Estudo de transferencia de calor na evaporação de leite em pelicula descendente

Neste trabalho procurou-se determinar experimentalmente coeficientes globais de transferência de calor para a evaporação de leite em um evaporador de película descendente, escala de laboratório. Verificou-se a validade para leite de modelos matemáticos relatados na literatura para a evaporação de água e água do mar, neste tipo de equipamento. Utilizou-se um evaporador constituído de um único tubo de 2,54 x 10-2 m de diâmetro nominal e 9,7 x 10-1 m de altura. O sistema de alimentação permitia ao leite escoar sobre a superfície externa do tubo, e a película de leite era totalmente visível com a finalidade de se detectar descontinuidades, formação de espuma e depósitos na mesma. O aquecimento era obtido com vapor condensante no interior do tubo. Os dados experimentais foram obtidos para as seguintes faixas de valores das variáveis:- número de Reynolds de 210 a 1130, número de Prandtl de 8 à 16; temperatura de evaporação de 37,0 a 54,2 ºC; diferença de temperatura entre o meio de aquecimento e o meio evaporante de 3,7 à 6,2 ºC; teor de sólidos totais do leite 10,30 à 22,03% e razão de sólidos gordurosos do leite para sólidos totais de 0,10 à 0,25. Os resultados obtidos concordam satisfatoriamente com os valores previstos por Dukler em sua análise matemática do fenômeno, apresentando um desvio da ordem de 40-50% para mais dos valores obtidos por Chun, que trabalhou com água destilada em um aparelho de escala de laboratório, e um desvio da ordem de 50% para menos dos valores obtidos por Kroll, que trabalhou com água do mar em um evaporador a escala piloto.Experiments were carried out to determine on laboratory scale the global heat transfer coefficients of milk evaporation in a falling film evaporator. The applicability of mathematical models, reported in the literature for the evaporation of distilled and sea water, to the milk was established using the above type of equipment. An evaporator consisting of one tube only with 2,54 x 10-2 m nominal diameter and 9,7 x 10-1 m height was employed., The feeding system made possible the obtention of a uniform milk film on the outside of the tube, the film being completely visible, which permitted the detection – of any discontinuities, formation of froth and deposits. The heating was obtained by steam condensing in the interior of the tube. Experimental data were obtained for the following values of variables:- Reynolds number 210 - 1130; Prandtl numbér 8 - 16; evaporation temperature 37,0 - 54,2 ºC; temperature difference between the heating and evaporation medium 3,7 - 6,2 °C; total solids content of the milk 10,30 -22,03%; the ratio between fat and total solids 0,10 - 0,25. The results obtained agreed satisfactorily with the values predicted by Dukler in his mathematical analysis of the phenomenon. There was a deviation of the order of 40 – 50% above the values obtained by Chun who worked with destilled water using a laboratory apparatus, and a deviation of the order of 50% below the values obtained by Kroll who worked with sea water employing a pilot plant evaporator