A escaldagem é um processo usado em abatedouros de aves, que visa remover as penas para o corte posterior. O processo consiste em mergulhar as aves, já mortas, em um tanque de água quente por um determinado período, de forma que as penas se soltem da pele. Um abatedouro usa 1 m^3 de água a 60^circ C em seu tanque de escaldagem. Essa água é obtida mediante o aquecimento indireto da água por vapor a 120^circ C. O tanque contém inicialmente água a 20^circ C. Assuma o calor específico médio da água igual a 4,185 kJ / kg K. Considerando uma perda de calor de 10 kJ / kg de água para o ambiente, determine a quantidade de vapor necessária para o aquecimento da água:
Considerando o vapor no estado de vapor úmido com título de 85 %. R=93.87 kg.

Passo 1

Beleza, então o enunciado é o seguinte: a gente tem 1 m³ de água (ou seja, 1 000 kg) que está a 20 °C e precisa chegar a 60 °C num processo de escaldagem. Para isso, a água é aquecida indiretamente por vapor úmido a 120 °C e título x=85%. O calor específico da água é c=4,185 kJ/(kg·K) e há uma perda extra de 10 kJ por kg de água para o ambiente. A tarefa: descobrir quanta massa de vapor (em kg) a gente precisa.
Matéria envolvida: calorimetria (Q = m·c·ΔT), entalpia de mudança de fase (vapor → água), uso de tabela de vapor saturado (h_f e h_fg).

Passo 2

Calcular a massa de água e o calor necessário para aquecê-la de 20 °C a 60 °C:
  • m_água = 1 m³ ≃ 1000 kg
  • ΔT = 60 − 20 = 40 K
  • Q₁ = m_água · c · ΔT = 1000 kg · 4,185 kJ/(kg·K) · 40 K = 167 400 kJ

Passo 3

Incluir a perda de calor ao ambiente:
  • Perda = 10 kJ/kg · 1000 kg = 10 000 kJ
  • Q_total = Q₁ + Perda = 167 400 kJ + 10 000 kJ = 177 400 kJ

Passo 4

Descobrir quanto calor cada kg de vapor libera ao condensar. Da tabela de vapor saturado a 120 °C:
  • h_f (entalpia do líquido saturado) ≃ 504 kJ/kg
  • h_fg (entalpia latente) ≃ 2201 kJ/kg
    Como o vapor é úmido com título x=0,85, a entalpia específica do vapor é
hv = hf + x,hfg = 504 + 0,85 times 2201 approx 2374,9;kJ/kg
Ao condensar até líquido saturado (120 °C), ele libera
De

Passo 5

Agora basta dividir o calor total necessário pela energia que cada kg de vapor entrega:
mvapor = QtotalDe

Resposta

Você vai precisar de aproximadamente 94,8 kg de vapor úmido (x=85 %) a 120 °C para elevar a água de 20 °C a 60 °C, considerando a perda de 10 kJ/kg.

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