características físicas de los granos
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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS GRANOS
Prof. Carolina SS.
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Caracterización de la materia prima
• Color y Apariencia• Forma• Masa• Dimensiones• Diámetro Equivalente• Área de Proyección• Volumen• Esfericidad• Densidad Aparente y Real• Porosidad• Otras: esfericidad, área superficial, textura
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Factores que afectan
• Tipo de Producto
• Variedad
• Lugar de la cosecha y la fertilidad del suelo
• Prácticas culturales y de cosecha
• Contenido de agua
• Contenido de impurezas
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Aplicaciones e Importancia
• Dimensionamiento de máquinas;
• Equipos para siembra y cosecha;
• Transporte;
• Secado;
• Almacenamiento;
• Clasificación para comercialización;
• Aireación.
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Color y Apariencia
• Importante en la separación de granos, frutas y hortalizas (selección electrónica o visual).
• Aplicación de tratamiento de conservación (secado de frutas, almacenamiento de granos)
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Masa y FormaMasa
• Clasificación de frutas, hortalizas y huevos
• Importante en la determinación de otras características físicas como densidad, porosidad y área superficial.
Forma
• Clasificación de granos y semillas
• Separación de impurezas
• Solución para formas regulares en TCM y procesos de secado.
• Irregularidad de la forma problemas en la determinación de volumen y densidad.
• Comparación con formas en tablas patrón (“Longitudinal and lateral cross sections”).
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Manzana Durazno Papa
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Clasificador cilíndricoEl Tamiz también puede ser circular
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Dimensiones
• Criterio: “posición de reposo”
• Medidas: - Largo (d1)
- Ancho (d2)
- Espesor (d3)
• Aparatos utilizados: paquimetro y micrómetro.
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Diámetro equivalente
𝐷𝑒𝑞 =3𝑑1 ∗ 𝑑2 ∗ 𝑑3
• A partir del diámetro equivalente se puede calcular el área proyectada de la materia-prima sobre una superficie, considerándose una forma esférica:
𝐴𝑝 =𝜋𝐷𝑒𝑞2
4
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Volumen
• El cálculo del volumen también se basa en la forma geométrica de una esfera:
𝑉 =4
3𝜋 ∗ 𝑟3
𝑟 =𝐷𝑒𝑞2
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Esfericidad
• Usada para aproximar formas geométricas indefinidas a la forma esférica
𝜀 =𝐷𝑒𝑞
𝑑1
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Densidad Real o Peso específico Real• Relación entre la masa del producto y su volumen
real.• Importancia: Diversos métodos de separación o
clasificación de la materia-prima• Evaluación de textura de frutas• Procesos de TCM
𝜌𝑟 =𝑚
𝑉𝑟
• ρr = peso específico real (kg/m3; g/mL; t/m3)• m = masa del producto (kg; g; t)• Vr = volumen real o volumen ocupado por el
producto (m3; mL).
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Densidad Aparente o Peso Específico Aparente
• Relación entre la masa del producto y su volumenaparente el volumen real del producto más elvolumen de los espacios vacíos que existen cuando elproducto es colocado en algún recipiente.
• Volumen real + Volumen intersticial = Volumen aparente• Importancia: Capacidad estática de silos y unidades
almacenadoras
𝜌𝑎𝑝 =𝑚
𝑉𝑎𝑝=
𝑚
𝑉𝑟 + 𝑉𝑖𝑛𝑡
• ρap = peso específico aparente (kg/m3; g/ml; t/m3);• m = masa del producto (kg; g; t);• Vap = volumen aparente (m3; ml);• Vint = volumen de los espacios vacíos.
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Porosidad• Porcentaje de espacios vacíos existente en un
determinado lugar ocupado por el producto.
Importancia:
- Resistencia al flujo de aire
- Selección y dimensionamiento de ventiladores
- Proyecto de sistemas de secado, aireación yresfriamiento
𝑃 = 1 −𝜌𝑎𝑝
𝜌𝑟∗ 100% 𝑃 =
𝑉𝑖𝑛𝑡
𝑉𝑎𝑝∗ 100%
P = Porosidad (%)
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Bibliografía
• BROOKER, D.B.; BAKKER-ARKEMA, F.W and HALL; C. W. Drying and Storage of grains and oilseeds. 1992. AVI Pupl. Co., Westport, CT. 336 p.
• MOHSENIN, N. N. Physical Properties of Plant and animal materials. 2ª ed. 1986. Gordon and Breach Science Publ., London, 891p.