Reologia De Liquidos

TRABAJO PRACTICO Nº 2


REOLOGIA DE ALIMENTOS FLUIDOS




OBJETIVO DE LA PRACTICA

Estudio cuali-cuantitativo del comportamiento de flujo de alimentos fluidos. Caracterización mediante modelos matemáticos conocidos.


FUNDAMENTOS TEORICOS

La viscosidad es el principal parámetro reológico que caracteriza las propiedades de flujo de alimentos líquidos y/o semilíquidos. Seinterpreta como la resistencia interna al flujo que presenta un fluído, la cual determina que, al ser sometido a un esfuerzo no fluya indefinidamente.

De acuerdo a su conducta de flujo los materiales pueden clasificarse en Newtonianos y No-Newtonianos.

Newtonianos: cumplen con la ley de Newton, la cual establece:


donde ( : presión tangencial aplicada por unidad de área (Pascal = Pa= 10 dyn/cm2).

( : coeficiente de viscosidad (Pa.s).
[pic]: gradiente de velocidad entre dos superficies equivalente a la velocidad de deformación ( (s-1).

No- Newtonianos: la relación entre ( y ( no es constante. Esta relación esta dada por una viscosidad aparente ((ap), las cuales función de la velocidad de deformación
Estos fluídos pueden serdependientes o independientes del tiempo de cizallamiento (t). En los primeros, la viscosidad aparente, además de ser


función de la velocidad de deformación, es función del tiempo de cizallamiento:


( = (ap( () independiente del tiempo
( = (ap( (, t) dependiente del tiempo

En el grupo de fluídosno-newtonianos independientes del tiempo se encuentran diferenciados cuatro tipos:



Pseudoplásticos: en esta clase de fluídos, la viscosidad disminuye a medida que la velocidad de deformación aumenta. Indica una continua disgregación y reacomodación de la estructura con la consiguiente disminución de la resistencia al flujo.

Dilatantes: se produce un fenómeno de espesamiento conformeaumenta la velocidad de deformación. Este comportamiento es típico de fluídos que poseen una elevada concentración de sólidos.

Plásticos de Bingham: estos sistemas no fluyen hasta no superar un cierto valor de presión tangencial (umbral de fluencia, (o). Por encima de dicho valor, se comportan siguiendo la ley de Newton.

Mixtos: estos fluídos presentan un comportamiento dilatante opseudoplástico pero luego de superar un umbral de fluencia.

Algunos modelos matemáticos utilizados para describir el comportamiento de fluídos no-newtonianos independientemente del tiempo del tiempo son:

1) Modelo de la ley de la Potencia ó modelo de Ostwald

2) Modelo de Herschel-Bulkley

3) Modelo de Casson-Costell-Durán



4) Bingham



donde m: índice de consistencia
n:índice de flujo
(sp: velocidad de deformación no-newtoniana (

Re: radio de la copa
Ri: radio del rotor
N:número de revoluciones del rotor
(o=umbral de fluencia

Los alimentos que fluyen con características no-newtonianas dependiente del tiempo se clasifican en tres grupos:

Tixotrópicos: la estructura se rompe durante el cizallamiento, a una velocidad de deformacióndada, con la consiguiente disminución de la viscosidad del sistema. Durante el reposo la estructura se recupera total o parcialmente.
Antixotrópicos: la estructura se regenera durante el cizallamiento, aumentando la viscosidad del sistema pero la misma se desintegra durante el reposo.
Reopécticos: la estructura se regenera durante el cizallamiento para dada velocidad de deformación,siendo estable en el reposo.

En general, se acepta que la dependencia con el tiempo es una manifestación de los cambios estructurales que en los materiales provoca el cizallamiento. La aplicación de fuerzas externas altera el equilibrio:

agregados ( moléculas aisladas

destruyendo estructuras entrelazadas, desintegrando partículas solvatadas, etc.
Son dos los modelos más utilizados...