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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39326| Título: | Protótipo de aquecedor ôhmico para pasteurização de leite |
| Título(s) alternativo(s): | Ohmic heater prototype for milk pasteurization |
| Autor(es): | Armendaris, Rodrigo Vieira |
| Orientador(es): | Bertoldo, Guilherme |
| Palavras-chave: | Aquecimento elétrico Leite - Pasteurização Campos elétricos Electric heating Milk - Pasteurization Electric fields |
| Data do documento: | 28-Nov-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | ARMENDARIS, Rodrigo Vieira. Protótipo de aquecedor ôhmico para pasteurização de leite. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Alimentos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2025. |
| Resumo: | O aquecimento ôhmico tem se destacado como alternativa promissora para o processamento de alimentos líquidos, por permitir aquecimento rápido e relativamente uniforme com potencial de reduzir perdas nutricionais e consumo de energia. Entretanto, ainda há escassez de informações sobre as condições elétricas adequadas para o tratamento de leite e sobre o desempenho de equipamentos em escala laboratorial. Este trabalho teve como objetivo projetar e construir um protótipo de aquecedor ôhmico de placas planas paralelas para pasteurização de leite, bem como comparar diferentes formas de aplicação de corrente elétrica e avaliar a influência de campos elétricos e frequências no aquecimento do fluido. Inicialmente foram realizados testes preliminares em batelada, utilizando corrente contínua e alternada em montagem simplificada, para verificar a viabilidade do processo. Em seguida, desenvolveu-se um protótipo em acrílico e aço inoxidável 304, termicamente isolado e alimentado por fonte de corrente alternada associada a módulo amplificador, operando com campos elétricos de 5, 8 e 10 volts por centímetro nas frequências de 30, 45 e 60 hertz. Monitoram-se temperatura, diferença de potencial, corrente e condutividade elétrica do leite e compararam-se os tempos experimentais de aquecimento com valores estimados por modelo matemático. Os ensaios com corrente contínua apresentaram intensa formação de espuma e incrustações nas placas, indicando reações indesejáveis e restringindo seu uso. Com corrente alternada, o protótipo foi capaz de aquecer o leite até a condição de pasteurização rápida, evidenciando forte efeito da intensidade de campo elétrico sobre o tempo de processo, com menor influência da frequência na faixa avaliada. Os tempos experimentais mantiveram-se dentro dos limites calculados, confirmando a adequação do dimensionamento proposto e a viabilidade do aquecimento ôhmico de leite em escala de laboratório, embora se recomende a adoção de instrumentação mais precisa e estudos microbiológicos complementares. |
| Abstract: | Ohmic heating has emerged as a promising alternative for processing liquid foods, enabling fast, relatively uniform heating and the potential to reduce nutritional losses and energy consumption. However, information is still scarce regarding suitable electrical conditions for milk treatment and the performance of laboratory-scale equipment. This study aimed to design and build a prototype of a parallel-plate ohmic heater for milk pasteurization, as well as to compare different ways of applying electric current and to evaluate the influence of electric fields and frequencies on fluid heating. Preliminary batch tests using direct and alternating current in a simplified setup were first carried out to verify process feasibility. Subsequently, a prototype made of acrylic and 304 stainless steel, thermally insulated and powered by an alternating current source coupled to a power amplifier module, was developed and operated with electric fields of 5, 8, and 10 volts per centimeter at frequencies of 30, 45, and 60 hertz. Milk temperature, voltage, current, and electrical conductivity were monitored, and experimental heating times were compared with values estimated using a mathematical model. Tests with direct current showed intense foam formation and deposits on the plates, indicating undesirable reactions and limiting its use. With alternating current, the prototype heated milk to the rapid pasteurization condition, revealing a strong effect of electric field intensity on processing time and a smaller influence of frequency within the range evaluated. Experimental times remained within the calculated limits, confirming the suitability of the proposed design and the feasibility of ohmic heating of milk at the laboratory scale. However, the use of more precise instrumentation and complementary microbiological studies is recommended. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39326 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia de Alimentos |
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