Dissertação de Mestrado

O presente trabalho consiste no estudo da influência da vazão e da temperatura de alimentação na concentração final da água de coco, 'VARIÁVEL DEPENDENTE OU RESPOSTA ESTIMADA PELO MODELO AJUSTADO IND.1', na taxa de evaporação, 'VARIÁVEL DEPENDENTE OU RESPOSTA ESTIMADA PELO MODELO AJUSTADO IND.2', e no coeficiente global de troca térmica, 'VARIÁVEL DEPENDENTE OU RESPOSTA ESTIMADA PELO MODELO AJUSTADO IND.3', em um processo de evaporação de água de coco verde utilizando-se um evaporador de filme descendente com promotor de película. O promotor de película consiste de uma rede de malha fina, com abertura ao redor de 1 mm, colocada junto à superfície de aquecimento, na qual desce a película de líquido. Esta rede por efeitos de tensão superficial provoca um grande espalhamento da fase líquida, aumentando a área de troca térmica, evitando o superaquecimento localizado e a formação de caminhos preferenciais. O produto obtido a partir da evaporação da água de coco é um concentrado, que ao ser reconstituído pela adição de água mantém suas características organolépticas próximas às da água de coco original. Os experimentos foram realizados segundo técnicas de projetos de experimentos e a análise dos resultados foi feita mediante a Metodologia da Superfície de Resposta. Com os modelos empíricos obtidos e com auxílio da Função Desejabilidade Global, foi feita uma otimização numérica para estimar as melhores condições de operação do processo nos intervalos das variáveis independentes (vazão codificada, 'x IND.1', e temperatura de alimentação codificada, 'x IND.2') estudadas. A melhor condição de trabalho para otimizar as respostas no sistema foi para 'x IND. 1'= -0,85 (1,3 g/s) e 'x IND.2' = -1 ('29 GRAUS' C), as respostas para esta condição foram: concentração de saída = '40 GRAUS'Brix; taxa de evaporação = 1,108 g/s; coeficiente global de troca térmica = 901,48 KJ/'m IND.2'.h.K. com um valor para a função desejabilidade ) D igual a 0,708 que corresponde a faixa de qualidade aceitável e bom.

The feed flow and temperature of feed influences on the total sucrose in product, evaporation rate and overall coefficient of heat transfer for a falling film evaporator with film promoter were studied. The film promoter consists of a thin stainless steel woven wire specified by mesh. The film promoter is put to one side the heating surface where the liquid film flows. This mesh, due to surface tension, causes a great scattering of the liquid phase, increasing the contact area for both heating and evaporation, avoiding the localized overheating and preferential ways formation. The concentrate obtained from the coconut water evaporation after reconstitution with potable water maintained similar sensory characteristics in comparison of natural coconut water. The essays were carried out with experimental design and the results were analyzed with response surface methodology (RSM). The empirical models and the overall desirability D are devices which allow to find the best operation conditions at independent variables interval (codified feed flow, x1, and temperature of feed, x2). In this case, the best operation conditions to optimize the responses studied (the total sucrose in product, the evaporation rate and the overall coefficient of heat transfer) were: x1=-0,85 (1,3g/s) and x2=-1 (20ºC). the responses for this condition were: total sucrose in product =40ºBrix; evaporation rate=1,108 g/s; overall coefficient of heat transfer=901,48 kJ/m2.h.K. The desirability function D i9s equal to 0,708 that corresponds to an acceptable and good quality scale.