Participação dos Integrantes no Segundo Relatório de Laboratório de Bioprocessos I

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Participação dos Integrantes no Segundo Relatório de Laboratório de Bioprocessos I

Andressa L. Mizobuchi: Discussão e Revisão Geral

Camila Bottega: Metodologia e Resumo

Edson M. Alves: Resultados

Érika Y. H. Matsuda: Discussão e Revisão Geral

Guilherme dos S. Mazo: Introdução, Resumo e Revisão Geral

Henrique C. Oliveira: Resultados

Patricia Aielo: Metodologia

Paulo Donatti: Não Participou na Elaboração do Relatório

Priscila M. da Paz: Discussão

Sergio Mosquim: Introdução e Resumo

Vitor K. Koga: Conclusão e Referências Bibliográficas

Assis

2014

Avaliação da influência da temperatura na densidade de cervejas comerciais e determinação do comportamento reológico de goma xantana e látex por viscosímetro rotacional de cilindros concêntricos

Andressa L. Mizobuchi1, Camila Bottega1, Edson M. Alves1, Érika Y. H. Matsuda1,
Guilherme dos S. Mazo1, Henrique C. Oliveira1, Patricia Aielo1,
Priscila M. da Paz1, Sergio Mosquim1 e Vitor K. Koga1.

1Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” - Faculdade de Ciências e Letras de Assis

Avenida Dom Antônio, 2100

CEP: 19806-900, Assis, SP

Resumo

Este trabalho teve como objetivo analisar a influência da temperatura na densidade de duas amostras de cervejas comerciais, além de determinar e comparar o comportamento reológico de goma xantana e látex. Avaliaram-se alterações quanto à massa das cervejas de acordo com a variação de temperatura, utilizando-se de um picnômetro e balança analítica. A determinação da viscosidade de goma xantana e de látex foi feita por um viscosímetro rotacional de cilindros concêntricos, a partir de parâmetros como tensão de cisalhamento, taxa de cisalhamento e viscosidade. O aumento da temperatura resultou na diminuição da densidade das cervejas, sendo a regressão polinomial do tipo  o melhor modelo de correlação entre as grandezas temperatura e densidade. Para a correlação das grandezas tensão e taxa de cisalhamento da goma xantana e do látex, o melhor modelo obtido foi a regressão potencial, concluindo-se, assim, comportamentos pseudoplástico com tensão inicial de escoamento e pseudoplástico, respectivamente. [pic 2]

Palavras-chave: Densidade, Cerveja, Viscosidade, Goma xantana, Látex.

1. Introdução

1. Conceitos fundamentais sobre densidade e picnometria

A densidade dos líquidos pode ser determinada, medindo-se a sua massa e determinando-se o seu volume. Entretanto, uma alteração relativamente pequena na temperatura pode afetar consideravelmente o valor da densidade, enquanto que a alteração de pressão tem que ser relativamente alta para que o valor da densidade seja afetado. A densidade apresenta variações periódicas com o número atômico, mas essas variações não são regulares, já que a relação entre as propriedades físicas e a configuração eletrônica não é direta (César et al., 2004).

A massa (M) e o volume (V) são propriedades gerais de um corpo material. Densidade absoluta (d) ou massa específica (ρ) de um corpo homogêneo é a razão entre sua massa M e seu volume V (d = ρ = M/V). Ela pode ser expressa em quilograma por metro cúbico (kg/m3), grama por centímetro cúbico (g/cm3), dentre outras formas (Oliveira et al., 2013).

Uma maneira de medir a densidade é se utilizando da picnometria. A picnometria é considerada como método de referência e tem como vantagens a exatidão e a não requisição de padrão. A desvantagem seria a metodologia trabalhosa, que requer muito tempo na sua realização e uma balança de precisão (Reis, 2006).

Um dos métodos para a determinação de álcool por volume em cerveja, vinho e bebidas destiladas é a picnometria, com o uso do picnômetro, método mais comum de determinação de densidade. Para a realização deste ensaio, requer-se uma balança analítica de boa qualidade, colocada em um lugar sem vibrações e sem correntes de ar, e um picnômetro, provido de um termômetro. Os picnômetros são feitos de vidro resistente e com baixo coeficiente de expansão térmica (Reis, 2006).

1. Objetivos relacionados à densidade

O presente estudo visa, como um de seus objetivos principais, analisar a influência da temperatura na densidade, por picnometria, de duas amostras de cervejas comerciais (Crystal e Malta).

1. Conceitos de viscosidade e comportamento reológico

Ao se falar sobre viscosidade, não se deve esquecer da ciência responsável pelo estudo de deformações de sólidos e fluídos, a reologia. As medidas reológicas de um produto são essenciais para seu controle de qualidade (Ibarz & Barbosa-Canovas, 2010). A viscosidade, propriamente dita, é definida como o atrito interno de um líquido, ou sua capacidade de resistir ao movimento. Sua definição envolve os conceitos de tensão e taxa de cisalhamento. A tensão é o componente tangencial de uma força que age sobre uma determinada área. A taxa de cisalhamento, por sua vez, pode ser descrita como sendo o gradiente de velocidade estabelecido em um fluído em decorrência da tensão que agiu sobre o mesmo (Bourne, 2002).

        Experimentalmente, a viscosidade de um fluído pode ser medida através de um viscosímetro. Dentre os diversos tipos existentes, destaca-se o de cilindros concêntricos, no qual é possível a mensuração contínua da viscosidade de uma determinada substância. Uma mesma amostra pode ser submetida a diversas condições de taxa de cisalhamento, sendo possível a avaliação de efeitos dependentes de tempo em diferentes fluídos (newtonianos ou não) (Bourne, 2002).

        Reologicamente, os fluídos podem ser classificados de acordo com seus comportamentos. De maneira simplista, os fluídos são facilmente divididos em duas classes, newtonianos e não-newtonianos. Esta classificação é baseada na presença, ou não, de comportamento reológico passível de ser descrito pela lei da viscosidade de Newton. Esta lei dita que a tensão a qual um fluído é submetido e sua taxa de cisalhamento são diretamente proporcionais. Além disto, a viscosidade de fluídos newtonianos é independente da taxa de cisalhamento, dentro dos limites do fluxo laminar. Neste caso, a viscosidade seria dada pela tangente de um ponto presente em um gráfico da tensão pela taxa de cisalhamento. Compostos que não obedeçam a esta lei são conhecidos como não-newtonianos. Diferentemente do comportamento considerado newtoniano, a viscosidade de fluídos não-newtonianos não pode ser considerada constante. Por este motivo, não se utiliza o termo viscosidade para este tipo de comportamento, mas sim viscosidade aparente, que é uma função dependente da taxa de cisalhamento. Fluídos dentro desta classificação ainda podem ser divididos em dependentes e independentes de tempo. Isto quer dizer que, caso haja uma dependência, por parte de uma substância, não só da taxa de cisalhamento, mas também do momento onde este parâmetro agiu, seu comportamento seria classificado como dependente de tempo; caso contrário, como independente do tempo (Ibarz & Barbosa-Canovas, 2010).