UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTA FA CULTAD D DE INGENIERÍ INGENIERÍA A INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
PRÁCTICA N°1: DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DOCENTE: Ing. Víctor Augusto Castro Zaa!"ta
EST#DIANTES: Ca$a!!"ro I%arragu&rr" Ant'on( Ca$a!!"ro So%)n *'onn(
+,1-
I.
INTRODUCCION:
A!
ana!&ar
un a!&/"nto agro&n0ustr&a! nos "ncontra/os con un actor
&/%ortant" "n !a co/%os&c&2n 0" "st" a!&/"nto3 "! agua3 4u&"n cu/%!" un ro! &/%ortant" "n 0&"rsos as%"ctos r"!ac&ona0os a a!&/"ntos. E! agua "n "! a!&/"nto &n!u(" "n !a "!"cc&2n 0" !as con0&c&on"s 0" %roc"so ( 0" a!/ac"na/&"nto. Ta/$&5n !a cant&0a0 agua &n!u(" "n !a ca!&0a0 0"! a!&/"nto3 0a0o 4u" !as %ro%&"0a0"s unc&ona!"s co/o t"6tura3 &scos&0a03 "tc. así co/o !as ca%ac&0a0"s 0" '&0ratac&2n3 0" "/u!s&&cac&2n3
"tc.3 son
cons"cu"nc&a 0" !a &nt"racc&2n ( r"!ac&2n con !os co/%on"nt"s 0"! a!&/"nto ( 0"! "sta0o ís&co 0"! agua %r"s"nt"3 a4uí !a &/%ortanc&a 0" !a act&&0a0 0" agua 0" !a %ract&ca N° ,13 0a0o 4u" t"n&"n0o conoc&/&"nto 0" "sto s" %o0r) r"a!&ar !a %ract&ca N°,+ "! cua! trata 0" una
&sot"r/a 0" a0sorc&2n 4u" "s !a
r"%r"s"ntac&2n 0" !a r"!ac&2n3 "n "! "4u&!&$r&o3 "ntr" !a cant&0a0 a0sor$&0a ( !a %r"s&2n a una t"/%"ratura constant".
Para "sto s&r&2 conoc"r ac"rca 0" !o 4u" "ra !a act&&0a0 0" agua. 7a r"!ac&2n 0" !a a8 ( "! cont"n&0o 0" 'u/"0a0 "n "! "4u&!&$r&o 9M8 a una t"/%"ratura 0"t"r/&na0a "n una cura "s !a &sot"r/a 0" a0sorc&2n3 4u" 'ac" r""r"nc&a a %roc"sos 0" a0sorc&2n 9'&0ratac&2n o r"'&0ratac&2n. 7a &sot"r/a 0" a0sorc&2n nos %"r/&t&r) 0"t"r/&nar con0&c&on"s 2%t&/as 0" a!/ac"na/&"nto3 %r"0&cc&2n 0" &0a ;t&! ( s"!"cc&2n 0"! /at"r&a! 0" "/%a4u" a0"cua0o ( nos a(u0ara a %r"0"c&r !os ca/$&os "n sus %ro%&"0a0"s ís&cas3 4uí/&cas ( $&o!2g&cas 4u" ocurr"n 0urant" "! a!/ac"na/&"nto ( transor/ac&2n. 7as &sot"r/as !as o$t"n0r"/os co!ocan0o /u"stras 0" un a!&/"nto 9s"co o ';/"0o "n una s"r&" 0" r"c&%&"nt"s c"rra0os "n !os cua!"s s" /ant&"n"n %or "<"/%!o /"0&ant" so!uc&on"s sa!&nas 9satura0as %or !o g"n"ra!= ca$" r"ca!car 4u" 'a( 0&"rsas /an"ras 0" 'a!!ar !as &sot"r/as "n "st" caso s" r"sa!t2 !a 4u" s" 'ar) "n !a %r)ct&ca.
I.
DATOS Y MATERIALES
Mat"r&a!"s:
Café
Harina de Trigo
Tapers Herméticos
Balanza digital
Termo balanza
Soluciones saturadas
Procedimiento !r! "! de#ec!ci$n en e#t%&!.
s" 0"t"r/&na !a 'u/"0a0 &n&c&a! "n $as" s"ca 0" !a /u"stra %or "! /5to0o 0" "stua a 11,°C ant"s 0" !!"ar!os a !os 0"s"ca0or"s s" %"sa + gra/os 0": 'ar&na 0" tr&go ( ca5 9- cu$"tas ca0a /u"stra3 !u"go s" !as co!oca "n ta%"rs '"r/5t&cos3 "n un a/$&"nt" 0" >R constant" g"n"ra0o %or !a so!uc&2n satura0a3 0on0" ganar) o %"r0"r) agua 'asta "! /o/"nto "n 4u" su 'u/"0a0 s" "4u&!&$r" con !a 0"! a/$&"nt" 9?@ 'oras. D"s%u5s 0" 4u" s" "4u&!&$r2 !a /u"stra3 s" /&0" %or 0&"r"nc&a 0" %"so 9"n una $a!ana "!"ctr2n&ca 0" %r"c&s&2n !a cant&0a0 0" agua gana0a o %"r0&0a 0&&0&"n0o "st" a!or "ntr" !a cant&0a0 0" s2!&0os 9constant" atra"s 0"! "6%"r&/"nto %ara o$t"n"r !a nu"a 'u/"0a0. E! a!or 0" 'u/"0a0 corr"s%on0&"nt" a !a co$"rtura /ono/o!"cu!ar s" ca!cu!a %or /"0&o 0" una s&/%!&&cac&2n 0" !a t"oría 0" a0sorc&2n 0" /u!t&ca%as 0" .E.T.
II.
DATOS M%e#tr!: ca5 9%"sos
a) cu$"ta 1: 2.0364 gr gr b) Cu$"ta +: 2.0153 gr gr c) Cu$"ta B: 2.0369 gr gr d) Cu$"ta ?: 2.0360 gr gr e) Cu$"ta : 2.0371 gr f) Cu$"ta : 2.0441 gr gr g) Cu$"ta -: 2.0361 gr gr
muestra: 2.0132
/u"stra: 2.0691 /u"stra: 2.0059 /u"stra : 2.0040 /u"stra: 2.0247 gr /u"stra: 2.0171 /u"stra: 2.0040
M%e#tr!: >ar&na 0" tr&go 9%"sos
h) cu$"ta 1: 2.7644 gr gr i) Cu$"ta +: 2.7490 gr gr j) Cu$"ta B: 2.7459gr gr k) Cu$"ta ?: 2.7515 gr gr l) Cu$"ta : 2.7573 gr
/u"stra: 2.0144 /u"stra: 2.0028 /u"stra: 2.0190 /u"stra : 2.0010 /u"stra: 2.0192 gr
Cu$"ta : 2.0288 gr m) 2.0008 gr n) Cu$"ta -: 2.7623 gr gr
III.
/u"stra: /u"stra: 2.0085
RESULTADOS
S" 'a!!2 "! %"so &na!. C'BET
&'EST(
PESO FI!" #cubeta
Cua0ro N°,1: P"sos &n&c&a!"s ( &na!"s !as /u"stras 0" ca5 ( 'ar&na 0" tr&go.
IV.' Re#%"t!do# de" c!&( #o"%cione# #!t%r!d!#
CU)ETA MUESTRA PESO FINAL *CU)ETA + MUESTRA,
Agua n&trato 0" so0&o
+.,B? +.,1B
+.,1B+ +.,1
c!oruro 0" so0&o ac"tato 0" %otas&o cro/ato 0" %otas&o
+.,B
+.,,
+.,B +.,B-1
?.--1B
PESO FINAL DE LA MUESTRA +.-B?
?.1
+.?B
?.B@B
+.B?@?
?.+1B
+.1-B
?.1-
+.?-
+.,,? +.,+?-
c!oruro 0" %otas&o )c&0o su!;r&co
+.,??1
+.,1-1
+.,B1
?.?,@ ?.,+?-
+.,,,?
+.??1.@@
Cua0ro N°,+: P"sos &n&c&a!"s ( &na!"s 0" !a /u"stra ( cu$"tas 0"! ca5.
FEs "! %"so r"su!tant" 0"s%u5s 0"! "4u&!&$r&o 0"ntro 0"! t)%"r '"r/5t&co con !as so!uc&on"s satura0as 9?@ 'oras
SO7#CIÓN SAT#RADA
a8 o >R P"4
)c&0o su!;r&co ac"tato 0" %otas&o n&trato 0" so0&o c!oruro 0" so0&o c!oruro 0" %otas&o cro/ato 0" %otas&o Agua
, ,.++ ,.? ,.-B ,.@?B ,.@? 1
P& G P"4 M
1.@@ +.1-B +.?B +.B??@ +.??+.?- +.-B?
,.,11@ G,.1-B G,.--+ G,.BB@ G,.?+ G,.?? G,.-+1-
a8 M1 91GA8 H >u/"0a0
M1
,., ,., ,., ,., ,., ,., ,.,
,.B-+ ,.B-+ ,.B-+ ,.B-+ ,.B-+ ,.B-+ ,.B-+
, ,.- ?.@? @.,B 1?.1 1.-B ,
I#$%&' *&+ ,- 0
f() ! 0.62 +*/. " 2.02
+
e en eilbri
/*11
+*0,+*,2 +*-2
+*30
+*,.
/ ) )
)*+
)*,
)*-
)*.
/
/*+
c/iidad del aga ()
Cua 0ro N°,B: ta$!a g"n"ra! 0" r"su!ta0os 0"! ca5. &gura N°,1: &sot"r/a 0"! ca5. 9P"so "n "4u&!&$r&o s A8
•
4espués de realizar la isoterma del peso en e5uilibrio con la acti6idad del agua encontramos una ecuaci7n la cual ser8 igualada a la ecuaci7n de B*E*T 9allando as
M 1 Y C
G ,.@@@+,+? @.-?- 1-.,-? +1.+- ++.?- +-.@1 B.@?@?
aw
Ecuaci7n de la recta:
=
1
M ( 1 −aw ) M 1 C
+
aw ( 1− aw ) M 1 C
<= a $ b>
Ecuaci7n de la isoterma: < =+*)+/,$ )*-/22>
•
Igualamos las ecuaciones:
Teniendo en a:
Teniendo en b: C −1 b= M 1∗C
1
a= M 1∗C
2.0214
1
=
M 1∗C
M 1∗C =
0.6155
1
;
2.0214
=
C − 1 M 1∗C
M 1∗C =
#/%
c −1 0.6155
; #+%
Igualando #/% < #+%: 1 2.0214
•
=
c −1
C = /*0),2
0.6155
T"n&"n0o c r""/%!aa/os "n cua!4u&"ra 0" !as "cuac&on"s ( 'a!!a/os M 1
2.0214
1
= M J ,.B-+ M ∗C 1
SOLUCIN SATURADA
!/ o 0R
2cido #%"&3rico
,
1 0%med!d G,.@
(ecuerda: gr H 2 O 100 gr ms
!cet!to de ot!#io c"or%ro de #odio crom!to de ot!#io c"or%ro de ot!#io
,.++
@.-?-
,.?
1-.,-?
,.-B
+1.+-
,.@?B
++.?-
nitr!to de #odio A4%!
,.@?
+-.@1
1
B.@?@?
Cua0ro N°,?: ta$!a 0" 0atos 0" a8 ( H 'u/"0a0
I#$%&' 2 ,)
02*.2
02 +3*1
0)
++*,3
+2
hmedad
+/*0 /3*)3
+) /2 .*32
/) 2 ?)*21 ) ) ?2
)*+
)*,
)*-
)*.
/
/*+
a
&gura N°,+: &sot"r/a 0"! ca5. 9H>u/"0a0 s A8
IV.5 Re#%"t!do# de "! 6!rin! de tri4o #o"%cione# #!t%r!d!#
CU)ETA
MUESTRA
Agua n&trato 0" so0&o c!oruro 0" so0&o ac"tato 0" %otas&o
+.-?? +.-? +.-? +.-1
+.,1?? +.,,+@ +.,1 +.,,1
PESO FINAL *CU)ETA + MUESTRA, .,,1?.@@B ?.@+1@ ?.-?@-
PESO FINAL DE LA MUESTRA +.+B-B +.1?B +.,- 1.-+
cro/ato 0" %otas&o c!oruro 0" %otas&o )c&0o su!;r&co
+.--B +.,+@@ +.-+B
+.,1+ ?.@@ ?.1++ ?.,
+.,,,@ +.,,@
+.111B +.,B+ 1.@+@B
Cua0ro N°,: P"sos &n&c&a!"s ( &na!"s 0" !a /u"stra ( cu$"tas 0" !a 'ar&na 0" tr&go.
FEs "! %"so r"su!tant" 0"s%u5s 0"! "4u&!&$r&o 0"ntro 0"! t)%"r '"r/5t&co con !as so!uc&on"s 9?@ 'oras
SO7#CIÓN a o >R SAT#RADA 8 )c&0o , su!;r&co ac"tato 0" ,.++ %otas&o n&trato 0" ,.? so0&o c!oruro 0" ,.-B so0&o c!oruro 0" ,.@?B %otas&o cro/ato 0" ,.@? %otas&o Agua 1
a8 H M1 91GA8 >u/"0a0
P"4
P& G P"4
M
M1
1.@+@B
,.1@,+
,.,
,.?B
,
G@.-1@-
1.-+
,.,,B@
,.,
,.?B
,.B--
G,.1@1
+.1?B
G,.1?
,.,
,.?B
?.11
-.B1?-
+.,B+
G,.,
,.,
,.?B
.@
+.@1@++-
+.,B+
G,.,+?
,.,
,.?B
11.-B+
?.1@1B
+.111B
G,.,+1
,.,
,.?B
1B.BB
?.1+1+
+.+B-B
G,.+++
,.,
,.?B
,
11.,BB
Cua0ro N°,: ta$!a g"n"ra! 0" r"su!ta0os 0" !a 'ar&na 0" tr&go.
I#$%&' *& + 'I *& %'I;$ +*2
+*/2 +*)1+*)1 +*//
+ f#>% = )*0+> $ /*.3 /*.0 +
+*+,
/*2
e eialen/e
/ )*2 )
)
)*+
)*,
)*-
)*.
/
/*+
c/iidad del aga()
&gura N°,B: &sot"r/a 0" !a 'ar&na 0" tr&go. 9P"so "n "4u&!&$r&o s AK
•
4espués de realizar la isoterma del peso en e5uilibrio con la acti6idad del agua encontramos una ecuaci7n la cual ser8 igualada a la ecuaci7n de B*E*T 9allando as
M 1 Y C
Ecuaci7n de la recta: <= a $ b> Ecuaci7n de la isoterma:
•
< =/*.3+/$ )*0+0.> Igualamos las ecuaciones:
Teniendo en a:
Teniendo en b: C −1 b= M 1∗C
1
a= M 1∗C
1.8721
=
M 1∗C =
1
M 1∗C
1
;
1.8721
#/%
Igualando #/% < #+%: 1 1.8721
=
c −1 0.3238
0.3238
=
C − 1 M 1∗C
M 1∗C =
c −1 0.3238
; #+%
C = /*/30)
•
T"n&"n0o c r""/%!aa/os "n cua!4u&"ra 0" !as "cuac&on"s ( 'a!!a/os M 1
1.8721
1
= M J ,.?B M ∗C 1
•
a'ora 'a!!a/os !a 'u/"0a0 %ara %o0"r 'ac"r !a &sot"r/a 0" !a 'u/"0a0 s AK.
#$+<,I= #%<'*
a '
medad
>cid ) ?.*13/1 lf?ric ace/a/ de )*++2 ?)*/.11 @/ai clrr de )*-2, +*./.+ di crma/ )*320 ,*2-/+ de @/ai clrr de )*.,0 ,*-/.+ @/ai ni/ra/ de )*.-, 3*0/,. di ga / //*)-20 Cua0ro N°,-: ta$!a 0" 0atos 0" a8 ( H 'u/"0a0.
(ecuerda: gr H 2 O 100 gr ms
I#$%&' 2 /2
//*)3 /) 3*0/
,*-+ ,*2-
2
+*.+
medad
)
?)*/1 )
)*+
)*,
)*-
)*.
/
/*+
?2
?.*13 ?/)
a
&gura N°,?: &sot"r/a 0" !a 'ar&na 0" tr&go. 9H>u/"0a0 s AK
&na!/"nt" or0"na/os !os a!or"s 0" /onoca%a 9M1 ( "! a!or 0" !a constant" "n"rg5t&ca 9C %ara "! ca5 ( !a 'ar&na 0" tr&go. 1
C
,-
)*031+
/*0),2
'I *& %'I;$
)*,220
/*/30
Cua0ro N°,@. Va!or"s 0" !a /onoca%a ( constant" "n"rg5t&ca.
V. DISCUSIONES En !o 4u" r"s%"cta "n !a $&$!&ograía so$r" "! t"/a 0" &sot"r/as3 t"n"/os a!gunos "stu0&os %r"&os 4u" nos r"%ortan 0atos so$r" !as so!uc&on"s satura0as 4u" s" ut&!&an %ara contro!ar !a act&&0a0 0" agua. Ta/$&5n "ncontra/os &sot"r/as 0" !a 'ar&na 0" tr&go3 con sus r"s%"ct&os a!or"s 0" 'u/"0a0 ( act&&0a0 0" agua. Lustao V. ar$osa "n su !&$ro D"s'&0ratac&2n 0" a!&/"ntos /"nc&ona 4u" !as so!uc&on"s satura0as s" ut&!&an co/o u"nt" 0" a0sor$ato3 5stas a su " %os""n !a "nta
Figura N° 05:
Recuperado del libro Química de los alimentos
S" a%r"c&a 4u" !a &sot"r/a t&"n" un %unto 0" "ncu"ntro 0" +,H 0" 'u/"0a0 con un ,.-@ 0" act&&0a0 0" agua. En !a %r)ct&ca r"a!&a0a !os a!or"s o$t"n&0os nos /u"stran 4u" "! %unto 0" "ncu"ntro 0" !a &sot"r/a 0" agua 0" !a 'ar&na 0" tr&go "ntr" un a%ro6&/a0o 0" 1BH 0" 'u/"0a0 ( una act&&0a0 0" agua ,.@. Ro/a&n *"ant"t ac!ara "n su !&$ro C&"nc&a 0" !os a!&/"ntos 4u" !a t"/%"ratura &n!u(" "n !as &sot"r/as 0" a0sorc&2n. Por "!!o "! /arg"n 0" "rror 0" !a &sot"r/a 0" agua 0"! tr&go s" 0"$" a 4u" s" tra$a<2 con t"/%"ratura
a/$&"nt" ( ta/$&5n a a!gunos 0""ctos a! /o/"nto 0" &ntro0uc&r !a /u"stra 0" tr&go "n "! t)%"r '"r/5t&co. K. Lrosc' "n su !&$ro uí/&ca 0" !os a!&/"ntos ta/$&5n r"!ac&ona !a &0a ;t&! 0" un a!&/"nto "n unc&2n 0" !a act&&0a0 0" agua. Figura N° 06: Recuperado del libro Química de los alimentos
S" %u"0" a%r"c&ar 4u" a %art&r 0" una act&&0a0 0" ,.- "n a0"!ant" "s conta/&na0a %or /o'os3 !"a0uras ( $act"r&as. L. Mar&ta conc!u(2 4u" "n su %u$!&cac&2n E!a$orac&2n 0" su$%ro0uctos a %art&r 0" !a 'ar&na 0" tr&go con c)scara 4u" !a 'ar&na 0" tr&go cont&"n" ,.@? 0" act&&0a0 0" agua. Entonc"s s& 0"s"a/os /ant"n"r "sta$!" un 0"t"r/&na0o %ro0ucto3 t"n"/os 4u" conoc"r su &sot"r/a 0" act&&0a0 0" agua ( "r "n 4u5 %unto s" r"!ac&ona con su 'u/"0a0.
VI. CONCLUSIONES
•
A%!&can0o !a "cuac&2n runau"r3 E//"t ( T"!!"r 9.E.T3 "! a!or 0" !a co$"rtura /ono/o!"cu!ar 0"! ca5 "s
•
,.B-+
( ,.?B !a 0" !a
'ar&na 0" tr&go.9cua0ro N° ,@ To/an0o "n cu"nta !a act&&0a0 0" agua 0" !a 'ar&na 0" tr&go
VII. RECOMENDACIONES Para %r26&/as %r)ct&cas a r"a!&ars" so$r" !a o$t"nc&2n 0" & sot"r/as 0" un 0"t"r/&na0o a!&/"nto3 s" r"co/&"n0a:
•
A! /o/"nto 0" &ntro0uc&r !as /u"stras "n !os ta%"rs '"r/5t&cos3 "s r"co/"n0a$!" 'ac"r!o 0" !a /an"ra /)s r)%&0a %os&$!"3 %ara "&tar "!
•
0"s"4u&!&$r&o 0" !as sustanc&as satura0as. E&tar !a co/$&nac&2n 0" %ro0uctos3 "s 0"c&r s& s" ut&!&a una
•
0"t"r/&na0a /arca 0" ca53 5sta no s" /"c!" con otra /arca. Para un /"
VIII. )I)LIOGRAFÍA
•
*"ant"t R.= T'o/as C.= Sc'urcQ P.= ru!5 L. C&"nc&a 0" !os a!&/"ntos. +°
•
"0&c&2n .E0&t. ACRIIA3 S.A. Es%aa. +,1B *"ant"t R.= T'o/as C.= Sc'urcQ P.= ru!5 L. C&"nc&a 0" !os a!&/"ntos. 1°
•
"0&c&2n. E0&t. ACRIIA3 S.A. Es%aa. +,1B S. Suann" N&"!s"n. An)!&s&s 0" !os a!&/"ntos. E0&t. ACRIIA3 S.A.
•
Es%aa. +,, C!au0" *.= C'"t"! >.= Intro0ucc&2n a !a $&o4uí/&ca ( t"cno!ogía 0" !os
•
a!&/"ntos. Vo!u/"n 13 "0&c&2n. E0&t. ACRIIA3 S.A. Es%aa. +,11 "!&t .=Lro'c' K.= Sc'&"$"r!" P. uí/&ca 0" !os a!&/"ntos. B° "0&c&2n.
•
E0&t. ACRIIA3 S.A. Es%aa. +,1+ ar$osa L.= V"ga >. D"s'&0ratac&2n 0" a!&/"ntos. E0&tor&a! ACRIIA3 S.A. Es%aa. +,,,
