Análise do sistema de resfriamento de uma linha de produção de biscoitos: um estudo do caso
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Data
2018-12-20Orientador
Kucera, Sérgio da Silva
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A indústria alimentícia situa-se em um mercado competitivo e crescente no cenário econômico atual. Como forma de atender às demandas geradas pelo mercado, linhas de produção são implementadas com o intuito de aumentar a produtividade sem deixar de zelar pela qualidade dos produtos. Nas linhas de biscoitos recheados há um processo de resfriamento forçado para que o recheio dos biscoitos cristalize, de forma que torne o produto mais saboroso, porém no túnel em estudo este processo não é eficiente. Desta forma, o presente trabalho teve o objetivo de analisar conceitos e propriedades de sistemas de refrigeração a vapor e transferência de calor para compreender o funcionamento e propor soluções para o túnel de resfriamento. Outro ponto fundamental foi o conhecimento das propriedades da gordura existente no recheio dos biscoitos no processo de cristalização, pois devem adquirir uma estrutura desejável no processo de resfriamento para serem consumidos, sem que o produto deixe de considerar as normas brasileiras em relação às quantidades permitidas nos alimentos industrializados. Portanto, através de métodos numéricos foram analisadas as variáveis do biscoito e do túnel a fim de obter o coeficiente convectivo do ar e temperatura de saída do biscoito. Com isso, foram analisadas as propriedades do ar para um biscoito 1 que é produzido e tem temperatura de entrada e saída conhecidas como 40 e 24 °C respectivamente, obtendo um coeficiente convectivo de 272,56 W/m²K. Com o valor do coeficiente convectivo foi possível encontrar a temperatura desconhecida de saída do biscoito 2, resultando em 30,4 °C. Com esse resultado foram discutidos fatores que influenciam este biscoito ao não atingimento da temperatura de 24 °C, e descoberto que para obter esta temperatura sem alteração no túnel é necessário 27 metros de túnel adicionais. Também foram discutidos os fatores que implicam no valor do coeficiente convectivo e que devem ser alterados para satisfazer a diferença de temperatura de 16°C e comparado as cargas térmicas para resfriar o biscoito por transferência de calor de 27,1 kW e a carga do túnel de 25,2 kW. Com a comparação foi concluído que o túnel não tem capacidade de resfriar o biscoito a temperatura adequada necessitando do túnel adicional. Contudo, foi realizada análise econômica por meio de payback, taxa interna de retorno e valor presente líquido que comprovou a viabilidade da empresa de investir no túnel adicional.(sic)