A IMPORTÂNCIA DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM ALGUNS PROCESSOS INDUSTRIAIS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS

CURSO: ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS E BIOTECNOLOGIA

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE GURUPI

A IMPORTÂNCIA DA TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM ALGUNS PROCESSOS INDUSTRIAIS

Débora Lopes Farias^[1],

Isabella de Moraes Guimarães Silva¹,

Raiana Batista da Luz¹,

Ryhára Dias Batista¹,

Suramay Kerleia Cardoso de Araújo^[2],

Tallyta Santos Teixeira¹,

Leandra Cristina A. Silva^[3],

RESUMO

A transferência de calor é um mecanismo que envolve o uso da temperatura e por isso é considerada uma importante variável de processos industriais. A mesma está presente no cotidiano das pessoas, passando, muitas vezes, despercebidamente aos nossos olhos, sendo que ela quem rege o funcionamento de aparelhos como ar condicionado, freezers, câmaras frigoríficas e micro-ondas, além de uma infinidade de processos industriais. Assim sendo, existem três mecanismos de transferência de calor, são eles: condução, convecção e radiação. Esses mecanismos podem ser visualizados, seja em conjunto ou individualmente, em alguns processos industriais, tais como na pasteurização, esterilização e produção de biocombustíveis. A pasteurização trata-se de um tratamento térmico suave, capaz de promover uma duração mais prolongada dos alimentos, bem como a morte de alguns microrganismos, por meio da condução. A esterilização, utilizando processos físicos, como o calor, é uma técnica usada a fim de promover a completa eliminação de microrganismos indesejáveis, podendo envolver os três mecanismos, o que irá depender do tipo de esterilização empregada. Já a produção de biocombustíveis, como o etanol e o biodiesel, faz uso de diversos equipamentos, cujo princípio de seus funcionamentos envolve a variável temperatura e consequentemente faz o uso dos três mecanismos de transferência de calor. Como exemplo de um desses equipamentos, tem-se os trocadores de calor, que são dispositivos práticos e bastante usuais em algumas etapas de processos indústrias que necessitam de uma abrupta mudança de temperatura, evidenciando, assim, o uso da transferência de calor.

Palavras-chaves: Transferência de Calor; Pasteurização; Esterilização; Etanol; Biodiesel.

ABSTRACT

The heat transfer is a mechanism that involves the use of temperature and so it is considered an important variable of industrial processes. This variable is present into everyday life passing unnoticed in our eyes and that rules the operation such as air condition, freezers, cold storage and micro-waves, besides an infinity of industrial processes. Therefore there are three mechanisms of the heat transfer: conduction, convection and radiation. These mechanisms can be visualized together or individually, in some industrial processes such as pasteurization, sterilization and production of biofuels. The pasteurization has a smooth heat treatment, that is able to promote an extend of the food duration as well as the death of some microorganisms by conducting. Using physical processes like heat, the sterilization is a technique that is used to promote the complete elimination of undesirable microorganisms, and may involve the three mechanisms, which will depend on the type of the sterilization. The production of biofuels, such as the ethanol and the biodiesel, use various equipments, whose the principle of operation involves the variable temperature and therefore it uses the three mechanisms of heat transfer. As an example of one of these equipments, there are heat exchangers, which are practical devices and are very usual in some stages of industrial processes that require an abrupt change of temperature, evidencing the use of heat transfer.

Keywords: Heat Transfer; Pasteurization, Sterilization; Ethanol, Biodiesel.

1. Introdução

Segundo Neto (2010) boa parte dos equipamentos utilizados atualmente em indústrias e em residências, tais como: ar condicionado, freezers, câmaras frigoríficas e micro-ondas, requerem, para a sua projeção, conhecimentos a cerca dos mecanismos físicos da Transferência de Calor. Porém, não são somente projetos a fim de elaborar equipamentos desta natureza que necessitam de conhecimentos nesta área, mas também processos industriais, pois grande parte destes, se não todos, possuem em pelo menos uma de suas etapas mecanismos cujo objetivo principal é o de efetuar trocas de calor. Processos como pasteurização, esterilização de alimentos, produção de biocombustíveis (etanol e biodiesel) são exemplos conhecidos que fazem uso desses engenhos.

Ito (2009) afirma que os inúmeros avanços nas áreas industriais, bem como as mudanças no estilo de vida das pessoas, alavancaram as áreas de aplicabilidade desses mecanismos. Para Barrosa (2004) o homem viu, com o passar do tempo, a necessidade de desenvolver novas tecnologias, bem como novos métodos para melhoria da qualidade de vida das populações. Ito (2009) relata um exemplo usual deste fenômeno que surgiu há algumas décadas atrás, devido à correria diária que fez surgir a necessidade de se acelerar os processos de preparação de alimentos, resultando na maior demanda por alimentos prontos refrigerados ou congelados. Com isso, projetaram-se o micro-ondas, que é um eletrodoméstico bastante difundido e de grande utilidade, que faz uso da transferência de calor via radiação eletromagnética para aquecer os alimentos.

Outros exemplos que evidenciam a importância e o uso da transferência de calor é o fato dela prolongar a vida útil de alguns alimentos, como o leite, a partir da pasteurização, permitir a retirada de microrganismos intrusos de determinado ambiente ou local, a partir da esterilização, permitir a rápida mudança de temperatura de fluidos empregados em processos industriais, a partir de trocadores de calor (LUZ, 2011).

Assim sendo, é importante ressaltar que a transferência de calor é uma ciência que se faz importante em todos os ramos da engenharia. Pois enquanto o engenheiro mecânico enfrenta problemas na refrigeração de motores, ventiladores, ar condicionado, o engenheiro metalúrgico não pode dispensá-la em problemas relacionados aos processos pirometalúrgicos e hidrometalúrgicos, o engenheiro químico necessita da mesma ciência em estudos sobre evaporação, condensação ou em trabalhos em refinarias e reatores, e até mesmo o engenheiro civil sente sua importância, quando vai elaborar os seus projetos, e consegue prever o isolamento térmico adequado que garanta o conforto dos ambientes, a partir do conhecimento que esse tema lhe garante (LUZ, 2011).