Distribuição do tempo de residência e letalidade no processamento térmico contínuo de líquidos com escoamento laminar não ideal em trocadores bitubulares. - Pegoraro, Paula Rossato (2012)
Os trocadores de calor tubulares são muito utilizados para o processamento térmico de alimentos líquidos viscosos por possuírem um maior diâmetro hidráulico em comparação aos trocadores de calor a placas. O cálculo da letalidade neste tipo de trocador está diretamente relacionado ao perfil de velocidade e à distribuição do tempo de residência (DTR). Para escoamento laminar de fluidos viscosos, Newtonianos e não-Newtonianos, geralmente adota-se um perfil de velocidade laminar e de lei de potência, respectivamente. No entanto, algumas características do equipamento como irregularidades na tubulação, a corrugação do tubo ou as curvas podem modificar o perfil de velocidade ideal. Esse desvio da idealidade pode ser caracterizado através da determinação experimental da distribuição do tempo de residência do processo. Este trabalho teve como objetivo a determinação experimental da DTR de fluidos viscosos em um equipamento bitubular de processamento térmico e o ajuste do perfil de velocidade associado. Modelos clássicos de DTR foram ajustados aos dados, assim como foram propostos e testados novos modelos generalizados de DTR, a fim de caracterizar o escoamento laminar não ideal em tubos. A determinação da DTR experimental foi realizada para vazões entre 10 e 50 L/h utilizando água, solução de carboximeticelulose 1,0% (pseudoplástico) e mistura glicerina/água 80%. Os dados de DTR foram obtidos através de duas técnicas: condutimétrica e colorimétrica. A primeira técnica baseia-se na injeção de solução saturada de cloreto de sódio e detecção online por um condutivímetro, porém, não apresentou resultados satisfatórios mostrando que o método não é adequado para fluidos viscosos. Já a segunda técnica utilizada se baseia na injeção de corante e posterior detecção em espectrofotômetro. Os modelos que melhor se ajustaram aos dados experimentais para os três fluidos estudados foram os modelos generalizados y-laminar e exponencial. A letalidade foi calculada a partir da distribuição de temperatura no trocador de calor em estado estacionário e do tempo médio de residência obtido experimentalmente e permitiu detectar o sobreprocessamento no processo estudado.