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Utilização de metodologia em estado transiente como ferramenta para a determinação da difusividade e condutividade térmica de polpa de goiaba em baixas temperaturas
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Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
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Resumo
A demanda por suco concentrado e produtos congelados de frutas vem aumentando, tornando o conhecimento de suas propriedades termofísicas mais significativo. Neste trabalho, determinou-se a condutividade e a difusividade térmica de polpa de goiaba vermelha em baixas temperaturas e os dados obtidos experimentalmente foram comparados com valores estimados por modelos estruturais presentes na literatura. A difusividade térmica foi medida indiretamente através da condutividade e valores obtidos por modelos para cálculo da densidade e calor específico. A condutividade variou de 0,64 Wm-1K-1 a 1,66 Wm-1K-1 para as temperaturas de 0 a -30°C, respectivamente, e a difusividade ficou entre 5,01x10-7 m2s-1 a 1,03x10-6 m2s-1 para as temperaturas de -5°C a -30°C, respectivamente. Foi utilizado o método de sonda linear de aquecimento, a qual foi calibrada com solução de sacarose 10% nas temperaturas de análise. Para utilização dos modelos em Série, Paralelo e Maxwell-Eucken, foram determinadas a temperatura de início de congelamento e as frações de gelo utilizando-se diferentes equações. Os resultados obtidos experimentalmente para a condutividade térmica e indiretamente para a difusividade foram submetidos a análises
de regressão para ajuste de funções que permitem o cálculo direto dessas propriedades utilizando-se apenas o conhecimento do histórico das temperaturas durante um processamento térmico.
Abstract
The demand for concentrate juice and frozen products is increasing, making knowledge of
their thermophysical properties more meaningful. In this study, we determined conductivity and
thermal diffusivity of red guava pulp at low temperatures and the data obtained experimentally were compared with values estimated by structural models in the literature. The thermal diffusivity
was measured indirectly through the conductivity and values obtained from models to calculate
the density and specific heat. The conductivity varied from 0,64 Wm-1K-1 to 1,66 Wm-1K-1 at temperatures of 0 to -30 °C, respectively, and diffusivity was between 5,01x10-7 m2
s
-1 to 1,03x10-6 m2
s
-1
at temperatures of -5 °C to -30 °C, respectively. Linear heating probe method was used for which
was calibrated with 10% sucrose solution at temperatures of analysis. The freezing point also was
measured, ice fractions were calculated using different equations and used in Series, Parallel and
Maxwell-Eucken models. The data obtained experimentally for thermal conductivity and indirectly
diffusivity were submitted to regression analysis for fitting functions that allow direct calculation
of those properties using only the knowledge of the history of temperatures during heat processing.
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PEREIRA, C. G.; BEZERRA, T. S.; RESENDE, J. V. de. Utilização de metodologia em estado transiente como ferramenta para a determinação da difusividade e condutividade térmica de polpa de goiaba em baixas temperaturas. Revista de Ciências Exatas, Seropédica, v. 2731, n. 2, p. 183-196, 2012.