Quanto gelo seco deve ser usado para manter essa quantidade de massa congelada em uma caixa deste tamanho?

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Eu gostaria de construir um pacote com produtos alimentícios congelados (até -18 ° C). Os produtos são pequenas bolas de massa de pizza (diâmetro de 4 cm). O peso total da bola de massa é de 10 kg (333 bolas, 30 gramas cada).

Vou colocá-los em um pacote de isopor com gelo seco (selado e isolado) que tenha dimensões internas de 33 x 23 x 28 cm e uma espessura de parede de 3,5 cm. As bolas de massa serão armazenadas de 2 a 5 dias.

Os dados para o gelo seco:

  • grânulos de 16 mm
  • Temperatura de sublimação: -78,5 ° C
  • Densidade: 1,1 - 1,4 g / cm ^ 3

Temperatura externa onde a caixa é armazenada:
 a) 10 ° C.
 b) 21 ° C.

Minha pergunta:

Quanto gelo seco devo incluir para ter todas as bolas ainda congeladas, ou seja, tê-las em uma temperatura. em torno de -2 ° C, no caso em que:

a) tempo de armazenamento = 3 dias
b) tempo de armazenamento = 5 dias

    
por Erica 21.10.2014 / 14:25

1 resposta

Tudo dentro da caixa selada atingirá uma temperatura de equilíbrio de -78,5ºC enquanto houver gelo seco no interior. Você ainda está perdendo algumas suposições, como a condutividade da caixa (tipicamente 3,3x10-3 W / m / K) e a capacidade de calor da sua massa (assumida como sendo igual ao gelo).

Uma vez que tudo tenha atingido essa temperatura, apenas para superar as "perdas por frio", a 10C do lado de fora, você precisa entre 1,8 e 2,3 kg por 3 dias e entre 2,9 e 3,7 g por 5 dias. Aos 21ºC, entre 1,9 e 2,5 kg a 10ºC, 3,3 e 4,2 kg a 21ºC. Você precisará de uma quantia adicional para resfriar todo o conteúdo (ar incluído) de -18C a -78,5C, o que equivale a pelo menos 2,2 kg.

Tudo isso é baseado em um modelo simplificado e provavelmente é subestimado.

Um problema como @keshlam apontado é o gelo seco sublimado em um recipiente vedado e a pressão acumulada. Além disso, entre 18% e 28% da sua caixa será preenchida com gelo seco. 10kg de massa como um único pedaço ocupará outros 5% de sua cavidade, antes de considerar a eficiência de empacotamento das esferas. Tudo isso deixa você com pouco espaço para a expansão do gás.

Sem gelo seco, se tudo estiver refrigerado a -18 ° C primeiro, sua caixa lacrada deve manter as bolinhas de massa congeladas por 3 dias a 10 ° C do lado de fora.

    
16.05.2017 / 20:22