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%
    Determine a temperatura de processamento (T) requerida para que seja alcançada 4 reduções decimais da população de C. sporogenes.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Você tem um produto que passa pelo sistema UHT (Ultra High Temperature) e precisa descobrir qual a temperatura de processamento necessária para reduzir a população de C. sporogenes em 4 casas decimais. Para isso, vamos precisar usar conceitos de fluxo, volume, tempo de residência e a relação entre temperatura e a redução de microrganismos. Vamos resolver isso passo a passo!

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o tempo de residência do produto no tubo de retardo. O tempo de residência é basicamente quanto tempo o produto fica no sistema UHT, o que é crucial para garantir que os microrganismos sejam eliminados.
Para calcular o tempo de residência ( ), usamos a fórmula:
Onde:
  • é o volume do tubo.
  • é a vazão.

Passo 3

Vamos calcular o volume do tubo de retardo. O volume de um tubo cilíndrico é dado por:
Onde:
  • é o diâmetro do tubo.
  • é o comprimento do tubo.
Primeiro, vamos converter o diâmetro de milímetros para metros:
Agora, calculando o volume:

Passo 4

Agora, vamos converter a vazão de litros por minuto para metros cúbicos por segundo para manter as unidades consistentes:
Convertendo para segundos:

Passo 5

Agora, calculamos o tempo de residência usando a fórmula :
Então, o produto fica aproximadamente 5,39 segundos no tubo de retardo.

Passo 6

Para alcançar uma redução de 4 casas decimais na população de C. sporogenes, precisamos entender como a temperatura de processamento influencia essa redução. A redução é geralmente calculada usando o D-valor, que é o tempo necessário para reduzir a população de microrganismos em 1 log (ou seja, reduzir para 10% do original) a uma temperatura específica.
A redução total ( ) é dada por:
Onde:
  • é a redução total desejada (4 log neste caso).
  • é o tempo de residência.
  • é o D-valor na temperatura .
Rearranjando para encontrar :

Passo 7

Agora, precisamos relacionar o D-valor com a temperatura. Geralmente, essa relação é descrita pela Equação de Arrhenius, que relaciona a taxa de reação (ou no nosso caso, a redução de microrganismos) com a temperatura:
Onde:
  • é o D-valor em uma temperatura de referência .
  • é a energia de ativação.
  • é a constante dos gases (8,314 J/mol·K).
  • é a temperatura desejada em Kelvin.
No entanto, como a questão não fornece nem , vamos assumir que essas informações são conhecidas ou usar dados típicos para C. sporogenes. Por exemplo, suponha que segundos a (373 K) e kJ/mol.

Passo 8

Vamos rearranjar a Equação de Arrhenius para resolver para :
Sabemos que s, então:
Calculando os valores:
Isolando a parte com :
Dividindo ambos os lados por 6013:
Isolando :
Calculando :
Convertendo para Celsius:

Resposta

Para alcançar uma redução de 4 casas decimais na população de C. sporogenes, a temperatura de processamento requerida é aproximadamente 58,85°C.

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Você acrescentou um novo componente na formulação do seu produto (uma sopa) com o propósito de aumentar a sua consistência. Tal componente, quando submetido a uma temperatura crítica ( ) irá gelatinizar, aumentando o calor específico do produto ( ). A temperatura crítica de mudança acontece no meio do processamento térmico ( . Desenhar o gráfico de versos tempo de processo, considerando a formulação anterior (sem o novo componente) e com a nova formulação. Mostrar as duas curvas no mesmo gráfico e explicar o comportamento das mesmas.
1
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.
Determine o comprimento do tubo de retardo para o processo de pasteurização de um alimento de alta acidez baseado nas seguintes especificações considerando que por questões de segurança alimentar o processo térmico seja equivalente a um .
  • Temperatura do tubo de retardo
  • Vazão média
  • Diâmetro do tudo de retardo (D)
  • Expansão Térmica (TE)= 7,5%
  • Viscosidade Pa.s
  • Densidade
Para calcular a eficiência de um tratamento térmico precisamos do conhecimento do binômio de tempo temperatura, entretanto, a maioria dos alimentos não tem um aquecimento e resfriamento instantâneo. A partir da curva de tempo e temperatura devemos calcular o do processo. Quais são os dois métodos que podemos utilizar para este cálculo? Quais as principais vantagens e desvantagens de cada um deles?