Buscar

 

RI UFLA (Universidade Federal de Lavras) >
DCA - Departamento de Ciência dos Alimentos >
DCA - Programa de Pós-graduação >
DCA - Ciência dos Alimentos - Mestrado (Dissertações) >

Por favor, utilize esse identificador para citar este item ou usar como link: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/3259

Título: Transferência de calor no congelamento de polpa de goiaba
Título Alternativo: Heat transfer in freezing of guava pulp
Autor(es): Reno, Marciu José
Orientador: Resende, Jaime Vilela de
Coorientador(es): Peres, Alexandre de Paula
Membro da banca: Prado, Mônica Elisabeth Torres
Corrêa, Jefferson Luiz Gomes
Assunto: Goiaba
Transferência de calor
Consumo energético
Energy consumption
Calor - Convecção
Data de Defesa: 26-Fev-2010
Data de publicação: 26-Ago-2014
Referência: RENO, M. J. Transferência de calor no congelamento de polpa de goiaba. 2010. 63 p. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2010.
Resumo: This study evaluated the heat transfer by forced convection flow inside a circular tube during the freezing process of guava pulp in batches. The convection heat-transfer coefficients, the freezing time and the energy requirements were also evaluated. For the experiment, 600 kg of guava pulp were frozen, using three common packaging configurations all of them stacked on pallets. In the freezing tunnel, one the configuration settings was made of 40 plastic boxes (HDPE), each containing 15kg of guava pulp filled in polyethylene bags The second configuration had 40 plastic buckets (HDPE) containing 15kg of guava pulp each and in the third configuration, 3steel drums were lined up laterally, each of them with 200 kg capacity. The temperature within all packaging was monitored though sensors placed in the samples, in strategic points in order to determine the heat transfers. It were used the thermocouples and resistive thermal devices (RTDs) sensors connected to a data acquisition system to monitor the temperature. The air velocity in the tunnel was measured with a hot wire anemometer. The energy consumed throughout the procedures was also measured. The establishment of coordinate systems designed to specify the position of both packaging and sensors inside the tunnel allowed the airflow parameters and heat transfers analyzes through the contour plots using the least square regression. The turbulence and the Nusselt number correlation as a function of the Reynolds and Prandlt numbers were used to determine the convective heat transfer coefficients according to the configuration of the systems. The coefficients were applied to the freezing time prediction using models found in the literature review. In all configurations, the samples froze more rapidly in the periphery of the arrangements, with the highest temperatures located in the central region of the stacking. It was possible to observe the formation of air flow preferential channels in peripheral regions. Estimates for the h values and, consequently, the freezing time prediction were more efficient for the configuration that used plastic buckets (HDPE). For the steel drums the correlation that considers the effects of a turbulence factor was satisfactory. As for the plastic boxes (HDPE), the correlation yielded encouraging results only for those boxes located in the central area of the stacking. On average, the freezing times were of 96 hours for the guava pulp in steel drums, of 45.8 hours, in polyethylene bags packed and placed in the plastic boxes (HDPE) and of 50.9 hours, in plastic buckets (HDPE). When compared to process using steel drums and under the same operational conditions of the equipment, the results show that it is possible to process the same amount of product, with higher quality (faster cooling), and about 50% reduction in power consumption with settings of plastic boxes (HDPE) and plastic buckets (HDPE). The decision making over a given configuration should be based on its handling easiness and on the initial cost. Regarding these tow late considerations, the guava pulp processing in plastic buckets (HDPE) have shown more advantageous.
O processo de transferência de calor, coeficientes de transferência convectivos, tempos de congelamento e consumo energético foram avaliados durante o congelamento em batelada de polpas de goiaba em túnel de congelamento com corrente de ar forçado. Foram congelados 600 kg de polpa, utilizando três configurações de embalagens que são comuns no processamento industrial. Empilhamento sobre palete no interior da câmara de 40 caixas plásticas contendo em cada uma 15 kg de polpa de goiaba acondicionadas em sacos de polietileno; empilhamento sobre palete de 40 baldes plásticos contendo cada um 15 kg de polpa de goiaba e 3 tambores metálicos sobre palete alinhados lateralmente com capacidade de 200 kg cada. A temperatura dentro de todas as embalagens foi monitorada com sensores de temperatura colocados no interior das amostras em pontos estratégicos para determinação das trocas de calor. A monitoração das temperaturas foi feita com termopares e termoresistências (RTDs) conectados a um sistema de aquisição de dados. A velocidade do ar dentro do túnel foi medida com termoanemômetro de fio quente. O consumo energético dos processos também foi medido. O estabelecimento de um sistema de coordenadas para especificar o posicionamento das embalagens e sensores no interior do túnel permitiu a análise dos parâmetros de escoamento do ar e transferência de calor através de superfícies de contorno usando regressão por mínimos quadrados. Correlações do número de Nusselt em função dos números de Reynolds e Prandlt e turbulência foram usadas para determinar os coeficientes de transferência de calor convectivos de acordo com a configuração dos sistemas. Os coeficientes foram aplicados nas predições do tempo de congelamento usando modelos encontrados na literatura. Para todas as configurações as amostras congelaram mais rapidamente na periferia dos arranjos com as temperaturas mais altas localizadas na região central. Nas regiões periféricas foi possível observar a formação de canais preferenciais de escoamento do ar. As estimativas dos valores de h e conseqüente predição do tempo de congelamento se mostraram mais eficientes para o processamento em baldes. Para tambores, a correlação que leva em consideração os efeitos de um fator de turbulência foi satisfatória e para as caixas, a correlação produziu bons resultados apenas para caixas localizadas na região central do empilhamento. Os tempos de congelamento foram em média de 96 horas para as polpas acondicionadas em tambores; 45,8 horas em sacos de polietileno acondicionados em caixas e de 50,9 horas em baldes. Para as mesmas condições operacionais do equipamento, os resultados mostram que com configurações usando caixas e baldes é possível processar a mesma quantidade de produto com maior qualidade (resfriamento mais rápido) e com cerca de 50% de redução no consumo de energia quando comparado ao processamento em tambores. A decisão sobre a configuração indicada deve ser feita baseada na facilidade de manuseio e custo inicial sendo o processamento em baldes vantajoso nestes aspectos.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/3259
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: DCA - Ciência dos Alimentos - Mestrado (Dissertações)

Arquivos neste Item:

Arquivo Descrição TamanhoFormato
DISSERTAÇÃO_Transferência de calor no congelamento de polpa de goiaba.pdf2,15 MBAdobe PDFVer/abrir

Itens protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, Salvo indicação em contrário.


Mostrar estatísticas

 


DSpace Software Copyright © 2002-2007 MIT and Hewlett-Packard - Feedback