| B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química |
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PASTEURIZAÇÃO DE ALIMENTOS LÍQUIDOS EM TROCADORES DE CALOR A PLACAS: AJUSTE DO MODELO TÉRMICO PARA FLUIDOS NÃO-NEWTONIANOS |
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| Alessandra Carezzato 1 |
| Jorge Andrey Wilhelms Gut 2 |
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| (1. Instituto de Química da USP / IQUSP; 2. Dep. de Eng. Química da Escola Politécnica da USP / EPUSP) |
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| INTRODUÇÃO: |
Trocadores de calor a placas (PHEs) são muito usados para pasteurização de alimentos líquidos como leite bovino e sucos de frutas. É fundamental o estudo da transferência térmica em PHEs com fluidos não-Newtonianos para o desenvolvimento de modelos de simulação e otimização destes processos. Desta forma, os objetivos deste trabalho são: 1) realizar a caracterização reológica de soluções aquosas de carboximetilcelulose (CMC) com faixa de viscosidade próxima a de sucos e polpas de frutas; e 2) ajustar do modelo de troca térmica para configurações generalizadas do PHE de um pasteurizador através de estimação de parâmetros. |
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| METODOLOGIA: |
A caracterização reológica compreende a obtenção de reogramas para concentrações de CMC de 0,5, 1,0 e 1,5% em massa e temperaturas entre 5 e 75 oC e o posterior ajuste do comportamento através do modelo de lei de potência. Para o ajuste do modelo de troca térmica do trocador são realizados ensaios de pasteurização com soluções de CMC usando diferentes configurações do equipamento, onde são determinadas a taxa de transferência de calor e o coeficiente global de troca térmica, U. O modelo matemático rigoroso do PHE fornece o fator de correção para a média logarítmica da diferença de temperatura (desvio do contracorrente puro). O ajuste do modelo térmico é realizado através da estimação de parâmetros que correlacionam o valor de U com os números de Reynolds e Prandtl generalizados. |
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| RESULTADOS: |
Foram obtidos os parâmetros reológicos, a partir dos reogramas das soluções de CMC e foi possível correlacionar com sucesso os parâmetros do modelo de lei de potencia com a temperatura. Do conjunto de ensaios de troca térmica no PHE, foram selecionados 64 para realização do ajuste do modelo. Apesar do uso de diferentes configurações do equipamento, foi possível ajustar uma correlação para estimar o adimensional de Nusselt no escoamento das soluções de CMC. |
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| CONCLUSÕES: |
As soluções de CMC testadas apresentaram um comportamento não-Newtoniano pseudoplástico bem representado pelo modelo reológico de lei de potência. Foi possível ajustar o modelo de torça térmica de um PHE através dos resultados de ensaios com as soluções de CMC. Pretende-se aplicar este modelo em casos de avaliação e otimização de processos de pasteurização. |
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Instituição de fomento: FAPESP
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: Trocadores de Calor a Placas; Fluidos não-Newtonianos; Pasteurização. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |