Angulo De Reposo

PRACTICA N°3 ANGULO DE REPOSO Y DENSIDAD A GRANEL

OBJETIVO

Conocer el procedimiento de la determinación del ángulo de reposo y la densidad al granel de los granos andinos, quinua cañihua, kiwicha.

FUNDAMENTO

El ángulo de reposo se define como aquel ángulo formado por un montículo de granos que se han dejado caer a una superficie de una altura previamente definida.

Todos los granos se caracterizan por tener su propio valor de ángulo de reposo. El ángulo de reposo. el ángulo de reposo está influenciado por diversos factores entre ellos: tamaño de grano, forma, densidad absoluta del grano, y la rugosidad de la cascara del grano.

El ángulo de reposo se utiliza ampliamente en el diseño de equipos utilizados para transportar los granos en la industria de alimentos se utiliza en el transporte por fajas aplicadas a diferentes operaciones tales como: deshidratación, congelación, o simplemente transportar de un lugar a otro el grano. El angulo de reposo va a permitir calcular la capacidad de las fajas transportadoras.

La densidad al granel es otra característica de los granos cuando estos se manejan en volúmenes de considerable tamaño.

Esta densidad al granel también es utilizada en pequeñas proporciones cuando se diseñan envases para contener granos.

El concepto de densidad a granel se fundamenta en la definición de densidad absoluta que relaciona masa/volumen, sin embargo en este caso en particular el volumen corresponde al volumen de los granos mas los espacios libres entre los granos.

d=m/v

Los usos de la densidad al granel mas antiguos es en los almacenes, el cual estaba construido por una área grande y donde se rociaban grandes volúmenes de granos y con esta densidad se podía medir el volumen de capacidad del grano

d=m/v=m/(Vgrano+Vespacio libre)

Según (Wikipedia- la enciclopedia libre). El ángulo de reposo de un material, α, es el ángulo que forma la pendiente de una pila del material con la horizontal y se utiliza para caracterizar su comportamiento. Factores que disminuyen el ángulo de reposo.

Factores que disminuyen el ángulo de reposo.

Menor tamaño de la partícula

Menor rugosidad de la superficie de la partícula

Mayor esfericidad de la partícula

Menor humedad de la pila

Mayor homogeneidad de la pila.

(Según Mikell P., 1997) El ángulo de reposo indica la fricción interparticular, a mayor ángulo mayor fricción interparticular.

Cuando un grano es vaciado sobre una superficie horizontal plana el producto forma un montículo similar a un cono invertido. El ángulo formado por la horizontal y el talud es definido como el ángulo de reposo y está influenciado por el tamaño, forma volumen, densidad, superficie del grano, contenido de humedad y orientación de las partículas que conforman el grano. El ángulo de reposo varía con el contenido de humedad debido a superficial de humedad que rodea a cada partícula y a los efectos de tensión superficial que predomina sobre los productos granulares. Igualmente cuando se llena un silo, el ángulo de reposo puede variar dependiendo de la altura de llenado y el flujo del material (Ospina, 2001 y Mohsenin, 1986).

Existen dos tipos de ángulo de reposo:

Angulo de reposo estático, ángulo que forma el material granular cuando se desliza sobre sí mismo

Angulo de reposo dinámico, que es el más importante y se presenta en todos los casos en que la masa granular se encuentra en movimiento, como es el caso de las operaciones de cargue y descargue de un silo, una bodega o una máquina (Ospina, 2001).El ángulo de reposo, estático o dinámico, es indicador útil para saber la fluidez del material que sirve para caracterizar el comportamiento del flujo de los alimentos en procesos continuos (Alvarado, 2001). Entre menor sea el ángulo de reposo más fácil se desliza elgrano (Ospina, 2001; Alvarado, 2001)

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

Quinua, cañihua y kiwicha.

Cartulina

Tijeras

Balanza

Goma, cinta

Regla

Transportador

Probeta de 250 ml

Procedimientos

Procedimiento 1. Determinación del ángulo de reposo.

Pesar 100 gr de granos, colocarlos en el embudo tapando previamente la punta con la mano.

A una altura de 10 cm dejar caer los granos sobre la superficie plana (cartulina).

Tomar una foto del montículo formado tratando de encontrar la posición correcta.

Procedimiento 2. Determinación de la densidad al granel.

Pesar 50 gr de granos y colocar dentro de las probetas de 250 ml.

Medir el volumen ocupado por los granos dentro de la probeta y anotar.

Procedimiento 3. Cálculos y manejo de datos.

Determinar el ángulo de reposo de cada una de las muestras utilizadas.

La densidad al granel se calcula con la división de la masa sobre el peso del volumen.

Con los datos de la densidad calcular el peso hectolitrico de cada una de las muestras.

Nota: tratando de calcular con precisión el volumen por el cálculo de la densidad al granel se utiliza el picnómetro y realizar el procedimiento similar al cálculo de la densidad de los líquidos utilizando la siguiente formula:

d=((P_pic+P_m )-P_pic)/V_grano

Dónde:

P_pic : Peso del picnómetro.

P_m : Peso de la muestra

V_grano: Volumen de los granos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1 Determinación del ángulo de reposo.

calculo del angulo de reposo

QUINUA

aplicamos pitagoras para calcular la hipotenusa :

h = y = Altura: 3 cm.

L = X/2 = ancho: 5.5 cm.

α = Angulo de reposo: ?.

Diámetro del agujero del embudo = 0.5cm

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