MEDICION DE DENSIDAD REAL Y APARENTE DE GRANOS Y POROSISDAD DE UN LECHO DE GRANOS DE MAIZ PIRA MANEJO DE SOLIDOS LABORATORIO No.2
RESUMEN Antecedentes: la densidad real y a granel es un parámetro en la industria alimentaria más accesible y fácil de realizar para determinar que densidad aparente puede llegar a tener un grano en relación a la masa y el volumen. En el caso de porosidad nos describe una propiedad física del producto en cuanto a la textura y la calidad que pueda llegar a tener. Lo siguiente a mencionar es el Objetivo: Determinar la densidad a granel, real y porosidad de un lecho de maíz pira. Método: se utilizó en la práctica granos de maíz pira, se midió mediante el medidor de humedad, la humedad de los granos. Posteriormente se llevó a cabo las pruebas experimentales midiendo la masa y volumen. Se utilizó el picnómetro como equipo para medir la densidad real con etanol. Y la porosidad midiendo lo volúmenes de la muestra de granos de maíz pira y el volumen que se necesitó para llenar los vacíos entre los granos con etanol.Resultados: en los resultados que se obtuvieron de la práctica se tiene que en la medición de la densidad a granel medida con la fórmula es de 971 kg/m3. La densidad real es de 1352 kg/m3 y la porosidad es de 0.368. Palabras claves: densidad, humedad, lecho, porosidad, masa, volumen. ABSTRACT Background: the real and bulk density is a parameter in the food industry more accessible and easy to perform to determine what bulk density can have a grain in relation to mass and volume. In the case of porosity, it describes a physical property of the product in terms of texture and quality that it may have. The next thing to mention is the Objective: Determine the bulk density, real and porosity of a bed of pyre corn. Method: Pyra corn grains were used in practice, the humidity of the grains was measured by means of the moisture meter. Subsequently, the experimental tests were carried out measuring mass and volume. The pyknometer was used as equipment to measure the actual density with ethanol. And the porosity by measuring the volumes of the sample of grains of maize pyra pyra and the volume that was needed to fill the gaps between the grains with ethanol. Results: in the results obtained from the practice it is necessary to measure the density in bulk measured with the formula is 971 kg / m3. The real density is 1352 kg / m3 and the porosity is 0.368. Keywords: density, humidity, bed, porosity, mass, volume.
INTRODUCCIÓN El maíz pira se caracteriza por presentar granos pequeños con endospermo cristalino, constituido preferentemente por almidón córneo, los granos son redondos y oblongos, de pequeño tamaño, su color es entre amarillo y naranja, dependiendo del híbrido. Cuando se someten a calor son capaces de explotar y producir las denominadas palomitas. Su siembra es a pequeña escala en los trópicos. (Paliwal, R. L. 2001 b. Morfología del maíz tropical. En: Paliwal, R. L.; Granados, G.; Lafitte, H. R.; Violic, A. D. y Marathée J. P.) Las características distintivas de la variedad de maíz reventón (zea mays everta st.), con base en los descriptores de caracterización son: 1) la forma de la hoja de la mazorca, es ligeramente curvada, con fuerte ondulación del margen laminar y color verde normal, con ancho promedio de lámina foliar de 8.1 cm; 2) tallo delgado con ligero zigzagueo de entrenudos, siendo los entrenudos superiores, más largos que aquellos situados por debajo de la mazorca; 3) la espiga presenta un leve cubrimiento por la hoja bandera, presentando la antesis a los 51 días. Las glumas que cubren a las espiguillas, muestran una tenue pigmentación por antocianinas, la cual torna a una tonalidad fuerte en el caso de las anteras. La densidad de espiguillas en la espiga es media. La forma de la espiga es abierta y muy larga, con alto número de ramas laterales primarias (11 a 17). El pedúnculo de la espiga es corto (5 a 8 cm); 4) la altura de planta es intermedia (199 a 220 cm) con ubicación de la mazorca principal entre 81
a 100 cm desde el nivel del suelo. Generalmente presenta mazorcas adicionales, pobremente desarrolladas; y 5) la mazorca es delgada (< 4 cm de diámetro), longitud intermedia (15-20 cm), forma cónico cilíndrica, con pocas hileras de granos en la mazorca (13-16) e intermedio número de granos por hilera (31-40), la disposición de las hileras de granos en la mazorca es recta en 60% de las mazorcas y 40% en espiral. El grano es del tipo reventador, color amarillo intermedio con variaciones en un número reducido de mazorcas (5-8%). La forma de la corona del grano es convexa. (Carballo y Benítez, 2003; UPOV, 2009) Entre las propiedades nutricionales el producto contiene un poder calórico de 494 Calorías, además de trascender al ser un alimento rico en fibra, contribuye a controlar la obesidad. Es recomendado para mejorar el control de la glucemia en personas con diabetes, reduce el colesterol y previene el cáncer de colon. Por otra parte, su elevada cantidad de vitamina E, coloca al alimento como muy beneficioso para el sistema circulatorio. Ayuda en la prevención de la enfermedad de Parkinson, además de ser beneficioso para la vista por poseer propiedades antioxidantes. Es la única comida formada con el 100% de granos no procesados. Todas las demás pertenecen a comidas procesadas y/o mezclados con otros ingredientes. Una porción de maíz reventón (zea mays everta st.) proporciona más del 70% del consumo diario de granos integrales. Salinas M Y, F J Cruz C, S A Díaz O, F Castillo G (2012) Granos de
maíces, características físicas, y valor nutricional. Considerando que el maíz es un producto agroalimentario de gran importancia e impacto socioeconómico en el país, y que posee un alto valor energético y nutricional, un aporte significativo para el desarrollo social se basa en implementar alternativas para contribuir a la diversificación de productos con valor agregado a partir de la agroindustria de esta materia prima.
MATERIALES Y METODOS Obtención de muestras Se utilizó maíz pira procedentes del supermercado Abraham Delgado de la ciudad San Juan de Pasto.
Medición densidad real, aparente y porosidad Para determinar la densidad aparente de un grano se empleó el método: medición de densidad a granel en donde se dejó caer los granos de maíz en un recipiente mediante un embudo desde una altura de 15 cm.
Imagen 1. Contenido de granos de maíz en el recipiente. Para determinar la densidad real de un grano se realizó el método de medición de la densidad verdadera de partículas en donde se llenó un picnómetro previamente pesado con granos de maíz, posteriormente se llenó el picnómetro con etanol.
Imagen 3. Dos probetas con granos de maíz y etanol respectivamente. El procedimiento se realizó en planta piloto de la Universidad De Nariño, Torobajo, Pasto (N) (2527 msnm, 14oC).
CÁLCULOS Y RESULTADOS PARTE 1. MEDICIÓN DE DENSIDAD A GRANEL HUMEDAD MEDIDA EN EL MEDIDOR DE HUMEDAD 12.7%
Imagen 2. Picnómetro lleno con etanol luego de realizar el procedimiento con granos de maíz. Para determinar la porosidad de un lecho de granos de maíz se realizó una medición en donde se colocó una cantidad de granos de maíz en una probeta hasta 100 cc, luego se agregó etanol y finalmente se retiraron los granos de la probeta con ayuda de un colador.
Tabla 1. Datos experimentales de la masa del recipiente vacío, la masa del recipiente con os granos y el volumen del recipiente. CAIDA
PESO (g)
1 2 3 PROMEDIO (ms ) m0 Volumen del recipiente
468 470 469 469 26 456 ml
=
− ( − ) − ( − ) ∗
=
Cálculos
− ( − ) − ( − ) . ∗
= . =
=
−
ó
−
= .
ó
PARTE 2. MEDICIÓN DE DENSIDAD VERDADERA DE PARTICULAS
PARTE 3. MEDICIÓN DE LA POROSIDAD DE UN LECHO DE PARTICULAS Volumen del lecho= 456 ml Volumen del líquido necesario para tapar los huecos del lecho =168 ml
Cálculos
Tabla 1. Datos experimentales de la masa del recipiente vacío, la masa del recipiente con os granos y el volumen del recipiente. Wp Wps Wpls Wpl Temperatura Densidad del etanol a 20°C. 1
PESO (g) 25 49 75 65 20 °C 0.789g /cm3
Cálculos
1
Obtenido de : http://www.atpplleal.com/Pujat/file/DENSIDAD% 20Y%20PESO%20ESPECIFICO.pdf
=
=
= .
DISCUSION DE RESULTADOS Es importante reconocer, que el contenido de humedad, como lo registra la literatura, incide sobre las características físicas de los granos de una manera fundamental, es por ello, que al analizar los datos de esta práctica, es primordial conocer el
contenido de humedad de la muestra estudiada PARTE 1. MEDICIÓN DE DENSIDAD A GRANEL La densidad a granel al ser el peso por unidad de volumen total ocupado por una cantidad de granos en este caso de maíz pira nos indica la densidad aparente experimentalmente de los granos que es de 0.971 g/cm3 o 971 kg/m3 haciendo la comparación con datos tomados según densidad aparente de semillas maíz Colorado Duro Híbrido NT 320 en el rango de contenido de humedad 17.11% b.s.− 34.44% b.s. En el cual se realiza una tabulación al 12.7% de humedad La reducción de la densidad aparente con la humedad del grano podría atribuirse a que este parámetro físico representa el peso de un hectolitro de grano incluyendo el volumen de aire que encierran los espacios intergranulares, siendo el porcentaje en volumen de aire intergranario superior en los granos de mayor tamaño y humedad por poseer menor capacidad de compactación que los pequeños y secos, y con ello tenemos una densidad aparente de 0.830 g/cm3 el cual es tomado como dato teórico obtenemos un porcentaje del 16% El porcentaje de error de cada una de las comparaciones que se desarrolló es mayor al 10% eso nos indica que hay variación mínima esto puede ocurrir los errores en la medición experimenta o en tanto ya que no hay datos sobre el maíz pira tomamos otra variedad de maíz. PARTE 2. MEDICIÓN DE DENSIDAD VERDADERA DE PARTICULAS
La densidad real o verdadera realizada experimentalmente dio un dato del 1.352 g/cm3 y haciendo una comparación con los datos de la tabla de densidad real de semillas maíz Colorado Duro Híbrido NT 320 en el rango de contenido de humedad 17.11% b.s.− 34.44% b.s. de la cual fue
tabulada a 12.7% de humedad y nos arrojó un dato de 1.382 g/cm3 de densidad verdadera el cual se lo toma como dato teórico del 2% El porcentaje de error de la comparación que se desarrolló es menos al 10%. No hay mucha variación entre el dato teórico y el experimental. PARTE 3. MEDICIÓN DE LA POROSIDAD DE UN LECHO DE PARTICULAS La porosidad es la cantidad de espacios vacíos que dejan los granos, los cuales son ocupados por aire. Factores de compactación, impurezas y contenido de humedad del grano influyen sobre la porosidad. Es una medida de espacios vacíos en un material, y es una fracción del volumen de huecos sobre el volumen total (Muñoz, 1990) Se observa que el valor promedio encontrado de porosidad es de 0,36 en decimal, es decir del 37%, en el desarrollo del experimento en comparación la literatura encontrada la porosidad es del 41,2% esta es tomada teóricamente y nos da un error 10% El porcentaje de error de la comparación que se desarrolló es menos al 10%. No hay tanta variación en el desarrollo teórico con el desarrollo experimental.
CONCLUSIONES
Teniendo en cuenta lo reportado por la literatura la relación entre la densidad real y aparente y el contenido de humedad es inversamente proporcional, entre más contenido de humedad tenga el grano, menor será su densidad. El conocimiento del contenido de humedad del grano a estudiar es primordial ya que como se reporta en la teoría, este parámetro tiene una fuerte influencia en las características físicas y mecánicas, tales como ángulo de reposo y coeficiente de fricción. La porosidad encontrada indica que la relación entre los espacios Salinas M Y, F J Cruz C, S A Díaz O, F Castillo G (2012) Granos de Ordoñez et Ali, 2012 estudio de propiedades física y cinética de secado de granos de maíz colorado duro Muñoz, R. (1990). Manejo de pos cosecha de arroz. II curso internacional de arroz. INIACIAT-INDAP. 21 de febrero al 2 de marzo de 1990.Chillan, Chile. Guevara S. et Ali 2015 caracterización física de granos
vacíos y los espacios totales en una masa del grano es del 37%, es importante la determinación de este parámetro, ya que nos indica tanto la fuerza de compresión del grano como su forma y posición dentro del recipiente
BIBLIOGRAFIA
Carballo y Benítez, 2003; UPOV, 2009. Paliwal, R. L. 2001 b. Morfología del maíz tropical. En: Paliwal, R. L.; Granados, G.; Lafitte, H. R.; Violic, A. D. y Marathée J. P. maíces, características físicas, y valor nutricional.
