Método: 
  • Densidad

Uso del analizador de densidad GeoPyc T.A.P. para medir la densidad aparente y el volumen de envasado de mezclas de alimentos en polvo

El analizador de densidad GeoPyc 1360 T.A.P.TM de Micromeriticsrealiza esencialmente la misma medición que un dispositivo de densidad de toma ruidoso y vibratorio, pero funciona de una manera totalmente diferente. Además, puede proporcionar información adicional. El análisis con el GeoPyc es rápido, fácil, automático y silencioso.

Para determinar la densidad T.A.P. de un material en polvo o granulado, se coloca la muestra en la cámara de muestras y se introduce un émbolo en la cámara. La cámara y el émbolo se montan en el analizador. A continuación, basta con iniciar el análisis. Durante el análisis, la cámara de muestras se agita y el émbolo se introduce en ella hasta que se alcanza una fuerza de consolidación (compresión) preprogramada. El GeoPyc permite especificar el grado de consolidación como fuerza (en Newtons) o presión (en Newtons/cm2). El sensible transductor de fuerza y el convertidor analógico-digital del GeoPyc garantizan que el émbolo ejerza una fuerza reproducible y constante sobre la muestra, análisis tras análisis. Esta repetibilidad de la fuerza de compresión proporciona un control preciso del instrumento sobre la consolidación de la muestra.

La distancia recorrida por el émbolo en la cámara que contiene el material de muestra se compara con la distancia recorrida por el émbolo cuando la cámara estaba vacía. Los datos del "blanco" de la cámara vacía se recogen y almacenan en el instrumento durante la configuración inicial. Cuando se utiliza la misma fuerza de muestra para las mediciones en blanco y de muestra, la diferencia entre las dos mediciones se utiliza para calcular el volumen aparente y la densidad T.A.P. de la muestra.

La densidad T.A.P. de cualquier material no es una propiedad intrínseca de dicho material y, ciertamente, depende en gran medida de la distribución granulométrica y de la forma de dicho material, así como de otros factores, incluida la geometría de la celda de muestra. Además, la densidad TAP (o el volumen de empaquetamiento correspondiente) no puede predecirse para una mezcla de polvos aunque se conozca la densidad TAP de los componentes individuales. Para demostrarlo, se simuló una mezcla sintética de chocolate caliente mezclando diversas cantidades de azúcar granulado, leche en polvo y cacao en polvo.

Las densidades T.A.P. medidas de los tres ingredientes individuales se muestran en la Tabla 1. Todas las mediciones se realizaron utilizando una fuerza de 5 Newtons aplicada a un émbolo de 5,07 cm2.

A continuación, se produjeron seis formulaciones artificiales rodando suavemente sobre un paño (conocido como paño de mezcla) en direcciones alternas y perpendiculares. La densidad T.A.P. de cada una de estas mezclas artificiales se midió con el GeoPyc 1360. De nuevo se aplicó una fuerza de compresión de 5 Newtons a un émbolo de 5,07 cm3. Además, se calculó una densidad T.A.P. teórica utilizando un modelo lineal simple. Los valores medidos y los valores calculados se muestran en la Tabla 2 para las seis mezclas diferentes producidas.

Como se muestra en la Tabla 2, el volumen de empaquetamiento, o la densidad T.A.P., de cualquier mezcla de polvo seco no puede calcularse utilizando ningún modelo simple de las propiedades de los componentes. El problema es definitivamente no lineal y no puede simularse. En todos los casos anteriores, excepto en uno, el volumen de empaquetamiento medido de esa formulación fue considerablemente mayor que el predicho por una simple media aritmética ponderada en masa de los valores de los componentes. El GeoPyc 1360 ofrece un método sencillo y altamente reproducible para cuantificar rápidamente una cantidad importante pero difícil de medir. Los dispositivos de densidad de toma simples adolecen de segregación de componentes de densidades diferentes y son propensos a diversas subjetividades del operador.

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