Dimensionamento de tubulações de alimentos

EAL 503: OPERAÇÕES UNITÁRIAS DA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS – II
MARÇO de 2012

Dimensionamento de um sistema de tubulação de alimentos

O fluxograma abaixo representa a produção contínua de néctar de maracujá light, produzido a partir de polpa concentrada previamente descongelada.
Deseja-se transportar 30 m³/h de polpa de maracujá (48°Brix) até um tanque de agitação onde será misturado com água, edulcorantes e conservantes até o produto atingir 15°Brix para posteriormente ser pasteurizado e envasado.

Resolução VOLUME DE CONTROLE 1 A 2

a. O diâmetro nominal da tubulação

Adotantando a hipótese de regime laminar e como a viscosidade não é informada devemos calcular por:

= 398,9 cP

A partir da Tabela 1 – Valores de velocidade econômica, interpolando, temos que:

100 -------- 0,55
398,9 ----- x
1000 ----- 0,17

Conversão:

Para encontrar o diâmetro econômico, utilizamos a equação:

Utilizando Schedule 10S: D = 168,3 Di = 161,5 mm
E = 3,40

b. A perda de carga total

Perda de carga no trecho reto

Perda de carga nas singularidades
- Válvula borboleta: k = 0,24 (utilizando a válvula 5° fechada)
- Válvula gaveta: k = 0,17 (utilizando a válvula totalmente aberta)
- Válvula retenção: k = 2,0 (utilizando a válvula single aberta)
- Cotovelo (4): k = 4 * 0,45
- Contração brusca:
Perda de carga total

c. A altura de projeto

Calcularemos a altura de projeto por meio da equação do balanço de energia mecânica:

Para calcularmos a pressão na saída do tanque 1, utilizamos:

Para cálculo da altura do projeto, temos que:

= 15,6 ft

d. NPSH do sistema

Sendo:

-Válvula borboleta: k = 0,24 (utilizando a válvula 5° fechada)
- Válvula gaveta: k = 0,17 (utilizando a válvula totalmente aberta)
- Cotovelo: k = 0,45
- Contração brusca:

Voltando: