación de la porosidad del arroz =
VI.
−
= 0.256/
CONCLUSIONES: A los datos obtenidos de la práctica se obtuvo que la porosidad del arroz es 0.256g/ml, esto se obtuvo calculando primeramente su densidad aparente y real, luego aplicamos la ecuación de la porosidad.
VII.
BIBLIOGRAFIA:
Luis Roberto Nava Hernandez, 2009 Ricardo Muñoz Cisternas, manejo de postcosecha del arroz , febrero 1990.
https://es.wikipedia.org/wiki/Arroz
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