Newtonianos y No Newtonianos en la Industria Ind ustria alimentaria
Introducción Desde hace mucho tiempo las operaciones y procesos de los alimentos han ido evolucionando de acuerdo a las necesidades de la sociedad, siendo así los fluidos un tema de gran interés y de estudio, por lo que en actualidad los fluidos constituyen una gran parte de los alimentos que ingerimos, si bien es cierto muchas veces nuestra acciones diarias cumplen con diferentes teorías de la materia que simplemente no nos damos cuenta, y es así que dentro de ella la reología también se encuentra presente, un ejemplo claro es cuando los alimentos ingresan a la boca y por acción de la saliva y la masticación se hace una pasta más fluida que luego se ingiere y conjuntamente por estar estar en movimiento genera la deformación deformación y el flujo de materia, la cual cual a este tipo de reología se le denomina reología natural. Generalmente Generalmente los adultos y los niños requieren alimentos líquidos y pastosos debido a la facilidad de ingestión, por tanto, las industrias buscan maneras de satisfacer dichas necesidades, pues sabemos que cuando se procesa un alimento éste se encuentra sujeto a movimientos constantes y presenta diversos parámetros parámetros de acuerdo a las condiciones que se somete. Y es justamente aquí en donde la aplicación de la reología desarrolla un papel muy importante en la industria alimentaria puesto que esta ciencia se encarga del estudio de la deformación y flujo de la materia, así como también de diseñar procesos y operaciones a partir del comportamiento del flujo, asimismo los fluidos newtonianos y no newtonianos son l os que mayor aplicación tienen debido a las propiedades de la materia conjuntamente influenciado por la viscosidad y el esfuerzo cortante.
Objetivos
Identificar y definir el comportamiento de los fluidos que forman parte del proceso o como productos de la industria alimentaria, dando a conocer las diferentes aplicaciones de los fluidos newtonianos y no newtonianos.
Comprender la información brindada a través de una redacción clara y precisa del trabajo en estudio.
Dar a conocer la relación de la teoría basada en formula, con la aplicación industrial.
Fluidos Newtonianos Cuando hablamos de fluidos newtonianos, inmediatamente nos imaginamos la ley de newton, y es cierto, un fluido newtoniano es la relación lineal que existe entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación, que se puede expresar mediante la siguiente ecuación: = −
Un claro ejemplo de esta definición es , si triplicamos el esfuerzo cortante de una materia, la velocidad de deformación se va a triplicar también, ya que la viscosidad es constante en este tipo de fluidos y por tanto no es alterado por el esfuerzo cortante, asimismo cuando trabajamos con la viscosidad de un fluido newtoniano, éste no depende del tiempo de la aplicación del esfuerzo pero si puede depender en algunos casos de la temperatura y presión. El
comportamiento
del
fluido
newtoniano se puede observar mediante las siguientes graficas: Asimismo,
el
siguiente
grafico
representa el comportamiento de la viscosidad en relación a la velocidad de deformación del fluido, en donde se observa que la viscosidad es constante
Dentro de la industria de alimentos, muchos materiales tales como
La leche, jugo de manzana, jugo de naranja, agua, aceite vino y cerveza tienen un comportamiento newtoniano, es decir que su viscosidad es determinada aplicando una sola velocidad de corte y midiendo el esfuerzo cortante correspondiente.
Fluidos No Newtonianos Los fluidos no newtonianos a comparación de los newtonianos, son aquellos que su relación del esfuerzo cortante y la velocidad de deformación no es lineal. Es decir, son aquellos fluidos en donde la viscosidad cambia con respecto al tiempo de aplicación del esfuerzo cortante, por tanto, aquí no se aplica la ley de newton. En la industria alimentaria los productos alimenticios tales como
La crema, azúcar, jarabe, harina de maíz, las disoluciones de almidón muy concentradas, la arena mojada, dióxido de titanio, miel y aderezos presentan un comportamiento no newtoniano, de las cuales se desligan fluidos dependientes del tiempo (Tixotrópicos y Reopécticos) e independientes del tiempo (Sin esfuerzo umbral y con esfuerzo umbral).
Gráfica N°2: Comportamiento de tipos de fluidos
Fluidos no newtonianos independientes del tiempo
Dentro de los fluidos no newtonianos independiente del tiempo se tiene dos grupos con umbral y sin umbral. Cabe precisar que dicho umbral hace referencia a la necesidad mínima de valor de esfuerzo cortante que tienen estos fluidos para poner en movimiento, por lo tanto, tiene una viscosidad que a cualquier tensión de corte no varía con el tiempo. A. Fluidos no newtonianos sin esfuerzo umbral
Pseudoplásticos
Estos fluidos presentan una viscosidad aparente que disminuye con el aumento en relación a su velocidad de deformación, por tanto, su esfuerzo cortante también se verá disminuida. Casi todos los fluidos no newtonianos se encuentran en este grupo: algunos tipos de kétchup o mostaza, grasas, el plasma sanguíneo y l as suspensiones arcillosas.
Fluidos Dilatantes
Son fluidos Dilatantes aquellas suspensiones del cual su viscosidad aparente aumenta con el incremento de la su velocidad de deformación, por tanto, su esfuerzo cortante también aumenta. Estos fluidos son mucho menos comunes que los fluidos Pseudoplásticos. Algunos de estos tipos de fluidos tenemos: harina de maíz, disoluciones de almidón concentrado, arenas movedizas.
B. Fluidos no newtonianos con esfuerzo umbral Estos fluidos son también llamados viscoplásticos.
Plásticos ideales
Denominadas también plástico de Bingham o fluidos de tapón de flujos, dichos fluidos se caracterizan principalmente en permanecer rígida o sólida hasta que excede un esfuerzo de deformación, es decir, requerir de un esfuerzo cortante mínimo para que a partir de dicho valor se comporte como un líquido, y del cual se presenta una pendiente de la curva esencialmente lineal, lo que indica tener una viscosidad aparente constante. Dichos fluidos los podemos encontramos en alimentos como: el chocolate, kétchup, mostaza, pasta de dientes, jaleas, etc. Para dichos fluidos existe una relación lineal entre el esfuerzo cortante y la relación de la deformación.
Fluido no newtonianos dependientes del tiempo
Fluidos Tixotrópicos
Son aquellos fluidos en los que su viscosidad disminuye al aumentar el tiempo de aplicación del esfuerzo cortante recuperando su estado inicial después de un reposo prolongado. En el caso de los alimentos tixotrópicos, la estructura material se rompe conforme continúa la acción cortante. Este tipo de material alimenticio incluye gelatina, crema, manteca vegetal y aderezos para ensaladas, etc.
Fluidos Reopécticos
Son aquellos fluidos en los cuales su viscosidad aumenta con el tiempo de aplicación de la fuerza y regresan a su estado anterior después de un tiempo. En el caso de los alimentos, la estructura material se fortalece conforme a la continua fuerza cortante. Este tipo de comportamiento no es común en el sistema de alimentos, pero se presenta en una solución de almidón muy concentrada por periodos largos. Bibliografía https://es.scribd.com/doc/312199672/Aplicacion-de-Los-Fluidos-Newtonianos-y-No Newtonianos-en-La-Industria-Alimentaria
AÑO DE LA CONSOLIDACION DEL MAR DE GRAU
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA DE ING. AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS ALIMETARIAS
ASIGNATURA
:
Reologia de los Materiales Agroindustriales
DOCENTE
:
Ing. Grettel Lizbeth Dios Castro
TEMA
:
Clasificación de los Alimentos Según su Textura Alimentos en los Fluidos Newtonianos y no Newtonianos
ALUMNA
:
Julca Morales Maybelline Jhanett
PIURA – PERÚ 2016
