Food thermophysical property models

Becker, Bryan R.; Fricke, Brian

doi:10.1016/s0735-1933(99)00049-4

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“…Density ( ), thermal conductivity (k), thermal diffusivity ( ) and heat capacity (Cp), are the major thermophysical properties (TPP) required to evaluate, design and model heat transfer processes, such as refrigeration, freezing, heating or drying. According to BECKER and FRICKE 3 and MCMINN and MAGEE 17 , empirical models applied to predict the TPP of foods are effective in contrast to models derived from theoretical bases. As chemical composition and temperature can strongly affect the TPP of foods, these variables are commonly taken into account to develop the above mentioned mathematical functions 3,17,23 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…According to BECKER and FRICKE 3 and MCMINN and MAGEE 17 , empirical models applied to predict the TPP of foods are effective in contrast to models derived from theoretical bases. As chemical composition and temperature can strongly affect the TPP of foods, these variables are commonly taken into account to develop the above mentioned mathematical functions 3,17,23 .…”

Section: Introductionmentioning

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Rheological and thermophysical properties of blackberry juice

Cabral¹,

Orrego²,

Gabas³

et al. 2007

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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Rheological and thermophysical properties were determined for blackberry juice, which was produced from blackberry fruit at 9.1 0.5°Brix and density of 1.0334 0.0043 g cm -3 . The concentration process was performed using a roto evaporator, under vacuum, to obtain concentrated juice at about 60 °Brix. In order to obtain different concentrations, concentrated juice was diluted with distilled water. Rheological measurements were carried out using a Rheotest 2.1 Searle type rheometer. In the tested ranges, the samples behaved as pseudoplastic fluids, and the PowerLaw model was satisfactorily fitted to the experimental data. The friction factor was measured for blackberry juice in laminar flow conditions of pseudoplastic behavior. Thermal conductivity, thermal diffusivity and density of blackberry juice at 9.4 to 58.4 °Brix were determined, in triplicate, at 0.5 to 80.8 °C. Polynomial regression was performed to fit experimental data obtaining a good fit. Both temperature and concentration showed a strong influence on thermophysical properties of blackberry juice. Calculated apparent specific heat values varied from 2.416 to 4.300 kJ.kg -1 °C in the studied interval. Keywords: fruit juice; rheology; thermal conductivity; thermal properties. ResumoAs propriedades reológicas e termofísicas foram determinadas para suco de amora produzido a partir da fruta com 9.1 0.5 °Brix e densidade de 1,0334 0,0043 g cm -3 . O processo de concentração foi realizado utilizando-se um roto evaporador, sob vácuo, obtendo-se o suco concentrado em aproximadamente 60 °Brix. As diferentes concentrações foram obtidas a partir da diluição do suco concentrado em água destilada. As medidas reológicas foram conduzidas utilizando-se o reômetro Rheotest 2.1 do tipo Searle. Em todos os experimentos as amostras apresentaram um comportamento pseudoplástico, e o modelo da Lei da Potência foi ajustado satisfatoriamente aos dados experimentais. O fator de atrito foi medido para o suco em regime laminar com comportamento pseudoplástico. A condutividade térmica, a difusividade térmica e a densidade foram determinadas em triplicata para o suco de amora nas faixas de 9,4 a 58,4 °Brix e de 0,5 a 80,8 °C.A temperatura e a concentração mostraram forte influência nas propriedades termofísicas do suco de amora. Os valores do calor específico aparente variaram de 2,416 a 4,300 kJ.kg -1 °C. Palavras-chave: condutividade térmica; propriedades térmicas; reologia; suco de fruta.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

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Rheological and thermophysical properties of blackberry juice

Cabral¹,

Orrego²,

Gabas³

et al. 2007

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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“…Para as sementes que têm esta particularidade, torna-se imprescindível conhecer as características da cinética de congelamento que possibilitam determinar os tempos necessários para que as sementes possam ser congeladas em diferentes temperaturas podendo-se determinar sua difusividade térmica efetiva, que é a propriedade física deste produto biológico que estabelece como a energia se propaga da parte externa até o interior do produto (Becker & Fricke, 1999;Fikiin & Fikiin, 1999;Bonomo et al, 2009;Barbin et al, 2010 Visando determinar a curva de congelamento introduziu-se, no centro geométrico da semente de feijão (teor de água de 10,8% base úmida) um termopar de 0,2 mm de diâmetro acoplado a um registrador Digi-Sensi de dois canais; o outro termopar foi introduzido no interior da unidade de congelamento cuja finalidade foi monitorar o meio congelante, de modo a se determinar o instante de equilíbrio térmico para cada temperatura de congelamento.…”

Section: Introductionunclassified

Cinética de congelamento do feijão (Phaseolus vulgaris L.) a baixas temperaturas

Cavalcanti‐Mata¹,

Morais²,

Duarte³

et al. 2012

Rev. bras. eng. agríc. ambient.

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R ESU M OO objetivo neste trabalho foi obter as curvas de congelamento do feijão, cultivar 'gordo', nas temperaturas de -25, -50, -170 e -196 °C e determinar sua difusividade térmica efetiva. Com vista à obtenção das curvas de congelamento das sementes nas temperaturas de -25 e -50 °C utilizou-se um freezer criogênico horizontal; para a temperatura de -170 °C, o vapor de nitrogênio e, para a temperatura de -196 at low temperatures A B ST R A C T The objective of this study was to obtain the freezing curves of beans, variety 'gordo' at temperatures of -25, -50, -170 and -196 °C, and determine their effective thermal diffusivity. For the curves of freezing beans seeds at temperatures of -25 and -50 °C a cryogenic horizontal freezer was used, for temperature of -170 °C, nitrogen vapor was used and at temperature of -196 °C seeds were submerged in liquid nitrogen. To express the kinetic behavior of the freezing of bean seeds, the Fourier model was used taking into account the first term of the series and; Cavalcanti-Mata & Duarte model I and II. The results indicate that the three models satisfactorily represent the experimental data of the kinetics of freezing, though with Model II of Cavalcanti-Mata & Duarte highest coefficient of determination were obtained. It is concluded that time necessary to freeze the seeds of beans at temperature of -25 °C was of 1200 min; at temperature of -50 °C the equilibrium was reached with 480 min; at -170 °C the time was 180 min and at -196 °C it was 30 min.

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Section: -Introduçãounclassified

“…A correlação matemática das propriedades térmicas de alimentos como uma função de sua composição química básica e conteúdo de água tem sido uma alternativa para a realização experimental [10]. Equações para a estimativa de propriedades termofísicas para sistemas com e sem mudanças de fase são facilmente encontradas na literatura [1,2,3,4,5,7,11,12].Grande parte dos estudos envolvendo o desenvolvimento de modelos matemáticos e medidas experimentais das propriedades térmicas de alimentos são realizados utilizando sistemas modelos e os resultados são aplicados para alimentos de composição similar. Para simular ensaios com polpas de frutas, tem-se usado soluções de sacarose e diferentes tipos de géis, com suas concen-…”

unclassified

Medidas da condutividade térmica efetiva de modelos de polpas de frutas no estado congelado

Resende¹,

Silveira²

2002

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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-INTRODUÇÃOO conhecimento das propriedades termofísicas de alimentos é necessário para o desenvolvimento de cál-culos de transferência de calor que estão envolvidos nos projetos dos equipamentos de refrigeração e armazenamento de alimentos. Tais propriedades são essenciais para a simulação da variação da temperatura no interior dos alimentos durante o congelamento e são também importantes para as estimativas do tempo de congelamento e da carga térmica do produto.A maioria dos alimentos têm um alto teor de umidade e conseqüentemente a água serve como um meio de dispersão dos constituintes da mistura alimentar. Assim, a queda do ponto de congelamento é observada em diversos sistemas alimentares. Entre 0 e -40ºC as propriedades termofísicas de alimentos mostram importantes mudanças, devido à variação contínua do conteúdo de gelo nesta faixa de temperatura [9].Geralmente, nas determinações experimentais das propriedades térmicas de alimentos a maior dificuldade é atribuída à grande dependência destas propriedades e suas grandes variações em relação a baixas temperaturas características dos processos de congelamento.Devido a várias complicações encontradas na avaliação experimental das propriedades térmicas durante o congelamento, os esforços estão concentrados em construir modelos matemáticos baseados nas propriedades termodinâmicas de uma solução ideal. A correlação matemática das propriedades térmicas de alimentos como uma função de sua composição química básica e conteúdo de água tem sido uma alternativa para a realização experimental [10]. Equações para a estimativa de propriedades termofísicas para sistemas com e sem mudanças de fase são facilmente encontradas na literatura [1,2,3,4,5,7,11,12].Grande parte dos estudos envolvendo o desenvolvimento de modelos matemáticos e medidas experimentais das propriedades térmicas de alimentos são realizados utilizando sistemas modelos e os resultados são aplicados para alimentos de composição similar. Para simular ensaios com polpas de frutas, tem-se usado soluções de sacarose e diferentes tipos de géis, com suas concen- MEDIDAS DA CONDUTIVIDADE TÉRMICA EFETIVA DE MODELOS DE POLPAS DE FRUTAS NO ESTADO CONGELADO 1Jaime Vilela de RESENDE 2, *, Vivaldo SILVEIRA JR 3 RESUMOAs propriedades termofísicas de alimentos, necessárias nas simulações e cálculos do processo de congelamento, incluem principalmente a densidade, condutividade térmica e calor específico. Neste trabalho, as difusividades e condutividades térmicas da solução, usadas como modelo para o congelamento de polpas de frutas, foram medidas pelo método da sonda com aquecimento. Os experimentos foram conduzidos na faixa de -25 a 0ºC com modelos alimentícios constituídos de 0,5% de K-carrageenan + 10% de sacarose (massa/volume de água). Modelos estruturais foram usados para as avaliações da condução de calor, combinada com a fração de gelo predita para as amostras a partir dos modelos de Heldman e foram comparados com os valores das condutividades térmicas efetivas medidas. Os modelos estruturais empregados foram: em sé...

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Rheological and thermophysical properties of blackberry juice

Rheological and thermophysical properties of blackberry juice

Cinética de congelamento do feijão (Phaseolus vulgaris L.) a baixas temperaturas

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