DETERMINACIÓN DE LA POROSIDAD EL ARROZ I.
INTRODUCCIÓN
La densidad es una propiedad básica de cualquier producto, y se define como su masa por unidad de 3 volumen. Las unidades más comunes de la densidad son g/ml y kg/m . En el caso de alimentos porosos tales como granos, es necesario especificar si se está haciendo referencia a su densidad aparente o real. La densidad aparente es el cociente entre la masa de producto y el volumen aparente del mismo (volumen incluyendo los huecos entre los granos). Por otro lado, la densidad real es el cociente entre la masa del producto y su volumen real (volumen excluyendo los huecos entre los granos).
II.
III.
OBJETIVOS Analizar los fundamentos del método de las probetas para la determinación de la densidad aparente de un producto sólido poroso. Analizar los fundamentos del método del picnómetro para la determinación de la densidad real de un producto sólido poroso.
MARCO TEÓRICO: 3.1 Arroz:
El grano de arroz es un fruto de la planta del arroz ( Oryza sativa L. ), herbácea anual de la familia de las gramíneas. Es uno de los cereales más extendidos por el mundo. Se cultiva ampliamente en los cinco continentes, en regiones pantanosas de clima templado o cálido y húmedo (Departamento de Nutrición y Dietética, 2003, UNCTAD 2005). Tiene T iene una forma ovoide, aplanada, a planada, su color varia de amarillo a café translucido. (Estevez A., 2005)
3.11 Morfología del grano de arroz. El grano de arroz (arroz con cáscara o paddy) se compone de una cubierta protectora exterior, la cáscara y la cariópside o fruto del arroz (arroz integral o pardo, llamado también arroz descascarillado). El arroz integral o pardo se compone de las capas exteriores: pericarpio, tegumento o cubierta seminal y nucela; del germen o embrión; y del endospermo. Éste se compone de la capa de aleurona, consistiendo el endospermo propiamente dicho en la capa de subaleurona y en el endospermo amiláceo o interno. La capa de aleurona contiene al embrión. El pigmento de color pardo del arroz integral lo contiene el pericarpio que sería la capa más externa del grano. (Gomez. G., 1978) La capa de aleurona varía de 1 a 5 capas de celulares, más espesas en la parte dorsal que en la parte ventral, y más gruesa en los arroces de grano corto que los de grano largo. Las células de la aleurona y del embrión son ricas en compuestos proteínicos, que contienen fitatos, y compuestos grasos. (Juliano, O., 1994)
Las células del endospermo son de pared delgada y están envueltas en amiloplastos que contienen gránulos de almidón compuesto. Las dos capas de las células más exteriores (las subaleuronas) abundan en proteínas y lípidos y tienen amiloplastos y gránulos de almidón compuesto más pequeño que el endospermo interior. (Juliano, O., 1994)
3.1.2 Dimensiones de las partes del arroz. La cascarilla o gluma constituye el 20% del peso del arroz integral o pardo, aunque sus valores van desde 16% a 28%. La distribución del peso del arroz pardo es la siguiente: pericarpio, 1-2%; aleurona, nucela y cubierta seminal 4-6%; germen, 1%; escutelo 2%; y endospermo, 90-91%. (JULIANO, 1994). Tiene dimensiones de 5-10 mm por 1,5-5 mm de largo y ancho y con respecto al peso del grano, los mil granos pesan 27 g. (Estevez A., 2005)
3.1.3 Características del grano de arroz La forma del grano, es decir, su grosor y longitud, puede tener importancia comercial, según el mercado consumidor de que se trate. En la selección genética es importante observar si el carácter corto es dominante sobre el largo, ya que, en general el corto tiene mayor grosor. Para establecer líneas puras se toma muy en cuenta el tamaño del grano. (Toponlansky, 1975) Las propiedades físicas del grano de arroz como longitud, anchura, transparencia, grado de elaboración, color y envejecimiento del arroz elaborado son indicadores de la calidad del grano. El color de la cariópside está determinado por cinco genes, y puede ser blanco, que es el más frecuente, rojo o casi negro. (Juliano, O., 1994)
3.2 Determinación y cálculo de la densidad aparente La determinación de la densidad aparente de un sólido poroso como el arroz es relativamente sencilla, puesto que implica la medida de su volumen aparente (su volumen total, incluyendo los huecos entre los granos). Bastaría entonces con dividir una cierta masa de arroz entre el volumen aparente de esa misma muestra. Con el fin de estandarizar la determinación, se hace necesario el grado máximo de compactación de los granos. Describiendo el proceso paso a paso: se toma una probeta de plástico y se determina su masa (m probeta). Se vierte en la misma una cierta masa de arroz y se vuelve a pesar el conjunto (m probeta + ). Se golpea la probeta en su base rítmicamente unas 20 veces para conseguir la compactación de arroz la muestra y finalmente se mide el volumen ocupado por la muestra en la probeta (V aparente). La densidad aparente se calcula como:
3.3 Determinación de la densidad real Con el fin de determinar la densidad real, se utiliza el método del picnómetro. Un picnómetro es un [3]
recipiente de vidrio con tapa como el que se puede observar en la figura 1. Su tapa cuenta con un tubo capilar vertical abierto a la atmósfera que permitirá que el llenado se haga siempre del mismo modo (completando el volumen del picnómetro). El cuello del picnómetro es de vidrio esmerilado para favorecer el cierre. Por su forma, en el enrasado pueden quedar burbujas alojadas bajo el esmerilado, lo que habrá de evitarse. Enrasar el picnómetro significa llenarlo completamente, evitando la formación de burbujas en su interior. Al cerrarlo, el nivel del líquido utilizado (agua) subirá por el capilar y rebosará, quedando el capilar también lleno de agua. Una vez el agua haya rebosado, habrá que secar el picnómetro por fuera antes de pesarlo.
Así pues, se acaba de deducir que m se calcula según la ecuación:
Una vez determinada la masa de agua desplazada (m), se calcula el volumen ocupado por los granos de arroz (Vreal) según la ecuación:
=
mp
− mp +a
3.4 Cálculo de la porosidad Una vez determinadas la densidad real y la densidad aparente del producto poroso, el cálculo de la porosidad es muy sencillo y se lleva a cabo utilizando la ecuación:
IV.
MATERILAES
4.1 materiales Muestra de arroz Picnómetro Probeta
4.2 Equipo Balanza analítica
4.3 Reactivos Agua destilada
V.
METODOLOGÍA 4.1. Determinación y cálculo de la densidad aparente
Se mide en una probeta y se determina su masa (m probeta).
Se vierte en la misma una cierta masa de arroz y se vuelve a pesar el conjunto (m probeta + ).
arroz
Se golpea la probeta en su base rítmicamente unas 20 veces para conseguir la compactación de la muestra y finalmente se mide el volumen ocupado por la muestra en la probeta (Vaparente).
Medición del peso de la probeta vacía
Medición de la probeta + arroz y el volumen
4.2. Determinación de la densidad real
Pesar el picnómetro vacío y anotar su masa (m p) Añadir una cierta masa de arroz y anotar la masa del conjunto (m p+a) Cubrir el arroz con agua y someter el conjunto a baja presión en un desecador conectado a una bomba de vacío. De ese modo se consigue desgasificar (eliminar burbujas de aire alojadas entre los granos de arroz). Completar el llenado con agua (fluido de referencia) y enrasar. Anotar la masa (m p+a+w). Llenar el picnómetro de agua y enrasar. Pesar y anotar su masa (m p+w).
m p
m p+a
m p+a+w
m p+w
4.3 Cálculo de la densidad real
La densidad real del arroz dividiendo la masa de arroz (m p+a-m p) entre el volumen real del mismo
VI.
mp a − mp + =
RESULTADOS Se determinó la porosidad del arroz con el método descrito: 6.1. Determinación de la densidad aparente del arroz:
DESCRIPCIÓN
RESULTADOS
Masa de la probeta vacía:
88.3636 g
Masa de la probeta llena de arroz: Por lo tanto la masa de arroz fue la diferencia:
196.3256g. 107.9620
Volumen aparente del arroz en la probeta después de la compactación:
123 ml
Reemplazando en la ecuación: =
196.325 − 88.3636 123
= 0.8777
DENSIDAD APARENTE DEL ARROZ:
0.8777g/ml
6.2. Determinación de la densidad real del arroz
DESCRIPCIÓN
RESULTADOS (m p): 15.3974 g
Masa del picnómetro vacío
(m p+a): 37.296g
Masa del picnómetro con arroz Masa del picnómetro con arroz enrasado con agua
(m p+a+w): 47.6215g
Masa del picnómetro enrasado con agua
(m p+w): 41.0075g
La masa de agua desplazada
= 41.0075 − (47.6215 − (37.296 − 15.3974)) = 15.2846
El volumen real se obtuvo =
15.2846 1.0244
= 14.9205
=
densidad real del arroz:
=
mp
− mp +a
37.296 − 15.3974 14.9205
= 1.4676
3. Determinación de la porosidad del arroz: Se da:
=
1.4676 − 0.8777 1.4676 = 0.4019
VII.
CONCLUSIÓN Se logró determinar las densidades del arroz; tanto la densidad aparente y la densidad real. Así luego de operaciones y la aplicación de la ecuación de porosidad se logro reemplazo con las densidades obtenidas, es así que se determinándose la porosidad del arroz de un 0.4019
VIII.
BIBLIOGRAFÍA
Experimentos de fisicoquímica de alimentos. SPUPV98.061
Estevez A. (2005). Procesamiento del arroz. Facultad de Ciencias.
Gomez. G. (1978). Utilización de las puliduras (polvillo) de arroz en raciones. Colombia.
Juliano, O. (1994). El arroz en la nutrición humana. Roma.
