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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32546| ORCID: |  http://orcid.org/0000-0002-1065-9904 |
| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Thermal analysis for home vacuum packing |
| Alternate title (s): | Análise térmica de selamento a vácuo doméstico |
| Author: | Melo Filho, José Silveira |
| First Advisor: | Andrade, João Rodrigo |
| First member of the Committee: | Figueiredo, Alisson |
| Second member of the Committee: | Antunes, Arthur |
| Summary: | As técnicas de conservação dos alimentos estão entre os principais possibilitadores do surgimento das primeiras civilizações. Diariamente, vidas são salvas como resultado de nossa crescente compreensão dos processos de deterioração dos alimentos e de como melhor preservá-los. O presente estudo é motivado pela possibilidade de desenvolver um selador a vácuo caseiro o mais barato e eficiente possível. Para atingir os objetivos, desenvolvemos um sistema térmico e calculamos numericamente os resultados com um código fornecido nos anexos. A maioria dos princípios físicos relacionados à análise térmica são, aqui, considerados e explicados. Várias análises foram efetuadas e os resultados são explicados, o que, em conjunto com o código, permite ao leitor realizar testes por conta própria e compreender seus resultados. Além disso, uma análise de sensibilidade foi realizada para todas as considerações iniciais de parâmetros, definindo quais são relevantes e quais não são. Por exemplo, sobre a influência das dimensões geométricas, verificou-se que apenas o diâmetro do filamento é relevante, pois um fio maior ajuda a derreter mais rapidamente, mesmo que a custo do aumento do consumo da bateria. Também notamos que por ser um procedimento bastante rápido e a área superficial dos componentes ser pequena, as perdas de calor por convecção e radiação não são significativas, menos de 0, 3%. O que acontece é que a energia que não aquece ou derrete o saco plástico está aumentando as temperaturas do filamento e da placa, outra propriedade relevante, e a mais importante, é a tensão elétrica, quanto mais alta, mais rápido o material derrete. Em relação às propriedades do ambiente, observamos que as alterações nos valores pouco influenciam os resultados, o que significa que o aparelho funciona em qualquer lugar, em qualquer clima ou em qualquer estação do ano. Encontramos um sistema ideal que pode derreter um saco comum de polietileno de baixa densidade em 2 segundos com a temperatura máxima do sistema subindo para apenas 120, 3◦C usando uma pilha alcalina AAA simples de 1, 5 V . Mesmo com os resultados alcançados, mais estudos devem ser feitos em relação ao sistema de vácuo, a carcaça e o sistema elétrico. |
| Abstract: | Food preservation techniques are among the main enablers of civilization. Every day, lives are saved as a result of our growing understanding of the processes of food deterioration. The present study is motivated by the theoretical study of the development of a homemade vacuum sealer as cheap and efficient as possible. In order to reach the goals of the present work, we developed a thermal system and numerically calculated the results with a script provided in the annexes. Most of the physical principles relating to thermal analysis are herein considered and explained. Several analyses were made, and the results are explained, which, along with the script, gives the reader the possibility to take tests on their own and have an understanding of their results. Furthermore, a sensitivity analysis is performed for all parameters considerations, defining which ones are relevant, and which are not. E.g., the influence of the geometrical dimensions, it was found that only the wire diameter is relevant since a larger wire help melting more quickly but enhances the battery consumption. We noticed that since this is a fairly rapid procedure, and the surface’s area of the components are small, the heat loss through convection and radiation are not significant, less than 0.3%. Mainly, the energy that is not heating nor melting the bag is rising the temperatures of the wire and the plate. Another relevant input, and the most important one, is the electrical voltage, the higher it is, the faster the material melts. Regarding the environmental properties, we observed that alterations barely change the results, meaning that the device work everywhere, at any weather or in any season. We found an optimal system that can melt a common low density polyethylene bag in 2 seconds with a maximum system temperature rising up to just 120.3 C by using a simple 1.5 V AAA alkaline battery. Even with the achieved results, more studies must be done in relation to the vacuum system, the casting, and the electrical system. |
| Keywords: | Transferência Calor Termodinâmica Empacotamento Vácuo Dispositivo Engenharia Mecânica Transferência de calor Engenharia mecânica Seladora a vácuo Heat Transfer Thermodynamics Vacuum Packing Device Mechanical Engineering Heat transfer Mechanical engineering Vacuum sealer |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Language: | eng |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | MELO FILHO, José Silveira. Thermal analysis for home vacuum packing. 2021. 81 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32546 |
| Date of defense: | 12-Jul-2021 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Mecânica |
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