Manual Del Viscosimetro Brook Field

REOLOGIA DE LOS ALIMENTOS

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIA, TECNOLOGÍA E INGENIERIA DE LOS ALIMENTOS

REOLOGÍA

MANUAL DEL VISCOSÍMETRO BROOKFIELD Ing° ALFREDO ABELARDO CARMONA RUÍZ .

Tingo María - Perú 2008

Alfredo Abelardo Carmona Ruiz

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I. Introducción El laboratorio de Análisis de los alimentos cuenta con dos viscosímetros rotacionales, el LVT y el RVT, los cuales no cuentan con manuales, que le permitan al estudiante conocer el principio de funcionamiento de estos equipos y de esta manera puedan realizar mediciones adecuadas de alimentos con comportamiento de fluido, para luego establecer sus propiedades reológicas que hoy en día son de gran utilidad en la tecnología e ingeniería de los alimentos. II. Principio de operación del viscosímetro rotacional El viscosímetro Brookfield es del tipo rotacional, produce la rotación de un elemento sensor en un fluido y mide el torque necesario para vencer la resistencia viscosa al movimiento inducido. El elemento inmerso (huso) es accionado por un motor sincronizado a través de un resorte de cobre de berilio. El grado al cual es girado el resorte, indicado por el dial o por la pantalla digital, es proporcional a la viscosidad del fluido. Se puede medir una variedad de rangos de viscosidad utilizando una velocidad de transmisión múltiple (4 u 8) y husos intercambiables. Con este viscosímetro se puede hacer medidas de viscosidad empleando el mismo huso a diferentes velocidades para detectar y evaluar las características reológicas del material examinado. La resistencia al flujo se incrementa conforme sea incrementa el tamaño del uso y/o la velocidad rotacional. Para cualquier modelo, el mínimo rango de viscosidad se obtiene empleando el huso más grande a la velocidad más alta, mientras que el rango máximo se obtiene empleando el huso más pequeño a la velocidad más baja. III. Viscosímetro Brookfield LVT A. Aplicaciones típicas 1.

Adhesivos.

2.

Solventes

3. 1

Sustancias químicas. Alfredo Abelardo Carmona Ruiz


4.

Cosméticos

5.

Ceras líquidas (calientes)

6.

Tintas.

7.

Látex.

8.

Aceites.

9.

Fibras textiles sintéticas.

10. Pinturas. 11. Productos farmacéuticos 12. Soluciones de caucho, goma elástica 13. Sopas B. Características y accesorios 1.

Accesorios

✔ Cuatro (04) husos. ✔ Ocho (08) velocidades: 60, 30, 12, 6, 3, 1.5, 0.6, 0.3 rpm ✔ Vaso de precipitado de 600 ml (cm3) 1.

Características

✔ El esfuerzo de torsión (τ ) a toda escala es 673.7 dinas/cm2. ✔ La mínima viscosidad medible es 15 centipoise. ✔ La máxima viscosidad medible es 2MM (MM = 1 000 000) ✔ La tabla de factores a utilizarse es la que se muestra en la tabla 1 La viscosidad se determina con la siguiente fórmula:  = lectura del dial x Factor (para el huso y velocidad utilizada tabla 1) la viscosidad estará dada en centipoise

Tabla 1: Factores para cada velocidad y huso del viscosímetro LVT Velocidad

HUSOS Alfredo Abelardo Carmona Ruiz

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(rpm) 1 2 0.3 200 1M 0.6 100 500 1.5 40 200 3.0 20 100 6.0 10 50 12.0 5 25 30.0 2 10 60.0 1 5 Fuente: Tabla de factores Brookfield LVT.

3 4M 2M 800 400 200 100 40 20

4 20M 10M 4M 2M 1M 500 200 100

Ejemplo ilustrativo: Se utilizó el huso 2 para realizar la medición de la viscosidad de un alimento líquido y se empleo la velocidad de 30 rpm. Se hizo rotar el huso el interior del fluido y el marcador del dial indico una lectura de 85. La viscosidad del fluido será: µ = Lectura dial x Factor (para el huso 2 a una velocidad de 30 rpm) µ = 85 x 10 (tabla 1) = 850 Centipoise = 85 cps II. Viscosímetro Brookfield RVT Sirven para fluidos de mediana viscosidad. A. Aplicaciones típicas 1.

Cremas

2.

Productos alimenticios (aderezos, quesos, pastas batidas)

3.

Gomas

4.

Tintas para pantallas

5.

Pinturas

6.

Papel

7.

Almidones

8.

Revestimientos para pulir superficies

9.

Pastas dentales

10. Barnices B. Características y accesorios

1



1.

Accesorios

✔ Siete (07) husos. ✔ Diez (10) velocidades: 100, 50, 20, 10, 5, 4, 2.5, 2.0, 1.0, 0.5 rpm ✔ Vaso de precipitado de 600 ml (cm3) 1.

Características

✔ El esfuerzo de torsión (τ ) a toda escala es 7 187 dinas/cm2. ✔ La mínima viscosidad medible es 100 centipoise. ✔ La máxima viscosidad medible es 8MM (MM = 1 000 000) ✔ La tabla de factores a utilizarse es la que se muestra en la tabla 2. Tabla 2: Factores para cada velocidad y huso del viscosímetro RVT Velocidad (rpm) 1 2 3 0.5 200 800 2M 1.0 100 400 1M 2.0 50 200 500 2.5 40 160 400 4.0 25 100 250 5.0 20 80 200 10.0 10 40 100 20.0 5 20 50 50.0 2 8 20 100.0 1 4 10 Fuente: Tabla de factores Brookfield RVT.

HUSOS 4 4M 2M 1M 800 500 400 200 100 40 20

5 8M 4M 2M 1.6M 1M 800 400 200 80 40

6 20M 10M 5M 4M 2.5M 2M 1M 500 200 100

7 80M 40M 20M 16M 10M 8M 4M 2M 800 400

La viscosidad se determina con la siguiente fórmula:  = lectura del dial x Factor (para el huso y velocidad utilizada tabla 2) la viscosidad estará dada en centipoise Cálculo de la velocidad angular de deformación (dv/dy) Si por teoría sabemos que:

 dv  τ = µ    dy 


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Entonces:

 dv  τ   =  dy  µ II. Pasos para operar los viscosímetros Brookfield 1.

Colocar al viscosímetro sobre una base firme.

2.

Nivelar el equipo mediante los 3 tornillos que se encuentran en la base y con la ayuda del nivel de burbuja que está ubicado a un costado del dial.

3.

Acoplar el huso al viscosímetro en la parte más baja del eje pívot. Para esto se levante ligeramente este eje, sujetándole firmemente con la mano izquierda, mientras se va entornillando el huso con la mano derecha. El entornillamiento es de derecha a izquierda en sentido contrario a lo normal.

4.

Trasvasar la sustancia problema al vaso de precipitado de 600 ml (cm3) y colocarlo adecuadamente para introducir en el huso.

5.

Insertar y centrar el huso en el material a examinar (con la ayuda de la charnela que se encuentra en el soporte) hasta que el nivel del fluido esté en la depresión acanalada del eje del huso. Con el huso tipo disco es necesario algunas veces inclinar el instrumento ligeramente mientras se está introduciendo en la muestra para evitar que se formen y queden atrapados burbujas de aire en la superficie interna.

6.

Para hacer una medida de viscosidad, accionar el botón de encendido del motor y dejar un tiempo hasta que el indicador de lectura se estabilice. Este tiempo dependerá de la velocidad a la cual el viscosímetro está funcionando y de las características del fluido en examen. Cuando se hace una mediad a altas velocidades, es necesario presionar el embrague y apagar el motor con el puntero rojo visible en dial de lectura del viscosímetro.

7.

Cuando se hace una medida de viscosidad, la lectura del viscosímetro debe ser anotada y multiplicada por el factor apropiado para la combinación empleada: modelo de viscosímetro – huso velocidad. Este

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factor se obtiene de las tablas 1 y 2 de este manual. Para lograr mayor exactitud las lecturas obtenidas por debajo de 10.0 deberán ser evitadas. 8.

Cuando se tenga que cambiar de huso, de muestra, etc., se debe apagar el motor del viscosímetro. Sacar el huso antes de limpiarlo.

III. Recomendaciones 1.

Los husos o vástagos se encuentran enumerados desde el UNO hasta los números que se indican en los cuadros respectivos, por lo que se recomienda utilizar cada uno de ellos en función a la menor o mayor viscosidad, siendo el huso 1 el utilizado para fluidos de más baja viscosidad en cada caso.

2.

Para el viscosímetro LVT se recomienda realizar lecturas a 60 rpm. Se deberá repetir la lectura 3 ó más veces y luego dar el resultado que será el promedio de las lecturas repetidas.

3.

Para el viscosímetro RTV se recomienda realizar lecturas a 50 rpm se deberá también repetir la lectura 3 ó más veces y luego dar el resultado que será el promedio de las lecturas repetidas.

IV. Bibliografía Barbosa – Canovas, G.; Ibarz, A.; Peleg, M. 1993. Propiedades reológicas de alimentos fluidos. ATA Madrid España. Brookfield S.A. More solutions to sticky problems. A guide to getting more from your Brookfield Viscositer. Brookfield Engeneering Laboratories Inc USA. Muller, H. 1973. Introducción a la reología de los alimentos. Editorial Acribia, Zaragoza España.


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Manual Del Viscosimetro Brook Field

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