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Transferência de Calor Transiente Resfriamento de alimentos Aumentar vida de prateleira Diminuir reações químicas e biológicas Cinética de reações químicas.

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1 Transferência de Calor Transiente Resfriamento de alimentos Aumentar vida de prateleira Diminuir reações químicas e biológicas Cinética de reações químicas e biológicas diminuem de ½ a 1/3 para cada 10°C de diminuição de temperatura Processos Transientes Calor sensível do material é removido por convecção na superfície e por condução não estacionária no material

2 Resfriamento de alimentos Fluido mais utilizado: Ar que apresenta coeficientes de transferência de calor entre 8,5 e 40 W/m 2 K dependendo principalmente da velocidade Quando o material está empacotado ou coberto por filme plástico, a resistência extra pode ser adicionada à resistência externa. Transferência de Calor Transiente

3 R t =R p +R c R c =1/(h c A) ; R p = x/(kA) ; R t =1/(hA) R c – resistência a convecção, R p a resistência da cobertura, R t a resistência total, A é a área de troca térmica, x é a espessura da cobertura, k sua condutividade térmica e h o coeficiente global de troca térmica (valor que deve ser utilizado nos gráficos). Transferência de Calor Transiente

4 Exemplo: Resfriamento de carne As propriedades físicas da carcaça de carne durante o resfriamento são: = 1073 kg/m 3, cp = 3.48 kJ/kg K e k = W/mK. Uma placa longa de carne com m de espessura e inicialmente a uma temperatura de 37.8°C. Qual o tempo necessário para que a temperatura no interior da carne esteja a 10°C. A carne é refrigerada com ar a 1.7°C e com h = 39.7 W/m 2 K. Transferência de Calor Transiente

5 Centro da Placa

6 Exemplo do resfriamento de carne t/b 2 =0,9

7 Exemplo: Congelamento de Laranja O processo de congelamento de laranjas nas árvores durante noites frias é economicamente importante em áreas produtoras de laranja. Se a laranja estiver inicialmente a uma temperatura de 21,1°C, calcule a temperatura do centro da laranja se esta for exposta ao ar a –3,9°C por 6 horas. Considere o diâmetro médio da laranja como 102 mm e o coeficiente de transferência de calor igual a 11,4 W/m 2 K. A condutividade térmica é de 0,431 W/m K e a difusividade térmica é 4,65x10 -4 m 2 /h. Despreze qualquer efeito de calor latente. Transferência de Calor Transiente

8 Centro da Esfera

9 Transferência de Calor Transiente To T1

10 Transferência de Calor Transiente

11 ESFERA Y= X = x 1 = R n = m = 1/Bi

12 Transferência de Calor Transiente Expressão para transferência de calor com resistência interna desprezível

13 Transferência de Calor Transiente To T1

14 Transferência de Calor Transiente Exemplo: Sopa com densidade de 1025 kg/m 3 e calor específico 3,77 kj/kg K está sendo aquecida em uma lata de 8,5 cm de diâmetro e 10,5 cm de altura. O aquecimento ocorre a 115°C e com coeficiente de transferência de calor de 49,5 W/m 2 K. Determine a temperatura do produto após 10 minutos se a temperatura inicial for de 70°C. Assuma que não ocorra gradientes de temperatura dentro do produto.


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