ESTUDO DOS COEFICIENTES DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM UM PROCESSO DE PASTEURIZAÇÃO ASSISTIDO POR MICRO-ONDAS

A pasteurização assistida por micro-ondas é estudada por apresentar benefícios sobre a convencional, como: menor tempo de exposição à alta temperatura no aquecimento, maior eficiência energética e melhora na qualidade do produto. Este trabalho estuda os coeficientes de troca térmica envolvidos na pasteurização assistida por micro-ondas na unidade piloto Microwave Lab25-UHT/HTST EHVH nas etapas de pré-aquecimento, retenção e resfriamento. Diferentes condições de processo foram contempladas: fluidos (água, glicerina, solução de carboxi-metil-celulose), vazão do produto (0,4 a 2,0 L/min) e temperatura de processo (60 a 120 °C). Foram propostos seis modelos matemáticos que correlacionam o coeficiente global de troca térmica (U) com Reynolds (Re) e Prandtl (Pr). O formato destas correlações deriva das resistências térmicas que compõem o U de um trocador de calor. Os modelos propostos foram ajustados aos dados experimentais e determinados parâmetros pela minimização da soma do erro quadrático. O U do pré-aquecedor e resfriador variaram de 319 a 2.316 W/m2.K e de 58 a 623 W/m2.K, respectivamente. Os modelos que consideram a influência dos fluidos de utilidade para a estimação do U nas seções de troca térmica apresentam melhores ajustes do que os modelos que não a consideram. A seção de retenção obteve valores de U entre 3 e 35 W/m2.K para a perda de calor ao ambiente, com influência não significativa da vazão. O aumento da temperatura para uma mesma vazão aumenta o Re, diminuindo a viscosidade do produto. Ensaios devem ser realizados para o estudo da troca térmica no aquecedor por micro-ondas para que o processo possa ser modelado por completo.