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Reologia em alimentos
Reologia em alimentos
SEGUNDA-FEIRA, AGOSTO 11, 2008 SEGUNDA-FEIRA, AGOSTO 11, 2008A reologia pode ser
A reologia pode ser considerada como a considerada como a ciência que ciência que lidlida com aa com adeformação edeformação e
escoamento de corpos. É definida como
escoamento de corpos. É definida como o estudo da deformação e do o estudo da deformação e do escoamentoescoamento
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Importância
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As medidas medidas ou ou predições predições das das propriedades propriedades reológireológiccas deas de alimentos são muitoalimentos são muito
importantes em cálculos de engenharia de process
importantes em cálculos de engenharia de processoos, cos, controle de qualidade entrole de qualidade e
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reológicas
reológicas de alimentos sólidos ede alimentos sólidos estão ligadstão ligadas principalmentas principalmente e à textuà textura, enquanra, enquanto emto em
alimentos líquidos, ao processo. No estudo do escoamento de fluidos é importante
alimentos líquidos, ao processo. No estudo do escoamento de fluidos é importante
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quantificar e tipificar sua resistência à tificar e tipificar sua resistência à deformação. Podem ser classificados deformação. Podem ser classificados em doisem dois
grandes grupos: newtonianos e não.
grandes grupos: newtonianos e não.
Reologia de fluidos e sólidos
Reologia de fluidos e sólidos Os flu
Os fluidos idos reais, líreais, líquidos quidos e gases, e gases, apresentam uapresentam uma certa resima certa resistência ao stência ao escoamentoescoamento
ou deformação, resultante da viscosidade ou “viscosidade aparente” do material.
ou deformação, resultante da viscosidade ou “viscosidade aparente” do material.
Para os gases, a viscosidade está relacionada com a transferência de impulso
Para os gases, a viscosidade está relacionada com a transferência de impulso
devido à agitação molecular. A viscosidade dos líquidos relaciona-se mais com as
devido à agitação molecular. A viscosidade dos líquidos relaciona-se mais com as
forças de coesão entre as moléculas. Os fluidos sofrem transformações irreversíveis.
forças de coesão entre as moléculas. Os fluidos sofrem transformações irreversíveis.
A energia m
A energia mecânica não é recuecânica não é recuperável, perável, sendo tsendo transfransformada em escoamenormada em escoamento vto viscosoiscoso
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comportamento elástico ideal. Denomina-se elasticidade a toda deformação
comportamento elástico ideal. Denomina-se elasticidade a toda deformação
reversível. As substâncias que apresentam um comportamento elástico ideal sofrem
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eliminada. Caso a
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plástica. O trabalho empregado na deformação de um sólido elástico ideal é
plástica. O trabalho empregado na deformação de um sólido elástico ideal é
totalmente recuperado quando o sólido volta à sua forma original.
totalmente recuperado quando o sólido volta à sua forma original.
Tensão de cisalhamento
Tensão de cisalhamento
Consideremos um elemento de volume com a forma de um paralelepípedo e
Consideremos um elemento de volume com a forma de um paralelepípedo e
consideremos a respos
consideremos a resposta do material a ta do material a umuma força externa força externa aplicadaa aplicada..
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Sob estas condições, se estas condições, se desenvoldesenvolverá umverá uma força interna força interna agia agindo na mesma direção,ndo na mesma direção,
mas em sentido contrário, denominada tensão, definida como força por área.
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Existem basicamente dois e dois tipos de tensão:tipos de tensão:
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Tensões sões normnormais: agem ais: agem perpendiculperpendicularmenarmente às te às faces do faces do corpo.corpo.
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Engenharia de Alimentos
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Tensões de cisalhamento: agem tangencialmente às faces do corpo.
Deformação e taxa de deformação
Considere agora, um fluido localizado entre duas placas planas separadas por uma distância y . Uma força é aplicada na placa superior, resultando na movimentação
desta a uma velocidade constante em relação à placa inferior, fixa. Supondo que não haja deslizamento do fluido nas paredes das placas, a força aplicada pela placa no fluido será equilibrada por uma força cisalhante produzida pela viscosidade do fluido. Essa força cisalhante, pela área da placa é a chamada tensão de cisalhamento. A tensão de cisalhamento produz um escoamento viscoso, uma deformação no fluido, e um gradiente de velocidade, que é equivalente à taxa de deformação.
Esquema de classificação dos fluidos segun do comportamento reológico.
Fluidos Newtonianos
O comportamento newtoniano indica que a viscosidade do alimento é independente da taxa de deformação a que ele está submetido. Possui um único valor de viscosidade, em uma dada temperatura. Exemplos: gases, água, leite, soluções de sacarose e óleos vegetais.
Não newtonianos
Possui a relação entre taxa de deformação e tensão de cisalhamento mais complexa, pois a viscosidade varia com a taxa de deformação e com a necessidade da tensão de cisalhamento inicial.
São classificados naqueles que:
possuem propriedadesindependentes do tempo de cisalhamento
possuem propriedadesdependentesdo tempo de cisalhamento
viscoelásticos
Possuem propriedades independentes do tempo de cisalhamento
As propriedades reológicas não dependem do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento.
sem tensão de cisalhamento inicial: maioria dos fluidos não newtonianos.
Pseudoplásticos: essas substâncias em repouso apresentam um estado
desordenado, e quando submetidas a uma tensão de cisalhamento, suas moléculas tendem a se orientar na direção da força aplicada. Quanto maior a tensão aplicada, maior será a ordenação. Conseqüentemente, a viscosidade aparente será menor. Exemplos: polpas de frutas, caldos de fermentação, melaço de cana.
Dilatantes: apresentam um aumento de viscosidade aparente com a tensão de
cisalhamento. Uma explicação para isso, no caso de suspensões, é que à medida que se aumenta a tensão de cisalhamento, o líquido intersticial que lubrifica a fricção entre as partículas é incapaz de preencher os espaços devido a um aumento de
17/01/13 Engenharia de Alimentos | Reologia em alimentos
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volume que freqüentemente acompanha o fenômeno. Ocorre, então, o contato direto entre as partículas sólidas e conseqüente aumento da viscosidade aparente. Exemplos: soluções de amido e soluções de farinha de milho e açúcar.
· com tensão de cisalhamento inicial: requerem a aplicação de uma tensão de
cisalhamento superior a um certo valor para que haja deformação. Tal comportamento é considerado conseqüência de uma estrutura interna que impede a movimentação. Sob a ação de uma certa tensão, a estrutura do fluido colapsa e se inicia a deformação.
Plásticos de Bi ngham Herschel – Bulkley
Possuem propriedades dependentes do tempo de cisalhamento
As propriedades reológicas dependem do tempo de aplicação da tensão.
Tixotrópicos: apresentam um decréscimo reversível no tempo da força tangencial
necessária para manter uma taxa de deformação constante, a uma temperatura constante.
Reopéticos: apresentam comportamento inverso aos tixotrópicos. Os ciclos de
histereses destas substâncias dependem da velocidade de mudança da taxa de deformação. Muitas das substâncias citadas anteriormente apresentam certo grau de tixotropia ou reopeticidade que pode ser desprezado.
Viscoelásticos
Existem fluidos que exibem muitas características de sólidos, são os chamados viscoelásticos. Os fluidos viscoelásticos são substâncias que apresentam propriedades viscosas e elásticas acopladas. Quando cessa a tensão de cisalhamento ocorre uma certa recuperação da deformação. Exemplos: massas de farinha de trigo, gelatinas, queijos.
Fonte: http://br.news.yahoo .com/060320/11/12xhp.html
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