características físicas de los granos

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS GRANOS

Prof. Carolina SS.

Caracterización de la materia prima

• Color y Apariencia• Forma• Masa• Dimensiones• Diámetro Equivalente• Área de Proyección• Volumen• Esfericidad• Densidad Aparente y Real• Porosidad• Otras: esfericidad, área superficial, textura

Factores que afectan

• Tipo de Producto

• Variedad

• Lugar de la cosecha y la fertilidad del suelo

• Prácticas culturales y de cosecha

• Contenido de agua

• Contenido de impurezas

Aplicaciones e Importancia

• Dimensionamiento de máquinas;

• Equipos para siembra y cosecha;

• Transporte;

• Secado;

• Almacenamiento;

• Clasificación para comercialización;

• Aireación.

Color y Apariencia

• Importante en la separación de granos, frutas y hortalizas (selección electrónica o visual).

• Aplicación de tratamiento de conservación (secado de frutas, almacenamiento de granos)

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Masa y FormaMasa

• Clasificación de frutas, hortalizas y huevos

• Importante en la determinación de otras características físicas como densidad, porosidad y área superficial.

Forma

• Clasificación de granos y semillas

• Separación de impurezas

• Solución para formas regulares en TCM y procesos de secado.

• Irregularidad de la forma problemas en la determinación de volumen y densidad.

• Comparación con formas en tablas patrón (“Longitudinal and lateral cross sections”).

Manzana Durazno Papa

Clasificador cilíndricoEl Tamiz también puede ser circular

Dimensiones

• Criterio: “posición de reposo”

• Medidas: - Largo (d1)

- Ancho (d2)

- Espesor (d3)

• Aparatos utilizados: paquimetro y micrómetro.

Diámetro equivalente

𝐷𝑒𝑞 =3𝑑1 ∗ 𝑑2 ∗ 𝑑3

• A partir del diámetro equivalente se puede calcular el área proyectada de la materia-prima sobre una superficie, considerándose una forma esférica:

𝐴𝑝 =𝜋𝐷𝑒𝑞2

4

Volumen

• El cálculo del volumen también se basa en la forma geométrica de una esfera:

𝑉 =4

3𝜋 ∗ 𝑟3

𝑟 =𝐷𝑒𝑞2

Esfericidad

• Usada para aproximar formas geométricas indefinidas a la forma esférica

𝜀 =𝐷𝑒𝑞

𝑑1

Densidad Real o Peso específico Real• Relación entre la masa del producto y su volumen

real.• Importancia: Diversos métodos de separación o

clasificación de la materia-prima• Evaluación de textura de frutas• Procesos de TCM

𝜌𝑟 =𝑚

𝑉𝑟

• ρr = peso específico real (kg/m3; g/mL; t/m3)• m = masa del producto (kg; g; t)• Vr = volumen real o volumen ocupado por el

producto (m3; mL).

Densidad Aparente o Peso Específico Aparente

• Relación entre la masa del producto y su volumenaparente el volumen real del producto más elvolumen de los espacios vacíos que existen cuando elproducto es colocado en algún recipiente.

• Volumen real + Volumen intersticial = Volumen aparente• Importancia: Capacidad estática de silos y unidades

almacenadoras

𝜌𝑎𝑝 =𝑚

𝑉𝑎𝑝=

𝑚

𝑉𝑟 + 𝑉𝑖𝑛𝑡

• ρap = peso específico aparente (kg/m3; g/ml; t/m3);• m = masa del producto (kg; g; t);• Vap = volumen aparente (m3; ml);• Vint = volumen de los espacios vacíos.

Porosidad• Porcentaje de espacios vacíos existente en un

determinado lugar ocupado por el producto.

Importancia:

- Resistencia al flujo de aire

- Selección y dimensionamiento de ventiladores

- Proyecto de sistemas de secado, aireación yresfriamiento

𝑃 = 1 −𝜌𝑎𝑝

𝜌𝑟∗ 100% 𝑃 =

𝑉𝑖𝑛𝑡

𝑉𝑎𝑝∗ 100%

P = Porosidad (%)

Bibliografía

• BROOKER, D.B.; BAKKER-ARKEMA, F.W and HALL; C. W. Drying and Storage of grains and oilseeds. 1992. AVI Pupl. Co., Westport, CT. 336 p.

• MOHSENIN, N. N. Physical Properties of Plant and animal materials. 2ª ed. 1986. Gordon and Breach Science Publ., London, 891p.