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Práctica de Laboratorio N° DETERMINACION DE LA DENSIDAD A GRANEL . RESUMEN En esta práctica se determinó la variación de densidad bulk de granos de maíz (Zea mays) con el contenido de humedad (secos, 18%, 22% y 26%) calculados con la determinada ecuación, antes de la práctica se colocó los granos a temperatura ambiente para que se atemperen antes de realizar las mediciones, en seguida se midió la variación de la densidad verdadera o real con el contenido de humedad, esto se realizó tres veces para cada contenido de humedad para obtener mayor exactitud. Posteriormente se seleccionó 20 granos de cada muestra y se midió los tres diámetros de los granos hidratados.
Palabras claves: granos de maíz propiedades, diámetro, volumen, cantidad de agua, densidad aparente, densidad real, esfericidad, área superficial, porosidad. INTRODUCCIÓN El contenido de humedad es uno de los aspectos más importantes durante los procesos de compra, venta secamiento y almacenamiento. La humedad del grano se fija sobre la llamada “base húmeda”, es decir la cantidad de agua que tiene en total. El contenido de humedad es el factor de mayor importancia en la prevención del deterioro de granos almacenados, si se mantiene baja las humedades y la respiración
de los granos.
El contenido de agua en un grano es comúnmente conocido como contenido de humedad o simplemente humedad del grano. Este término se refiere a la relación que existe entre la cantidad de agua y la de materia seca en el grano. Para efectos de comercialización, normalmente se habla de la relación entre la masa del agua contenida en el grano con respecto a la masa de la materia seca más el agua del mismo, expresada como un porcentaje. A esta relación se le conoce como porcentaje de contenido de agua en base húmeda El contenido de agua es una de las características más importantes en los granos, por su efecto en los mismos durante los diferentes procesos de cosecha y postcosecha. Es necesario conocer el contenido de humedad para determinar el mejor momento de cosecha, para los procesos de secado, durante el almacenamiento y para el procesamiento de los granos. Por su estrecha relación con el crecimiento de microorganismos e insectos en los granos, es indispensable tener un control adecuado del contenido de agua en los mismos para disminuir los daños producidos por estos organismos. Otros tipos de deterioro de la calidad, como los cambios en el tiempo de cocción de los frijoles, también dependen en gran parte de los niveles de humedad. Además de todo esto, el comprador, además de otras características de calidad del grano, no está interesado en adquirir con el grano más agua que el mínimo indispensable para el manejo y procesamiento adecuado. (2011)
La porosidad es el volumen de huecos de la roca, y define la posibilidad de ésta de almacenar más o menos cantidad de fluido. Se expresa por el porcentaje de volumen de poros respecto al volumen total de la roca (porosidad total o bruta). Además de esta porosidad total, se define como porosidad útil la correspondiente a huecos interconectados, es decir, el volumen de huecos susceptibles de ser ocupados por fluidos. La porosidad es útil dependiendo, sobre todo, del tamaño de grano, cuanto menor sea este tamaño de grano, más baja será la porosidad útil respecto a la total. También influye la forma de los granos (Ramiro Alizaga, 1982).
MATERIALES Y MÉTODOS
Para la medición de la variación de la densidad Bulk con el contenido de humedad, fue necesario calcular tres contenidos de humedad y para ello se dividió la muestra de granos en 4 partes iguales de 300g cada una, marcadas como M1, M2, M3 y M4. La muestra M1 contiene los granos secos a la cual se le determinó el grado de humedad en el medidor de humedad, las otras se les adicionó una cantidad de agua calculada con fórmula para tres contenidos de humedad 18%, 22% y 26% se los dejó en una bolsa hermética durante una semana y con 2 horas de anticipación se sacó los mismos a temperatura ambiente para tomar las mediciones. Posteriormente se tomó granos al azar de cada muestra y se les midió la humedad en el medidor de humedad, se midió la densidad aparente para cada contenido de humedad de los granos dejándolos caer desde una altura de 5cm medidos desde la boca del recipiente con volumen conocido hasta la boca del embudo, se repitió este mismo procedimiento tres veces para cada muestra, con el fin de determinar valores promedio de las lecturas, los resultados están registrados en la tabla1. En la medición de variación de la densidad verdadera o real con el contenido de humedad se seleccionó 100 granos de cada muestra y se los pesó, se multiplicó estos valores por 10 para reportarlos como masa de 1000 granos, en seguida se determinó la densidad real con ayuda de un balón aforado y etanol, éste último se repitió tres veces para cada contenido de humedad, se calculó la porosidad con la ecuación de Mohsenin. Posteriormente se seleccionó 20 granos de cada muestra y se midió los diámetros mayor, intermedio y menor, éstos datos se los registró en la tabla 2, para cada contenido de humedad se calculó el promedio, desviación estándar y coeficiente de variación de cada una de las siguientes propiedades L,W, T; Dg; Da; S; Esfericidad de Mohsenin; Porosidad. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Variación de la densidad Bulk con el contenido de humedad Para el cálculo de los tres contenidos de humedad (18%, 22% y 26%) para 300g de maíz en cada muestra, se utilizó la fórmula 1. Fórmula 1
Q =
Wi ( Mf − Mi )
100 − Mf
Dónde: Q: peso del agua Wi: peso total de partículas Mf: humedad final
14 16 18 20 22 24 26 660 680 700 720 740 760 780
% humedad vs ρ
Al aumentar el porcentaje de humedad de los granos la densidad aparente disminuye, ya que al ser más grandes ocupan más espacio y alcanza menor cantidad de granos en el recipiente, esto nos confirma que la cantidad de agua absorbida pesa menos que la materia sólida que poseen los granos que no alcanzaron en el contenedor, ya que al aumentar la humedad el volumen también aumenta pero su masa no, por lo tanto se dice que la humedad y la densidad bulk son inversamente proporcionales. El peso de mil granos al aumentar el porcentaje de humedad aumenta, ya que al adicionarle agua se le aumenta a la masa el peso de la misma. Entonces el peso de mil granos es directamente proporcional al porcentaje de humedad. TABLA 2.a Propiedades de los granos con humedad del 15%
Grano Humedad 1= 15% Da Dg φ D1 D2 D3 a b c s 1
Promedio
Desviación estándar (^) 0,
Media aritmética
Coeficient e de variación
e de variación
TABLA 2.c Propiedades de los granos con humedad del 23,2% grano Humedad 4 = 23,2% D1 D2 D3 Da Dg φ a b c s 1
Promedio
Desviación (^) 0,411 0,455 0,34 0,19 0,19 0,02 0,20 0,228 0,17 9,
estándar 8 5 6 2 6 4 Media aritmética
coeficient e de variación
TABLA 2.d Propiedades de los granos con humedad del 24,3% grano Humedad 3 = 24,3% Da Dg φ a b c s D1 D2 D 1
14 16 18 20 22 24 26 170 180 190 200 210 220 f(x) = 2.68 x + 142. R² = 0.
Humedad vs S
%Humedad Area supericial (mm) 14 16 18 20 22 24 26
8
f(x) = 0.05 x + 6. R² = 0.
Humedad vs Dg
Diametro Gemetrico (mm)^ %Humedad 14 16 18 20 22 24 26
8
f(x) = 0.05 x + 7. R² = 0.
Humedad vs Da
% Humedad Diametro Aritmetico(mm)
14 16 18 20 22 24 26
f(x) = 0.04 x + 3. R² = 0.
Humedad vs D
% Humedad Diametro3 (mm) 14 16 18 20 22 24 26
9
f(x) = 0.05 x + 8. R² = 0.
Humedad vs D
% Humedad Diametro 2 (mm) 14 16 18 20 22 24 26
11
12 f(x) = 0.08 x + 9. R² = 0.
Humedad vs D
%Humedad Diametro (mm)
