Avaliação experimental e numérica da cinética de congelamento do músculo de abrótea (Urophycis brasiliensis) e de anchova (Pomatomus saltatrix)
Autor: Jarbas Luiz Lima de Souza (Currículo Lattes)
Resumo
No presente trabalho foi realizado um estudo experimental e numérico da cinética de congelamento dos músculos dos pescados abrótea (Urophycis brasiliensis) e anchova (Pomatomus saltatrix) em uma câmara fria de convecção a ar forçado, sendo a temperatura do ar -20ºC e os coeficientes de transferência de calor por convecção de 25,4 W/m2.K e 20,8 W/m2.K, respectivamente. A temperatura inicial de ambos os músculos dos pescados foram de 4ºC e a final de -18ºC. O objetivo do trabalho foi verificar a melhor concordância entre os perfis de temperatura experimentais versus os perfis de temperatura numéricos para os músculos dos pescados, através da ferramenta numérica CFD (Computational Fluid Dynamics). Nesse sentido, utilizaram-se os softwares Gambit (v. 2.4.6 - ANSYS, Inc. - USA) e Fluent (v. 18.2.0 - ANSYS Academic, Inc. - USA), sendo o primeiro para a construção da geometria, malha e definição das condições de contorno; já o segundo para solução numérica do problema de transferência de calor, através do método dos volumes finitos. As UDFs (User Defined Function) foram elaboradas em linguagem de programação C para determinar a densidade, condutividade térmica e calor específico, a partir de correlações e equações matemáticas de literatura, já o calor latente de fusão foi adaptado ao método da entalpia porosidade. Além disso, buscou-se investigar o efeito do percentual de gordura na cinética de congelamento dos músculos dos pescados. Constatou-se que o músculo de anchova apresentou maior tempo de congelamento (117,6 min) e menor velocidade de congelamento na zona crítica de maior formação de cristais de gelo (0,82 cm/h), em relação ao músculo de abrótea (110,3 min e 0,69 cm/h). Em relação à simulação numérica através do método da entalpia-porosidade, constatou-se que ocorreu uma concordância entre os perfis de temperatura experimental e numérica para o músculo de abrótea. O percentual de erro entre o tempo final de congelamento experimental e numérico foi de 5,6%. Já em relação ao músculo de anchova, a concordância entre os perfis de temperatura experimental e numérico apresentou discrepância na segunda região da curva, porém acarretou baixa influência no tempo final de congelamento, pois o percentual de erro foi de 3,6%. Diante do exposto, pode-se afirmar que a simulação numérica através do método da entalpia-porosidade foi validada através de curva experimental tempo-temperatura para o músculo de abrótea (pescado magro), porém para o músculo de anchova (pescado gordo) apresentou restrições inerentes ao próprio método da entalpia-porosidade.