Por que uma pequena lacuna faz uma grande diferença para a homogeneização
O que acontece com uma gota de leite à medida que passa por um homogeneizador? Como exatamente a gota se fragmenta e onde acontece exatamente a fragmentação?
As pesquisas inovadoras de Fredrik Innings, especialista sênior da Tetra Pak e professor associado de engenharia de alimentos na Universidade de Lund, obtiveram algumas conclusões interessantes sobre esse processo fundamental que reside no coração do homogeneizador.
Veja o vídeo A magia que acontece dentro dos Tetra Pak Homogeneizadores e leia o resumo desse estudo abaixo.
A magia presente no Tetra Pak Homogeneizador
Qual é o segredo por trás da homogeneização eficaz? Veja a seguir um breve relato sobre como uma pequena lacuna faz uma grande diferença. Curioso? Junte-se a Bert-ave enquanto ele explica como o desempenho de um homogeneizador depende disso.
A magia presente no Tetra Pak Homogeneizador
Qual é o segredo por trás da homogeneização eficaz? Veja a seguir um breve relato sobre como uma pequena lacuna faz uma grande diferença. Curioso? Junte-se a Bert-ave enquanto ele explica como o desempenho de um homogeneizador depende disso.
Resumo: fragmentação de gota nos homogeneizadores de alta pressão
Fragmentação de gota nos homogeneizadores de alta pressão
O objetivo geral deste projeto foi investigar o processo de fragmentação da gota nos homogeneizadores de leite. Isso foi feito por medições e cálculos dos campos de fluxo na região da lacuna e pela visualização de gotas sendo fragmentadas.
Para possibilitar a visualização e as medições, foram desenvolvidos dois modelos de escala de uma lacuna de homogeneizador. O modelo em larga escala era uma cópia direta da lacuna de um homogeneizador em escala de produção, mas com acesso óptico. As pressões normais de homogeneização operacional podem ser testadas e a queda para 5 µm de diâmetro pode ser visualizada.
O segundo modelo foi ampliado cerca de 100 vezes, garantindo que os grupos sem dimensão relevantes fossem mantidos constantes, de modo que os mesmos fatores governassem o processo de fragmentação da gota. O modelo de dimensionamento foi feito de plástico transparente e foi usado para medições de campo de velocidade e visualização da gota.
Dessas medidas, concluiu-se que as gotas não se fragmentam na entrada da lacuna. Gotas maiores foram alongadas até certo ponto e as menores permaneceram esféricas. Não acontece na própria lacuna propriamente dita. O perfil de velocidade é muito plano em toda a lacuna em um homogeneizador em escala de produção.
Em um homogeneizador de escala piloto, as camadas de limite têm tempo para crescer e o perfil de velocidade é quase desenvolvido na saída da lacuna. As camadas de cisalhamento em crescimento parecem ter um efeito limitado nas gotas. Durante a passagem pela lacuna, as pequenas gotas terão tempo para relaxar até retornar à sua forma esférica, enquanto as grandes deixarão a lacuna com quase a mesma proporção do aspecto que tinham ao entrar.
Este estudo mostra que a fragmentação da gota ocorre no jato turbulento na saída da lacuna. As medições de velocidade de fluxo mostram um jato muito instável fragmentando mais rápido que um jato de um líquido livre. Dependendo da geometria da câmara na saída da lacuna, o jato pode prender qualquer uma das paredes de 45 graus e se tornar um jato de parede.
A turbulência no jato é muito alta, com intensidades de 50 a 100%. Verificou-se que as estruturas de fluxo do tamanho, ou levemente menores, da altura da lacuna, têm intensidades muito altas. Experimentos de deformação de gota e análises teóricas mostram que os redemoinhos fragmentam o tamanho das gotas variando de muito maior do que, a apenas menor do que a queda. Os redemoinhos maiores deformam a gota viscosamente pelo gradiente de velocidade criado pelo redemoinho. Os redemoinhos menores deformam a gota por inércia de fluido.
A fase crítica do processo de fragmentação da gota é a deformação inicial. Se a gota for deformada para uma proporção de 3-5, ela será rapidamente alongada em um ou mais filamentos que podem ser dobrados, enrolados e ainda mais deformados antes de se dividirem em muitas gotículas pequenas.
Estudo de fragmentação de gota nos homogeneizadores de alta pressão
Cadastre-se para baixar a versão em PDF e ler o estudo completo: “Fragmentação de gota nos homogeneizadores de alta pressão”:
Homogeneização
A homogeneização é usada para alcançar vários resultados: para evitar a separação de gordura e sedimentação em produtos lácteos; para melhorar a viscosidade, o sabor e a textura de bebidas à base de suco ou creme; para melhorar o paladar de bebidas à base de soja e para evitar a separação do soro de leite no iogurte.
