Desenvolvimento de aplicador de micro-ondas para processamento térmico contínuo de alimentos líquidos

Resumo

A eletrificação de processos industriais de aquecimento, associada ao uso de fontes renováveis e limpas de energia elétrica, tem potencial para a redução de emissões e aumento de eficiência energética. A irradiação por micro-ondas é umas das eletro-tecnologias disponíveis e este projeto contempla seu uso na indústria de alimentos, mas especificamente no processamento térmico contínuo de alimentos líquidos, tais como sucos, polpas e leite. Tal processamento visa a inativação de microrganismos e enzimas e trocadores de calor são usados para o aquecimento em fluxo contínuo. Objetiva-se desenvolver, construir e testar um aplicador de micro-ondas para o aquecimento eficiente de alimentos fluidos. O rápido aquecimento volumétrico pelas micro-ondas, sem o uso de superfícies superaquecidas, reduz perdas nutricionais e de qualidade, além de permitir o uso eficiente de uma energia limpa. Entretanto, o projeto de uma cavidade para aquecimento em fluxo contínuo é uma tarefa complexa por envolver acoplamento entre eletromagnetismo, escoamento e aquecimento. Principais desafios são a homogeneidade do aquecimento que pode comprometer a inocuidade do produto e a eficiência energética na absorção de potência. Para abordar este desafio, simulação numérica multifísica será usada para modelar uma cavidade multimodo operando a 2,45 GHz. A melhoria da distribuição volumétrica da energia será buscada pelo uso de geometrias não convencionais na investigação do acoplamento entre gerador e carga. O protótipo será construído e conectado à linha de transmissão de micro-ondas, instrumentação de monitoramento de potência e uma linha de processamento térmico (bomba alimentadora, tubo de retenção, resfriador e gerador de água gelada). Testes serão realizados com um alimento modelo para validação e refinamento do modelo, antes de avançar para uma aplicação práticas com um alimento real. O desenho da cavidade está sujeito à proteção de propriedade intelectual e a tecnologia desenvolvida pode beneficiar pequenos e médios produtores, além de contribuir com o avanço científico nesta área de conhecimento. (AU)