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Um produto de baixa acidez de vida útil estável é envasado assepticamente através de um sistema UHT com uma linha de retardo a quente de passagem única, com as seguintes especificações:
- Vazão máxima (incluindo a expansão térmica)
- Comprimento do tudo de retardo de passagem única
- Diâmetro do tudo de retardo (D)
- Temperatura de Processamento
- Assumir escoamento laminar
Calcule o
entregue pela linha de retardo.
Um produto de baixa acidez de vida útil estável é envasado assepticamente através de um sistema UHT com uma linha de retardo a quente de passagem única, com as seguintes especificações:
Calcule o
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo. A gente tem um sistema UHT (Ultra Alta Temperatura) que embala um produto com baixa acidez e vida útil estável. O sistema tem uma linha de retardo a quente de passagem única com algumas especificações: vazão máxima, comprimento, diâmetro, e temperatura de processamento. A gente precisa calcular o
entregue por essa linha de retardo. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre escoamento de fluidos e cálculos térmicos em processos de esterilização.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o
. O
é uma medida que representa o poder estéril do processo, ou seja, a quantidade de destruição de microorganismos equivalente a manter seu produto a 121,1°C por um minuto. Ele é usado para garantir que o produto esteja devidamente esterilizado.
Passo 3
Como a linha de retardo está operando a 135°C, que é uma temperatura diferente dos 121,1°C padrão, precisamos ajustar o
para essa diferença de temperatura. Isso envolve calcular o tempo equivalente neste novo ponto de temperatura.
Passo 4
Para ajustar o
, usamos a seguinte fórmula:
Onde:
-
é o tempo de processamento a 135°C -
é a temperatura de processamento (135°C) -
é o coeficiente de variação de temperatura (geralmente 10°C para muitos microorganismos)
Passo 5
Primeiro, precisamos determinar o tempo
que o produto passa na linha de retardo. Para isso, podemos usar a vazão máxima
, o comprimento
, e o diâmetro
para calcular a velocidade do fluido e, consequentemente, o tempo de residência.
Passo 6
Vamos calcular a área da seção transversal da linha de retardo usando o diâmetro fornecido:
Passo 7
Agora, vamos calcular a velocidade do fluido
usando a vazão máxima
:
Primeiro, convertemos 18 L/min para m³/min:
Então:
Passo 8
Com a velocidade
calculada, podemos determinar o tempo de residência
na linha de retardo de comprimento
:
Convertendo para segundos:
Passo 9
Agora, aplicamos a fórmula do
com
,
, e
:
Resposta
O
entregue pela linha de retardo é aproximadamente 8,02 minutos.
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Um produto estável de baixa acidez é processado pelo sistema UHT com as seguintes especificações.
- Vazão
- Diâmetro do tudo de retardo (D)
- Comprimento total do tubo de retardo
- Viscosidade
Pa.s - Densidade
- Expansão Térmica (TE)= 8%
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