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Reologia em alimentos

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SEGUNDA-FEIRA, AGOSTO 11, 2008

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 A reologia pode ser considerada como a ciência que lid lida a com a deformação e escoamento de corpos. É definida como o estudo da deformação e do escoamento de materiais, devido à força nele nele aplicada, ou seja, está relacionada com a deformação de sólidos e deformação e esco ament amento o de f luidos luidos líquidos e gasosos. gasos os. Importância

 As medidas ou predições das propriedades reológi reológiccas de alimentos são muito importantes em cálculos de engenharia de processo process os, controle controle de qualidade e determinação das propriedades de ingredientes, entre outros. As características reológicas de alimentos sólidos estão e stão ligadas ligad as principalmente principalmente à textura, textura, enquanto enquanto em alimentos líquidos, ao processo. No estudo do escoamento de fluidos é importante quantificar quan tificar e tipificar sua resistência à deformação. Podem ser classificados em dois grandes grupos: newtonianos e não. Reologia de fluidos e sólidos

Os fluidos fluidos reais, líquidos líquidos e gases, apresentam uma uma certa resistência resi stência ao escoamento ou deformação, resultante da viscosidade ou “viscosidade aparente” do material. 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 forças de coesão entre as moléculas. Os fluidos sofrem transformações irreversíveis.  A energia mecânica mecânica não é recuperável, recuperável, sendo transf transformada ormada em escoamento escoamento viscoso viscoso e energia térmica. As substân substâncias cias sólidas podem apresentar um comportamento elástico ideal. Denomina-se elasticidade a toda deformação reversível. As substâncias que apresentam um comportamento elástico ideal sofrem deformação instantân instantânea ea sob ação de uma força, que desaparece q uan uando do a tensão é eliminada. Caso a ten tensão são aplicada exceda um certo certo limite, ocorre uma deformação plástica. O trabalho empregado na deformação de um sólido elástico ideal é totalmente recuperado quando o sólido volta à sua forma original.

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Tensão de cisalhamento

Consideremos um elemento de volume com a forma de um paralelepípedo e consideremos a resposta respos ta do material a um uma a força externa externa aplicada. aplicada .

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Sob estas condições, se desenvol desenvolverá verá uma uma força interna interna agindo agi ndo na mesma direção, mas em sentido contrário, denominada tensão, definida como força por área. Existem basicamente basicamente dois tipos de tensão: Tensões Ten sões norm normais: ais: agem perpendicul perpendicularmen armente te às faces do corpo. www.engalimentos.com.br/post/2008/08/11/reologia_em_alimentos.aspx

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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 p ela 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 propriedades independentes do tempo de cisalhamento possuem propriedades dependentes do 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 www.engalimentos.com.br/post/2008/08/11/reologia_em_alimentos.aspx

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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 Tags: Filed Under:

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