Viscosimetría de tubo, tubo capilar. Reología en los alimentos. Descripción de un tubo capilar y su uso en la ingeniería en alimentos.

1. 1. Introducción.
Los viscosímetros de tubo son muy útiles en la recolección de datos reológicos. Estos instrumentos se pueden
clasificar en tres categorías básicas: Capilares de vidrio (Fig. 2.1), a menudo son llamados tubos capilares en
forma de U; Capilares a alta presión (Fig. 2.2); Viscosímetros de tubo (Fig. 2.3). Todos establecen una
diferencia de presión para crear flujo. La diferencia principal entre un capilar y un viscosímetro de tubo es el
diámetro. No existe claramente un diámetro que nos defina un capilar o un tubo, así que las directrices se
pueden ofrecer.
Los diámetros comerciales de los instrumentos capilares van de 0.1 a 4 mm con una variación en los ángulos
de entrada (Fig. 2.2) el cual va de 15 a 90 grados. Los viscosímetros en tubo generalmente se construyen de
manera “on-site” (se refiere a que son precisos) ya que su tamaño varia ampliamente. Algunos pueden ser tan
pequeños, 7 mm de diámetro pero hay otros de mayor diámetro de 12 mm (típicamente van de 12 a 32 mm)
los cales no son infrecuentes en aplicaciones de alimentos. Los valores de L/D (longitud equivalente) en los
viscosímetros de tubo van de 4 a 400: El valor más pequeño es para los capilares pero rara vez se observan en
los sistemas de tuberías.

2. En una operación típica, el viscosímetro de tubo en U se llena por succión (en el lado con el capilar) el cual
invierte una muestra de líquido en el bulbo manteniendo la muestra fija. El viscosímetro esta vertical, luego se
coloca en un baño a temperatura controlada y se le permite alcanzar el equilibrio térmico. Después de un
cierto periodo de tiempo, generalmente de 5 a 10 minutos, el líquido fluye atravesó del tubo capilar. Cuando
pasa esto se usa un cronometro, justo cuando el fluido para la línea grabada superior y cuando la superficie
del fluido pasa a la línea grabada inferior. El tiempo resultante es considerado como el tiempo de flujo para la
descarga del líquido de la viscosidad del bulbo y el fluido es calculado a partir de este valor obtenido.
Los viscosímetros de tubo en U están son instrumentos diseñados que funcionan con la gravedad. Los tubos
capilares de alta presión, los cuales también se construyen de tubo de vidrio pero no en forma de U, son
típicamente operados con gas o pistón (Fig. 2.2) Para crear fuerza motriz en los viscosímetros de tubo se
puede utilizar una bomba o gas (Fig. 2.3). Estos viscosímetros en U pueden funcionar a elevadas presiones
como las que se encuentran en los equipo de transformación o procesamiento de alimentos (aseptic food
processing equipment). (Dail y Steffe, 1990a y 1990b).

3. Los datos brutos para los viscosímetros de tubo son la tasa de la caída de presión y el flujo volumétrico. La
caída de presión depende de los transductores de presión o, en al caso del viscosímetro de tubo en U,
depende de la altura del líquido encima de un punto de referencia. En los capilares a alta presión, los caudales
se calculan en función del flujo volumétrico que hay en el pistón (o barril) y en el tubo capilar, los cuales son
equivalentes. El flujo volumétrico se puede determinar a partir de la masa medida en un sistema de tuberías
utilizando un medidor de flujo másico o en el peso de un tanque. La densidad es necesaria para este cálculo,
porque la tasa volumétrica del flujo es igual a la tasa de flujo de la masa dividida entre la densidad. La cantidad
de flujo en un capilar de vidrio se fija por el volumen (V) del flujo del recipiente (Fig. 2.1).
Referencia:
James F. Steffe, Ph D., P.E., Rheological methods in food process engineering. Second Edition. Capítulo
2. Pagina 94-97