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Modelagem do processo térmico contínuo de fluidos alimentícios não-newtonianos em trocador de calor bitubular.

Kechichian, Viviane

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2011-10-13

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Modelagem do processo térmico contínuo de fluidos alimentícios não-newtonianos em trocador de calor bitubular.
  • Autor: Kechichian, Viviane
  • Orientador: Gut, Jorge Andrey Wilhelms; Tadini, Carmen Cecília
  • Assuntos: Modelos Matemáticos; Processamento De Alimentos; Processamento Térmico; Transferência De Calor; Food Processing; Heat Transfer; Mathematical Models; Thermal Processing
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Notas Locais: Programa Engenharia Química
  • Descrição: A demanda por produtos industrializados que apresentem máxima preservação de suas características naturais têm crescido e feito as indústrias alimentícias re-analisarem seus processos para atingirem essa necessidade do mercado. A abordagem convencional conservadora, utilizada para o dimensionamento do processamento térmico de alimentos, pode levar ao sobre-processamento especialmente no regime laminar, devido às significativas distribuições de temperatura e tempos de residência existentes. Um modelo matemático, composto por equações diferenciais de massa e energia foi elaborado, considerando o processamento térmico de um fluido não-newtoniano, sob regime laminar, escoando em um trocador de calor bitubular. No modelo, se levou em conta as dispersões efetivas de massa e energia associadas com o escoamento laminar não ideal, as trocas de calor com o ambiente, a letalidade que ocorre no aquecimento e resfriamento e o perfil de velocidade. O modelo foi testado por meio de simulações do estudo de caso do processamento térmico de suco de graviola (fluido pseudoplástico) considerando a destruição de bolores e leveduras. Objetivou-se nas simulações avaliar o efeito de distintas considerações do modelo nas variáveis consideradas. Os resultados indicaram que as etapas de aquecimento e resfriamento contribuíram de forma significativa na letalidade do processo, assim como as considerações quanto às dispersões de massa e energia. Como exemplo, as letalidades, considerando a abordagem convencional (tubo de retenção isotérmico com velocidade máxima) e o modelo completo (com todas as considerações) apresentaram valores de 1,46 e 5,74, respectivamente. A flexibilidade do modelo elaborado, assim como os tempos computacionais pequenos necessários para obter os resultados são as principais vantagens do uso do mesmo. Acredita-se que o modelo elaborado pode contribuir de forma importante para o correto dimensionamento e avaliação de processos térmicos em indústrias de alimentos, permitindo que a demanda dos consumidores seja atendida.
  • DOI: 10.11606/T.3.2011.tde-12122011-150453
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Data de criação/publicação: 2011-10-13
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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