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Trocadores de Calor Bruno Gaudereto Soares IF Sudeste MG - Campus Rio Pomba http://www.trocadoresdecalor.com.br/trocadores-de-calor-a-placas/ Trocadores de calor Teoria da transferência de calor O calor pode ser transferido por três métodos: § Radiação; § Condução; e § Convecção. Trocadores de calor Teoria da transferência de calor Radiação A energia é transferida pela radiação eletromagnética. Ex.: aquecimento da terra pelo sol. Trocadores de calor Teoria da transferência de calor Condução A energia é transferida entre sólidos ou líquidos estacionários pelo movimento dos átomos ou das moléculas. Trocadores de calor Teoria da transferência de calor Convecção A energia é transferida misturando a parte de um meio com uma outra parte. • Convecção natural è o movimento dos meios depende inteiramente da diferença da densidade e as diferenças da temperatura. • Convecção forçada è o movimento dos meios depende inteiramente ou em parte em cima dos resultados de uma influência de um agente externo. Um exemplo deste é uma bomba que causa o movimento em um líquido. Trocadores de calor Aplicações dos Trocadores de Calor • Resfriamento; • Termização; • Pasteurização; • Esterilização. Trocadores de Calor Tipos de trocadores de Calor “O trocador de calor é o equipamento que transfere continuamente o calor de um meio a outro a fim carrear a energia no processo.” Trocadores de Calor Tipos de trocadores de Calor Há dois tipos principais de trocadores de calor: Direto è ambos os meios que se aquecem entram contato direto. Ex.: torre de refrigeração, onde a água seja refrigerada através do contato direto com ar. Indireto è ambos os meios são separados por uma parede através da qual o calor é transferido. Instrução Normativa 51è IN 62 O leite deverá ser conservado em tanques de expansão em aço inoxidável com acabamento sanitário, devendo ainda estar resfriado a no máximo 4ºC em até duas horas após a ordenha. Mantido sob refrigeração por no máximo 48 horas após a ordenha até o momento do transporte, devendo chegar à plataforma da unidade de processamento à 7ºC; • Como tratamento preliminar; • Nas fazendas de produção de leiteè retardar alterações; • Produção higiênicaè fator preponderante. Tratamentos Térmicos do Leite Resfriamento Tratamentos Térmicos do Leite Pré-aquecimento ou termização • Como tratamento preliminar; • Em usinas intermediárias è 68°C/12” è retardar alterações; e • Leite UHT è 95°C/10-20 min. è Estabilização complexos protéicos. Tratamentos Térmicos do Leite Pasteurização Processo que equaliza tempo e temperatura visando assegurar a qualidade sanitária do leite, com destruição total da flora patógena e quase total da flora banal (resta 0,1%), preservando ao máximo possível seus atributos nutricionais e sensoriais. • HTST – Hight Temperature Short Time è 72–75°C/15-20 seg. • LTLT - Low Temperature Long Time è 65-68°C/30 min. Destruição de patógenos • Mycobacterium tuberculosis – 61,7°C/30 min. • Coxiella burnetti – 62,8°C/30 min. • Listeria monocytogenes Tratamentos Térmicos do Leite Equipamentos Devem ser utilizados equipamento em aço inox AISI ( American Iron and Steel Institute) 304 ou 316, com acabamento sanitário. Tratamentos Térmicos do Leite Sistema LTLT De fluxo descontínuo • Pasteurizadores lentos Intermitentes Aquecimento indireto na camisa do tanque ou em equipamentos acoplados (regeneradores a placas ou tubulares): • Serpentina; • Aspersão; • Inundação; • Circulação forçada. Tratamentos Térmicos do Leite Sistema LTLT Vantagens • Adequado para pequenas industrias; • Próprio para pequenos volumes; • Oferece maior flexibilidade de operação; • Requer menor investimento. Desvantagens • Operação mais demorada; • Operação manual, requerendo mais atenção; • Custo operacional mais elevado. Tratamentos Térmicos do Leite Sistema HTST São constituídos de sistemas permutadores de calor a placas ou tubulares, aquecidos a água quente ou vapor a baixa pressão, com fluxo de bombeamento controlado, sistema de reversão de fluxo, seção de retardo e termômetros e painel termográfico. http://www.redaspa.com/wp-content/uploads/2013/04/UP_11-11-11_SX2IBy.jpg Tratamentos Térmicos do Leite Sistema HTST Vantagens • Maior capacidade de trabalho; • Operação mais rápida; • Menor custo operacional. Desvantagens • Maior investimento; • Menor flexibilidade de operação. Tratamentos Térmicos do Leite Esterilização Tem por objetivo destruir a totalidade dos microrganismos com temperaturas acima de 100°C , restringindo ao mínimo as alterações de suas características. Inativa praticamente todas as enzimas, a exceção de lipases e proteases de origem bacteriana (psicotróficos – Pseudomonas). Destroi a totalidade das formas vegetativas com exceção de alguns termorresistentes (B. stearotermophilus). • Convencional – autoclaves è 121°C/15 min. • Comercial – Fluxo contínuo è 130-150°C/3-5 seg. Tratamentos Térmicos do Leite Efeitos do aquecimento sobre a estrutura do leite 90º C • Desnaturação -Lg; • Complexo -Lg/-CN. 95º C • Estabilização do complexo. 100º C • Modificação da superfície micelar. > 110 º C • Depende do pH. 140º C • Diminui a estabilidade durante a estocagem; • Proteases termoresistentes (psicotróficos) podem ocasionar coagulação doce durante a estocagem; • Formação incompleta dos complexos estabilizadores. Tratamentos Térmicos do Leite Temperaturas UHT Direto x Indireto º C 25º C 50º C 75º C 100º C 125º C 150º C 5 1o 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 UHT Direto UHT Indireto Fluxo Concorrente x Contracorrente http://www.engineeringtoolbox.com/arithmetic-logarithmic-mean-temperature-d_436.html Fluxo Concorrente x Contracorrente http://www.engineeringtoolbox.com/arithmetic-logarithmic-mean-temperature-d_436.html Fluxo Concorrente x Contracorrente http://www.engineeringtoolbox.com/arithmetic-logarithmic-mean-temperature-d_436.html Fluxo Contracorrente https://www.youtube.com/watch?v=SYgLAlUliLs https://www.youtube.com/watch?v=Jv5p7o-7Pms Trocador de calor tubular http://www.gea-tds.com/tds/cmsdoc.nsf/webdoc/ndkw73faef http://www.gea-tds.com/tds/cmsdoc.nsf/WebDoc/webb88njah Estrutura do sistema de pasterurização Componentes 1. Tanque de equilíbrio 2. Bomba centrífuga sanitária 3. Reg. de ajuste micrométrico 4. Filtro de linha 5. Padronizadora 6. Sensor de temperatura 7. Termômetro 8. Seção de retardamento 9. Válvula diversora de fluxo 10.Válvula eletropneumática 11.Painel de comando com carta termográfica 12.Gerador de água quente 13.Sistema de água industrial 14.Sistema de água gelada 15.Homogeneizador 16.Válvula solenóide http://www.jonhis.com.br/reggrafcircularesrcmj6mega.html Carta termográfica http://www.jonhis.com.br/reggrafcircularesrcej50idmega.html Carta termográfica http://www.jonhis.com.br/cartagrafica6polmega.html Carta termográfica Carta termográfica Carta termográfica http://www.jonhis.com.br/termoelementosjonhismega.html Sensor Térmico http://www.solenoidvalve.com.br/product/3-3-1b.jpg Válvula solenóide Tratamentos Térmicos do Leite Obrigado
