Rheological methods in food process engineering

Métodos reológicos en ingeniería de alimentos

El objetivo global de este documento es presentar la información necesaria para responder tres preguntas cuando se trabaja con problemas de reología: ¿qué propiedades deben medirse?, ¿qué tipo y qué grado de deformación debe inducirse en la medición?, ¿cómo deben analizarse los datos experimentales para generar información práctica? Aunque el principal enfoque del documento es sobre alimentos, científicos e ingenieros de otros campos pueden encontrarlo como una referencia conveniente de métodos reológicos estándar y de datos típicos.

En conjunto, el documento presenta los siguientes tópicos:

• Desarrolla la teoría de la experimentación reológica y herramientas analíticas necesarias para determinar propiedades reológicas a partir de datos experimentales. 
• Incluye todas las técnicas de medición estándar para alimentos fluidos y semi-sólidos, así como métodos seleccionados para sólidos. 
• Emplea el uso de resultados de varios campos, particularmente reología de polímeros, con el fin de orientar el comportamiento de flujo en alimentos. 
• Contiene relaciones matemáticas ﹣derivadas de balances simples de fuerza﹣ que proporcionan un punto de vista fundamental para experimentación en reología. 
• Solamente se necesita de unos conocimientos básicos en cálculo y estadística elemental (principalmente análisis de regresiones) para entender este texto. 
• Se incorporan numerosos ejemplos de problemas prácticos que incluyen datos experimentales reales, con el fin de mejorar la comprensión y la puesta en práctica de los conceptos presentados.

Caos, fluidos y flujos

Chaos, fluids and flows

La forma que ha escogido la ciencia y, por tanto, la ingeniería para representar un fenómeno son los modelos, los cuales están construidos por ecuaciones, ya sean algebraicas o diferenciales; por esto, gran parte de la formación de los científicos e ingenieros está dedicada a la resolución de ecuaciones. Sin embargo, existe un problema bajo todo este esquema. En primer lugar, no todas las ecuaciones diferenciales tienen solución analítica, que son en su gran mayoría no lineales. En segundo lugar, los modelos para representar un fenómeno que ocurre en la naturaleza generalmente están construidos con este tipo de ecuaciones. Finalmente, estas ecuaciones presentan comportamientos extraños, que van desde el orden hasta el caos; de ahí, el nombre que recibe la teoría que estudia dichos comportamientos.

Entre los fenómenos que reúnen todas las características mencionadas anteriormente se encuentra el flujo de fluidos. Por la coexistencia de comportamientos laminares y turbulentos, el flujo de fluidos es a su vez de gran importancia en ingeniería de alimentos, ya que los procesos que involucran el flujo o mezcla de fluidos se encuentran presentes en casi todas las operaciones y en todos los procesos, entre ellos la producción de polímeros, de pinturas, la dispersión de agentes emulsificantes, suspensiones, etc.

Este artículo busca mostrar los principales conceptos en los que se basa la teoría del caos, a través de ejemplos sencillos y sus relaciones con el flujo y la mezcla de fluidos.