Burbujas en el chocolate: equivalencia teórica con otros fluidos no Newtonianos
Bubbles in the chocolate: theoretical equivalence with others non-Newtonian fluids

Ramón Tolosa, Laura Tolosa, Freddy Fraudita, José Hernández

Resumen


DOI: https://doi.org/10.53766/CEI/2021.43.01.09

La presencia de burbujas en el interior de los fluidos con frecuencia es un fenómeno no deseado que repercute en la calidad del producto final, como es el caso del chocolate sólido, en el que las burbujas se producen durante su fabricación en estado líquido siendo necesario eliminarlas por agitación y/o vibración antes de que solidifique. La expulsión de las burbujas fuera del fluido viene determinada por las fuerzas que actúan sobre ellas, principalmente las de flotabilidad y de arrastre, ampliamente estudiadas y calculadas en fluidos Newtonianos como no Newtonianos. Debido a que se conoce que el chocolate fundido tiene un comportamiento no Newtoniano y que su naturaleza opaca impide la observación directa de las burbujas en su interior, en este trabajo se planteó como hipótesis la posibilidad de determinar las fuerzas de flotabilidad y de arrastre utilizando formulaciones matemáticas desarrolladas en la literatura con fluidos transparentes no Newtonianos, junto con datos de las observaciones de poros en superficies de fractura de muestras sólidas. Se determinó que las burbujas tienen un diámetro de (0,1 < Ø < 3) mm, y los parámetros volumen crítico Vc = 21 mm3 y a = 1 se corresponden con los valores típicos de estos fluidos reportados en la bibliografía. El cálculo de las fuerzas involucradas en la separación de las burbujas del chocolate aporta parámetros indispensables para el diseño de un equipo agitadorvibrador.


The presence of bubbles inside the fluids is frequently a non-desired phenomenon that impacts the product quality, such is the case of the solid chocolate in which the bubbles are produced while it is molten during its fabrication being necessary to eliminate them by shaking or vibration before chocolate gets solid. The expulsion of bubbles from the fluid is determined by
the principal forces that act over them: the bouyancy and the drag forces, both widely studied in Newtonian and non-Newtonian fluids. Due to the well-known non-Newtonian behavior of molten chocolate and its opaque nature that prevents from direct observation of internal bubbles, the hypothesis of the possibility of the bouyancy and drag forces determination applying literature-developed-mathematic formulations based on transparent non-Newtonian fluids along with the use of solid chocolate fracture surface porous data was proposed and studied. A bubble diameter of (0,1 < Ø < 3) mm, a critical volume Vc = 21 mm3 and a = 1 parameters were obtained matching the typical parameter reported values of this type of fluids. The numerical determination of the forces involved in bubbles expulsion from the chocolate provides essential
parameters for machinery design.


Palabras clave


Burbujas, chocolate, fluido no Newtoniano, comportamientoBubbles, chocolate, non-Newtonian fluid, behavior.;

Texto completo:

PDF


Creative Commons License
Todos los documentos publicados en esta revista se distribuyen bajo una
Licencia Creative Commons Atribución -No Comercial- Compartir Igual 4.0 Internacional.
Por lo que el envío, procesamiento y publicación de artículos en la revista es totalmente gratuito.