INFORME PRÁCTICO N°1 “MICROMODELOS”

Universidad del Bío-Bío[pic 1][pic 2]

Facultad de Ciencias de Salud y de los Alimentos

Ingeniería en Alimentos

Fenómenos de Transporte II

INFORME[pic 3]

PRÁCTICO N°1

“MICROMODELOS”

        INTEGRANTES        : Jorge Bonilla

                  Paula Díaz

                  Jennifer Gacitúa

                  Carolina López

                  Jaime Urra

        PROFESOR        : Glaury Bustos

        ASIGNATURA        : Fenómenos de Transporte II

        FECHA ENTREGA        : Mayo 4 de 2017

Resumen

Los micromodelos son redes transparentes de poros y constricciones que simulan la complejidad del medio poroso de un alimento, permitiendo conocer los diversos procesos que ocurren en su interior, con el fin de reproducirlos (Corapcioglu et al., 1997).

Existen varios tipos de tamaño de poros los que se clasifican en macro, meso y micro.

El secado es una de las operaciones más utilizadas en la industria de procesos, referida a la remoción térmica, específicamente de humedad, lo que se obtiene un producto en seco.

Para nuestro país posee una significativa importancia económica por su aplicación en maderas, celulosa, papel, minerales y alimentos. Estos materiales poseen una estructura semirrígida o deformable.

Para poder operar en este proceso es necesario saber las propiedades del producto que va a ser sometido a secado, forma y distribución de tamaños de los poros para poder implementar un modelo microscópico que ayuden a dilucidar los mecanismos asociados al secado, para así predecir diversas propiedades de transporte de fluidos durante el proceso.

Como objetivo general se tiene diseñar una experiencia que permita simular el proceso de secado de alimentos a través de la utilización de micromodelos, y como especifico realizar una curva de secado utilizando como liquido de saturación en un micromodelos 2D en PDMS, determinar experimentalmente el tiempo de secado, obtener imágenes de frente de secado y determinar su velocidad, cuantificar los cambios del sistema en función de la presión capilar y por ultimo comparar los resultados obtenidos con resultados expuestos en bibliografía.

Para ello fue necesario saturar el micromodelos y donde se utilizó una olla a presión y una bomba de vacío. El metanol cumplió la función de líquido saturador del micromodelo. Posteriormente, se retiró y fue montado en una balanza semi-analítica, que registró la pérdida de peso expresado en porcentaje de saturación a través del tiempo, lo que permitió la construcción de la curva de secado. El proceso de secado se realizó a temperatura constante.

Paralelamente, se obtuvieron imágenes al mismo tiempo que se registró el peso en un rango de tiempo inicialmente de 5 minutos, luego cada 10 minutos y finalmente cada 20. Las imágenes fueron tratadas mediante un software que permitió llevar las medidas de las fotografías a escala real obteniendo así los valores de Z mínimo y Z máximo, valores que fueron aplicados en la ecuación de velocidad de frente de secado como lo señala Garrido y Villagra (2014).

Para cuantificar en función de la presión capilar se utilizó la garganta graduada que esta hidráulicamente conectada al micromodelo, obteniendo el valor de diámetro del poro para una respectiva presión capilar.

Después del secado se seleccionaron imágenes a distintos tiempos y porcentaje de saturación, se registró los valores de diámetro y se ingresaron como radio r en la ecuación de Young-Laplace.

 Posteriormente, se normalizo  la ecuación de presión capilar, dividiendo la presión capilar obtenida a un cierto porcentaje de saturación por la presión capilar mínima que ofrece el micromodelo.

 Según la gráfica de secado se concluye que es inversamente proporcional el tiempo con el porcentaje de saturación esto quiere decir que a medida que transcurre el tiempo existe una disminución en forma gradual del porcentaje de saturación del líquido.

Con las  variaciones en los diámetros arrojados por la garganta asociada a la red, se presentó el grafico de la presión capilar normalizada para la experiencia de secado del micromodelo. Concluyendo que el porcentaje de líquido saturado que es eliminado del micromodelo es directamente proporcional al tamaño de los poros de la estructura, por lo que a mayor diámetro de poros será mayor la cantidad de líquido eliminado o más fácil será la salida del líquido.

Se pudo observar que el comportamiento fue el esperado en concordancia con los estudios realizados anteriormente donde nos demuestra el comportamiento de secado de alimentos a través de la utilización de un micromodelo.

Índice

Resumen        - 2 -

Índice        - 4 -

Introducción        - 6 -

Objetivos        - 8 -

Objetivo General:        - 8 -

Objetivos Específicos:        - 8 -

Revisión Bibliográfica        - 9 -

Principios Teóricos:        - 11 -

Polímero:        - 11 -

PDMS:        - 11 -

Secado:        - 12 -

Porosidad:        - 12 -

Angulo de contacto:        - 13 -

Líquido de saturación:        - 13 -

Presión capilar:        - 14 -

Materiales y Métodos        - 15 -

Materiales:        - 15 -

Equipo:        - 15 -

Reactivo:        - 15 -

Metodología        - 16 -

Saturación:        - 16 -

Cinética del secado:        - 16 -

Curva de secado:        - 17 -

Velocidad de frente de secado:        - 17 -

Presión Capilar:        - 17 -

Resultados y discusión        - 19 -

1.        CURVA DE SECADO        - 19 -

2.        PRESIÓN CAPILAR        - 20 -

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