Um produtor quer usar micro-ondas (f = 2,45 GHz) para secar 10 kg de grãos. Magnetron: P = 1,2 kW; tempo t =…

Questão

Um produtor quer usar micro-ondas (f = 2,45 GHz) para secar 10 kg de grãos. Magnetron: P = 1,2 kW; tempo t = 15 min; eficiência de absorção ? = 60%. Calcule a energia absorvida Q e a elevação de temperatura ?T usando c = 1,8 kJ·kg^-1·K^-1. Em seguida avalie benefícios e riscos físicos, microbiológicos e ambientais dessa técnica.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculo: t = 15 min = 900 s. Q = P·t·? = 1200 W·900 s·0,60 = 648000 J = 648 kJ. c = 1,8 kJ·kg^-1·K^-1 = 1800 J·kg^-1·K^-1. ?T = Q/(m·c) = 648000/(10·1800) = 36 K (por ex. 25°C ? ˜61°C). Implicações: aumento de ˜36°C pode inativar muitos microrganismos, mas o aquecimento por micro-ondas é muitas vezes não homogêneo (hot spots e zonas frias), causando sobrevivência localizada e risco de deterioração térmica ou perda de qualidade nutricional. Microndas são radiação não ionizante (E_fóton = h·f ˜ 6,63×10^-34·2,45×10^9 ˜ 1,6×10^-24 J por fóton), portanto não produzem ionização, mas podem causar queimaduras e incêndio se mal controladas. Riscos operacionais: fugas de micro-ondas, exposição ocupacional, consumo energético e emissões associadas; mitigação: mistura/agitação dos grãos, sensores de temperatura/umidade, blindagem adequada, controle do tempo e potência, validação microbiológica e avaliação do impacto na qualidade. Comparação com secagem convectiva: micro-ondas oferece secagem mais rápida e menor tempo térmico total (benefício microbiológico), porém exige controle rigoroso da uniformidade e segurança para evitar danos ao alimento e riscos ocupacionais.

Explicação

A explicação aborda o cálculo da energia absorvida e a elevação de temperatura, utilizando os dados fornecidos de forma precisa e lógica. Além disso, discute os benefícios e riscos associados ao uso de micro-ondas na secagem de grãos, considerando tanto os aspectos microbiológicos quanto os operacionais e ambientais. A comparação com a secagem convectiva destaca a eficiência da técnica, enquanto enfatiza a necessidade de controle rigoroso para garantir a segurança e a qualidade do produto.

Raio-X da questão

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