INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY
CAMPUS QUERÉTARO
Aa-95-098. REOLOGÍA Y TEXTUROMETRIA DE LOS ALIMENTOS
OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA:
Desarrollar en el alumno un entendimiento de los mecanismos de flujo y deformación en los productos agrícolas y alimentarios así como mostrar la importancia y utilidad del conocimiento de las propiedades de fuerza, deformación y/o flujo en sistemas dispersos, semi-sólidos y sólidos para su aplicación en el desarrollo de alimentos nuevos o de imitación, reemplazo de ingredientes, optimización de sus atributos sensoriales-estructurales, control de calidad, diseño de sistemas de proceso y métodos de transporte y almacenamiento. Se mostrará la relación entre reología y textura en los alimentos en sus diversos estados físicos.
TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO
1. Introducción a la reología de los alimentos.
1.1 Definición de parámetros reológicos básicos.
1.2 Tipos de evaluaciones reológicas.
1.3 Dificultades en las evaluaciones reológicas de los alimentos.
1.4 Aplicaciones de la reología de los alimentos.
2. Propiedades reológicas de alimentos fluidos.
2.1 Viscosidad, viscosidad cinemática y viscosidad intrínseca.
2.2 Ley de Newton de la viscosidad.
2.3 Fluidos newtonianos y no-newtonianos.
2.4 Modelos reológicos para fluidos no-newtonianos en diversos viscosímetros.
3. Ecuaciones para fluidos newtonianos y no-newtonianos en diferentes viscosímetros.
3.1 3viscosímetros capilares.
3.2 Viscosímetros rotacionales.
3.3 Metodología para la evaluación de propiedades de flujo.
4. Teoría de la elasticidad.
4.1 Ley de Hooke.
4.2 Formas de aplicación de fuerza-deformación en sólidos.
4.3 Módulos reológicos.
5. Principios de mediciones instrumentales reológicas en alimentos.
5.1 Máquinas universales de pruebas.
5.2 Métodos de medición de fuerza.
5.3 Métodos para medición de distancia.
5.4 Métodos complejos.
6. Modelos reológicos para materiales viscoelásticos.
6.1 Modelo de Maxwell.
6.2 Modelo de Kelvin.
6.3 Desarrollo de ecuaciones y evaluación de parámetros.
6.4 Modelo de tres elementos.
7. Reología y textura.
7.1 Explicación del concepto de textura de los alimentos.
7.2 Métodos instrumentales de evaluación de textura y sus ecuaciones.
7.3 Análisis de perfil de textura instrumental.
8. Fractura torsional en alimentos sólidos.
8.1 Ventajas del método torsional.
8.2 Ecuaciones para deformación y esfuerzo cortante.
8.3 Simplificación del método.
OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJE POR TEMA.
1. Introducción a la reología de los alimentos.
1.1 Entender el concepto de reología de los alimentos
1.2 Distinguir los diferentes parámetros físicos asociados al flujo y deformación de
materiales.
1.3 Describir los diferentes modos de aplicación de fuerza-deformación.
1.4 Comprender la dificultad de las mediciones reológicas en materiales heterogéneos
como los alimentos.
2 Propiedades reológicas de alimentos fluidos.
2.1 Definir el concepto de viscosidad.
2.2 Enunciar la Ley de Newton de la viscosidad y entender sus limitaciones.
2.3 Comprender la diferencia entre fluidos newtonianos y no-newtonianos.
3 Ecuaciones para fluidos newtonianos y no-newtonianos en diferentes viscosímetros.
3.1 Desarrollar y aplicar las ecuaciones de flujo para viscosímetros capilares en fluidos
newtonianos y no-newtonianos.
3.2 Desarrollar y aplicar las ecuaciones de flujo para viscosímetros rotacionales en
fluidos newtonianos y no-newtonianos.
4 Teoría de la elasticidad.
4.1 Definir la Ley de Hooke para sólidos ideales.
4.2 Entender el concepto de módulos reológicos en la deformación de sólidos.
4.3 Describir el módulo de Poisson.
5 Principios de mediciones instrumentales reológicas en alimentos.
5.1 Conocer los fundamentos de las máquinas universales de pruebas.
5.2 Explicar los principios de los métodos empíricos, imitativos y fundamentales.
6 Modelos reológicos para materiales viscoelásticos.
6.1 Entender la aplicación de elementos viscosos y elásticos en el modelado de
materiales viscoelásticos.
6.2 Desarrollar las ecuaciones con base en diferentes modelos reológicos.
6.3 Comprender las aplicaciones y limitaciones de cada modelo reológico.
7 Reología y textura.
7.1 Introducir el concepto de textura de los alimentos.
7.2 Aplicar el perfil de textura instrumental en alimentos.
8 Fractura torsional en alimentos sólidos.
8.1 Definir las ventajas del método torsional.
8.2 Desarrollar y aplicar las ecuaciones para deformación y esfuerzo cortante.
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE.
Durante el desarrollo del curso los alumnos realizaran investigaciones bibliográficas actualizadas sobre aplicaciones de la reología en el área de ciencia y tecnología de los alimentos, además de tareas con aplicación práctica de los temas revisados. Se realizarán prácticas experimentales para entender la aplicación de la reología en alimentos en sus diferentes estados físicos. Los alumnos, en equipos de trabajo, desarrollarán un método experimental para evaluación de alguna(s) propiedad(es) reológica(s) en algún tipo de alimento. Se autoevaluarán y co-evaluarán las actitudes y valores para integrarse a la calificación de cada período parcial.
HORAS POR TEMA:
1. Introducción a la reología de los alimentos.
3 horas.
2. Propiedades reológicas de alimentos fluidos.
3 horas.
3. Ecuaciones para fluidos newtonianos y no-newtonianos en diferentes viscosímetros.
9 horas.
4. Teoría de la elasticidad.
6 horas.
5. Principios de mediciones instrumentales reológicas en alimentos.
3 horas.
6. Modelos reológicos para materiales viscoelásticos.
9 horas
7. Reología y textura.
6 horas
8. Fractura torsional en alimentos sólidos.
6 horas.
EVALUACIÓN.
La forma de evaluación es la siguiente:
Promedio de 3 exámenes parciales 60%
Proyecto semestral experimental 15%
Examen final 25%
LIBRO DE TEXTO:
Rao, M.A. 1999. Rheology of fluid and semisolid foods: principles and applications. Aspen Publishers Inc. NY, USA.
LIBROS DE CONSULTA:
Bourne, M.C. 1998. Food texture and viscosisty. Academic Press, N.Y., USA.
Steffe, J.F. 1993. Rheological methods in food process engineering. Freeman Press. East Lansing, Mi., USA.
Moskowits, H.R. 1987. Food texture. Marcel Deker, Inc. NY, USA.
Sherman, P. 1989. Food texture and rheology. Academic Press. NY, USA.
PERFIL DEL PROFESOR:
Grado académico: maestría o doctorado en el área de ciencia de los alimentos con énfasis en ingeniería de los alimentos, preferentemente con experiencia en investigación y/o la industria.