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Thèse de Habilitation à Diriger des Recherches
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2000.tde-12092022-080123
Document
Auteur
Nom complet
Carmen Cecilia Tadini
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2000
Jury
Facciotti, Maria Candida Reginato (Président)
Guardani, Roberto
Meirelles, Antonio José de Almeida
Tobinaga, Satoshi
Vitolo, Michele
Titre en portugais
Estudo da transferência de calor em alimentos líquidos utilizando trocador de calor tipo placas.
Mots-clés en portugais
Engenharia química
Transferência de calor
Trocadores de calor
Resumé en portugais
Trocadores de calor tipo placas são extensivamente utilizados nas indústrias de alimentos e laticínios, mas muito pouca informação básica tem sido publicada sobre suas características de fluxo e desempenho térmico. As principais vantagens de tais unidades é sua flexibilidade na montagem dos arranjos de placas, possuir altas taxas de transferência de calor e facilidade na limpeza e esterilização para atingir condições sanitárias. Eles são empregados normalmente como aquecedores ou resfriadores, como também como condensadores. A unidade básica deste tipo de trocador de calor é o conjunto compacto de placas com superfícies corrugadas que induzem turbulência mesmo a números de Reynolds baixos na ordem de 200. Aplicações típicas são principalmente fluxo líquido-líquido. O coeficiente de transferência de calor de suco de laranja durante a pasteurização empregando um trocador de calor tipo placas ARMFIELD, com placas em aço inox AISI 316, foi estudado. Modelos matemáticos para predizer o coeficiente de transferência de calor do suco são apresentados. Medições reológicas do suco de laranja foram realizadas, na faixa de temperatura entre 25 °C e 85 °C, usando um reômetro de cilindros coaxiais BROOKFIELD RVD III, com o adaptador UL. Neste trabalho várias temperaturas de processo-tempos de retenção foram estabelecidos para estudar a inativação da pectinesterase em diferentes condições de pasteurização de suco de laranja natural. O comportamento reológico do suco de laranja foi bem descrito pelo método da lei de Potência.Uma equação do tipo Arrhenius foi usada para modelar a variação do índice de consistência com a temperatura, na faixa de 150 a 310 s 'POT. -1' da velocidade de cisalhamento. O modelo da regressão polinomial foi empregado para modelar a variação do índice de fluxo com a temperatura. Dos dados experimentais de temperatura e vazões, o modelo de regressão múltipla foi empregado para predizer o ) coeficiente de transferência de calor do suco de laranja natural, que foi correlacionado como uma função da velocidade do canal e dos índices de consistência e de fluxo. Os valores do coeficiente de transferência de calor do suco predito pelo modelo variou de 313 a 962 W/m 'POT. 2''GRAUS'C, no intervalo da velocidade do canal entre 0,03617 e 0,1169 m/s, do índice de consistência entre 0,0021 e 0,0045 Pa.s'IND. n', do índice de fluxo entre 1,1102 e 1,2570, da temperatura entre 25 e 85 °C e do grau Brix entre 9,61 e 12,65. Este trabalho contribuiu no estudo da transferência de calor de suco de laranja natural para diferentes condições de pasteurização.
Titre en anglais
Study of heat transfer of liquid food using plate heat exchanger.
Mots-clés en anglais
Chemical engineering
Heat transfer
Resumé en anglais
Plate heat exchangers used extensively in the food and dairies industries, but very little basic information has been published on their flow and heat-transfer characteristics. The principal advantages of such units are flexibility of flow arrangements, extremely high heat transfer rates, and easy to opening for cleaning and sterilization to meet healthy and sanitary requirement. They are used as conventional process heaters and coolers, as well as condensers. The basic elements of a plate heat exchanger are closely spaced plates with surfaces altered to create turbulence at Reynolds numbers as low as 200. Typical applications are mainly liquid-t-liquid turbulent flow situations. The heat transfer film coefficient of orange juice during pasteurization using an ARMFIELD plate heat exchanger with 316 SS plates was studied. Mathematical models to predict orange juice heat transfer film coefficient are presented. Rheological measurements of orange juice were made, in the temperature range from 25 °C to 85 °C, using a coaxial cylinder viscometer BROOKFIELD RVD III, with UL adapter. In this job, several time-temperatures parameters were established to study different pasteurization conditions of enzyme inactivation, for orange juice, containing natural pectinesterase enzyme. The flow behavior of orange juice was well described by the Power Law model. An Arrhenius type equation was used for modeling the variation of the consistency index with temperature in the shear rate range of 150 - 310 sˉ¹. A polynomial model was used for modeling the variation of the flow index with the temperature. From experimental data of temperatures and flow rates, a multiple regression model was used for predict the heat transfer film coefficient for orange juice, which was correlated as a function of channel velocity and its consistency and flow indexes.The values of OJ heat transfer film coefficient predicted by the model varied from 313 to 962 W/m²°C, at channel velocity range from 0,03617 to 0,1169 m/s, at consistency index range from 0,0021 to 0,0045 Pa.sn, at flow index range from 1,1102 to 1,2570, at temperature range from 25 to 85 °C and at Brix degree range from 9,61 to 12,65. This study has provide a suitable heat transfer correlation to predict the orange juice heat transfer film coefficient as a function of its flow behavior and the channel velocity, that is, this correlation is independent of the plate geometry, for varied conditions of OJ pasteurization process.
 
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Date de Publication
2022-09-12
 
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