Este documento presenta los resultados de un experimento para medir la viscosidad de la miel a diferentes temperaturas utilizando un viscosímetro rotacional digital. Se midió la viscosidad de la miel entre 20°C y 50°C y se observó que la viscosidad disminuye a medida que aumenta la temperatura. Los datos se graficaron en un gráfico de Ln(viscosidad) vs temperatura y se determinó que la miel sigue una relación exponencial entre viscosidad y temperatura, lo que indica que es un fluido newtoniano.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL
DE HUAMANGA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA
ESCUELADE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN
INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
ASIGNATURA DE MECÁNICA DE FLUIDOS AI-344
PRÁCTICA DE LABORATORIO N°: 01
TÍTULO: VISCOSIDADDEALIMENTOS
PROFESOR: Ing.BELIZ FLORES, Raúl Ricardo
INTEGRANTES: .- ALBITESVILLALOBOS,Daniela
.- YUCRA RÚA, Diana
AYACUCHO – PERÚ
ABRIL – 2014

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RESUMEN
Un fluido ideal es incompresible y no tiene viscosidad (no hay fricción interna).
En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se
denomina viscosidad lo que confiere al fluido sus peculiares características.
En ésta práctica se estudió a la viscosidad de la miel con variación de
temperatura para determinar el comportamiento en cuanto al movimiento del
fluido y la resistencia que ofrece. Y así clasificando en fluidos newtonianos o no
newtonianos.
La miel de abeja tiene una alta viscosidad y se derramaba muy lentamente. La
pérdida de energía debida a la fricción en un fluido que fluye se debe a su
viscosidad.
La velocidad del rotor estaba relacionada con la viscosidad de la miel de
prueba que llenaba el espacio entre el estator y el rotor, debido al arrastre
viscoso producido por la miel. La medición de velocidad está correlacionada
con la viscosidad en dpas-s. Los datos resultantes fueron usados para un
gráfico de Viscosidad y temperatura para conocer el comportamiento de la
viscosidad de la miel con respecto a la temperatura.

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ÍNDICE
RESUMEN 01
ÍNDICE 02
I. OBJETIVOS 03
II. FUNDAMENTO TEÓRICO 03
2.1. Viscosidad 03
2.2. fluidos newtonianos 03
2.3. fluidos no newtonianos 04
2.4. efecto de la temperatura sobre la viscosidad 04
2.5. Miel de abeja 04
III. PARTE EXPERIMENTAL 05
a) Materiales y equipo 05
b) Métodos de medida
c) Datos y cálculos
Gráfica en papel milimetrado de Ln(Y) vs temperatura
06
07
09
IV. RESULTADOS Y CÁLCULOS 10
V. DISCUSIONES 13
VI. CONCLUSIONES 14
VII. RECOMENDACIONES 14
VIII. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 15

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VISCOSIDAD DE LOS ALIMENTOS (MIEL)
I. OBJETIVOS:
 Familiarizarse con el manejo de un viscosímetro rotacional digital.
 Determinar la viscosidad de alimentos utilizando el viscosímetro
rotacional digital.
 Estudiar el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de la miel
u otro fluido newtoniano o no newtoniano.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO
Se llama flujo al movimiento de las partículas del fluido que experimenta
una deformación continua cuando se somete a un esfuerzo cortante
aunque éste sea muy pequeño. La resistencia a la deformación ofrecida
por los fluidos se llama viscosidad, la viscosidad es la medida que define
el comportamiento del flujo del fluido.
 VISCOSIDAD
La viscosidad es fricción interna en un fluido. Las fuerzas viscosas se
oponen al movimiento de una porción de un fluido relativo a otra. La
viscosidad hace que cueste algún trabajo remar una canoa en aguas
tranquilas, pero también es lo que hace que funcione el remo. Los efectos
viscosos son importantes en el flujo de fluidos en las tuberías, en el flujo de
la sangre, en la lubricación de las partes de un motor y en muchas otras
situaciones.
Los fluidos que fluyen con facilidad, como el agua y la gasolina, tienen
menor viscosidad que los líquidos “espesos” como la mielo el aceite para
motor. Las viscosidades de todos los fluidos dependen mucho de la
temperatura, aumentan los gases y disminuyen los líquidos al subir la
temperatura.
Un fluido viscoso tiende a adherirse a una superficie sólida que está en
contacto con ella.
 FLUIDOS NEWTONIANOS.
Estos fluidos siguen la ley de Newton de la viscosidad. La viscosidad es
constante para una temperatura constante e independiente de la velocidad
del esfuerzo cortante y del tiempo de aplicación. La relación entre el
esfuerzo cortante y gradiente de velocidad es constante e igual a la
viscosidad absoluta. Los gases, la mayor parte de los líquidos puros con

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bajo peso molecular y mezclas miscibles de líquidos de pesos moleculares
bajos, la leche, miel de abeja, agua, aceite vegetal, algarrobina, soluciones
azucaradas, aire y vapor de agua son ejemplos importantes de fluidos
newtonianos.
 FLUIDOS NO NEWTONIANOS.
La relación entre esfuerzo cortante y gradiente de velocidad en estos fluidos
no es constante, la viscosidad aparente del fluido es una función del
esfuerzo cortante, o del tiempo de aplicación del mismo, presentando
propiedades reológicas. Los líquidos que contienen una segunda fase en
suspensión, como las pastas, altos polímeros, emulsiones y muchos
alimentos son ejemplos de fluidos no newtonianos.
 EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA VISCOSIDAD
En los fluidos newtonianos, la expresión matemática que correlaciona la
viscosidad absoluta con la temperatura es una ecuación del tipo Arrhenius,
en los fluidos no newtonianos la relación de viscosidad aparente (índice de
consistencia) con la velocidad de deformación es correlacionada en lugar de
viscosidad absoluta.
𝜇 𝑎 = 𝜇∞ 𝑒𝑥𝑝(
𝐸 𝑎
𝑅𝑇
) (1.1)
Donde, Ea es la energía de activación del flujo; μ⧝ es una constante de
viscosidad de deformación infinita: R la constante de los gases y T la
temperatura en grados Kelvin.
La ecuación de Sáenz y Costell es la más utilizada para calcular la
viscosidad de los fluidos newtonianos o no newtonianos.
𝑌 = 𝑌0 𝑒−𝐵𝑇
(1.2)
Donde Y es la viscosidad absoluta o aparente, o bien el esfuerzo umbral,
mientras que T es la temperatura expresada en grados centígrados y B es
una constante.
 MIEL DE ABEJA
La miel, que es esencialmente una solución acuosa concentrada de azúcar
invertido, contiene además de una mezcla muy compleja de otros hidratos
de carbono diversos enzimas, aminoácidos, ácidos orgánicos, minerales,
sustancias aromáticas, pigmentos, ceras, granos de polen, etc.
Carbohidratos: los principales azúcares son la fructosa (38%) y glucosa
(31%). Hasta ahora no se han identificado más de 20 oligosacáridos

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 PROPIEDADES FÍSICAS:
La densidad (20°C) depende del contenido de agua; oscila entre 1.4404
(14% de agua) y 1.3550 (21% de agua). La miel es higroscópica.
En la tabla se indica cuál es la viscosidad que corresponde a diversas
temperaturas. La mayoría de las mieles son líquidos newtonianos.
Temperatura (°C) Viscosidad (poises)
Miel de
meliloto,
16.1 % de
agua.
13.7 600.0
20.6 189.6
29.0 68.4
39.4 21.4
48.1 10.7
71.1 2.6
Miel de salvia,
18.6 % de
agua.
11.7 729.6
20.2 184.8
30.7 55.2
40.9 19.2
50.7 9.5
 Fuente de la miel: Química de los alimentos, Hans-Dieter Belitz, pág. 697.
III. PARTE EXPERIMENTAL:
a) MATERIALES Y EQUIPOS:
 200 ml de miel de abeja pura.
 Equipo de baño maria.
 Viscosímetro rotacional digital.
 Abrazadera del aparato
 Termómetro
 Rotores (rotor1, rotor2, rotor3)
 Soporte universal
b) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
MEDIDA DE LA VISCOSIDAD
1. Presione el botón función para iniciar la medida. El medidor de potencia
presenta el rango que usó el instrumento en el último apagado. El motor
devuelve continuamente la medida.

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2. Seleccione el tipo del rotor presionando brevemente el botón función
(hasta el modo de medida) y seleccione otro tipo rotor (Modelo 345055:
R3, R4, R5 y modelo 345060: R1, R2, R3). La pantalla, ‘RX espera’
aparecerá aproximadamente en 3 segundos y las medidas serán hechas
usando nuevamente el seleccionador de rango de medida del rotor
(siempre compruebe que el rotor conectado esté de acuerdo con el tipo
seleccionado en la pantalla). El tipo de rotor es mostrado en el lado
izquierdo de la pantalla; la medida de viscosidad es mostrada sobre el
lado derecho.
3. Seleccione uno de los dos métodos de medida presentados a
continuación
4. Suspenda el rotor y, si requiere, conecte la copa graduada en los
cogedores.
5. Sumerja el rotor y, en la sustancia experimental hasta la marca de
inmersión (sobre el eje del rotor).
6. Mantenga la unidad horizontalmente a mano con la agarradera colocado
en el soporte universal (el uso del soporte universal opcional es
recomendado). Si se mantiene a mano, agarre la unidad con el dedo
índice en el punto de orientación.
7. Lea el valor dela medida de la pantalla. El valor en el lado izquierdo de la
pantalla representa el tipo de rotor (de R1 a R5). El valor sobre la
derecha es la medida de la viscosidad. Presionando el botón función
momentáneamente (1 segundo) el motor cierra y da el último valor de
medido calculada para la viscosidad que será “congelada”. Presionando
el botón función otra vez la medida será restablecida en el último rango
usado.
MÉTODOS DE MEDIDA
 Las medidas son hechas en la vasija 3. El control de la
temperatura en un baño circular es posible.
 Agregar miel a la vasija. Luego sumergimos el rotor dentro de la
vasija obtener una temperatura inicial de la miel
 Seguidamente calentamos en baño de maría hasta obtener una
temperatura de 50 °C.
 Cuando esté a la temperatura de 50 °C sumerja el rotor 2 hasta
que este cubierta y espere 13 segundos para leer la medida que
da el viscosímetro rotacional digital.
 Mida la temperatura de la miel en cada ensayo hasta obtener
diferentes valores y registrarlos.

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PRINCIPIO DE MEDIDA
El rotor gira a velocidad constante sumergido en el líquido para ser
probado, la resistencia rotacional (viscosidad) del líquido es medida y
directamente mostrada en la pantalla digital.
c) DATOS Y CÁLCULOS:
 DATOS:
TABLA N° 1: DATOS OBTENIDOS EN LA PRÁCTICA
Gráfica N° 1
Cálculo para la obtención de los valores de la viscosidad a partir del
grafico en Excel.
𝑡𝑔𝜃 = −𝐵 =
−0.55 − (2.39)
50 − 20
=
−2.94
30
= −0.098
y = -0.0972x + 4.312
R² = 0.9869
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 10 20 30 40 50 60 70
Ln(Y)
TEMPERATURA
Ln(Y) Vs TEMPERATURA
ROTOR
(R)
TEMPERATURA
(0
C)
VISCOSIDAD
(dPa.s)
VISCOSIDAD
(Pa.s)
LnY
(Viscosidad)
R1 20 109 10.9 2.39
R1 22 96 9.6 2.26
R1 26 67 6.7 1.90
R1 36 16 1.6 0.47
R3 50 5.76 0.576 -0.55
R1 58 3 0.3 -1.20

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−𝑩 = −0.098
𝑩 = 𝟎. 𝟎𝟗𝟖 (1)
𝑳𝒏𝒀 = 𝑳𝒏𝒀 𝟎 + (−𝑩𝑻)
2.39 = 𝐿𝑛𝑌0 + (−0.098 × 20)
𝐿𝑛𝑌0 = 2.39 + 0.098 × 20
𝑳𝒏𝒀 𝟎 = 𝟒. 𝟑𝟓 (2)
Ecuación para obtener el Y0: (2) en (3)
𝒀 𝟎 = 𝒆 𝟒.𝟑𝟓
= 𝟕𝟕. 𝟒𝟖 (3)
Para la temperatura de 20 °C, utilizamos la siguiente ecuación:
Reemplazando (1) y (3) en:
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
𝒀 = 𝟕𝟕. 𝟒𝟖𝒆−𝟎.𝟎𝟗𝟖𝒙𝟐𝟎
= 10.9
Utilizando la siguiente ecuación y los valores obtenidos en (1) y (3), calculamos
la viscosidad para todas las temperaturas.
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
TEMPERATURA VISCOSIDAD
20 𝑌1 = 77.48 × 𝑒−0.098×20
= 10.9
22 𝑌1 = 77.48 × 𝑒−0.098×22
= 9.0
26 𝑌1 = 77.48 × 𝑒−0.098×26
= 6.1
36 𝑌1 = 77.48 × 𝑒−0.098×36
= 2.3
50 𝑌1 = 77.48 × 𝑒−0.098×50
= 0.6
58 𝑌1 = 77.48 × 𝑒−0.098×58
= 0.3

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GRÁFICA EN PAPEL MILIMETRADO DE Ln(Y) Vs TEMPERATURA

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IV. RESULTADOS Y CÁLCULOS:
4.1. Resultados:
 Inicialmente nos familiarizamos con el manejo del viscosímetro
rotacional digital, con esta práctica se pudo obtener diferentes valores
con los diferentes tamaños de rotores.
 Seguidamente medimos la miel antes de calentar. El rotor1 y el rotor3
dio valores con signo de admiración (la medición se realizó mal) ,
mientras el rotor2 inicialmente nos dio un valor de 3917 dPas.
 Al calentar la miel en el baño maría hasta obtener una temperatura de
58 °C, el viscosímetro rotacional digital con el R1 dio un valor de 3 dPas
y a medida que iba bajando la temperatura (a 20 0C) el viscosímetro dio
valores de 109 dPas. Todos los valores obtenidos fueron convertidos a
Pa-S.
 Reemplazamos los valores de temperatura para obtener la viscosidad
4.2. Cálculos:
1. Deducir la ecuación matemática para calcular la viscosidad de un
fluido alimento utilizando un viscosímetro rotar de dos cilindros
𝝁 =
𝝈
𝟖𝝅 𝟐 𝑵𝑳
(
𝟏
𝑹𝒊
𝟐
−
𝟏
𝑹 𝒆
𝟐
)
2. Determine Y0 y B de la ecuación, graficando en papel milimetrado y
en función de la temperatura para la miel.
𝑡𝑔𝜃 = −𝐵 =
−𝑂. 55 − (2.39)
50 − 20
= −
−2.94
30
= −0.098
−𝑩 = −0.098
𝑩 = 𝟎. 𝟎𝟗𝟖
𝐿𝑛( 𝑌0) = 4.4
𝑌0 = 𝑒4.4
𝑌0 = 81.45
Reemplazar en la siguiente ecuación:
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻

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 Para la temperatura 20°C
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
𝑌 = 81.45 × 𝑒−0.098×20
𝑌 = 11.5
 Para la temperatura 22°C
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
𝑌 = 81.45 × 𝑒−0.098×22
𝑌 = 9.4
 Para la temperatura 26°C
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
𝑌 = 81.45 × 𝑒−0.098×26
𝑌 = 6.4
 Para la temperatura 36°C
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
𝑌 = 81.45 × 𝑒−0.098×36
𝑌 = 2.4
 Para la temperatura 50°C
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
𝑌 = 81.45 × 𝑒−0.098×50
𝑌 = 0.6
 Para la temperatura 58°C
𝒀 = 𝒀 𝟎 𝒆−𝑩𝑻
𝑌 = 81.45 × 𝑒−0.098×58
𝑌 = 0.3
3. Explicar la variación de la viscosidad. Índice de consistencia en
función de la temperatura
TABLA N° 2: Viscosidad Vs Temperatura, considerando los datos obtenidos en el
papel milimetrado.
VISCOSIDAD Vs TEMPERATURA
VISCOSIDAD TEMPERATURA
0.3 58
0.6 50
2.4 36
6.4 26
9.4 22
11.5 20

13. Página 12
Gráfica N° 2: Viscosidad Vs Temperatura
Como se ve en la gráfica a mayor temperatura la viscosidad disminuye,
y como sabemos la viscosidad es la que pone resistencia a un esfuerzo
cortante en los fluidos newtonianos y no newtonianos esta resistencia es
menor cada vez que la temperatura incrementa.
4. ¿El índice de comportamiento al flujo es afectado cuando varía la
temperatura?
Si, porque a mayor temperatura la velocidad de flujo incrementa al
hacerse menos denso el fluido
5. ¿Qué es el umbral de fluencia?
UMBRAL DE FLUENCIA (Ѳ0)
Es La tensión de cizalla mínima para iniciar el flujo; para evaluar este
umbral se usan varios métodos, el más usado es la extrapolación de las
curvas de tensión de cizalla Vs el gradiente de deformación. Los valores
de esta extrapolación están definidos por el modelo reológico (Bingham,
Herschel Bulkley). No existe un valor absoluto de umbral de fluencia, los
valores medidos para el umbral de fluencia están fuertemente asociados
con el relajamiento (creep), crecimiento de la tensión de cizalla,
tixotropía y los tiempos característicos de estas respuestas variables en
el tiempo. Hay dos tipos de umbrales de fluencia: el estático y el
0
2
4
6
8
10
12
14
0 10 20 30 40 50 60 70
Viscocidad
Temperatura
Viscosidad Vs Temperatura

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dinámico; el estático es el que se mide en estado de reposo y es
relativamente más alto que el umbral de fluencia dinámico; por otra parte
el umbral de fluencia dinámico es al cual se le ha aplicado
deformaciones que han llevado a una destrucción completa de su
estructura interna. Uno de los factores importantes en la medición del
umbral de fluencia es la reproductibilidad de los datos experimentales,
este es crítico cuando se comparan características globales entre
industrias; además el umbral de fluencia es importante para diseñar
sistemas de procesamiento de alimentos que requieran procesamiento
térmico.
V. DISCUSIONES:
 La definición de la viscosidad menciona que “La viscosidad se opone al
movimiento de un fluido, mediante el cual ofrece resistencia al esfuerzo
cortante”. Observamos en la práctica que el rotor tiene mayor velocidad
a mayor temperatura (58 °C). A medida que la miel iba enfriando
disminuía la velocidad; hasta que en la temperatura del medio ambiente
(20 °C) el rotor en este R1 tenía interferencias al moverse, chocando así
en las paredes de la vasija.
 Se dijo teóricamente que la viscosidad depende principalmente de la
temperatura, si se aumenta la temperatura disminuye la viscosidad. En
la práctica se pudo comprobar dicha teoría ya que a medida que la miel
se enfriaba los valores de viscosidad eran más altos, como se observa
en la siguiente tabla. Siendo verdadera la definición.
ROTOR
(R)
TEMPERATURA
(0
C)
VISCOSIDAD
(dPa.s)
VISCOSIDAD
(Pa.s)
LnY
(Viscosidad)
R1 20 109 10.9 2.39
R1 22 96 9.6 2.26
R1 26 67 6.7 1.90
R1 36 16 1.6 0.47
R3 50 5.76 0.576 -0.55
R1 58 3 0.3 -1.20

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 En la siguiente tabla comparamos los valores obtenidos en la práctica
con los obtenidos en el papel milimetrado y Excel.
COMPARACIÓN DE DATOS VALORES EN Pa-S
TEMPERATURA VALORES DE
PRÁCTICA
PAPEL
MILIMETRADO
EXCEL
20 10.9 11.5 10.9
22 9.6 9.4 9.0
26 6.7 6.4 6.1
36 1.6 2.4 2.3
50 0.576 0.6 0.6
58 0.3 0.3 0.3
Como podemos observar los valores que se aproximan más a los resultados de
la práctica son los valores obtenidos a partir de Excel.
VI. CONCLUSIONES:
 Logramos familiarizarnos con el manejo de un viscosímetro rotacional digital
 Se logró determinar la viscosidad de la miel utilizando el viscosímetro
rotacional digital
 Logramos estudiar el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de la miel u
otro fluido newtoniano o no newtoniano
 Se comprobó que la viscosidad de la miel depende de la temperatura
demostrando que a mayor temperatura menor es la viscosidad.
 Se estudió el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de la miel en
fluidos newtonianos y no newtonianos; dándose en la práctica que a
diferentes temperaturas cumplen funciones newtonianas y no
newtonianas. Explicándose mejor que la miel de abeja puede ser
newtoniano o no newtoniano dependiendo de la temperatura.
 Concluimos afirmando que la viscosidad es una de las propiedades más
importantes de los fluidos, ya que ayuda a describir el comportamiento
del fluido desde el punto de vista de la deformación que sufre al recibir
un esfuerzo cortante.
VII. RECOMENDASIONES:
 Para la utilización adecuada del viscosímetro rotacional digital se debe
tener en cuenta el conocimiento adecuado de los diferentes tamaños de
rotores

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 Para que el rotor se mueva y se sumerja completamente se debe utilizar
otra vasija con más diámetro y tener una mejor observación. Y así evitar
choques del rotor a las paredes de la vasija.
VIII. REFERENCIAS BILBIOGRÁFICAS:
 Física Universitaria (2004): ZEMANSKY, editorial Pearson educación,
México, Decimo primera edición, pág. 533.
 Mecánica de fluidos (1013): Raúl VÉLIZ, Universidad Nacional San
Cristóbal de Huamanga, Ayacucho-Perú, pág. 4-19.
 Química de los alimentos (1993): DIETER BELITZ, editorial ACRIBIA
Zaragoza, España, pág. 697.
 http://www.nebrija.es/~cmalagon/Fisica_Aplicada/transparencias/03-
Fluidos/11_-_fluidos.pdf
 http://www2.uah.es/gifa/documentos/IFA/Transparencias_IFA/tema_4_if
a.pdf
 http://tarwi.lamolina.edu.pe/~dsa/Fundamentos%20de%20Reologia.pdf
 http://elcometer.com.mx/pdf/viscosidad/Elcometer_2250.pdf