Relatório Perfis de Temperatura

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Perfis de temperatura em Alimento sólidos
1- OBJETIVOS
O experimento tem como objetivo determinar experimentalmente os perfis de temperatura no regime permanente de dois alimentos diferentes envolvidos ou não em material de embalagem. E também, determinar as taxas de transferência de calor por condução nos alimentos e, os valores dos coeficientes de transferência de calor por convecção (h).
2- MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 Materiais:
-Batata; -Cenoura;
-Papel alumínio; -Paquímetro;
-Termopares; -Chapa aquecedora. 
2.1 Métodos:
Em primeiro instante, as batatas foram cortadas e deixadas em formato retangular e as cenouras foram deixadas em formato cilíndrico. Colocou-se uma amostra de cada alimento em uma chapa aquecedora a 80°C. Foi feito furos a uma distância de 2 e 4 cm da base do alimento e na extremidade do alimento que não estava em contato com a chapa para que posteriormente fosse colocado um termômetro. Aguardou-se o sistema alcançar a condição de Regime Permanente, que analisou-se quando foram tomadas três temperaturas iguais nos dois pontos, medidas em intervalos de 5 minutos. Depois de alcançado o regime permanente, as temperaturas encontradas foram anotadas na tabela. 
3- RESULTADOS E DISCUSSÕES
3.1 Temperatura obtidas após o Regime Permanente do alimento sem alumínio 
	L (cm)
	0
	2
	4
	Extremidade
	Tbatata (°C)
	92
	64
	41
	 34
	Tcenoura (°C)
	59
	39
	32
	26
3.2 Temperatura obtidas após o Regime Permanente do alimento com alumínio 
	L (cm)
	0
	2
	4
	Extremidade 
	Tbatata (°C)
	82
	68
	51
	43
	Tcenoura (°C)
	82
	55
	43
	36
3.3 Temperatura obtidas após o Regime Permanente do alimento sem alumínio 
	L (cm)
	0,5
	1
	2
	3
	3,5
	4
	5
	6
	Tbatata (°C)
	87,16
	82,33
	72,66
	63
	58,16
	40,84
	35,30
	29,76
	Tcenoura (°C)
	58,83
	54,66
	50,32
	45,97
	43,80
	41,63
	37,29
	32,95
3.4 Temperatura obtidas após o Regime Permanente do alimento com alumínio 
	L (cm)
	0,5
	1
	 2
	3
	3,5
	4
	5
	6
	Tbatata (°C)
	39,75
	36,5
	30
	23,5
	20,25
	17
	10,5
	4
	Tcenoura (°C)
	79,26
	76,52
	71,05
	65,57
	62,83
	60,10
	54,62
	49,14
Gráfico 3.1- Perfil de temperatura em relação a distância das batatas com e sem alumínio.
Gráfico 3.2- Perfil de temperatura em relação a distância das cenouras com e sem alumínio.
Cálculos da batata com e sem alumínio:
A taxa de transferência por condução de calor da batata sem alumínio é dada por:
 [1]
Onde a área é igual 3,7x10-2 x 3,7x10-2 = 0,001369 m, = (92 - 34)°C = 58°C, L = 6x10-2 m e K = 0,544 . Assim, substituindo essas informações, temos que:
Para encontrar a taxa de transferência de calor por condução de calor da batata com alumínio foi utilizada a equação:
 [2]
Onde o= (82 - 43)°C = 39°C, Lal=6x10-2 m, Kal=237 e a área do alumínio é dada pela área do alimento + (4. 0,05x10-3) = 4x10-2 . 3,8x10-2 + (4. 0,05x10-3)= 0,00172 m. Portanto:
A partir do coeficiente de transferência de calor por condução da batata sem alumínio calculado anteriormente, juntamente com a equação abaixo, foi possível calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção (h) da batata.
 [3]
Posteriormente, também a partir do coeficiente de transferência de calor por condução, para a batata envolvida no alumínio, calculado anteriormente, juntamente com a equação abaixo, foi possível calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção (h) da batata.
 [4]
Logo, 
h s/al= 10,47 
h c/al=10,50 
Cálculos da cenoura com e sem alumínio:
A taxa de transferência de calor condutivo da cenoura sem alumínio foi calculada pela equação [1], onde a área é igual x2,4x10-3 x 2,4x10-3 = 0,000452 m2, = (59 - 26)°C = 33°C, L = 7,6x10-2 m e K = 0,52 . Assim, substituindo essas informações, temos que:
Para encontrar a taxa de transferência de calor por condução de calor da cenoura com alumínio foi utilizada a equação [2], onde o= (82 - 36)°C = 46°C, Lal=8,4x10-2 m, Kal=237 e a área do alumínio é dada pela área do alimento + (4x 0,05x10-3) = 0,000652 m. Portanto:
A partir do coeficiente de transferência de calor por condução da cenoura sem alumínio calculado anteriormente, juntamente com a equação [3], foi possível calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção (h) da cenoura. Posteriormente, também a partir do coeficiente de transferência de calor por condução, para a cenoura envolvida no alumínio, calculado anteriormente, juntamente com a equação [4], foi possível calcular o coeficiente de transferência de calor por convecção (h) da cenoura com alumínio.
Logo, 
h s/al= 0,0266
h c/al= 0,0329
3.5 O que ocorre quando a amostra está envolvida no alumínio? Quais os fatores que podem estar envolvidos na diferença das taxas de transferência de calor das amostras com e sem alumínio? 
No alimento envolvido com papel alumínio as temperaturas foram maiores devido à maior retenção e menor dissipação do calor que o alumínio provoca, assim com ele cozinhou-se mais e mais rápido o alimento. Com o alumínio, a taxa de transferência de calor diminuiu, teve uma maior resistência, isso é devido o coeficiente de TC do alumínio que é muito mais alto em comparação com o do ar. 
4- CONCLUSÃO
 A partir da realização do experimento referente a perfis de temperatura no regime permanente de dois alimentos diferentes, e através dos dados coletados, foi possível realizar a aferição dos cálculos e gráficos deste, sendo possível afirmar que o alimento com papel alumínio apresenta maior temperatura no decorrer do seu comprimento, comparada ao mesmo não envolvido com o alumínio, concluímos então que amostras envolvidas com o papel alumínio tem condutividade térmica maior do que as amostras que não foram envolvidas, em virtude da melhor transferência de calor, já que na presença do alumínio, que opera como um isolante térmico do alimento, reduzindo a taxa de transferência de calor do alimento para o meio e aumentando seu cozimento. Ao considerar-se que o calor gerado pelas amostras variaram, os legumes aos quais foram envolvidos com o papel alumínio tiveram um calor gerado maior, no caso da cenoura tem-se que o valor foi praticamente dobrado, e ao analisar-se a batata, o resultado obtido foi mais que dobrado, devido a concentração de água presente na composição ser maior do que ao relacionarmos a concentração e percentual de água obtidos através da cenoura.