Condutividade térmica e viscosidade dinâmica de óleos vegetais refinados

Ciênc. Tecnol. Aliment., Campinas, 28(3): 564-570, jul.-set. 2008

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ISSN 0101-2061

Ciência e Tecnologia de Alimentos

Recebido para publicação em 2/3/2007

Aceito para publicação em 5/8/2007 (002343)

1 Departamento de Engenharia de Alimentos, Universidade Regional Integrada – URI, Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621, CEP 99700-000, Erechim - RS, Brasil, E-mail: [e-mail]

*A quem a correspondência deve ser enviada

Determinação experimental da viscosidade e condutividade térmica de óleos vegetais

Experimental measurements of viscosity and thermal conductivity of vegetable oils

Josiane BROCK1, Maria Rita NOGUEIRA1, Cláudio ZAKRZEVSKI1, Fernanda de Castilhos CORAZZA1,

Marcos Lúcio CORAZZA1, José Vladimir de OLIVEIRA1*

1 Introdução

Tem se verificado atualmente um aumento acentuado na demanda de mercado em relação a óleos vegetais das mais diversas fontes naturais, destacando-se as aplicações em derivados alimentícios que cobrem desde a formulação de produtos, em que a viscosidade para alimentos líquidos é parâmetro fundamental para caracterização e avaliação de textura destes, até a transformação e obtenção de ésteres a partir de triacilglicerídeos, ou ainda o emprego dos óleos vegetais diretamente na formulação de combustíveis minerais (CONCEIÇÃO et al., 2005). Qualquer que seja a forma de obtenção ou emprego dos óleos vegetais, o conhecimento de propriedades termofísicas, tais como densidade, viscosidade, condutividade e difusividade térmica é de fundamental importância para a consecução das etapas de projeto de equipamentos e de processos ou mesmo para especificação do produto.

Até o presente, poucos estudos referentes ao comportamento reológico de óleos vegetais têm sido reportados na literatura (SANTOS et al., 2005; ENCINAR et al., 2002). Alguns trabalhos apresentados, no entanto, referem-se a tais medidas para triacilglicerídeos puros e misturas binárias de triacilglicerídeos de cadeias curtas (EITMAN; GOODRUM, 1993; RABELO et al., 2000). No entanto, informações sobre propriedades térmicas, especificamente, condutividade e difusividade térmica de óleos vegetais são escassas.

Na indústria de alimentos, contudo, o conhecimento de tais propriedades se faz necessário para o projeto e desenvolvimento de cálculos, de equipamentos e processos que envolvam transferência de calor, podendo-se citar o exemplo de projetos para equipamentos voltados à refrigeração, tratamento térmico e armazenamento de alimentos.

Geralmente, nas determinações experimentais das propriedades térmicas de alimentos, a maior dificuldade é atribuída à grande dependência destas em relação à temperatura e composição. Ainda, a maioria dos estudos envolvendo o desenvolvimento de modelos matemáticos e medidas experimentais de propriedades térmicas de alimentos é realizada utilizando sistemas modelo, e os resultados são aplicados para alimentos

Abstract

This work reports experimental data of thermal conductivity and dynamic viscosity of the following refined vegetable oils: rice, soybean, corn oil, sunflower, cottonseed, and olive oil. Measurements of thermal properties were carried out in a cell coupled to a thermostatic bath in the temperature range of 20-70 °C, using a single-needle stainless steel sensor. It was experimentally observed that the thermal conductivity decreased slightly with increasing temperature for all samples investigated. The gravimetric method was employed for density data acquisition, and revealed no significant difference among the values obtained. The Brookfield apparatus was employed in measuring the dynamic viscosity and it was verified that a raise in temperature led to a sharp decrease for this property for all samples investigated.

Keywords: vegetable oil; density; viscosity; thermal conductivity.

Resumo

O presente trabalho tem por objetivo reportar valores experimentais de condutividade térmica e viscosidade dinâmica dos óleos vegetais refinados de soja, milho, girassol, algodão, canola, oliva e de farelo de arroz. As medidas de condutividade térmica foram realizadas em célula acoplada a um banho termostático no intervalo de temperatura de 20 a 70 °C, utilizando uma sonda de fio quente. Os resultados obtidos demonstram que para todos os óleos vegetais investigados a condutividade térmica possui fraca dependência com a temperatura, apresentando ligeiro decréscimo com o aumento desta variável. O método gravimétrico foi empregado para a medida da densidade dos óleos vegetais estudados à temperatura ambiente, não tendo sido verificada diferença significativa entre os valores encontrados. Para as medidas de viscosidade dos óleos vegetais foi utilizado um viscosímetro do tipo Brookfield, acoplado a um banho termostatizado com controle de temperatura. A partir dos resultados obtidos verificou-se que a viscosidade decresce acentuadamente com o aumento da temperatura para todos os óleos vegetais.

Palavras-chave: óleo vegetal; densidade; viscosidade; condutividade térmica.

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Brock et al.

de composição similar (RESENDE; SILVEIRA, 2002). Desta forma, dados de propriedades como condutividade térmica, viscosidade, difusividade térmica e densidade apresentam papel preponderante no contexto de processamento de óleos vegetais.

Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo apresentar resultados experimentais de medidas de viscosidade de diversos óleos vegetais comerciais, bem como a caracterização reológica destes óleos e medidas de propriedades térmicas - condutividade e difusividade térmica. Para tal, foram avaliadas amostras comerciais dos óleos refinados de soja, milho, algodão, canola, oliva, girassol e de farelo de arroz.

2 Material e métodos

2.1 Materiais

Todos os óleos vegetais utilizados no presente trabalho (milho - marca Salada, soja - marca Soya, algodão - marca Salada, oliva - marca Salada, girassol - marca Salada, canola - marca Salada e de farelo de arroz - marca Carreteiro) foram adquiridos no mercado local e usados