Muestra: Salsa de tomate

En los cuadros 1, 2 y 3 se reportan los resultados experimentales de los valores de Esfuerzo de corte (τ), Velocidad de corte (ϒ) y Viscosidad aparente (μa); a las temperaturas de 20, 30 y 40°C respectivamente. Se puede observar que los valores de velocidad de corte son iguales en todos los cuadros.

Cuadro 1. Comportamiento reológico de la muestra a 20°C

N (rpm)

Esfuerzo de corte

(Pa)

Velocidad de corte

(1/s)

Viscosidad aparente

(cp)

Viscosidad aparente

(Pa*s)

Log (velocidad de corte)

Log (esfuerzo de corte)

30.00 42.217 10.200 4138.889 4.139 1.477 1.62535.00 42.387 11.900 3561.905 3.562 1.544 1.62740.00 43.265 13.600 3181.250 3.181 1.602 1.63645.00 44.682 15.300 2920.370 2.920 1.653 1.65050.00 46.382 17.000 2728.333 2.728 1.699 1.66655.00 47.430 18.700 2536.364 2.536 1.740 1.67660.00 48.903 20.400 2397.222 2.397 1.778 1.68965.00 49.867 22.100 2256.410 2.256 1.813 1.69870.00 51.340 23.800 2157.143 2.157 1.845 1.71075.00 52.643 25.500 2064.444 2.064 1.875 1.721

Cuadro 2. Comportamiento reológico de la muestra a 30°C

N (rpm)

Esfuerzo de corte

(Pa)

Velocidad de corte

(1/s)

Viscosidad aparente

(cp)

Viscosidad aparente

(Pa*s)

Log (velocidad de corte)

Log (esfuerzo de corte)

30.00 28.305 10.200 2775.000 2.775 1.477 1.45235.00 29.155 11.900 2450.000 2.450 1.544 1.46540.00 30.572 13.600 2247.917 2.248 1.602 1.48545.00 31.138 15.300 2035.185 2.035 1.653 1.49350.00 32.555 17.000 1915.000 1.915 1.699 1.51355.00 33.972 18.700 1816.667 1.817 1.740 1.53160.00 35.490 20.400 1740.333 1.740 1.778 1.55065.00 35.790 22.100 1619.949 1.620 1.813 1.55470.00 37.528 23.800 1566.286 1.566 1.845 1.57475.00 38.482 25.500 1499.073 1.499 1.875 1.585

Cuadro 3. Comportamiento reológico de la muestra a 40°C.

N (rpm)

Esfuerzo de corte

(Pa)

Velocidad de corte

(1/s)

Viscosidad aparente

(cp)

Viscosidad aparente

(Pa*s)

Log (velocidad de corte)

Log (esfuerzo de

corte)30.00 11.078 10.200 1118.111 1.118 1.477 1.04435.00 12.863 11.900 1094.619 1.095 1.544 1.10940.00 14.762 13.600 1075.417 1.075 1.602 1.16945.00 16.207 15.300 1059.259 1.059 1.653 1.21050.00 17.340 17.000 1042.000 1.042 1.699 1.23955.00 18.275 18.700 1035.273 1.035 1.740 1.26260.00 20.145 20.400 1020.833 1.021 1.778 1.30465.00 22.638 22.100 1015.763 1.016 1.813 1.35570.00 25.387 23.800 1010.000 1.010 1.845 1.40575.00 25.528 25.500 997.444 0.997 1.875 1.407

Variación de la viscosidad aparente a diferentes temperaturas

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 280

0.51

1.52

2.53

3.54

4.5

Chart Title

Viscosidad a 40°CViscosidad a 30°CViscosidad a 20°C

y (1/s)

ua (P

a.s)

Fig. 1. Variación de la Viscosidad aparente (μa) en función de la velocidad de corte (ϒ)

En la Fig. 1 se puede observar la variación de la viscosidad aparente en función de la

velocidad de corte a las diferentes temperaturas a las que fueron analizadas las muestras.

La variación de la viscosidad aparente en función de la velocidad de corte a 20°C, 20°C y

30°C, no presenta una relación lineal, si no potencial, motivo por la cual no representa a

un fluido newtoniano.

Ajuste de los datos experimentales a la siguiente ecuación

τ=k γ n

logτ=logk+nlogγ

A partir de esta ecuación se construyeron las siguientes gráficas:

Fig. 2. Determinación de las constantes reológicas a 20°C

1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.0001.5601.5801.6001.6201.6401.6601.6801.7001.7201.740

f(x) = 0.257112597437304 x + 1.23224658679275R² = 0.964383151271845

Ley de la potencia a 20°C

Series2Linear (Series2)

Log y

Log

T

k 17.069n 0.2571r2 0.9644

Fig. 3. Determinación de las constantes reológicas a 30°C

1.300 1.400 1.500 1.600 1.700 1.800 1.900 2.0001.350

1.400

1.450

1.500

1.550

1.600

f(x) = 0.344422992644683 x + 0.933791352934411R² = 0.983063680843002

Ley de la potencia a 30°C

Series2Linear (Series2)

Log y

Log

T

k 8.5862n 0.3444r2 0.9831

Fig. 4. Determinación de las constantes reológicas a 40°C

1.450 1.550 1.650 1.750 1.850 1.9500.900

1.000

1.100

1.200

1.300

1.400

1.500

f(x) = 0.912156014218599 x − 0.302709385570807R² = 0.98822629784474

Ley de la potencia a 40°C

Series2Linear (Series2)

Log y

Log

T

k 0.4981n 0.9122r2 0.9882

En las figuras 3, 4 y 5 se puede observar que la relación entre el log del esfuerzo de corte

y el log de la velocidad de corte a 10°C, 20°C y 30°C no fue lineal. El comportamiento de

la viscosidad en función a la temperatura es descrito por la ecuación de Arrhenius

u¿aeb /T

Dónde:

U : viscosidad dinámica a y b : constantes T: temperatura absoluta (kelvin)

Temperatura en °C

Temperatura en kelvin

Viscosidad promedio

Cp1/T

20 293 2794.23 0.00341330 303 1966.54 0.00300340 313 1046.87 0.003195

Comportamiento de la viscosidad en función de la temperatura descrito por la ecuación de Arrhenius

0.003 0.0046.000

6.500

7.000

7.500

8.000

8.500

f(x) = 4486.05812552419 x − 7.32526625839258R² = 0.967316356800037

Comportamiento de la viscosidad en funcion a la temperatura descrito por

la temperatura de Arrhenius

Series2Linear (Series2)

Inversa de la tempratura (1/k)

Ln(V

iscos

idad

din

amica

)

Fig. 5. Regresión lineal de la Ecuación de ArrheniusDonde:

a= 0.000659

b=4486.1

Cuadro 5: Viscosidad experimental y corregida a las tres temperaturas

Temperatura en °C

Temperatura en kelvin

Viscosidad experimental

cP

Viscosidad corregida

cP20 293 2794.23 2939.910630 303 1966.54 1773.700840 313 1046.87 1105.2213

Mediante una gráfica se puede observar la variación de la viscosidad corregida respecto a

la temperatura.

15 20 25 30 35 40 450

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Series2

temperatura (k)

visc

osid

ad co

rreg

ida

(cp)

Fig. 6. Variación de la Viscosidad en función de la temperatura

La viscosidad corregida a 10°C y 30°C fue menor que la viscosidad experimental, en

cambio a 20°C la viscosidad corregida fue mayor que la viscosidad experimental.

La pastas de tomate son fluidos no newtonianos altamente seudoplásticos que se ajustan

convenientemente al modelo a la ley de la potencia. De acuerdo con los resultados

obtenidos se observa que esta pasta son fluidos altamente viscosos.

Al evaluar el ketchup de tomate inmediatamente después de su fabricación, éste se

comporta como un fluido independiente del tiempo y pseudoplástico, pero con el paso del

tiempo el material forma una estructura de gel débil lo que implica que al momento de ser

usado por el consumidor exhibe comportamiento tixotrópico. Esto explica porqué agitar el

ketchup en su envase, hace que el condimento fluya más fácilmente (STEFFE, 1996).

Los fluidos viscosos no newtonianos no presentan proporcionalidad entre la relación de

deformación y el esfuerzo de corte, la viscosidad recibe el nombre de viscosidad aparente

y es función de la relación de deformación (IBARZ y BARBOSA-CÁNOVAS, 1999)

Según STEFFE, 1996 las propiedades reológicas fundamentales son independientes del

instrumento en el cual son medidas, de manera que diferentes instrumentos producirán

los mismos resultados, en la práctica se utilizó el reómetro rotacional donde no hubo

muchas diferencias con la literatura.

I. CONCLUSIONES

Se puede afirmar que la salsa de tomate no es un fluido newtoniano ya que la

relación entre la velocidad de corte y la variación de la viscosidad aparente no

es lineal. Por lo tanto de acuerdo a la gráfica, la salsa de tomate es un fluido

no newtoniano y obedece a la ley de potencia.

La viscosidad aparente de la salsa de tomate depende de la temperatura.

II. BIBLIOGRAFIA

- HIGGS, S.J. y NORRINGTON, R.J. 1971. Rheological properties of selected

foodstuffs. Proc. Biochem., 6(5):52.

- STEFFE, J.F. 1996. Rheological Methods in Food Process Engineering, 2nd Ed. Freeman

Press, East Lansing, Michigan State, USA. 418 p.

- IBARZ, A. y BARBOSA-CÁNOVAS, G. V. 1999. Operaciones unitarias en la ingeniería de

alimentos. Technomic Publishing Company, Inc. Pennsylvania-USA. pp. 85-204.