Fundamentos de Reologia
Fundamentos de Reologia
Fundamentos de Reologia
de Reología de
Alimentos
Tabla de Contenidos
1. INTRODUCCIÓN A LA REOLOGÍA 5
2. REOLOGÍA 9
2.1. DEFINICIÓN 9
2.2. HISTORIA DE LA REOLOGÍA 10
3. LA VISCOSIDAD 16
3.1. DEFINICIÓN 16
3.2. UNIDADES 16
3.3. TIPOS DE VISCOSIDAD 17
3.3.1. La viscosidad dinámica o absoluta, 17
3.3.2. La viscosidad aparente 17
3.3.3. Viscosidad cinemática 18
3.4. VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA VISCOSIDAD 19
3.4.1. Variación de la viscosidad con la velocidad de
deformación 19
3.4.2. Variación de la viscosidad con la temperatura 20
3.4.3. Variación de la viscosidad con la temperatura y
la presión:21
3.4.4. Variación de la viscosidad con la presión. 21
4. CLASIFICACIÓN DE FLUIDOS 23
4.1. INTRODUCCIÓN 23
4.2. TIPOS DE FLUIDOS: 26
4.2.1. Fluidos newtonianos 1
4.2.2. Fluidos no newtonianos: 3
4.2.3. Fluidos viscoelásticos: 16
5. BIBLIOGRAFÍA 18
1. INTRODUCCIÓN A LA REOLOGÍA
1
1.1. PROPIEDADES REOLÓGICAS DE LOS ALIMENTOS
1
Alvarado, J. de D. “Principios de Ingeniería Aplicados a
Alimentos”. Ed. Radio Comunicaciones, Quito, Ecuador. 1996.
p 180
básicas con transferencia de calor, masa y cantidad de
movimiento. También se aprovechan para control
instrumental de calidad del material crudo previo al
procesamiento, de productos intermedios durante la
manufactura, y de los productos finales después de la
producción. Sirven para evaluar la calidad preferida por el
consumidor por medio de correlaciones entre las medidas
reológicas y pruebas sensoriales. Permiten elucidar la
estructura o composición de alimentos y analizar los
cambios estructurales que ocurren durante un proceso.
2.1. DEFINICIÓN
2
Diccionario Enciclopédico Ilustrado OCEANO UNO (1989)
3
BIRD, R. B, STEWART, E. N, LIGHTFOOT, “Fenómenos De
Transporte”. Ed. Reverte, 1998. p 1-10
dvx
yx
dy Ec 2.1-1
i
dv
Ec 2.2-1
dy
En esta época apareció la Ley de Hooke que fue de aplicación para el estudio
G
Ec 2.2-3
De
T Ec 2.2-4
3.1. DEFINICIÓN
3.2. UNIDADES
1 cp = 1 mPa·s
1 Poise = 1 g/cm·s
La tabla siguiente es una aproximación del valor de la
viscosidad para sustancias muy conocidas a temperatura
y presión ambientales:
Siendo:
: viscosidad cinemática.
: viscosidad dinámica .
: densidad del fluido.
3.4.2.1. Líquidos
B
A eT Ec 3.4.2.1-1
siendo:
: viscosidad dinámica [mPa·s]
A y B: constantes dependientes del líquido
T: es la temperatura absoluta en ºC
3.4.2.2. Gases
⎡ B⎤
0 exp ⎢AP ⎥
⎣ T T0 ⎦ Ec 3.4.3-1
En esta expresión:
0 es la viscosidad a T0 y a presión
atmosférica.
A: 1/430
B: 1/36
4.1. INTRODUCCIÓN
l u Ec 4.1-3
t
l y Ec 4.1-4
u
t y Ec 4.1-5
d du
dt dy Ec 4.1-6
4
LEVENSPIEL, O. “FLUJO DE FLUIDOS E INTERCAMBIO DE
CALOR”, edición en español, Ed. Reverté, España, 1993, pág.
17
INTRODUCCIÓN A LA REOLOGÍA
5
Ibid. 4 pág. 88
INTRODUCCIÓN A LA REOLOGÍA
6
Ibid. 4 pág. 90
7
Ibid. 6 Pág. 25
La resultante de los choques al azar es una fuerza
de magnitud y dirección variable que a la
orientación de las varillas, responsable de la
viscosidad, para evitar que se llegue a un cierto
estado de equilibrio. Cuanto mayor sea la
orientación de las varillas, menor será la
viscosidad del fluido (fig 4.2.2-3).
8
STEFFE, James F., Ph.D., P.E.”RHEOLOGICAL METHODS IN
FOOD PROCESS ENGINEERING”, 2a ed., Ed Freeman Press, USA,
1992. Pág. 24
F
9
Ibid. 4 pág. 91
4.2.2.2. Fluidos dependientes del tiempo de
aplicación:
Fig 4.2.2-6 Esfuerzo frente a velocidad de cizalladura10 para las dos clases de
fluidos no newtonianos,
dependientes del tiempo, pero no elásticos.
10
Ibid. 4 pág. 91
INTRODUCCIÓN A LA REOLOGÍA
11
Ibid 6. Pág. 28
a) b) c)
12
Ibid. 6 Pág. 29
el yogur, las tintas de impresión, la salsa de tomate,
algunos aceites del petróleo, el nylon, etc. Para modelizar
la variación de la viscosidad con el tiempo, se ideó la
siguiente ecuación:
t t M t df D2
t 0
dt
Ec 4.2-2
donde, T
dt
M t t R II ⎡ t t ⎤
II exp⎢ dII
T
0
⎥
⎣ II ⎦ Ec 4.2-3
siendo,
II: el tiempo de relajación del fluido, es decir, el
tiempo que tarda el fluido en disminuir su tensión
a 1/e veces. Puede haber diversos tiempos de
relajación.
R(II): función de distribución de tiempos de
relajación.
0: viscosidad inicial sin perturbaciones.
F(D2): función simétrica de la velocidad de
deformación.
i
Ec 4.2-4
donde
, : esfuerzo cortante aplicado.
: tiempo de relajación.
i
:gradiente de esfuerzos cortantes
(/G).
: viscosidad aparente.
: velocidad de deformación.
a)
13
Ibid. 6 Pág. 298 - 299
5. BIBLIOGRAFÍA