Propiedades Termofisixcas de Los Alimentos Completo

CIENCIAS AGROPECUARIAS

“ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL”

“PREDICCIÓN DE PROPIEDADES TERMOFÍSICAS EN ALIMENTOS”

CURSO:

LABORATORIO DE REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES

PROFESOR:

DR. SICHE JARA RAÚL BENITO

ALUMNA:

MARTÍNEZ SALDAÑA YURICO ELIZABETH

CICLO:

VII

TRUJILLO-2011

LABORATORIO Nº01:

“REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES”L

ABORATORIO 1

“PREDICCIÓN DE PROPIEDADES TERMOFÍSICAS EN ALIMENTOS”

I. INTRODUCCIÓN:

Las Propiedades termo físicas de los alimentos son parámetros críticos en el diseño de un proceso alimenticio. Las propiedades térmicas de alimentos se deben de conocer para desarrollar los cálculos de transferencia de calor involucrados en el diseño del almacén y equipos de refrigeración; también son necesarios para estimar procesos de calentamiento, refrigeración, congelamiento o secado de alimentos.

Aunque las propiedades pueden ser estimadas a partir de los valores publicados por materiales similares, la eficiencia del proceso y el diseño de los equipos utilizados para realizar el proceso, dependerá de las magnitudes más precisas de estas propiedades.

Las Propiedades termo físicas incluyen normalmente el calor específico, densidad y conductividad térmica. Individualmente, estas propiedades pueden influir en la evaluación del proceso y diseño. Por ejemplo, el calor específico y la densidad son componentes importantes de un balance de masa y energía. La conductividad térmica es la propiedad clave en la cuantificación de la transferencia de energía térmica dentro de un material por conducción. Porque las propiedades térmicas de alimentos dependen fuertemente de la composición química y la temperatura, también por la alta disponibilidad de los mismos es casi imposible determinarlas y tabularlas experimentalmente para todas las posibles condiciones y composiciones.

Adicionalmente, si el alimento es un organismo vivo como fruta fresca o vegetales (hortalizas), estos generan calor a través de la respiración y pierden humedad por la transpiración. Ambos procesos se deben de incluir en los cálculos de transferencia de calor y se debe usar como referencia tablas de propiedades termo físicas medidas para alimentos.

El agua es el componente predominante en la mayoría de los alimentos, el contenido en agua influencia perceptiblemente las características termofísicas de alimentos. Para las frutas y vegetales, el contenido en agua varía con el cultivo así como con la etapa del desarrollo o de la madurez cuando está cosechado.

En Choi y Okos (1986) existen tablas de componentes a los que desarrollaron modelos matemáticos para determinar las propiedades térmicas de éstos como función de la temperatura en el rango de 0ºC a 150ºC, también lo hicieron para determinar propiedades térmicas del agua y del hielo. En los alimentos es útil, usar el modelo matemático de Choi y Okos. Con solo saber la composición proximal y la temperatura del alimento, podemos determinar: densidad, calor específico, conductividad térmica, difusividad térmica; estos parámetros críticos en el diseño y balance de un proceso alimenticio.

OBJETIVOS:


ABORATORIO 1

Utilizar modelos existentes para predecir las propiedades termofísicas en los alimentos. Obtener un modelo para predecir la densidad de alimentos (Este modelo es para hallar

la densidad en función de la temperatura).

II. MATERIALES Y MÉTODOS:

MATERIALES:

Materiales biológicos:

Zanahorias Papas Manzanas Lentejita verde Agua

Equipos:

Refrigeradora Probeta Balanza Cuchillo Rejilla (para poner las muestras de papa, zanahoria y manzana).

MÉTODOS:

Preparación de las muestras y acondicionamiento a diferentes temperaturas

Lavar y acondicionar los productos. Cortar en rodajas de discos las muestras de zanahoria y papa. El total de muestras de

zanahoria serán 7 muestras, en el caso de la papa serán 2 muestras. Cortar en forma de un paralelepípedo la manzana en total tienen que ser 3 muestras. Pesar las muestras de cada disco de zanahoria y papa, al igual que las muestras de

manzana. Pesar también la muestra de lentejita verde. Medir los diámetros de los discos de las diferentes muestras de zanahoria y papa. Medir también las diferentes longitudes largo ancho espesor de las muestras de la

manzana. Llenar una probeta con un volumen inicial de 70 mL. Luego poner dentro de la probeta

con agua la lentejita verde y calcular el nuevo volumen de desplazamiento. Medir la temperatura de la refrigeradora antes de poner las muestras, luego tomar cada

30 minutos los datos de temperatura y peso de cada muestra (papa, zanahoria y manzana).

Luego hallar la densidad y volumen de cada muestra en las diferentes temperaturas encontradas en los 30 minutos.


ABORATORIO 1

Par el caso de la lentejita verde solo hallaremos densidad y porosidad.

Cálculo de las diferentes propiedades termofisicas en los alimentos

a. Cálculo de la densidad ( ρ):

Este cálculo se hará con la fórmula de Choi, et al (1986), ellos desarrollaron expresiones para evaluar la densidad de alimentos líquidos de contenido de agua, carbohidratos y contenido de fibra.

xi es la fracción de masa (o peso) de cada componente i

Fuente: Choi, et al (1986)

Esta es la tabla que usaremos para calcular cada componente: agua, proteína, grasa, carbohidrato, ceniza y fibra con la fórmula de cada componente para encontrar su densidad de cada una de las muestras de manzana, papa y zanahoria.

Luego hallaremos de cada componente de cada muestra, encontraremos la densidad por el método de Choi y Okos, esta será nuestra densidad teórica. Luego la densidad experimental se hallará con los datos de solo el peso y diámetro que tomamos de cada muestra (zanahoria, manzana y papa).

1/ρf =Σ [xi /ρi]


ABORATORIO 1

b. Cálculo de conductividad térmica ( k ):

Este cálculo se hará con la fórmula de Choi, et al (1986), ellos desarrollaron una ecuación para la conductividad térmica de alimentos en función de contenido de agua, carbohidratos y contenido de fibra.

xi es la fracción de masa (o peso) de cada componente i


Esta es la tabla que usaremos para calcular cada componente: agua, proteína, grasa, carbohidrato, ceniza y fibra con la fórmula de cada componente para encontrar su conductividad de cada una de las muestras de manzana, papa y zanahoria.

Luego hallaremos de cada componente de cada muestra, encontraremos la conductividad por el método de Choi y Okos, esta será nuestra conductividad térmica teórica. Luego la conductividad térmica experimental se hallará con los datos de solo el peso y diámetro que tomamos de cada muestra (zanahoria, manzana y papa).

c. Cálculo de calor específico (Ce):

Este cálculo se hará con la fórmula de Choi, et al (1986), ellos desarrollaron una ecuación generalizada en función de la composición.

xi : fracción de masa de cada componente

i : Componente (agua, fibra, carbohidratos, etc.)

kf =Σ ki xi

Cef =Σ Cei xi


ABORATORIO 1


Esta es la tabla que usaremos para calcular cada componente: agua, proteína, grasa, carbohidrato, ceniza y fibra con la fórmula de cada componente para encontrar su calor específico de cada una de las muestras de manzana, papa y zanahoria.

Luego hallaremos de cada componente de cada muestra, encontraremos su calor específico por el método de Choi y Okos, esta será nuestro calor específico teórico. Luego el calor especifico experimental, se hallará con los datos de solo el peso y diámetro que tomamos de cada muestra (zanahoria, manzana y papa).

d. Cálculo de Difusividad térmica (α):

Al igual que en otras propiedades térmicas Choi, et al (1986) expresan la difusividad térmica en función de los componentes.

α = difusividad térmica del componente i.

x iV= fracción volumétrica de cada componente

α=∑i

(α i . x iV )


ABORATORIO 1


Esta es la tabla que usaremos para calcular cada componente: agua, proteína, grasa, carbohidrato, ceniza y fibra con la fórmula de cada componente para encontrar su difusividad térmica de cada una de las muestras de manzana, papa y zanahoria.

Luego hallaremos de cada componente de cada muestra, encontraremos su difusividad térmica por el método de Choi y Okos, esta será nuestra difusividad térmica teórico. Luego la difusividad térmica experimental, se hallará con los datos de solo el peso y diámetro que tomamos de cada muestra (zanahoria, manzana y papa).

e. Cálculo de porosidad (ε):

Este cálculo se determinará para la lentejita verde solamente. Este cálculo se determinará por la siguiente ecuación.

ε=V espaciosvacios

V total=V total−¿V particulas

V total=1−

V particulas

V total¿

Luego de igual modo debemos calcular solo para la lenteja su densidad.


ABORATORIO 1

III. RESULTADOS Y DISCUSIONES

ZANAHORIA

Tabla 1. Datos de la zanahoria en sus 7 temperaturas.

Muestras ParámetroT1

(amb)=24.5ºC T2=13ºC T3=12.8ºC T4=12.5ºC T5=10ºC T6=9.5ºC T7=4ºC

Diámetro(cm) 2.6 2.6 2.4 2.6 2.4 2.3 2.4

Espesor (cm) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

M 1 Masa (g) 2.89 2.81 2.78 2.72 2.66 2.62 2.57

Vol. (ml) 2.6545675 2.6545675 2.26188 2.6545675 2.26188 2.07731688 2.26188Densidad

(g/mL) 1.088689589 1.05855285 1.22906609 1.02464902 1.17601287 1.26124234 1.13622296

Diámetro(cm) 2.7 2.7 2.6 2.7 2.6 2.5 2.5

Espesor (cm) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

M 2 Masa (g) 3.44 3.3 3.3 3.2 3.16 3.11 3.07

Vol. (ml) 2.862691875 2.86269188 2.6545675 2.86269188 2.6545675 2.45429688 2.45429688Densidad

(g/mL) 1.201666177 1.15276116 1.24314036 1.117829 1.19040107 1.26716537 1.25086742

Diámetro(cm) 3.3 3.3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2

Espesor (cm) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

M 3 Masa (g) 4.98 4.86 4.83 4.72 4.67 4.61 4.53

Vol. (ml) 4.276366875 4.27636688 4.02112 4.02112 4.02112 4.02112 4.02112Densidad

(g/mL) 1.164539934 1.13647873 1.20115789 1.17380232 1.16136798 1.14644676 1.12655181

Encontrando densidad de cada componente de la zanahoria sus diferentes temperaturas:

Zanahoria a sus diferentes temperaturas (ºC):

Ecuación de Choi, et al (1986) 1/ρf =Σ [xi /ρi]


ABORATORIO 1

TABLA 2. Densidad teórica de la zanahoria a sus diferentes temperaturas por el método de choi y okos.

T(ºC)

DENSIDAD AGUA (g/mL)

DENSIDAD PROTEÍNA

(g/mL)

DENSIDAD GRASA (g/mL)

DENSIDAD CARBOHIDRATO

(g/mL)

DENSIDAD CENIZAS

(g/mL)

DENSIDAD FIBRA (g/mL)

1/DENSIDAD TOTAL (mL/g)

DENSIDAD(Kg/m3)

24.51001.1622

31317.1967

5915.35953

5 1591.49373 2416.92457 1302.5357 0.000927869 1077.73787

13998.76581

2 1323.1595 920.16159 1595.06402 2420.151811306.7434

3 0.000929417 1075.943165

12.8998.73694

2 1323.2632920.24510

4 1595.12611 2420.207941306.8166

1 0.000929434 1075.923755

12.5998.69445

81323.4187

5920.37037

5 1595.21925 2420.292131306.9263

8 0.000929458 1075.895397

10998.37873

9 1324.715 921.4143 1595.9954 2420.9937 1307.8411 0.000929632 1075.694452

9.5998.32380

51324.9742

5921.62308

5 1596.15063 2421.134021308.0240

5 0.00092966 1075.661844

4997.90014

1 1327.826 923.91972 1597.85816 2422.677481310.0364

4 0.000929826 1075.470087

TABLA 3. Cálculo de la densidad experimental de la zanahoria a diferentes temperaturas

T(ºC)Promedio de

densidad (g/mL)

Promedio de densidad

(kg/m3)

X Y

1/(t+273)Ln( promedio

densidad)

24.5 1.15163191151.6319 0.00336134

5 0.1411799813 1.115930914 1115.930914

12.8 1.224454778 1224.454778 0.00349895 0.20249566612.5 1.105426783 1105.426783

10 1.1759273081175.927308 0.00353356

9 0.162057035

9.5 1.224951491224.495149 0.00353982

3 0.202901243

4 1.1712140641171.214064 0.00361010

8 0.158040872


ABORATORIO 1

0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 0.0036 0.003650

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

f(x) = 105.188239250527 x − 0.195745223503377R² = 0.119455533735962

f(x) = − 2779373.83548954 x² + 19434.6962251564 x − 33.7816543263587R² = 0.66174167908162

1/(t+273)

Ln( p

rom

edio

den

sida

d)

FIGURA 1. 1/(t+273) VS. Ln( promedio densidad) de la zanahoria a sus diferentes temperaturas.

MANZANA

TABLA 4. Datos de la manzana en sus 7 temperaturas.

MUESTRAS

Parámetros

T1(amb)=24.5ºC

T2=13ºC T3=12.8ºC T4=12.5ºC T5=10ºC T6=9.5ºC T7=4ºC

M1

largo 2.8 2.75 2.7 2.7 2.75 2.7 2.65ancho 1.5 1.4 1.35 1.4 1.3 1.4 1.3

espesor 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5masa 1.86 1.77 1.71 1.67 1.63 1.59 1.55

volumen 2.1 1.925 1.8225 1.89 1.7875 1.89 1.7225

densidad 0.8857142860.9194805

20.9382716

0.88359788

0.91188811

0.84126984

0.89985486

M2

largo 2.7 2.7 2.6 2.5 2.5 2.6 2.5ancho 1.5 1.4 1.3 1.3 1.25 1.3 1.4

espesor 0.5 0.5 0.5 0.5 0.45 0.5 0.45masa 1.6 1.55 1.48 1.45 1.41 1.38 1.33

volumen 2.025 1.89 1.69 1.625 1.40625 1.69 1.575

densidad 0.7901234570.8201058

20.8757396

40.8923076

91.0026666

70.8165680

50.8444444

4

M3largo 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.45ancho 1.3 1.25 1.2 1.3 1.2 1.2 1.2

espesor 0.5 0.5 0.5 0.4 0.45 0.4 0.4


ABORATORIO 1

masa 1.21 1.15 1.1 1.07 1.04 1.03 0.98volumen 1.625 1.5625 1.5 1.3 1.35 1.2 1.176

densidad 0.744615385 0.7360.7333333

30.8230769

20.7703703

70.8583333

30.8333333

3

Encontrando densidad de cada componente de la manzana sus diferentes temperaturas:

Manzana a diferentes temperaturas (ºC):

Ecuación de Choi, et al (1986)

TABLA 5.Densidad teórica de la manzana a sus diferentes temperaturas por el método de choi y okos.

T(ºC)DENSIDAD AGUA (g/mL)

DENSIDAD

PROTEÍNA (g/mL)

DENSIDAD GRASA

(g/mL)

DENSIDAD CARBOHIDRAT

O (g/mL)

DENSIDAD

CENIZAS (g/mL)

DENSIDAD FIBRA

(g/mL)

1/DENSIDAD

TOTAL (mL/g)

DENSIDAD(Kg/m3)

24.51001.1622

31317.1967

5915.35953

5 1591.493732416.9245

7 1302.53570.00094653

5 1056.485038

13998.76581

2 1323.1595 920.16159 1595.064022420.1518

11306.7434

30.00094828

6 1054.534404

12.8998.73694

2 1323.2632920.24510

4 1595.126112420.2079

41306.8166

10.00094830

6 1054.512428

12.5998.69445

81323.4187

5920.37037

5 1595.219252420.2921

31306.9263

80.00094833

5 1054.480231

10998.37873

9 1324.715 921.4143 1595.9954 2420.9937 1307.84110.00094854

4 1054.247709

9.5998.32380

51324.9742

5921.62308

5 1596.150632421.1340

21308.0240

50.00094857

9 1054.208876

4997.90014

1 1327.826 923.91972 1597.858162422.6774

81310.0364

40.00094881

1 1053.950573

TABLA 6. Cálculo de la densidad experimental de la manzana a diferentes temperaturas

T(ºC)Promedio de

densidad(g/mL)

X Y

1/(t+273)Ln( Promedio

densidad)

24.5 0.8068177090.00336134

5-0.214657523

13 0.8251954470.00349650

3-0.192135016

12.8 0.849114861 0.00349895 -0.16356081212.5 0.866327510 0.89497505

9.5 0.8387237410.00353982

3-0.175873899

1/ρf =Σ [xi /ρi]


ABORATORIO 1

4 0.859210880.00361010

8-0.151740892

FIGURA 2. 1/(t+273) VS. Ln( promedio densidad) DE LA MANZANA A SUS DIFERENTES TEMPERATURAS

PAPA:

TABLA 7. Datos de la papa en sus 7 temperaturas.

MUESTRAS Parámetros T1(amb)=24.5ºC T2=13ºC T3=12.8ºC T4=12.5ºC T5=10ºC T6=9.5ºC T7=4ºC

M 1

D 2.3 2.2 2 1.9 2 1.9 1.95

e 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

m 2.17 2.11 2.06 1.98 1.91 1.87 1.83

volumen 2.077316875 1.9006075 1.57075 1.41760188 1.57075 1.41760188 1.49319422

densidad 1.044616749 1.11017135 1.31147541 1.39672501 1.21597963 1.31912918 1.2255606

M 2

D 2.9 2.8 2.8 2.7 2.7 2.7 2.65

e 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

m 3.14 3.06 2.99 2.91 2.83 2.76 2.7

volumen 3.302501875 3.07867 3.07867 2.86269188 2.86269188 2.86269188 2.75764797

densidad 0.950794313 0.99393569 0.9711986 1.01652575 0.98858002 0.96412751 0.97909524

Encontrando densidad de cada componente de la papa sus diferentes temperaturas:

0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 0.0036 0.00365

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

f(x) = 246.021203019886 x − 1.04099896694986R² = 0.819297431740265

f(x) = − 31594.0450392659 x² + 465.921102819623 x − 1.4234116762869R² = 0.819399873978267

1/(t+273)

Ln( P

rom

edio

den

sida

d)


ABORATORIO 1

Manzana a diferentes temperaturas (ºC):

Ecuación de Choi, et al (1986)

TABLA 8. Densidad teórica de la manzana a sus diferentes temperaturas por el método de choi y okos.

DENSIDAD TEÓRICA DE LA MANZANA A SUS DIFERENTES TEMPERATURAS POR EL MÉTODO DE CHOI Y OKOS.

T(ºC)DENSIDAD AGUA (g/mL)

DENSIDAD

PROTEÍNA (g/mL)

DENSIDAD GRASA

(g/mL)

DENSIDAD CARBOHIDRAT

O (g/mL)

DENSIDAD

CENIZAS (g/mL)

DENSIDAD FIBRA

(g/mL)

1/DENSIDAD

TOTAL (mL/g)

DENSIDAD(Kg/m3)

24.51001.1622

31317.1967

5915.35953

5 1591.493732416.9245

7 1302.53570.00092428

2 1081.921184

13998.76581

2 1323.1595 920.16159 1595.064022420.1518

11306.7434

30.00092579

4 1080.154423

12.8998.73694

2 1323.2632920.24510

4 1595.126112420.2079

41306.8166

1 0.00092581 1080.13532

12.5998.69445

81323.4187

5920.37037

5 1595.219252420.2921

31306.9263

80.00092583

4 1080.107411

10998.37873

9 1324.715 921.4143 1595.9954 2420.9937 1307.84110.00092600

3 1079.909675

9.5998.32380

51324.9742

5921.62308

5 1596.150632421.1340

21308.0240

50.00092603

1 1079.877594

4997.90014

1 1327.826 923.91972 1597.858162422.6774

81310.0364

40.00092619

3 1079.689122

TABLA 9. Cálculo de la densidad experimental de la papa a diferentes temperaturas

FIGURA 3. 1/(t+273) vs. Ln (promedio densidad) de la manzana a sus diferentes temperaturas

1/ρf =Σ [xi /ρi]

T(ºC)Promedio de

densidad (g/mL)

X Y

1/(t+273)Ln( Promedio

densidad)24.5 0.997705531 0.003361345 -0.00229710613 1.052053523 0.003496503 0.05074399

12.8 1.141337006 0.00349895 0.13220038712.5 1.20662538210 1.102279825 0.003533569 0.0973806039.5 1.141628347 0.003539823 0.1324556184 1.102327919 0.003610108 0.097424234


ABORATORIO 1

Según Lewis (1993), la densidad disminuye al aumentar la temperatura, a mayor temperatura menor será la densidad.Es así que comparando lo dicho por Lewis y nuestros resultados vemos que a medida que iba aumentando la temperatura la densidad de la manzana iba disminuyendo, al igual que la manzana y la papa. Del mismo modo vemos que no por mucho varia la densidad teórica que fue calculada por el método de Choi y Okos y la densidad experimental; en el caso de la zanahoria vemos que la densidad teórica a la temperatura de 24.5ºC es 1077.73kg/m3 y la densidad experimental a 24.5ºC es 1151.6319kg/m3. Esto puede ser debido a que la ecuación de Choi y Okos es más exacta, y la densidad experimental solo fue calculada por el peso y volumen de cada muestra de la zanahoria, como también en las muestras de papa y manzana ocurre de la misma madera, porque al pesar o tomar los datos previos hubo un porcentaje de error en las muestras.

TABLA 10.Resultados de la conductividad térmica de la Zanahoria en W/mºC

T(ºC) agua proteínas grasa carbohidrato cenizas fibra Kf= ΣKiXi

0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 0.0036 0.00365-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

f(x) = 469.22464537397 x − 1.56078648428625R² = 0.548028116153857f(x) = − 2813360.89224009 x² + 20041.3526431481 x − 35.582770523068R² = 0.701840969601337

1/(t+273)

Ln( P

rom

edio

den

sida

d)


ABORATORIO 1

s

24.50.6102474

10.2064757

40.1129736

6 0.23280150.3622020

80.2120258

8 0.533042919

130.5928695

90.1938960

9 0.1447948 0.218714230.3473430

30.1990206

6 0.516821604

12.80.5925516

80.1936709

6 0.1453478 0.21845910.3470778

10.1987870

7 0.51652531

12.50.5920738

10.1933328

40.1461772

7 0.218075750.3466795

5 0.1984362 0.51607996

100.5880446

40.1904962

20.1530882

5 0.214850880.3433403

10.1954901

7 0.512326276

9.50.5872287

50.1899248

20.1544701

8 0.21419941 0.34266810.1948962

1 0.511566447

40.5780327

40.1835497

20.1696655

6 0.20689030.3351778

90.1882581

1 0.503008293

TABLA 11.Resultados de la conductividad térmica de la Manzana en W/mºC

T(ºC) agua proteínas grasacarbohidrato

s cenizas fibra Kf= ΣKiXi

24.50.6102474

10.2064757

40.1129736

6 0.23280150.3622020

80.2120258

8 0.551775871

130.5928695

90.1938960

9 0.1447948 0.218714230.3473430

30.1990206

6 0.53502988

12.80.5925516

80.1936709

6 0.1453478 0.21845910.3470778

10.1987870

7 0.534723868

12.50.5920738

10.1933328

40.1461772

7 0.218075750.3466795

5 0.1984362 0.534263902

100.5880446

40.1904962

20.1530882

5 0.214850880.3433403

10.1954901

7 0.530386652

9.50.5872287

50.1899248

20.1544701

8 0.21419941 0.34266810.1948962

1 0.529601729

40.5780327

40.1835497

20.1696655

6 0.20689030.3351778

90.1882581

1 0.520759178

TABLA 12 .Resultados de la conductividad térmica de la Papa en W/mºC


s cenizas fibra Kf= ΣKiXi

24.50.6102474

10.2064757

40.1129636

6 0.23540130.3622020

80.2120258

8 0.526849621

130.5928695

90.1938960

9 0.1447848 0.21944620.3473430

30.1990206

6 0.509985344


ABORATORIO 1

12.80.5925516

80.1936709

6 0.1453378 0.219168720.3470778

10.1987870

7 0.509679607

12.50.5920738

10.1933328

40.1461672

7 0.21875250.3466795

5 0.1984362 0.509220203

100.5880446

40.1904962

20.1530782

5 0.2152840.3433403

10.1954901

7 0.505354609

9.50.5872287

50.1899248

20.1544601

8 0.2145903 0.34266810.1948962

1 0.504573513

40.5780327

40.1835497

20.1696555

6 0.20695960.3351778

90.1882581

1 0.495805936

TABLA 13 .Resultados del calor específico de la Zanahoria en J/KgºC


s cenizas fibra Cef = ΣCeiXi

24.5 4170.68862037.0299

82017.4141

7 1593.315831136.6852

6 1887.958 3654.783335

134174.0938

12023.6938

22002.5415

6 1573.308661116.5425

9 1868.9118 3653.751055

12.84174.1402

32023.4588

12002.2716

8 1572.946811116.1836

71868.5696

8 3653.720557

12.54174.2090

32023.1061

12001.8661

3 1572.403141115.6447

3 1868.0558 3653.674008

104174.7440

52020.1577

11998.4529

2 1567.831011111.1278

31863.7409

1 3653.248566

9.54174.8428

42019.5660

61997.7630

8 1566.907671110.2189

31862.8709

6 3653.155436

44175.7489

72013.0145

91990.0163

9 1556.554961100.0994

91853.1479

9 3651.954101

TABLA 14. Resultados del calor específico de la Manzana en J/KgºC



24.5 4170.68862037.0299

82017.4141

7 1593.315831136.6852

6 1887.958 3772.768398

134174.0938

12023.6938

22002.5415

6 1573.308661116.5425

9 1868.9118 3772.313345

12.84174.1402

32023.4588

12002.2716

8 1572.946811116.1836

71868.5696

8 3772.292434


ABORATORIO 1

12.54174.2090

32023.1061

12001.8661

3 1572.403141115.6447

3 1868.0558 3772.260235

104174.7440

52020.1577

11998.4529

2 1567.831011111.1278

31863.7409

1 3771.95303

9.54174.8428

42019.5660

61997.7630

8 1566.907671110.2189

31862.8709

6 3771.883257

44175.7489

72013.0145

91990.0163

9 1556.554961100.0994

91853.1479

9 3770.932475

TABLA 15. Resultados del calor específico de la Papa en J/KgºC



24.5 4170.68862037.0299

82017.4141

7 1593.315831136.6852

6 1887.958 3599.558897

134176.4562

82023.6938

22002.5415

6 1573.308661116.5425

9 1868.9118 3599.78718

12.84176.4663

52023.4588

12002.2716

8 1572.946811116.1836

71868.5696

8 3599.717889

12.54176.4806

32023.1061

12001.8661

3 1572.403141115.6447

3 1868.0558 3599.613128

104176.5613

32020.1577

11998.4529

2 1567.831011111.1278

31863.7409

1 3598.701639

9.54176.5692

62019.5660

61997.7630

8 1566.907671110.2189

31862.8709

6 3598.511095

44176.4758

92013.0145

91990.0163

9 1556.554961100.0994

91853.1479

9 3596.233694

Densidad de la lentejita verde: 1.428571429

TABLA 16. Difusividad térmica.

PRODUCTO AGUA (%)TEMPERATURA

(TºC)

DIFUSIVIDAD TÉRMICA x 10^5 (m2/S)

MANZANA 85 0-30 1.37

PAPA 25 1.7 Fuente: singh (1982)


ABORATORIO 1

Según Peleg (1993), los valores de la difusividad térmica para alimentos se encuentran en el rango de 1 a 2 x10 -7 m2/s y es directamente proporcional ala temperatura. De lo anterior mencionado se deduce que la difusividad térmica es una propiedad termofísica que está muy ligada a la conductividad térmica (K). Sin embargo en la mayoría de los alimentos el efecto de la temperatura es poco pronunciado. De lo cual se sabe que debido a que la temperatura no tiene un gran efecto sobre la conductividad térmica y siendo ésta una variable determinante en el cálculo de la difusividad térmica, esta última dependerá de la temperatura, pero su variación con respecto a ella no será muy significativa. Lo cual se confirma que la temperatura produce ligeros cambios en la difusividad térmica.

Según Dutta (1988), En el caso de la zanahoria el calor específico aumenta con la temperatura, a mayor temperatura mayor será el calor específico. La conductividad térmica aumenta con la temperatura, a mayor temperatura mayor será la conductividad térmica. La difusividad térmica aumenta al aumentar la temperatura, a mayor temperatura mayor será la difusividad térmica.

PRODUCTO

CONTENIDO EN AGUA

(%)TEMPERATURA

(TºC)CONDUCTIVIDAD

TÉRMICA (J/S.m.ºC)MANZANA 85.6 2 a 36 0.393

PAPA 81.5 1 a 32 0.554 Fuente: Reidy (1986)

Esto se observó con las muestras de zanahoria la cual nos dio a la temperatura de 4ºC un calor especifico de 3651.954 J/KgºC y a la temperatura de 24.5 nos dio 3654.783 J/KgºC. en el caso de la manzana a 4ºC nos dio un valor de 3770.932475 J/KgºC y a la temperatura de 24.5ºC nos da 3772.768 J/KgºC y en la papa a 4ºC nos da 3596.233694 J/KgºC y a 24.5ºC 3599.558 J/KgºC .lo cual queda demostradao que a una mayor temperatura el calor especifico asciende.

PRODUCTO AGUA (%)CALOR

ESPECIFICO (KJ/Kg.K)

MANZANA 84.4 3.726 a 4.019

PAPA79.8 3.51775.0 3.517

ZANAHORIA 88.2 3.81 a 3.935 Fuente: Reidy (1986)


ABORATORIO 1

Según Reidy (1986), el calor especifico de la manzana es 3.726-4.019 (KJ/Kg.K) lo cual queda demostrado porque en nuestro laboratorio nos dio un calor de 3.772 (KJ/Kg.K) aproximadamente. En el caso de la papa según Reidy el valor es 3.517 (KJ/Kg.K) en la practica nos dio un valor de 3.599 (KJ/Kg.K) aprox. En el caso de zanahoria nos da un valor de 3.653 (KJ/Kg.K) el cual esta en el rango permitido por Reidy lo cual queda demostrado que es verdad.

Según Lewis (1993), en alimentos no congelados, el calor específico llega a ser levemente más bajo mientras que la temperatura se eleva de 32°F a 68°F. Para los alimentos congelados, hay una disminución grande del calor específico pues la temperatura disminuye esto queda comprobado que hay una relación directamente propprodional de temperatura con el calor especifico según nuestras tablas 13, 14, 15.

Según Ibarz (2005). La conductividad térmica de un alimento depende de factores tales como composición, estructura, y temperatura. Se han realizado trabajos para adaptar la conductividad térmica de alimentos.Esto queda comprobado que usamos la ecuación de Choi y Okos para hallar la conductividad térmica lo cual queda en los rangos establecidos porque esto depende de factores como descomposición, estructura, temperatura .esto se observa en las tablas 10, 11 y 12.

Según Dickerson (1965), la porosidad se requiere para modelar la densidad de los alimentos granulares almacenados en bulto, tal como granos y arroz. Para otros alimentos, la porosidad es cero. Esto se comprueba en el caso de la lentejita verde.

Según Dutta (1998), la difusividad térmica aumenta con el incremento del contenido de agua y disminuye con el incremento en temperatura. Con el rango entre la temperatura y el contenido de agua entre293 a 307 K y 12·5 a 26·5% respectivamente sus valores oscilan entre0.0946 × 10−6a 0.1635 × 10−6m2/s. La conductividad térmica y la difusividad térmica es afectada tanto por la composición y la densidad del alimento, como por la temperatura. Por esto es generalmente muy difícil determinar la conductividad o la difusividad térmica que otras propiedades termofísicas. (Choi y Okos, 1986). Es así que cuando el producto de la capacidad de calor y la densidad es alto, la difusividad térmica será baja, aunque la conductividad térmica sea relativamente alta. Por consiguiente, tanto la difusividad térmica como la conductividad térmica son parámetros importantes para predecir la transferencia térmica a través de un material.

IV. CONCLUSIONES


ABORATORIO 1

Se uso métodos para hallar las diferentes propiedades termofisicas de la papa, manzana y zanahoria como el método de Choi y Okos de esta manera predecimos sus propiedades termofísicas como: densidad, conductividad térmica, calor específico y difusividad.

Se obtuvo el modelo de Choi y Okos para predecir la densidad en la manzana, papa y zanahoria. En el caso de la lenteja se hallo solo densidad.

V. BIBLIOGRAFÍA

CHOI, Y.; OKOS, M. 1986. Effect of temperature and composition onthe thermal properties of foods. Food Engineering and ProcessApplications. Elsevier Applied Science Publisher. London. 613p

DICKERSON. 1965. Un aparato para medir difusividad térmica de losalimentos. Food Technology. Mayo. USA.

DUTTA S. et al. 1988. Thermal properties of gran.Journal of Agricultural Engineering Research. Department of MechanicalEngineering, Motilal Nehru Regional Engineering College . Volume 39.Issue 4. Allahabad. India .pp 269-275.

IBARZ , A.(2005).Operaciones unitarias en la ingeniería de alimentos, Editorial aedos s.a. España.–ANUSAVICE,

LEWIS. 1993. Propiedades físicas de los alimentos y de los sistemasde procesado. Editorial ACRIBIA S.A. Zaragoza.

PELEG, M. 1983. Physical Properties of Food. AVI PubhisingCompany, INC. Westport, Connecticut.pp13 -16

REIDY, G. (1986). Thermal properties of foods and methods of their determination. M.S. thesis food Sciences .Michigan state. Estados Unidos.

VI.

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