determinaciones densimetricas

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Determinaciones densimetricas CURSO : ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS PROFESOR : PATRICIA GLORIO PAULET INTEGRANTES : AGUILAR ANCO, ANGELICA 20070405 ANTEZANA VASQUEZ, CINTYA 20070407 CHUMBIAUCA CASTILLO, JUAN MARLON 20060411 MARTINEZ MEDINA, JANI LUZ 20061295 QUINTANA SERRANO, VICTORIA 20070436 La Molina, Noviembre del 2009 I. INTRODUCCION En física el término densidad ([pic]) es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos. La densidad relativa o aparente expresa la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua, resultando una magnitud adimensional. La densidad del agua tiene un valor de 1 kg/l —a las condiciones de 1 atm y 4 °C — equivalente a 1000 kg/m3

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Page 1: Determinaciones densimetricas

Determinaciones densimetricas

CURSO     : ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS

PROFESOR   : PATRICIA GLORIO PAULET

INTEGRANTES     : AGUILAR ANCO,   ANGELICA 20070405

                      ANTEZANA VASQUEZ, CINTYA 20070407

                      CHUMBIAUCA CASTILLO, JUAN MARLON 20060411

                      MARTINEZ MEDINA, JANI LUZ 20061295

                      QUINTANA SERRANO, VICTORIA 20070436

La Molina, Noviembre del 2009

    I. INTRODUCCION

En física el término densidad ([pic]) es una magnitud referida a la cantidad de

masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos

absolutos o relativos.

La densidad relativa o aparente expresa la relación entre la densidad de una

sustancia y la densidad del agua, resultando una magnitud adimensional. La

densidad del agua tiene un valor de 1 kg/l —a las condiciones de 1 atm y 4 °C

— equivalente a 1000 kg/m3

La densidad se puede medir en forma indirecta; se miden la masa y el volumen

por separado, y luego se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente

Page 2: Determinaciones densimetricas

con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la

forma del objeto y midiendo las longitudes apropiadas, o mediante el

desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

Un instrumento muy común para medir en forma directa la densidad de un

líquido es el densímetro. Un instrumento menos común es el picnómetro, y en

el caso de gases, el picnómetro de gas.

Un hidrómetro, o densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la

densidad relativa de los líquidos sin tener que calcular antes la masa y el

volumen. Típicamente está hecho de vidrio

y consiste en un cilindro y un bulbo pesado para que flote derecho. El líquido se

vierte en una jarra alta, y el hidrómetro gradualmente se baja hasta que flote

libremente.

La determinación de la densidad se realiza mediante el principio de

Arquímedes (método de empuje), que también es el método utilizado por los

accesorios para la determinación de la densidad en las balanzas. El principio

de Arquímedes establece que todo cuerpo sumergido en un fluido pierde un

peso equivalente al peso del fluido desalojado. Este método permite la

determinación de la densidad de las sustancias sólidas, viscosas y pastosas,

así como los líquidos.

La determinación de la densidad se utiliza en muchas zonas para caracterizar

ciertas propiedades de un producto o material. Las aplicaciones de

determinación de densidad no sólo son numerosas, sino que suelen asociarse

con requisitos específicos.

Por ello el objetivo de esta práctica de laboratorio es conocer los métodos para

determinar la densidad de los alimentos.

Page 3: Determinaciones densimetricas

    II. REVISION DE LITERATURA

  1. Densidad

El concepto de densidad en los líquidos es fácilmente comprensible, pero los

sólidos en forma particulada, tales como guisantes o polvos, tienen una

densidad global así como una densidad propia del sólido que deben

considerarse. Los gases y vapores, al contrario que sólidos y líquidos, se

considera que son compresibles; algunos alimentos como la nata montada o

helados incorporan aire durante su preparación que puede ser medido a partir

del incremento de volumen (Lewis, 1993).

  2. Densidad de los sólidos

Según Lewis (1993), para material granulado (tal como guisantes, alubias,

trigo, harina y polvos), leche, café y almidón, puede

interesar conocer la densidad de las partículas individuales o unidades, o bien

la densidad del conjunto del material, que incluye el volumen vacío entre las

unidades individuales.

El término densidad de los sólidos o de las partículas se refiere a la densidad

de una unidad individual. Esta unidad puede o no contener poros internos. La

densidad de los sólidos se define como la masa de las partículas dividida entre

el volumen de las partículas, y tendrá en cuenta la presencia de tales poros

(Lewis, 1993).

La mayoría de las frutas y verduras frescas contienen entre un 75 y un 95% de

agua. Por lo tanto, muchas densidades de alimentos deberían estar próximas al

valor de la densidad del agua, es decir, 1.000 kg mˉ³, siempre que no

contengan demasiado aire. (Lewis, 1993).

Page 4: Determinaciones densimetricas

En teoría, si la composición del alimento es conocida, la densidad, ρf puede

estimarse mediante la expresión:

ρf   =   ___________________1_____________________

m1/ρ1 + m2/ρ2 + m3/ρ3 + … + mn/ρn

Donde ρf es la densidad del alimento, m1 a mn son las fracciones individuales

de los componentes de 1 a n y ρ1 a ρn son las densidades de los componentes

de 1 a n (n es el número de componentes).

Si las densidades y las fracciones en volumen son conocidas, la densidad

puede obtenerse a partir de la expresión:

ρf   = V1 ρ1 + V2 ρ2 + V3 ρ3 + … + Vn ρn

Donde V1 a Vn son las fracciones en volumen de los componentes de 1 a n y

ρ1 a ρn son las densidades de los componentes de 1 a n.

Según Lewis (1993), las densidades de los sólidos son importantes en los

procesos de separación, como son la sedimentación y la centrifugación y en el

transporte neumático e hidráulico de polvos y partículas. Las condiciones del

procesamiento,

en particular durante la deshidratación y aglomeración, pueden afectar de

manera notable la extensión y naturaleza de la formación de los poros, y por

tato la densidad del producto.

  3. Densidad aparente

Nos dice Lewis (1993), que cuando se mezclan, transportan, almacenan y

Page 5: Determinaciones densimetricas

envasan productos granulados, por ejemplo, guisantes y harina, es importante

conocer las propiedades del material en su conjunto. Cuando tales sólidos son

colocados en un recipiente, el volumen total ocupado contendrá una sustancial

proporción de aire. La porosidad ε del material envasado es aquella fracción del

volumen total que está ocupada por el aire, es decir,

ε = volumen de aire

volumen total

La porosidad resultará afectada por la geometría, tamaño y propiedades

superficiales del producto. Además, si el envase se agita para apelmazar su

contenido, el volumen total y la porosidad del producto disminuirán hasta que

eventualmente el sistema alcanza un volumen de quilibrio. La densidad del

producto en conjunto bajo estas condiciones, se conoce generalmente como

densidad aparente.

La densidad aparente del producto dependerá por lo tanto de una serie de

factores como son la densidad de sus componentes, la geometría, el tamaño,

las propiedades de superficie y el método de medida (Lewis, 1993).

  4. Densidad de líquidos y peso específico

Según Lewis (1993), el agua tiene una densidad máxima de 1.000 kg mˉ³ a 4

ºC. Al aumentar la temperatura por encima de 4 ºC la densidad aumentará. La

adición de cualquier sólido, excepto la grasa, al agua hará aumentar su

densidad. El valor de la densidad de una sustancia pura puede ser usado como

una indicación del contenido en materia sólida.

No

Page 6: Determinaciones densimetricas

obstante, es a menudo más conveniente medir el peso específico PE de un

líquido, siendo:

PE =                 masa del líquido                 =

masa de un volumen igual de agua

= densidad ρL del líquido

densidad ρA del agua

Esta expresión puede utilizarse tanto para sólidos como para líquidos.

El peso específico es adimensional. El peso específico de un fluido cambia

menos que su densidad frente a los cambios de temperatura. Cuando se citan

pesos específicos, normalmente se hace para una temperatura particular. Si el

peso específico de un material se conoce para una temperatura TºC, su

densidad a TºC vendrá dada por:

ρL = (PE)T x ρA

Donde ρL es la densidad el líquido a TºC, (PE)T es el peso específico a TºC y

ρA es la densidad del agua a TºC (obtenida a partir de las tablas).

Para medir pesos específicos se utilizan matraces de densidad, picnómetros e

hidrómetros.

4.1.   Matraces de densidad

Un matraz de densidad puede utilizarse para determinar el peso específico de

un líquido desconocido y de un sólido granulado, con tal de que el sólido sea

Page 7: Determinaciones densimetricas

insoluble en el líquido. Deberá tenerse cuidado en eliminar todo el aire del

matraz cuando el líquido es añadido al sólido. (Lewis, 1993)

El tolueno ha sido recomendado como disolvente adecuado para determinar el

peso específico de los alimentos (Mohsenin, 1970).

Figura 1: Equipo usado para medir la densidad: (a) matraz de densidad; (b)

hidrómetro.

[pic]

Fuente: Lewis, 1993

4.2. Hidrómetros y escalas hidrométricas

El hidrómetro de peso constante se basa en el principio de que un cuerpo

flotante desplaza su propio peso de fluido. El instrumento se coloca dentro del

fluido y la densidad del fluido

es leída sobre la escala del cuello. Llamemos V al volumen hasta la base del

cuello, A la sección transversal del cuello y W al peso del hidrómetro. Cuando

se sumerge en un líquido de densidad, la longitud de la porción del cuello

sumergida es x. Así pues el volumen del líquido desplazado es Ax + V. El peso

del líquido desplazado es igual a (Ax+V), el cual, por el principio de flotación, es

igual a W. Por lo tanto,

ρ = W / Ax+V

Los hidrómetros son fáciles de usar y están disponibles en una amplia variedad

de tamaños, por ejemplo, 1.000 – 1.100 y 1.100- 1200 para diferentes

aplicaciones.

Page 8: Determinaciones densimetricas

4.2.1. Escalas Hidrométricas

Según Lewis (1993), los siguientes son ejemplos de hidrómetros especiales o

escalas hidrométricas:

    • El alcoholómetro se emplea para comprobar soluciones alcohólicas; la

escala muestra la cantidad de alcohol por volumen (0-100%).

.

    • El sacarómetro Brix muestra directamente el porcentaje de sacarosa en

peso en la solución, a la temperatura indicada en el instrumento. Por lo tanto,

los grados Brix indican el porcentaje en peso, p/p de azúcar, y es una unidad

de uso común (Tabla 1).

  Cuadro 1: Relación entre peso específico, escala Brix y escala Baumé para la

sacarosa.

|Lectura Brix                   |Concentración                   |Peso específico                 |

Lectura Baumé                   |

|(ºBrix)                         |(g/l)                           |20ºC                           |(ºBaumé)    

|

|0                               |0                               |1.0000                         |0.00              

|

|5                               |50.9                           |1.0120          

              |2.79                           |

|10                             |103.8                           |1.0400                         |5.57          

|

|15                             |158.9                           |1.0610                         |8.34          

Page 9: Determinaciones densimetricas

|

|20                             |216.2                           |1.0829                         |11.10        

|

|25                             |                               |1.1055                         |13.84              

|

|30                             |338.1                           |1.1290                         |16.57        

|

|35                             |                               |1.1533                         |19.28              

|

|40                             |470.6                           |1.1785                         |21.97        

|

|45                             |                               |1.2046                         |24.63              

|

|50                             |614.8                           |1.2317                         |27.28        

|

|55                             |                               |1.2598                         |29.90              

|

|60                             |771.9                           |1.2887                         |32.49        

|

|65                             |                               |1.3187                         |35.04              

|

|70                             |943.1                           |1.3496                    

    |37.56                           |

|75                             |                               |1.3814                         |40.03              

|

|80                             |1129.4                         |1.4142                         |42.47        

|

  Fuente : Lewis, 1993

Page 10: Determinaciones densimetricas

    • El hidrómetro de densidad, a veces conocido como lactómetro, se emplea

para determinar la densidad de la leche. El instrumento tiene una escala con

divisiones que varían entre 25 (1.025 kgm3) y 35 (1.035 kgm3) si se conoce el

contenido de grasa, entonces acudiendo a las tablas adecuadas, las lecturas

del hidrómetro pueden utilizarse para conocer la MSNG (materia sólida no

grasa). Tales hidrómetros son sensibles a pequeños cambios de densidad, se

construyen con un amplio volumen V y un cuello estrecho, es decir, con una

sección transversal A pequeña.

4.3. Determinación de peso específico

4.3.1. Picnómetro

El picnómetro o botella de gravedad específica (ver figura 2), es un frasco con

un cierre sellado de vidrio que dispone de un tapón provisto de un finísimo

capilar, de tal manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión.

Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de

densidad conocida como el agua o el mercurio (Wikipedia, 2009)

Figura 2: Picnómetro

[pic]

Fuente: Wikipedia 2009

Actualmente, para la determinación de la densidad de algunos productos

especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos (Wikipedia,

2009).

Si el frasco se pesa vacío, luego lleno de agua, y luego lleno del líquido

problema, la densidad de éste puede calcularse sencillamente. (Wikipedia,

2009).

La densidad de partículas

de un árido (polvo, por ej.), que no puede determinarse con el simple método

de pesar, puede obtenerse con el picnómetro. El polvo se pone en el

picnómetro, que se pesará, dando el peso de la muestra de polvo. A

continuación, se completa el llenado del picnómetro con un líquido, de

Page 11: Determinaciones densimetricas

densidad conocida, en el que el polvo sea completamente insoluble. El peso

del líquido desplazado podrá luego determinarse, y así hallar la gravedad

específica del polvo. (Wikipedia, 2009).

Teniendo en cuenta que el volumen es siempre el mismo

      [pic]

y que a partir de la definición de densidad

      [pic]

Se sigue que, a igualdad de volumen, la de densidad es proporcional a la

masa, la densidad de la muestra viene dada por:

      [pic]

Siendo:

      m1: masa de muestra contenido en el picnómetro

      ρ1: densidad de la muestra contenido en el picnómetro

      m2: masa de agua (o líquido de densidad conocida) contenido en el

picnómetro

      ρ2: densidad del agua(o líquido de densidad conocida) contenido en el

picnómetro

III. MATERIALES Y METODOS

  1. GRAVEDAD ESPECÍFICA O DENSIDAD RELATIVA EN LIQUIDOS

3.1.1. Hidrómetro

    a. Materiales

      • Muestras: jugo de durazno, leche.

      • Probeta de 250 ó 500 mL

      • Termómetro

Page 12: Determinaciones densimetricas

      • Juego de hidrómetros: lactodensímetro, sacarímetro, y densímetros.

    b. Procedimiento

    • Transfiérase una porción de la muestra a una probeta suficientemente

ancha como para permitir que el densímetro flote sin tocar las paredes.

    • El líquido debe verterse resbalando por las paredes para evitar que queden

atrapadas burbujas de aire.

    • La temperatura de la disolución deberá aproximarse tanto como sea

posible a aquella a la que están calibrados los densímetros. Léase la

temperatura de la disolución en un termómetro introducido inmediatamente

después de haber efectuado la lectura del densímetro.

    • Para el caso específico de jugo de frutas determínese los sólidos solubles

mediante el uso del hidrómetro de Brix; si la temperatura a la cual se realiza la

lectura difiere de la de calibrado en más de un grado se necesita introducir una

corrección.

Figura 3: Pasos Seguidos en la Utilización del Hidrómetro

                  Muestra

3.1.2. Picnómetro

        a. Materiales

            • Muestra: néctar de durazno

Page 13: Determinaciones densimetricas

            • Termómetro.

            • Baño maría

            • Picnómetro

        b. Procedimiento

    • Masa del picnómetro vacío: Lavar el picnómetro con solución sulfocromica

y enjuagar varias veces con agua destilada; secar a temperatura ambiente.

Después de poner el tapón se deja reposar durante 15 minutos en la balanza y

después se pesa con cuatro cifras decimales. Se debe realizar la medida de

tres determinaciones.

    • Masa del picnómetro lleno de agua: Se llena el mismo picnómetro con agua

destilada recién hervida un poco por encima del enrase, se tapa y se deja en

baño María a 20 ± 0.05 C. Alcanzada la temperatura indicada con ayuda de un ⁰

capilar se enrasa exactamente. A continuación, la parte vacía del picnómetro

se seca de cualquier resto de agua con papel tissue, se coloca el tapón y

después de sacarlo del baño de agua se seca bien con un paño suave que no

deje pelusas, se coloca en la balanza durante 30 minutos y se pesa con una

precisión de cuatro cifras decimales. Debe realizarse la medida de tres

determinaciones.

   

• Masa del picnómetro con la muestra: El picnómetro se vacía y se lava

cuidadosamente varias veces con pequeñas fracciones de la muestra problema

(5 a 10 mL). Después de llenarlo con la muestra ligeramente por encima del

enrase, se sigue lo indicado en el punto anterior.

Page 14: Determinaciones densimetricas

[pic]

Donde:

            - D   = densidad relativa

            - m1   = masa en gramos del picnómetro vacío

            - m2 = masa en gramos del picnómetro lleno de agua a 20°C

            - m3 = masa en gramos del picnómetro lleno de la muestra problema a

20°C

o Para el caso de los zumos turbios deben agitarse energéticamente, de forma

que el sedimento existente se reparta de manera uniforme.

o En el caso de las bebidas carbonatadas, como por ejemplo la cerveza, se

añaden 300-500 mL de muestra a un matraz de fundo plano de 1000 mL que

se cierra y agita durante el tiempo necesario para eliminar la sobrepresión., lo

que se realiza abriendo de vez en cuando. A. continuación la muestra se pasa

por un filtro de pliegues.

3.1.3. Balanza de Westphal

        a. Materiales

    • Muestra alimenticia: leche.

    • Balanza de Westphal.

Page 15: Determinaciones densimetricas

        b. Procedimiento

    • Poner en equilibrio el brazo mediante el tornillo ubicado en la base de la

balanza.

    • Introducir el bulbo de vidrio dentro de la probeta que contiene la muestra

liquida.

    • Para líquidos más densos que el agua poner encima del bulbo la pesa

mayor (0.5 gramos).

    • Colocar las pesas sobre el brazo de la balanza, el que tiene 10 divisiones.

Estas pesas deben _ ser colocadas de una en una (de mayor a menor peso)

sobre el brazo hasta que nuevamente se establezca el equilibrio.

    • Hacer la lectura, considerándose

los siguientes valores en gravedad específica:

              - La pesa de 0.5 corresponde al primer decimal.

              - La pesa de 0.05 al segundo decimal.

              - La pesa de 0.005 al tercer decimal.

              - La pesa de 0.0005 al cuarto decimal.

  • Para líquidos menos densos que el agua, el primer decimal corresponde al

jinetillo de mayor peso, el segundo decimal al que le sigue en menor peso y así

sucesivamente.

Page 16: Determinaciones densimetricas

Figura 4: Balanza de Mohr - Westphal

          Fuente: Biblioteca Digital de la Universidad de Chile (SF)

  2. PESO ESPECIFICO EN SOLIDOS

3.2.1. Balanza Westphal

  • Poner: en equilibrio el brazo, mediante el tornillo ubicado en la base de la

balanza, cilindros de equilibrio y tomillo de equilibrio (lado derecho) utilizando

una pesa de 20 g la cual debe estar colocada en la canastilla de pesas. Extraer

la pesa de 20 g y colocar la muestra en la canastilla de la muestra.

  • Recuperar el equilibrio con pesas, las que serán puestas en el platillo de

pesas   hasta alcanzar el equilibrio (20 g de la pesa).

((Muestra + pesas)=20 g) - (Peso de las pesas) = Peso de la muestra

    • Introducir el platillo de las muestras dentro del líquido.

    • Colocar la pesa en forma de “V” en el primer gancho.

    • Recuperar el equilibrio colocando los jinetillos en el brazo de la balanza que

tiene   la escala de 1 a 9. Estas pesas deberán ser colocadas de uno en uno

(de mayor a   menor peso).

    • Proceder a la lectura como en el caso 4.1.3. El valor numérico leído a base

de la posición de los jinetillos dará la pérdida de peso del material examinado.

    • Dividido el peso seco del material entre su pérdida

Page 17: Determinaciones densimetricas

de peso consecutivo a la inmersión en el agua, indicada por la posición de los

jinetillos se obtiene el peso específico.

3.2.2. Densidad grosera

    • Muestra: papa

    • En un recipiente de volumen conocido (2 ó 3 litros) se llena con papas cuyo

peso es conocido. Luego sobre dicho recipiente se agrega agua hasta alcanzar

el nivel de las papas. Se escurre el agua y luego se determina el volumen.

    • Por diferencia se determina el volumen de las papas. La densidad grosera

se obtiene dividiendo el peso de las papas entre el volumen de agua ocupado

por ellas.

3.2.3. Densidad aparente

    • Muestras: Pan

    • Un recipiente de volumen conocido (0.5 ó 1L) se llena con semillas de

hortalizas,   tratando de nivelarse con una hoja de cuchillo. Se vacía el

contenido y en su reemplazo se coloca el pan, llenándose nuevamente la vasija

con las semillas tratando de nivelados seguidamente. Las semillas sobrantes

deberán ser medidas en una probeta.

  Volumen del recipiente     _     volumen de semillas     =       volumen del con

semillas         sobrantes         pan

[pic]

  IV. RESULTADOS

Page 18: Determinaciones densimetricas

Densidad en líquidos:

Picnómetro: Néctar de durazno

Cuadro 1: Resultados del picnómetro

|                                     |Componentes                                     |Peso (g)              

|

|Medida 1                             |Picnómetro vacío                               |22.08545      

|

|Medida 2                             |Picnómetro + agua                               |47.4272      

|

|Medida 3                             |Picnómetro + muestra                          

|48.6430                                     |

D 20/20 = m3-m1

                  m2 -m1

Donde:

D = Densidad relativa

m1: Masa   es gramos de picnómetro vacío

m2: Masa   es gramos de picnómetro lleno de agua a 20 ºC

m3: Masa   es gramos de picnómetro lleno de la muestra a 20ºC

Page 19: Determinaciones densimetricas

D 20/20 = 48.6430– 22.08545=   1.0479

47.4272– 22.08545

Lactodensímetro: leche evaporada

Se tomo la muestra de leche evaporada de 156 mL y se completo en la probeta

hasta 240 mL, ósea 84mL de agua y 156 mL de leche evaporada

Cuadro 2: Densidad en el lactodensímetro

|Muestra                     |Volumen de la muestra     |Volumen de la agua             |

lactodensimetro           |Corrección de acuerdo ala |

|                           |(ml)                       |(ml)                           |                           |

temperatura               |

|Leche evaporada             |156                       |84                             |1031.0        

|1032.6 kg/m3               |

Temperatura a la que el instrumento indica que debe ser hecha la lectura:15°C.

Temperatura a la que está la leche: 23ºC

El lactodensímetro marco 31, pero   delante de la numeración se le agrega el

10 ósea 1031.0 Luego se hace una corrección de acuerdo ala temperatura en

la cual se encuentra la muestra

d = valor + 0.2* ( Treal – T equipo)

d = 1031.0 + 0.2 * (23 – 15)

d = 1032.6 kg/m3

Page 20: Determinaciones densimetricas

    • Como estamos a mas de 15ºC entonces sumamos 0.2 por cada grado por

encima

    • Si estuviéramos por debajo de 15ºC se le resta 0.2 s por cada grado por

debajo

Densidad en Sólidos:

Densidad     =     g de muestra

ml de de muestra

Densidad Grosera: Papa

Cuadro 2:Densidad grosera

de la papa blanca

|Peso de muestra   |Volumen inicial de agua       |Volumen                 |Volumen

de muestra       |Densidad (g/mL)       |

|                   |                             |agua + muestra           |                         |            

|

|17.6144g           |170 ml                       |186 ml                   |16 ml                   |

1.1009                 |

Cuadro 3 : Densidad grosera de la papa amarilla

|Peso de muestra   |Volumen inicial de agua       |Volumen                 |Volumen

de muestra       |Densidad (g/mL)       |

|                   |                             |agua + muestra           |                         |            

|

|62.5741g           |400 ml                       |458 ml                   |58 ml                   |

Page 21: Determinaciones densimetricas

1.0789                 |

Figura 5: Determinación de la Densidad Grosera de la Papa

[pic]

Determinación de la densidad aparente o peso especifico para sólidos

Cuadro 4: Densidad aparente en el pan francés

|Muestra                 |Peso de la muestra       |Volumen de la muestra         |

Densidad aparente       |

|                         |(g)                     |(ml)                         |(g/ml)                 |

|Pan francés             |1.3948                   |2                             |0.6974                 |

Cuadro 5: Cuadro comparativo de densidades

|Muestra                                   |Método o instrumento                       |Densidad

(g/ml)                           |

|Leche evaporada                           |Lacctodensimetro                           |1.0326  

|

|Jugo de durazno                           |picnometro        

                        |1.0479                                     |

|Pan frances                               |Densidad grosera                           |0.6974      

|

|Papa amarilla                             |Densidad aparente                         |1.0789      

|

|Papa blanca                               |                                           |1.1009                  

|

Page 22: Determinaciones densimetricas

  V. DISCUSIONES

Densidad de la papa

Lewis (1993) afirma que los productos como los vegetales, o en nuestro caso

los tubérculos (papa), al tener un alto contenido de agua (alrededor de 75-80%)

sus densidades están próximas al valor de la densidad del agua que es 1.0

g/ml. Esto se confirmo en la práctica pues se obtuvo un valor de densidad

grosera de 1.1009 y de 1.0789.

Buitrago (2004) señala un valor de 1.113 para papa criolla cultivada en

Colombia. Por lo que se observa son valores muy cércanos a los obtenidos en

el laboratorio, los cuales pueden diferir por la variedad de papa y la forma

utilizada.

Como principal factor que afecta la determinación de densidad mencionamos al

almidón, ya que la concentración de éste en la papa es más alta en el tejido

cerca del anillo vascular de la parte externa del tubérculo, y más baja en las

células medulares localizadas entre las regiones del centro e intermedias del

tubérculo (tejido perimedular). Pero por otro lado la concentración de almidón,

también varía de un extremo  a otro del tubérculo en muchos cultivares de

papa, es por ello la diferencia de densidades entre distintas variedades de

papa.

Densidad aparente del pan

Lewis (1993) nos dice que la densidad de los

sólidos se define como la masa de las partículas dividida entre el volumen de

las partículas, y tendrá en cuenta la presencia de los poros internos. Debido a

que no se resta el volumen de los poros solo se dice que es densidad aparente

Page 23: Determinaciones densimetricas

más no real.

No se encontraron valores teóricos para realizar la comparación respectivas  

en la muestra del pan francés, pero el valor experimental obtenido en el

laboratorio es muy pequeño (0.6974), debido a que tiene gran porosidad. Los

alimentos con gran porosidad, como es el pan, tienen una densidad muy

variable que no depende ya de su concentración de agua y puede variar de

acuerdo a su forma y característica propias del alimento.

Según Alimentacion sana (2005), Cuando se aplasta el pan su densidad

aumenta, ya que la separación entre sus moleculas es menor. Esto es

explicado ya que un pan siempre tiene como aire entremedio y es esponjoso,

pero cuando se aplasta expulsa el aire y queda mas duro y en este caso va  

disminuyendo el volumen, por lo que su densidad se hace mayor (son

inversamente proporcionales)

Según Lewis (1993) la densidad aparente del producto depende de una serie

de factores como son la densidad de sus componentes, la geometría, el

tamaño, las propiedades de superficie y el método de medida.

Ferrer (2000) afirma que   puede incrementarse la densidad aparente por

adición a los tamaños grandes de determinadas proporciones de partículas

pequeñas. Así pues la densidad aparente normalizada se mejora porque los

huecos pueden ser reemplazados por las   pequeñas. Esto se puede observar

en al Figura 6. En el laboratorio se trabajo de esta forma para tener un

resultado más preciso.

Figura 6: Correlación de la densidad aparente frente

a la composición de un la mezcla de tamaño de esferas.

Page 24: Determinaciones densimetricas

[pic]

Fuente :Ferrer (2000).

Densidad utilizando el picnómetro en el jugo de durazno

En el caso de el jugo de durazno se obtuvo una densidad en la práctica de

1.0479 valor que tal como nos dice Lewis (1993) tiene una densidad mayor a la

del agua, ya que la adición de cualquier sólido, excepto agua, hará aumentar al

agua su densidad.

Según Aduana (sf) la densidad del jugo de durazno Watts es de 1,0566 a 20°C

valor que es muy cercano al obtenido en la práctica.

Densidad de la leche

En el caso de la leche; según Lewis (1993) la densidad de la leche bovina cae

dentro del rango entre 1.025 a 1.035 g/mL. Hart (1991) menciona que la leche

a 26ºC posee un valor de peso específico de 1.032. En nuestros resultados se

observa que caen bien en este rango utilizando el hidrómetro.

Lewis (1993) afirma que el hidrómetro de peso constante se basa en el

principio de que un cuerpo flotante desplaza su propio peso de fluido.

Según Univerdidad de Chile (sf),   la balanza westphal se basa en el principio

de Arquímedes pues, al sumergir el inmersor en el liquido problema, el empuje

que este ejerce sobre el liquido desequilibra la balanza. Para volver a

equilibrarla es preciso colocar los reiters correspondientes en las divisiones del

brazo .

Lewis (1993) asegura que la densidad de la leche es afectada   por la relación

Page 25: Determinaciones densimetricas

sólido/liquido   en la grasa y el grado de hidratación de la proteína.

Según Hart (1991) la densidad de la leche se ve modificada fundamentalmente

por dos factores: el aguado y el desnatado. El aguado disminuye la densidad

mientras que el desnatado la aumenta.

Lewis (1993) menciona que si se conoce el contenido

en grasa, entonces acudiendo a las tablas adecuadas, las lecturas del

hidrómetro pueden utilizarse para conocer la MSNG (Materia sólida no grasa).

Según Kirk (1996), la gravedad específica de la leche varía según la proporción

de grasa (gravedad específica 0.93), los sólidos no grasos de la leche

(gravedad específica 1.614) y el agua. Este autor recomienda que para

efectuar la determinación de densidad en un lactómetro, la muestra de leche

debe estar razonablemente fresca y mezclarse perfectamente, pero con

suavidad y evitando incorporar aire.

    VI. RECOMENDACIONES

        • Verificar antes de las determinaciones que los equipos se encuentren en

buen estado.

        • Al momento de verter el liquido a la probeta, se debe tener cuidado en la

formación de espuma porque de lo contrario dificultara la lectura de la

densidad.

  VII. CONCLUSIONES

        • La densidad o masa específica de una sustancia se define como la masa

de su unidad de volumen [g/mL] y se determina por pesada.

        • La Temperatura   y presión son parámetros   muy importantes a tener en

Page 26: Determinaciones densimetricas

cuenta debido a que el efecto de estos en la densidad de los fluidos. Por eso a

la hora de la medición la temperatura debe especificarse junto con la densidad,

aunque la presión no es necesaria en el caso de líquidos y sólidos porque son

prácticamente incompresibles

        • La densidad aparente de los productos dependerá de la densidad de los

propios componentes, la geometría, el tamaño, etc.

        • Los métodos densimétricos tiene un amplio uso en el campo del control

de calidad de productos, si hubo alteración en tales.

        • La investigación básica de los alimentos y de sus materias

primas comprende no sólo la determinación de sus principales componentes,

tales como carbohidratos, proteínas, grasas y otros compuestos especiales,

sino también la determinación de magnitudes generales que se emplean en la

caracterización y evaluación de los distintos productos y que pueden ser

determinados de manera sencilla por métodos físico-químicos. Dentro de estas

determinaciones generales de los alimentos se encuentran métodos tan

básicos como la densidad

        • Tanto el hidrómetro como el picnómetro sirven para hallar densidad, pero

el picnómetro es más exacto ya que se basa en el valor de las masas, y

mediante una balanza analítica se consigue un valor de varios decimales.

        • Con el hidrómetro además de hallar la densidad de las muestras, se

puede hallar también la concentración de soluciones como los grados °Brix en

una solución con sacarosa, los grados de alcohol, el porcentaje de sal, etc.

        • Con los instrumentos para medir densidad se puede también determinar

La determinación hecha con el hidrómetro, se hace a la temperatura de

referencia del instrumento, ya que la densidad está en función de la

Page 27: Determinaciones densimetricas

temperatura y si no es a la misma temperatura, el resultado no es exacto.

        • Con el picnómetro no se necesita ningún valor de volumen, simplemente

sabiendo las masas de agua y la masa de la muestra se determina su

densidad.

  VIII. BIBLIOGRAFIA

      ADUANA. Dictamenes de clasificación (en linea). Disponible en :

http://www.aduana.cl/prontus_aduana/site/artic/20070227/pags/200702271200

41.html.Visitado el 18 de noviembre del 2009.   Chile.

    - ALIMENTACION SANA. 2005. El pan básico y nutritivo (en linea).

Disponible en: www.alimentacion-sana.com.ar.

Consultado el 20 de noviembre del 2009.

    - BUITRAGO, G. 2005. Determinacion de las características fisicas y

propiedades mecanicas de papa cultivada en Colombia (en linea). Disponible

en : http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-

43662004000100015. Consultado el 19 de noviembre del 2009. Colombia.

    - FERRER.C.2000. Tecnologia de materiales. Editoaial Universida

Politecnica de Valencia. España.

    - HART,L Y FISHER, H. 1991. Analisis moderno de los alimentos. Editorial

Acribia. Epsña.

    - KIRK, R. 1996. Composición y análisis de aliemntos de Pearson. Compañía

editorial Continental. México

    - LEWIS, M. 1993, Propiedades físicas de los alimentos y de los sistemas de

Page 28: Determinaciones densimetricas

procesado. 1993. Editorial ACRIBIA S.A. Zaragoza – España.

    - UNIVERSIDAD DE CHILE. Balanza de Westphal ( en linea). Disponible en

http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas

/ap-teclabquim-11/22.html. COnsultado el 17 de noveimebre del 2009. Chile.

|                                                               |                                                              

|

CUESTIONARIO

  1. En liste los hidrómetros que se usan en la industria alimentaria con los

respectivos alimentos a analizar

    • Lactómetro - Para medir la densidad específica y calidad de la leche.

    • Sacarómetro - Para medir la cantidad de azúcar de una melaza.

    • Salímetro - Para medir la densidad específica de las sales.

    • Areómetro Baumé - Para medir concentraciones de disoluciones.

  2. Que otros métodos existen para determinar densidad de sólidos se usan  

redacte y de un ejemplo.

      La determinación de

la densidad del sólido a partir de su volumen, es el método más intuitivo para

calcular la densidad de un sólido es calcular su masa, su volumen y calcular el

cociente entre ellos. Podremos calcular el volumen del sólido. La

Determinación de la densidad de un sólido. Apartir de sus dimensiones si se

trata de cuerpos geométricos conocidos. En nuestro caso aproximaremos los

cuerpos a cilindros perfectos. Para medir sus dimensiones (diámetro d y altura

l) utilizaremos el nonius o pie de rey (en el Apéndice 2 se explica cómo realizar

Page 29: Determinaciones densimetricas

una lectura en el nonius). Obténgase la densidad de cada uno de los sólidos

problema como cociente entre sus respectivas masas y los volúmenes

calculados a partir de las dimensiones de los cuerpos.

      Otro método es la determinación de la densidad de un sólido a partir de la

medida del empuje. Para determinar el empuje E del fluido sobre el cuerpo,

colocamos de nuevo el cuerpo suspendido del alambre y totalmente sumergido

en el agua destilada que habremos colocado previamente en la probeta. El

cuerpo no debe tocar ni las paredes ni el fondo. En estas circunstancias, el

equilibrio se logra con una nueva pesada colocando pesas de masa m3. Como

el empuje es una fuerza, ahora escribimos la ecuación de equilibrio utilizando

los pesos del sólido, tara y alambre en lugar de sus masas:

      Si multiplicamos la ecuación por la gravedad y restamos la ecuación [8-5]

obtenemos el empuje:

      La densidad del sólido se obtiene despejándola en la ecuación y utilizando

y:

La densidad del líquido utilizado en nuestro caso es la del agua, cuyo valor

para la temperatura ambiente del laboratorio puede encontrarse en la tabla

siguiente[pic]