Ciência da Torrefação

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Transferência de calor

Tamanho e posicionamento da sonda RS 4.08

Conforme discutimos no lesson anterior, sondas mais finas respondem mais rapidamente às mudanças de temperatura. A leitura de temperatura fornecida por um termopar é a temperatura da própria sonda, não a temperatura do ambiente. Sondas mais espessas demoram mais para aquecer ou esfriar e, portanto, respondem mais lentamente às mudanças de temperatura. O diâmetro da sonda pode, portanto, afetar drasticamente o formato da curva de torra.

Termopares de diâmetros diferentes apresentam curvas de torra muito diferentes ao medir a mesma torra. Adaptado de Hoos (2017)

 

As curvas de torra mostradas na figura, retiradas do mesmo lote de torra, demonstram a diferença que o diâmetro da sonda faz. A sonda mais fina é mais responsiva e, portanto, mostra um retorno mais rápido e lê uma temperatura mais alta durante toda a torra. A sonda mais espessa responde muito mais lentamente e fornece uma leitura de temperatura final 13°F inferior à da sonda mais fina (Olá 2017).

No entanto, sondas mais espessas têm a vantagem de serem mais resistentes. Um bom compromisso é uma sonda que tenha uma bainha espessa, mas que se afunile para uma ponta mais estreita, de modo que a sonda responda mais rapidamente às mudanças de temperatura.

Para medições precisas, é importante inserir a sonda profundamente no torrador. Como regra geral, a sonda deve se estender para dentro do torrador por um fator de pelo menos 10 vezes o seu diâmetro. Se a sonda for inserida menos profundamente, a leitura da temperatura poderá ser afetada pelo calor conduzido da parede do torrador ou pela condução através da sonda para o exterior do torrador.

Uma sonda mais fina conduzirá menos calor da parede do torrador e, portanto, será menos propensa a esta fonte de erro. A montagem da sonda com um invólucro isolado também pode ajudar, evitando a condução entre a sonda e a parede do torrador.

As sondas que medem a temperatura dos gases de torra podem ser afetadas por alterações no fluxo de ar ou na umidade dentro do torrador. O ar úmido transmite calor de forma mais eficaz devido à sua maior capacidade de calor (Zhang et al 2007) e, portanto, aumenta a capacidade de resposta da sonda às mudanças de temperatura.