Orientadores: Antonio José de Almeida Meirelles, Fabio Rodolfo Miguel BatistaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A importância da indústria de carnes para o mercado brasileiro faz com que haja a necessidade de investimento em pesquisa e desenvolvimento de procedimentos cada vez mais adequados e eficientes para o segmento, incluindo o desenvolvimento de novas embalagens. Por sua vez, a fluidodinâmica computacional (CFD) vem despertando grande interesse na área de alimentos devido a sua robustez em modelar e simular processos de transferência de interesse, permitindo a otimização de operações importantes, como as relacionadas ao resfriamento de carnes. Assim, o objetivo desse projeto foi estudar a transferência de calor no processo de resfriamento de produtos cárneos (frango) através da aplicação da CFD. Para tal objetivo foi utilizado o software Comsol, investigando a influência do material (papelão, cartão sólido e polietileno de alta densidade - PEAD) e de 3 diferentes formatos de embalagens secundárias, bem como das condições operacionais do túnel de resfriamento (temperatura e velocidade do ar). O primeiro conjunto de resultados obtidos permitiu concluir que, apesar de a embalagem secundária ser responsável por praticamente metade do tempo de permanência do produto no túnel de resfriamento, a variação das principais geometrias e materiais estudados não exerceu influência significativa no tempo de resfriamento, diferente do que foi observado quando analisada a influência das condições do túnel. Um aumento de 1,5 m/s na velocidade do ar de resfriamento pode causar uma redução de até 50% no tempo total de resfriamento, enquanto uma redução de 10 ºC na temperatura do ar contribui com uma redução de até 27% deste tempo. A influência das variações dessas condições no tempo de resfriamento se torna cada vez menor com a utilização de velocidades muito elevadas e temperaturas muito baixas, devido, principalmente, à resistência condutiva do produto à transferência de calor. Estudos complementares indicaram que a face inferior da embalagem secundária é a que mais contribui para o aumento dos tempos de resfriamento, tendo sido possível neste caso específico gerar geometrias perfuradas na parte inferior com impacto expressivo na redução do tempo de resfriamento. Os resultados obtidos indicam que modificações na face inferior da embalagem ou no procedimento de resfriamento (como o resfriamento sem a embalagem secundária) e nas condições operacionais do túnel são as soluções mais adequadas para reduzir o custo da etapa de resfriamento. No entanto, mudanças nessa direção exigem uma avaliação do impacto no processo completo, incluindo o transporte na linha produtiva e na cadeia logística do produtoAbstract: The importance of the Brazilian meat industry requires investment in research and development of appropriate and efficient processing methods for the segment, including the development of new packages. On the other hand, computational fluid dynamics (CFD) has raised interest in food industry due to its robustness for modeling and simulating mechanisms of transport, such as cooling of meat, allowing process optimization. The main objective of this project was to study the heat transfer in cooling process of meat products (chicken) using CFD. Comsol software was used to investigate the influence of package material (corrugated board, solid board and high-density polyethylene - HDPE) and design as well as tunnel operational conditions (air temperature and velocity). The first set of results showed that, although secondary packaging is responsible for almost 50% of residence time in the cooling tunnel, package geometry and materials did not influence significantly the cooling time. On the other hand, an increase of 1.5 m/s in cooling air velocity can reduce up to 50%, while a decrease of 10 °C in air temperature reduces up to 27% the cooling time. The influence of conditions in cooling time is reduced when high velocities and low temperatures are used, mainly due to the conductive heat transfer. A complementary set of results revealed that the bottom side of the secondary packaging has the largest contribution to the increase of the cooling time, so that some of the investigated geometries with perforation on this side had significant impact upon the decreasing of the processing time. The results obtained in this work show that the best way to improve the cooling step of chicken meat is to change the bottom side of the secondary packaging or to avoid the secondary packaging during cooling and to modify the operational conditions of the tunnel. However, changes in these procedures and parameters require an evaluation of their impact on the complete process, including the meat transportation inside and outside the production siteMestradoEngenharia de AlimentosMestra em Engenharia de Alimentos