POTÊNCIA ABSORVIDA EM MICRO ONDAS

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS
EXPERIMENTO 6:
POTÊNCIA ABSORVIDA EM MICRO-ONDAS
PALMAS-TO
2018
UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
LABORATÓRIO DE OPERAÇÕES UNITÁRIAS
ERIKA SUELLEN DOS SANTOS VIEIRA
EXPERIMENTO 6:
POTÊNCIA ABSORVIDA EM MICRO-ONDAS
Trabalho apresentado a professora Cilene Mendes Reges, do Curso Engenharia de Alimentos-UFT, Campus Universitário de Palmas (CUP), como requisito parcial para a obtenção de nota para a disciplina de Laboratório de Operações Unitárias.
PALMAS-TO
2018
 1. OBJETIVO
	Determinação da potência absorvida em micro-ondas.
2. INTRODUÇÃO
	Forno micro-ondas ou forno de micro-ondas é um aparelho muito conhecido por facilitar e agilizar o preparo de alimentos para o consumo humano ou dos animais. O aquecimento ocorre em razão de uma radiação eletromagnética de 2.450 MHz, radiação essa que aumenta a agitação das moléculas de água dos alimentos, aquecendo-os de forma quase uniforme e de fora para dentro, já que as ondas eletromagnéticas se localizam na parte externa dos alimentos. 
	O funcionamento do forno de micro-ondas ocorre da seguinte forma: No interior do aparelho existe uma onda eletromagnética de frequência igual a 2.450 MHz que é gerada por um magnétron e irradiada por um ventilador de metal, que fica localizado na parte superior do aparelho, para o interior do mesmo. Através do processo de ressonância as moléculas de água existentes nos alimentos absorvem essas ondas, as quais fazem aumentar a agitação das mesmas, provocando assim o aquecimento dos alimentos de fora para dentro.
	O forno de micro-ondas não atua de forma uniforme sobre todo o alimento, sendo por esse motivo que em alguns casos aparecem pontos mais escuros no alimento que está sendo aquecido. O prato giratório que esses fornos possuem serve para garantir uma distribuição mais uniforme da radiação eletromagnética sobre todo alimento. As ondas eletromagnéticas possuem certa dificuldade para penetrar em meios materiais, por esse motivo ela aquece de fora para dentro, agitando as moléculas de água e de gordura das camadas mais externas com mais intensidade que as camadas mais internas do alimento. (SANTOS, 2018).
	As micro-ondas são um tipo de radiação eletromagnética. As micro-ondas possuem comprimento de onda entre 3.105 nm até 3.108 nm e sua frequência na faixa de 103 a 104 MHz. Não é uma radiação ionizante e também não causa mudanças na estrutura molecular. Porém, ela é capaz de causar migração de íons e rotação de dipolos. Isso significa que ocorre uma interação da onda eletromagnética com o dipolo elétrico da molécula. É isso que explica o aquecimento de alimentos em fornos micro-ondas, pois essas radiações interagem com as moléculas de água presentes no alimento, que são moléculas polares (apresentam dipolo elétrico), bem como com outras moléculas que têm dipolos permanentes ou induzidos. A agitação dessas moléculas é aumentada, absorvendo energia. Porém, quando a radiação cessa, a energia absorvida é emitida na forma de calor, que aquece o alimento. (FOGAÇA, 2018).
	O forno de micro-ondas é um equipamento que passou a fazer parte da maioria dos lares nas duas últimas décadas. Talvez o ponto mais favorável na sua utilização, em relação ao fogão, está relacionado com o menor tempo requerido para efetuar o cozimento dos alimentos. Por exemplo, uma batata pode ser cozida em aproximadamente 8 minutos, enquanto que seriam requeridos 45 minutos em um forno convencional. (WATKINS, 1983).
	 Em laboratórios de química o forno de micro-ondas pode ser utilizado para auxiliar em trabalhos rotineiros, tais como: preparo de amostras analíticas, esterilização de materiais, secagem de vidrarias etc. Em muitos casos o equipamento utilizado não é um forno doméstico, mas sim projetado para atender as necessidades requeridas. (ARRUDA, 1997).
3. MATERIAIS E MÉTODOS
	3.1. MATERIAIS
Béquer de 1000 mL (2 unidades);
Água;
Termômetro;
Micro-ondas Electrolux modelo MEF41 (Potência 1600 W, tensão nominal 220 V e frequência de 60 Hz/2450MHz).
	3.2. MÉTODOS
	Inicialmente foi colocado 1000 mL de água em cada béquer, e em seguida colocados para refrigerar. Assim que atingiram a temperatura de 10 °C os béqueres com água foram colocados simultaneamente no micro-ondas por 1 min cada, na potência máxima. A medida que eram retirados do micro-ondas, a água foi homogeneizada com movimentos circulares no béquer e a sua temperatura foi aferida com o termômetro e anotada. Posteriormente cada béquer contendo água foi pesado, e depois a água de cada um foi descartada e os béqueres vazios pesados. 
	Para determinação da potência do micro-ondas foi utilizada a Equação 1:
P = 		 (1)
	Onde:
	Mw = Massa da água; T2 = Temperatura final; T1 = Temperatura inicial; Mc = Massa do béquer; T0 = Temperatura do ambiente e T = Tempo usado no micro-ondas.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
	Inicialmente, anotou-se todos os dados a fim de realização dos cálculos e os mesmos estão descritos na Tabela 1.
	
	Experimento 1
	Experimento 2
	Massa do béquer com água (g)
	1270
	1180
	Massa da água (g)
	970
	930
	Massa do béquer (g)
	300
	250
	Temperatura Inicial (°C)
	10
	10
	Temperatura Final (°C)
	21
	21
	Temperatura do ambiente (ºC)
	26
	26
	Tempo usado no micro-ondas (s)
	60
	60
Fonte: Autor (2018).
	Aplicando a Equação 1, obteve-se os resultados dispostos na Tabela 2.
	
	Experimento 1
	Experimento 2
	Potência (W)
	730,84
	702,42
Fonte: Autor (2018).
	Percebe-se que houve uma diferença muito grande entre os valores experimentais da potência absorvida que foi de 730,84 e 702,42 W, respectivamente em cada experimento, e o valor fornecido pelo fabricante que é de 1600 W, e Trintinalia (2013) descreve que os principais erros relacionados a medida da potência do micro-ondas estão associados a perda por descasamento, erro de eficiência da montagem, erro de substituição de potência, erro do instrumento, erro devido ao ruído, deriva (estabilidade de longo prazo), linearidade com a potência, erro térmico, entre outros.
	Barboza et al (2001) cita que o forno de micro-ondas doméstico opera em aproximadamente 2450 MHz e que nesta frequência, a absorção da água não é máxima, no entanto espera-se que tenha uma máxima penetração das micro-ondas nos alimentos. O elevado conteúdo de água nos alimentos faz com que a dissipação de energia seja grande, e como era apenas água no recipiente explica essa grande diferença encontrada. Barboza também explica que com a passagem de micro-ondas na cavidade do forno que contém certo material que possui água, a direção do campo muda 2,45 x 109 vezes por segundo. Portanto, tão logo as moléculas de água sofram certo alinhamento parcial, a direção do campo reverte, e as moléculas sofrem um realinhamento. O alinhamento e realinhamento das moléculas com elevada frequência produzem grande quantidade de calor, levando ao cozimento do alimento.
5. CONCLUSÃO 
	A partir do experimento, concluiu-se que o elevado conteúdo de água nos alimentos faz com que a dissipação de energia seja grande, e como era apenas água no recipiente explica essa grande diferença encontrada, onde os valores experimentais da potência absorvida que foram de 730,84 e 702,42 W, respectivamente em cada experimento, e o valor fornecido pelo fabricante que é de 1600 W.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
	ARRUDA, M. A. Z.; Santelli, R. E.; Quim. Nova 1997, 20, 638.
	BARBOZA, A. C. R. N. et al. Aquecimento em forno de micro-ondas/ desenvolvimento de alguns conceitos fundamentais. Quím. Nova [online]. 2001, vol.24, n.6, pp.901-904. ISSN 0100-4042.
	FOGAÇA, J. R. V. “O que são as ondas micro-ondas?”. Alunos online, UOL. Disponível em: <https://alunosonline.uol.com.br/quimica/o-que-sao-as-microondas.html>. Acesso em 07 de abril de 2018. 	
	SANTOS, M. A. S. “Forno micro-ondas”. Brasil Escola Disponívelem: < https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forno-microondas.htm>. Acesso em 07 de abril de 2018.
	TRINTINALIA, L. C. “Medida de Potência em micro-ondas”. Departamento de Engenharia de Telecomunicações e Controle Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. 2013.
	WATKINS, K. W.; J. Chem. Educ. 1983, 60, 1043.