ABSTRACT Based on mass and energy balance equations and data collected in specialized bibliographies, it was proposed a methodology for modeling of an ice bank for thermal storage of energy at low temperature to be used in milk cooling. The data obtained by the equations arrangement were used in the design and installation of a real system, which was tested to collect data and to compare it with the estimated. The data obtained in terms of prediction of ice formation, temperature of the ice bank, water and capacity of the selected refrigeration system prove the adequacy of the equations arrangement, showing that it can be used as a tool for sizing solid ice bank in smooth pipe coils, with good approximation.

ABSTRACT Besides cold for milk cooling, dairy facilities need to produce hot water for cleaning of tools and equipment. Overall, ohmic heating has been used in dairy farms, increasing power consumption and manufacturing costs. Therefore, as an alternative to reduce power consumption, this paper proposed a water-water heat pumping for simultaneous cold and heat generations. Accordingly, operational tests were performed with three heat-pump prototypes designed for dairy farms, in both laboratory and field levels. At laboratory, tests were carried out using electricity and CNG to define a coefficient of performance (COP). Biogas tests were performed in the field to measure its consumption. CNG average consumption was of 1.118 m3/ h, while biogas consume was of 2.02 m3 / h. COP averages of CNG driven pump were 0.20 for cooling, 0.39 for heating, and 0.59 for global. For electric-power driving, COP values were 1.75 for cooling, 2.25 for heating, and 4.00 for global. In addition to evaporating and compensating temperatures, engine rotation was one factor of influence on heat-pump performance.

As perdas na pós-colheita para tomate de mesa são altas, e esta pesquisa teve como objetivo quantificá-las, avaliando-se o efeito do manuseio e transporte na qualidade física dos frutos, cultivar Romana, nas etapas de colheita, pesagem e transporte para o galpão de beneficiamento. Tomates foram colhidos em caixas plásticas de colheita, transportados para um ponto de pesagem e, em seguida, enviados para um galpão de beneficiamento e classificação. Utilizaram-se como testemunha frutos retirados diretamente da planta. Os parâmetros observados foram: perda de peso e incidência de danos físicos originados em cada etapa, avaliando-se a aparência externa dos frutos após armazenamento por 21 dias. Observou-se aumento progressivo na perda de peso e incidência de danos físicos, bem como nas perdas pós-colheita após armazenamento. Comparando-se frutos avaliados na colheita e amostrados no galpão de beneficiamento, notou-se que o manuseio e o transporte foram responsáveis por aumento de 6,6% na incidência de danos físicos e 1,93% na perda de peso após armazenamento. As maiores percentagens de frutos descartados foram observadas durante o transporte em caixas plásticas, devido a danos físicos superficiais causados, principalmente, pela compressão de um fruto no outro.

Tomato postharvest losses are very high in Brazil and the goal of this research was to evaluate the effect of handling and the transport of tomato fruits, cultivar Romana on the steps of harvesting, weight and transportation to the packinghouse, pointing some critical points. Tomatoes were harvested at plastic boxes, weighted and shipped to a packinghouse. Fruits taken directly from the plant were determined as reference. The parameters evaluated were weight loss and mechanical injury and tomato physical quality after storage during 21 days. It was observed an increasing on the weight loss, external damage, and postharvest losses, after storage. Handling and transportation were the cause of an increase in 6.6% in external damage and 1.93% of weight loss after storage, when comparing harvested fruits and fruits evaluated on the packing-house. The main reason for postharvest losses was due to mechanical injury caused during transportation mainly due to the compressure force among fruits and against the plastic boxes.

Neste trabalho apresenta-se um estudo numérico para a obtenção das curvas de resfriamento de laranja Valência, (Citrus sinensis O.) e banana prata (Mussa balbisiana Colla), em posições diferentes ao longo do leito e acondicionadas em embalagens com 40% de área efetiva de abertura. Os frutos foram resfriados num sistema de circulação com ar forçado (1.933m³/h), à temperatura de 1°C e 7°C, umidade relativa de 88,4 ± 2,0% e velocidade do ar em torno de 1m/s. Um modelo matemático bidimensional, em coordenadas esferoidais prolato, foi aplicado para predizer a condução de calor transiente dentro das frutas, assumindo-se condição de contorno convectiva na superfície do corpo. As equações geradas foram resolvidas numericamente pelo método de volumes finitos e o coeficiente convectivo de transferência de calor foi obtido aplicando o método de ajuste do erro quadrático mínimo, entre os dados experimentais e numéricos. A análise comparativa das curvas teóricas e experimentais mostrou uma concordância satisfatória, com valores de erro entre 5% e 7%. Notou-se que o coeficiente de transferência de calor varia com a posição dos frutos no leito e que o tempo de resfriamento apresenta uma variação de aproximadamente 38% entre os diferentes pontos. A distribuição espacial de temperatura no interior dos frutos, para três instantes de tempo, demonstrou a existência de um diferencial de temperatura entre o centro e a superfície de aproximadamente 30%. O modelo matemático prediz que a taxa de resfriamento nas bananas é muito mais alta nas pontas que nas outras regiões do fruto. O número de Bi e de Fo mostraram-se adequados e representativos do processo estudado, caracterizando adequadamente o resfriamento de corpos em qualquer relação de área/volume diferente.

This paper presents a numerical study for obtaining cooling curves of orange Valência (Citrus sinensis O.) and banana Prata (Mussa Balbisiana Colla), in different positions along the bed and conditioned in package with 40% of effective opening area. The fruits were pre-cooled in a forced-air system (1.933m³/h), at 1°C and 7°C, RH= 88,4 ± 2,0% and air velocity around 1m/s. A two-dimensional mathematical model was applied, assuming prolate spheroid coordinate, to characterize the transient heat transfer process inside the fruits considering convective profile conditions at the surface of the body. The generated equations were numerically solved by finite-volume method. The convective heat transfer coefficients were obtained using the least square method by comparison between experimental and numerical data. The comparative analysis of the theoretical and experimental curves presented a satisfactory agreement, with error between 5% and 7%. It was noted that the convective heat transfer coefficient changes with the fruits position in the bed and cooling time present a variation of approximately 38% among the different points. The spatial distributions of temperature inside the fruits, for three times, demonstrate the existence of a temperature differential between the center and the surface of 30%, approximately. The model predicts that the cooling rate is in the extremes of the banana. The Bi and Fo numbers obtained represent very well the heat transfer process in the fruits under different relationships of volume/area.

Este trabalho teve como objetivo principal a aplicação da metodologia de avaliação dos processos psicrométricos utilizando os conceitos definidos pela combinação das 1ª e 2ª Leis da Termodinâmica, num sistema adaptado para a geração dos processos psicrométricos. Com equipamentos e instrumental adequados variaram-se, basicamente, em cada processo gerado pelo Sistema Gerador de Processos Psicrométricos (SIGEP), as vazões e as potências elétricas requeridas pelos diferentes sistemas de condicionamento do ar e as temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido de pontos estratégicos, dentro e fora do volume de controle, a fim de se efetuar as análises energéticas e exergética. Pode-se concluir que a metodologia de avaliação pela 1ª e 2ª Lei da Termodinâmica aplicada em processos psicrométricos é tecnicamente viável. Comprovou-se, ainda, através dos resultados obtidos, que a avaliação baseada exclusivamente na 1ª Lei da Termodinâmica (avaliação energética), em quase a totalidade dos processos gerados pelo SIGEP, é menos abrangente que a avaliação exergética. Pode-se concluir, também, que os equipamentos, acoplados ao SIGEP apresentaram um alto índice de irreversibilidade devido ao fato de terem sido dimensionados, exclusivamente, com a finalidade de atingir uma condição psicrométrica específica e não, de serem eficientes, do ponto de vista termodinâmico.

This research had, as its principal objective, the application of the methodology to evaluate psychometric processes through the use of theory which combines the First and Second Principles of Thermodynamics into an adapted system of generating psychometric processes. With the Psychometric Processes System Generator (SIGEP) and other appropriate equipment, where air flow and electrical power from different systems of air conditioning were the most important variables. It was feasible to obtain data of dry and wet bulb temperature, from different locations of the SIGEP's control volume. These variables, plus the local atmospheric pressure, were enough to determine the state of the air inlet and outlet, which made possible the energetic and exergetic analysis. It was possible to conclude that the methodology based on the evaluation through the First and Second Principle of Thermodynamics was technically viable on the analysis of psychrometric processes. It can be observed that energetic evaluation, in almost every process generated by the SIGEP, provided less rigorous criteria than exergetic analysis. It can be also concluded that the equipments attached to the SIGEP had a high level of irreversibility due to the fact they were designed to meet a specific psychrometric condition, regardless of the level of efficiency at that time.

A refrigeração é um excelente método para o armazenamento prolongado de produtos frescos. O uso de contêineres na agricultura é uma tecnologia simples e de fácil utilização que permite a manutenção da qualidade de produtos frescos, como frutas e hortaliças e a diminuição das perdas pós-colheita. Neste trabalho foram desenvolvidos uma série de experimentos com um contêiner frigorífico submetido a dois regimes de operação: vazio e com produto. Foram avaliadas as seguintes variáveis: temperatura, velocidade e umidade relativa do ar, além da pressão do sistema de refrigeração. Foi determinado o tempo de meio resfriamento de alface tipo americano (Latuca sativa L.), submetido a uma temperatura de 1ºC. Nas superfícies que recebem maior radiação solar o desvio da temperatura é de 1,5 ± 1ºC, com respeito às paredes que recebem menor radiação. A velocidade do ar variou de 2,1; 1,7 e 0,3 m/s, nos três planos estudados. O tempo de meio resfriamento da carga de alface variou entre 530 min (» 8 h), e 1.080 min (» 18 h), dependendo da posição das cabeças de alface no interior do contêiner. A umidade relativa do ar foi de 81-86% ± 1% e de 90-91 ± 1%, para o contêiner vazio e com carga, respectivamente.

Refrigeration is an excellent method for storing horticultural fresh products such as fruits and vegetables. The use of refrigerated containers is a simple and ready-to-use technology allowing better quality and decreasing postharvest losses. In this work some experiments were conducted with a refrigerated container in two operating conditions: with and without load. The following variables were evaluated: air temperature, air velocity, air relative humidity, and pressure of the refrigeration system. The lettuce (Latuca sativa L.) half-cooling time was also determined when this product was stored at 1ºC. It was observed that the container surfaces receiving more radiation presented temperature increases of 1,5 ± 1ºC in contrast to the surfaces that were less exposed. Air speed ranged from 2.1; 1.7 and 0.3 m/s for the three studied surfaces. The lettuce half-cooling time varied from 530 min and 1.080 min, depending on the position of the head of lettuce in the container. The relative humidity of the air was 81-86% ± 1% in the empty container and 90-91 ± 1%, for the loaded container.

A qualidade pós colheita de laranjas in natura (Citrus sinensis (L.) Osbeck, 'Baianinha'), foi avaliada em termos de suas propriedades químicas e físicas, em maio de 1998. Foi aplicado um delineamento inteiramente casualizado, com duas repetições, submetendo os frutos a dois tratamentos: armazenamento a temperatura ambiente (21 ± 0,4°C e UR= 60 ± 1,0%), e em uma câmara frigorífica (1 ± 0,5°C e UR = 85 ± 2,5%). Após 15 dias de armazenamento, foi observada uma diferença altamente significativa (P=0,01), nos níveis de ácido ascórbico (diminuição de 20% e 8%, nas laranjas expostas a temperatura ambiente e nos frutos refrigerados, respectivamente). A acidez titulável teve uma diminuição de aproximadamente 14%, para os frutos mantidos à temperatura ambiente, e de 8% para os frutos refrigerados. Comprovou-se um aumento de 30% (frutos em condições ambientais) e de 18% (frutos refrigerados), na relação sólidos solúveis e acidez titulável. Os resultados apontam uma tendência à perda da qualidade nos frutos mantidos em condições ambientais, o que reafirma a necessidade do uso de refrigeração para a conservação pós-colheita de laranja in natura.

The postharvest quality of fresh oranges (Citrus sinensis (L.) Osbeck, 'Baianinha') was evaluated in terms of chemical and physical properties, in May of 1998. An experiment was carried out in a completely randomized design, with two replications, submitting the fruits to two treatments: storage at ambient conditions (21 ± 0.4°C and RH = 60 ± 1.0%, and in cold room (1 ± 0,5°C and RH = 85 ± 2,5%). After 15 days of storage, a highly significant difference was observed (P=0,01) in the levels of ascorbic acid (decrease of 20% and 8%, at ambient condition and refrigerated fruits, respectively). Titratable acidity decrease approximately 14%, for fruits at ambient condition, and 8% for the refrigerated fruits. It was observed an increase of 30% (ambient condition) and 18% (refrigerated fruits), in the brix/titratable acidity ratio. The results demonstrated that there is a tendency of quality loss for fruits maintained at ambient condition. Therefore, the use of refrigeration is necessary for the maintenance of post harvest quality of fresh orange.