practica nº 02(densidad)

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2009

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2

DETERMINACIONES DENSIMETRICAS EN ALIMENTOS

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS

ALIMENTARIAS

ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS

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Practica Nº 02: Determinaciones Densimetricas en alimentos

PRACTICA Nº 02DETERMINACIONES DENSIMETRICAS EN ALIMENTOS

I. OBJETIVO :

Determinar las propiedades físicas (gravedad específica, grados Baumè, concentración, etc.) de los alimentos para obtener información sobre su pureza, fraude y otros. Estos datos son de mucha utilidad durante el procesamiento, control de calidad y diseño de equipos.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO :

En un cuerpo físicamente homogéneo existe proporcionalidad entre los volúmenes que se consideran y las masas correspondientes a dichos volúmenes. Esta constante de proporcionalidad se denomina densidad (r) y no es más que la masa de la unidad de volumen. En caso de cuerpos no homogéneos debemos definir una densidad puntual o hablar de densidad media.

Esta propiedad de la materia, que la caracteriza en cualquiera de los estados en que esta se presenta, es factible determinar en el laboratorio de forma sencilla, sobre todo en el caso de cuerpos sólidos y líquidos. Dependiendo del estado de la materia a considerar, las técnicas y procedimientos experimentales para la determinación de su densidad serán diferentes. Veremos algunos de ellos:

1. Determinación de la densidad p ara alimentos líquidos

Existen diferentes procedimientos para determinar la densidad de las sustancias en estado líquido. Uno de ellos consiste en la utilización de unos instrumentos denominado densímetros.

El densímetro es un instrumento que se utiliza para determinar la densidad de un líquido. Este es, en principio, un flotador de vidrio que introducido en un líquido flota verticalmente, manteniéndose fuera del aquel una parte de la varilla cilíndrica. En esta existe una escala calibrada directamente en densidades.

1.1. Hidrómetros

Instrumento utilizado para la medición de la densidad de líquidos y sólidos. Utiliza el principio de flotación de Arquímedes en la medición.

También se les conoce como densímetro de inmersión o aerómetro.

Los densímetros son aparatos que miden la densidad de los líquidos sin tener que calcular antes la masa y el volumen, fundándose en el Principio de Arquímedes. Esta formados por varillas de vidrio hueco que presentan un ensanchamiento en la parte inferior y un lastre. Al sumergirlas en un liquido flotan, cumpliéndose que el peso del volumen de liquido desalojado es igual al peso de todo el aparato; por tanto, se hundirán mas o menos según sea la densidad del liquido.

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El punto en el que la superficie del líquido toca el cilindro del hidrómetro se observa en la escala. Los hidrómetros, generalmente contienen una escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la gravedad específica en gramos por centímetro cúbico.Los densímetros vienen graduados directamente en densidades (g/cm3). Existen dos tipos de densímetros:

a) Para líquidos más densos que el agua que llevan la indicación 1 en la parte superior de la varilla. Esta señal corresponde a la parte sumergida cuando el liquido es agua. Si se sumerge en líquidos más densos, se hunde menos; por ello, las indicaciones aumentan numéricamente hacia abajo.

b) Para líquidos menos densos que el agua: La indicación 1, correspondiente a la densidad del agua, la presentan al final de la varilla; al sumergir el aparato en un liquido menos denso, se hunde menos que en esta, por ello la varilla esta graduada en densidades de valor numérico menores que 1.

Los areómetros

Tienen el mismo fundamento que los densímetros, pero en lugar de medir densidades sirven para medir concentraciones de las disoluciones. Vienen graduados en grados Beaumé y pueden ser de dos tipos: a) para disoluciones mas densas que el agua y b) para disoluciones menos densas que el agua.

Dependiendo de la escala reciben los nombres de Alcoholímetros, Sacarímetros, Brixómetros, Lactómetros, etc.

1.1.1. Lactodensímetro

Un lactómetro o galactómetro es un instrumento de medida simple que se emplea en la comprobación de la densidad de la leche; su escala se gradúa en

Hidrómetros

Volumen Constante

Masa Constante

Densidad de líquido y sólidos Hidrómetro Nicholson

Diferentes escalasDensidad de líquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Leche

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medida

http://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro

http://es.wikipedia.org/wiki/Gramo

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cien partes. La densidad de la leche varía considerablemente con el contenido graso y de sólidos presentes en la emulsión y suele oscilar entre un peso específico de 1,028 a 1,034.

Funcionamiento

La leche se vierte en el recipiente graduado de su interior y se deja reposar hasta que la nata se va depositando, la profundidad del depósito determina el grado de riqueza y de calidad de la leche. Otro instrumento, inventado por Doeffel, es de 50 mm de largo y está dividido en una escala de 40 partes, el punto inicial de la escala se hunde en agua pura; mientras que la leche inalterada muestra una graduación de 14°.

1.1.2. Alcoholímetro

El alcoholímetro es un tipo especial de hidrómetro usado para determinar el nivel de alcohol presente en un líquido. Puede por tanto ser usado para medir el porcentaje de alcohol en una bebida alcohólica o para determinar la presencia de alcohol en la sangre.

1.2. Picnómetros

El picnómetro (del griego puknos, "densidad"), o botella de gravedad específica, consiste en un pequeño frasco de vidrio de cuello estrecho, cerrado con un tapón esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo capilar con graduaciones., de tal manera que un volumen puede obtenerse con gran precisión. Esto permite determinar la densidad de un fluido, en referencia a un fluido de densidad conocida como el agua o el mercurio, usando el principio de Arquímedes. Sirve para medir la densidad de líquidos no viscosos.

Para llenar el picnómetro se quita el tapón esmerilado, que está hueco o perforado, se añade la muestra con una probeta pequeña y se tapa. El líquido subirá por el interior del tapón hasta el capilar. Puede ocurrir que incluso rebose, en cuyo caso se secaría cuidadosamente por fuera procurando que el líquido llene totalmente el tapón o que el exceso se pueda medir con el capilar. Así se determina el volumen de líquido contenido en el recipiente.

La masa del líquido se determina por diferencia entre la masa del picnómetro lleno y vacío, y la densidad del líquido será el cociente entre su masa y el volumen que ocupa. Si el frasco se pesa vacío, luego lleno de agua, y luego lleno del líquido en cuestión que se desea medir su gravedad específica, la densidad específica del líquido ya puede calcularse sencillamente.

1.1. Relación entre densidad y grados Beau mé

La relación entre concentración y densidad de una disolución se utiliza todavía en la industria y laboratorios, al dar la concentración de las disoluciones de algunas sustancias en grados Beaumé (ABE), establecidos en 1768. Esta escala equivale a una escala de densidades, tomando como puntos fijos de aquella el agua pura y una disolución al 10 % de NaCI.

http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad_espec%C3%ADfica

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_961534078/Probeta.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes

http://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_961521592/Vidrio.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griego

http://es.wikipedia.org/wiki/Alcohol

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3n

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Para líquidos mas densos que el agua, la densidad de esta corresponde a 0ºBe y a la disolución al 10 % de NaCI se le adjudican 10º Be.

Para líquidos menos densos que el agua se invierte las escalas y el agua pura tiene 10º Be y a la disolución al 10 % de NaCI le corresponden 0º Be.

La relación entre ºBe y la densidad depende algo de la temperatura. Para una temperatura ambiente de 15 ºC se pueden usar las relaciones siguientes:Líquidos más densos que el agua:

Líquidos menos densos que el agua:

2. Determinación de la densidad para alimentos sólidos

La determinación de la densidad de un cuerpo sólido puede simplificarse si el objeto presenta una forma definida, de tal forma que resulte fácil calcular su volumen. Es el caso de la determinación de la densidad de diferentes cuerpos cilíndricos.

En este caso, los medios necesarios serán un calibrador con el que mediremos el radio y la altura del cilindro y además una balanza de precisión para la determinación de la masa de dicho cuerpo.

III. MATERIALES ,EQUIPOS Y METODOS :

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MATERIALES:

Juego de hidrómetros: alcoholímetros, sacarímetros, Salinómetros, densímetros.

Picnómetros. Material de vidrio. Alimentos líquidos en solución a diferentes concentraciones: leche,

azúcar, sal, alcohol etílico, etc. Alimentos sólidos como papas, manzanas, u otros.

MÉTODOS:

1. Determinación de gravedad especifica en líquidos

1.1. Uso de hidrómetros1.2. Uso de picnómetros

2. Determinación de gravedad especifica en sólidos

2.1. Densidad aparente

IV. PROCEDIMIENTO :

1. Para alimentos líquidos

1.1. Uso de hidrómetros

Llenar una probeta de volumen conocido, previamente lavada con a solución a muestrear

Dejar en reposo algunos minutos para que el material y la probeta se equilibren.

Medir y anotar la temperatura de la muestra. Es aconsejable que la temperatura del material a medir sea igual a la temperatura de calibración del hidrómetro.

Sumergir lentamente el hidrómetro (de rango adecuado) en la solución y dejara en reposo hasta alcanzar el equilibrio.

Para líquidos claros leer la escala del densímetro en la proyección de la línea de la parte inferior del menisco; para líquidos coloreados leer en la proyección de la línea superior del menisco.

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Hacer las correcciones por temperatura en casos necesarios.

1.1. Uso de picnómetros

Lavar el picnómetro cuidadosamente enjuagando con agua corriente y depuse con agua destilada, luego deberá secarse en la estufa y finalmente enfriado en un desecador.

Obtener el peso del picnómetro limpio y seco. Llenar el picnómetro con agua destilada recientemente hervida y

enfriada (libre de aire) Colocar la tapa al picnómetro y colocar en baño maría manteniendo

constante la temperatura deseada. Parte del agua saldrá por el capilar de la tapa, esto permite asegurar el

llenado. Retirar el picnómetro del baño maría y secarlo con papel filtro. Pesar inmediatamente el picnómetro conteniendo agua. Proceder de la misma forma con el líquido cuya gravedad especifica se

desea determinar.

Cálculos:

A=Peso del picnómetro conteniendo el liquido problema a la temperatura (ºC).B=Peso del picnómetro seco y vacío.C=Peso del picnómetro con agua a 4ºC.

2. Para alimentos sólidos

2.1. Densidad aparente

En un recipiente de volumen conocido llenar con semillas de hortalizas o cereales finos (linazas) al ras.

Vaciar parte del contenido y en su lugar colocar al alimento sólido. Llenar nuevamente el recipiente completando con semillas hasta nivel. Medir las semillas sobrantes e una probeta y determinar el volumen del

alimento sólido previamente pesado. Calcular la densidad aparente de acuerdo a la formula indicada.

V. RESULTADOS Y DISCUSIONES :

A. HIDRÓMETROS

A.1. HIDRÓMETROS USADOS:

Densímetro Salinómetro Sacarímetro Lactodensímetro Alcoholímetro.

i. Soluciones de cloruro de sodio

Solución de cloruro de sodio (A)

Densidad .- 1.090 gr/cm3

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Gravedad especifica .-

Concentración .-

TABLA:

Grados Salinómetros .-

100ºS 26.40% X 12.57%

Grados Beaumé .-

Instrumento .- 10ºBe

Concentración (%)

Gravedad Especifica

12X14

1.08571.09001.1009

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Fórmula .- ºBe para líquidos mas pesados que el agua a (60ºF/60ºF)

Solución de cloruro de sodio (B)



Concentración .-

TABLA:

Concentración (%)

Gravedad Especifica

4X6

1.02681.04001.0413


100ºS 26.40% X 5.82%

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Grados Beaumé .-



Solución de cloruro de sodio (C)



Concentración .-

TABLA:

Concentración (%)

Gravedad Especifica

8X10

1.05591.06501.0709

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100ºS 26.40% X 9.210%

Grados Beaumé .-

Instrumento .- 9.5ºBe


Solución de cloruro de sodio (D)



Concentración .-

TABLA:

Grados Salinómetros.-

Concentración (%)

Gravedad Especifica

6X8

1.04131.05301.0559

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100ºS 26.40% X 7.60%

Grados Beaumé .-



CUADRO: Completar las constantes físicas de la soluciones salinas.

Muestra Concentración (%) Gravedad Especifica

º Salinómetro

A BCD

12.575.829.217.60

1.0901.0401.0651.053

47.6122.0534.8928.79

a. Confeccionar una curva planteando la concentración (%) vs Salinómetros.

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ii. Soluciones azucaradas o de sacarosa

Solución de sacarosa (1)



Concentración .-

TABLA:Concentración (%) Gravedad Especifica

2X4

1.00601.0065

1.0139

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Grados Brix .-

Instrumento .- 3ºBx

Grados Beaumé .-






Concentración .-

TABLA:

Concentración (%) Gravedad Especifica8X10

1.02291.02801.0381

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Grados Brix .-

Instrumento .- 8.5ºBx

Grados Beaumé .-






Concentración .-

TABLA:

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Grados Brix .-

Instrumento .- 5ºBx

Grados Beaumé .-






Concentración (%) Gravedad Especifica

8X10

1.02291.02401.0381

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Concentración .-

TABLA:

Concentración (%) Gravedad Especifica4X6

1.01391.02151.0219

Grados Brix .-

Instrumento .- 6.5ºBx

Grados Beaumé .-

Instrumento .- 2.5ºBe Fórmula .- ºBe para líquidos mas pesados que el agua

a (60ºF/60ºF)

Muestra Concentración (%)

Gravedad Especifica

BeauméInstrumento(

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i) Formula(f)

1 234

2.138.678.145.90

1.00651.02801.02401.0215

0.93.52.02.5

0.943.953.403.05

a. Confeccionar en papel milimetrado una curva planteando la concentración (%) vs- la gravedad específica y otra curva planteando la concentración (%) vs. ºBe.

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iii. Alcohol etílico

Densidad .- 0.81 gr/ml


Grados Gay-Luzca .-

Alcoholímetro .- 97.5%

iv. Leche

Densidad .-

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Lactodensímetro .- 1.026 gr/ml

Densímetro .- 1.027 gr/ml

A.2. PICNÓMETRO

i. Picnómetro

Densidad de Alcohol etílico

a) Picnómetro

Volumen:50 cm3

Peso:23.5955 gr

b) Muestra

Peso de picnómetro + muestra: 68.8044 gr Peso de muestra : 45.2089 gr

A.3. PARA ALIMENTOS SÓLIDOS

a. Papa

Volumen de vaso: 250 ml Peso de la muestra: 57.1505 gr

b. Manzana

Volumen de vaso: 250 ml Peso de la muestra: 98.5425 gr

Su densidad es menor que la del agua por lo que flota.

VI. CONCLUSIONES :

Aprendimos los distintos métodos que hay para medir la densidad de un líquido, dependiendo de la cantidad y las características que éste tenga, y la relación que hay entre el volumen y la masa, que nos da la densidad, además la diferencia, entre g/mL en una concentración y g/mL en la densidad, ya que aunque parecen iguales, no lo son. Por lo tanto el objetivo se cumplió.

VII. BIBLIOGRAFIA

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_961545439/Picn%C3%B3metro.html

http://www.metrologia.cl/medios/hidrometro.pdf

http://www.metrologia.cl/medios/hidrometro.pdf



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http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-teclabquim-11/21.html

http://www.scheitler.com.ar/Productos/DetalleProducto.aspx?IdProducto=632





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