manual del viscosimetro brook field
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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 VISCOSÍMETROMANUAL DEL VISCOSÍMETRO BROOKFIELDBROOKFIELD
Ing° ALFREDO ABELARDO CARMONA RUÍZ
.
Tingo María - Perú
2008
Alfredo Abelardo Carmona Ruiz 1
REOLOGIA DE LOS ALIMENTOS
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.
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2. Solventes
3. Sustancias químicas.
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)
2. Características
El esfuerzo de torsión () 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
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REOLOGIA DE LOS ALIMENTOS
Tabla 1: Factores para cada velocidad y huso del viscosímetro LVT
Velocidad(rpm)
HUSOS1 2 3 4
0.30.61.53.06.012.030.060.0
200100402010521
1M5002001005025105
4M2M8004002001004020
20M10M4M2M1M500200100
Fuente: Tabla de factores Brookfield LVT.
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:
= Lectura dial x Factor (para el huso 2 a una velocidad de 30 rpm)
= 85 x 10 (tabla 1) = 850 Centipoise = 85 cps
IV. 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
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REOLOGIA DE LOS ALIMENTOS
B. Características y accesorios
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)
2. Características
El esfuerzo de torsión () 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)
HUSOS1 2 3 4 5 6 7
0.51.02.02.54.05.010.020.050.0
100.0
2001005040252010521
80040020016010080402084
2M1M500400250200100502010
4M2M1M8005004002001004020
8M4M2M
1.6M1M8004002008040
20M10M5M4M
2.5M2M1M500200100
80M40M20M16M10M8M4M2M800400
Fuente: Tabla de factores Brookfield RVT.
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:
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τ=μ( dvdy )Entonces:
( dvdy )= τμV. 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 factor se obtiene
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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.
VI. 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.
VII. 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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