Modelagem e simulação da transferência de calor em alimentos com forma esferoidal prolata. Estudo de caso: resfriamento e congelamento de banana.

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: AMORIM, Hugo Carvalho.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Transferência de Calor; Alimentos; Banana; Esferoide Prolato; Congelamento; Volumes Finitos; Heat Transfer; Foods; Spheroid Prolate; Freezing; Finite Volumes; Engenharia Mecânica; Ciência e Tecnologia de Alimentos
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1243

Frutas são alimentos compostos normalmente por 80% a 90% de água, tornando-as extremamente perecíveis. Dessa forma, métodos de conservação devem ser aplicados para prolongar sua vida útil e conservar características de aceitação pelo consumidor. Assim, este trabalho teve como objetivo estudar a transferência de calor durante os processos de resfriamento e congelamento de banana utilizando geometria esferoidal prolata. Para a modelagem matemática, utilizou-se a equação da conservação de energia escrita em coordenadas esferoidais prolatas. A solução numérica da equação governante foi realizada através do método dos volumes finitos com uma formulação totalmente implícita. Um programa computacional foi escrito para simular o processo, através de linguagem computacional do software Mathematica, afim de se obter o histórico de temperatura no centro da banana e o perfil de temperatura, sendo os dados comparados a valores experimentais de congelamento de banana prata com casca, visando obter o coeficiente de transferência de calor convectivo e condutividade térmica da banana. Avaliou-se a influência das dimensões da fruta na cinética de resfriamento e nas frentes de congelamento. Concluiu-se que para a curva de resfriamento da banana, a modelagem pôde prever com bastante exatidão o período de resfriamento mas não o de pós-congelamento. Verificou-se que quanto menor o tamanho do produto, mais rápido é o processo e quanto maior a razão de aspecto de forma, maiores serão os gradientes de temperatura na ponta do produto. As taxas de resfriamento sofreram maior influência quando variou-se as dimensões mantendo um aspecto de forma constante do que variando as dimensões e mudando também o aspecto de forma. Por fim, verificou-se que quanto maior o aspecto de forma, mais não uniforme se dá o processo de transferência de calor na banana.