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Unidade de ensaio de condutividade térmica

O acadêmico do Curso de Engenharia Mecânica da CATOLICASC, Sr. Maiko Dreger, em conjunto com o Prof. Orientador Luizildo Pitol Filho, realizaram uma pesquisa operacional que faz parte do Trabalho de conclusão de Curso – TCC, intitulado: “Análise da transferência de calor em tanques cilíndricos verticais encamisados aplicados no processamento do chocolate”. Durante a experiência de campo verificou-se que o chocolate, por ser um fluido Não-Newtoniano e portanto sujeito a variações que não podem ser identificadas através de um comportamento linear, o que dificulta estabelecer assim sua condutividade térmica. Para entender melhor o processo desenvolvido na pesquisa, verifica-se que o chocolate, antes de seu beneficiamento final, deve ser mantido em tanques cilíndricos verticais chamados de tanques de estocagem. Esses tanques são providos de camisas duplas de aquecimento e isolamento térmico a fim de manter o chocolate internamente sob ação do calor, em primeiro momento para garantir que não haja atividade microbiana e enzimática, ajudando também a manter características como coloração e sabor e, seguidamente, para melhorar o escoamento da massa de chocolate. A partir desse processo produtivo, surgiu a necessidade de determinar a condutividade térmica do chocolate, de modo a dimensionar todo o sistema de aquecimento que permita manter o mesmo nas condições ideais de temperatura afim de conservar as propriedades alimentícias aptas para o consumo.

Dessa forma, para tornar possível a determinaçãoda condutividade térmica, utilizou-se uma Unidade de Ensaio baseada na escala de produção industrial, que consiste num sistema de aquecimento de água, um sistema de bombeamento e um recipiente no qual o chocolate foi mantido aquecido durante os ensaios. Tal recipiente tem como característica a camisa dupla pela qual irá circular o fluido de aquecimento e, suas paredes laterais foram revestidas com uma manta de isolamento térmico atuando como direcionador do fluxo de calor para a parede frontal do recipiente, no caso a única exposta ao ambiente. Conforme o resultado dos testes realizados com a unidade de ensaio, foi possível elaborar o artigo científico a ser publicado no WIT Transactions on Engineering Sciences (Wessex Institute of Technology, Southampton, Reino Unido), que permitiu verificar o resultado do processo final ao qual o chocolate foi submetido, uma vez que este processo forneceu os dados suficientes para estabelecer os parâmetros da transferência de calor na determinação da condutividade térmica. Por meio de um modelo de equações, obteve-se um gradiente de temperatura e duas formas de transferência de calor por convecção, a forçada e a natural, com o qual conseguiu-se escrever o Circuito Térmico feito pelo fluxo de calor centrado na condutividade térmica. A validação dos dados apresentados permite que estes possuam confiabilidade em relação à literatura veiculada academicamente.

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