Orientador: Chi Shu Chen

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola

Resumo: O modelo matemático de um evaporador a vácuo, aquecido indiretamente por vapor de água que circula dentro de uma serpentina giratória, foi desenvolvido e programado em Fortran IV, para simular o comportamento dinâmico da concentração de pasta de tomate em um processo contínuo. O modelo foi...

Resumo: O modelo matemático de um evaporador a vácuo, aquecido indiretamente por vapor de água que circula dentro de uma serpentina giratória, foi desenvolvido e programado em Fortran IV, para simular o comportamento dinâmico da concentração de pasta de tomate em um processo contínuo. O modelo foi derivado das equações de balanço de calor e mas sa, admitindo-se as seguintes condições: existe uma boa agitação na fase líquida; a fase de vapor está sempre em equilíbrio com a fase liquida; a ebulição ocorre somente na interfase; as perdas de calor são negligíveis; não há formação de incrustações.A correlação muito bem conhecida da trasnferência de calor por convecção forçada foi ajustada, por regressão linear, com os dados experimentais para concentrar pasta de tomate "hot break" desde 20 até 50 % de sólidos totais, resultando a seguinte equação: NNu = 7,39 ? NRe0,62 ? NPr 1/3 ? NVis0,14 para NRe < 100 .Mediante a aplicação desta equação no processo dinâmico da evaporação, foi possível simular a mudança dinâmica do sistema, fornecendo resultados que concordam com os dados experimentais. A aplicação do modelo matemático permitiu calcular a mudança da temperatura na parede da serpentina, no lado do líquido, de acordo com o "tempo, fato que não tem sido avaliado experimentalmente com sucesso, bem como o efeito das variáveis de operação: gradiente de temperatura, pressão de evaporação e velocidade de rotação da serpentina de aquecimento

Abstract: A mathematical model of a vacuum rotary steam coil evaporator has been developed. The model was programmed in Fortran IV to simulate the dynamic behavior of tomato paste concentration in a continuous process. The model was derived from material and heat balance consideration by assuming...

Abstract: A mathematical model of a vacuum rotary steam coil evaporator has been developed. The model was programmed in Fortran IV to simulate the dynamic behavior of tomato paste concentration in a continuous process. The model was derived from material and heat balance consideration by assuming the following conditions: 1) the liquid phase is well mixed; 2) the vapor phase is always in equilibrium with the liquid phase; 3) boiling takes place just in the interphase; 4) heat losses are negligible and 5) no fouling is formed. The well know forced convective heat transfer correlation equation was fitted by linear regression with the experimental data, for concentrating "hot break" tomato paste from 20 to 50 % total solids, and the resulting equation was: NNu = 7,39 ? NRe0,62 ? NPr 1/3 ? NVis0,14 for NRe < 100. Applications of the above equation in the dynamic evaporation process enable one to calculate the time change of temperature at the wall on the liquid side that has not been successfully measured experimentally, and to analyze operating conditions effects, such as temperature gradient, evaporation pressure, and velocity of rotary coil. By using the above results, the model was able to simulate the dynamic change of the system and predicted well with the experimental results