Estudo experimental da transferência de calor em um modelo de fermentador de mosto para produção de cerveja artesanal

Abstract

O objetivo do presente trabalho é calcular experimentalmente o coeficiente interno de transferência de calor por convecção que ocorre em um modelo de fermentador de mosto para produção de cerveja artesanal, e compará-lo aos valores disponíveis na literatura. O processo é representado artificialmente por uma fonte de calor interna ao modelo de fermentador, com o objetivo de estudar apenas o fenômeno térmico. O modelo de fermentador é colocado em um banho a temperatura controlada, e é esse conjunto que forma a bancada experimental construída e utilizada neste trabalho. O balanço de energia realizado no entorno do modelo de fermentador permite estimar o coeficiente interno de transferência de calor por convecção que é comparado com aqueles disponíveis na literatura para problemas de convecção natural. Os resultados encontrados aproximam-se daqueles calculados pelas correlações para convecção natural em espaço confinado, sendo a melhor correlação a proposta por Catton que obteve um desvio médio de 30%.

The objective of this research is to experimentally estimate the internal convective heat transfer coefficient in an artisanal beer fermenter model and compare it to values available in the literature. The process is artificially represented by a heat source inside the fermenter model, in order to study only the thermal physical phenomenon. The fermenter model is placed in a thermostatic bath with controlled temperature. The experimental apparatus is composed by this bath and the fermenter model itself. The energy balance obtained in the surrounding of the fermenter model allows the estimation of the internal convective heat transfer coefficient which is compared to the ones available in the literature for problems of natural convection. The results found are in good agreement with those of natural convection correlations in confined space, the best correlation found by Catton has an average deviation of 30%.