Processamento v2

Processamento v2

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1- Considerações Gerais

A conservação de alimentos pelo calor é, talvez, a mais difundida na indústria isso, pelo seu desempenho :

Eficaz- produz o efeito desejado com qualidade satisfatória;
Eficiente- produz o efeito desejado com rendimento satisfatório;
Efetivo- produz o efeito desejado sempre que se repete a operação.

O uso adequado de calor na indústria alimentícia não deixa resíduo poluente após o uso.

Convencional - quando imprime no material em aquecimento

As fontes de calor geralmente empregadas nos processos de fabricação são : propagação do calor por convecção e/ou condução, tendo-se como exemplo o fogo direto, água quente, vapor d’água, entre outras;

Não-convencional – quando imprime no material em aquecimento a

propagação de calor por radiação, sendo um exemplo típico dessas fontes, a microondas.

Os métodos de conservação de alimentos, pelo calor são : Branqueamento – que objetiva a desnaturação de enzimas ;

Pasteurização- que objetiva inviabilizar a atividade microbiana de
Esterilização- que objetiva inviabilizar formas microbianas esporu-

formas vegetativas ( pH 4,5 ) ;

Cozimento- que objetiva estabilizar o alimento por transforma -

ladas ( pH 4,5 ); ções químicas, com inativação das enzimas e da microbiota presentes.

Os métodos de conservação de alimentos, pelo calor, anteriormente mostrados são controlados através dos parâmetros : temperatura do tratamento versus tempo de retardamento ou, tempo de permanência do alimento na temperatura do tratamento, parâmetros estes aquí simbolizados pelas letras “ T ”e “ “, respectivamente.

comportamento térmico grafado à seguir

Durante o tratamento pelo calor, todas as partículas do alimento apresentam o T

Tg
Tf
TO
O1 2 3 

Onde,

To = temperatura inicial do alimento a ser tratado Tg = temperatura programada para o retardamento do tratamento Tf = temperatura final do alimento, após o resfriamento

1 = tempo gasto no tratamento para se alcançar a “Tg”

2 - 1 = tempo de retardamento do alimento na “Ti”

3 - 2 = tempo gasto no tratamento para resfriar o alimento até “Tf"

A lei de variação do tempo de retardamento ( ) com a temperatura ( T ) é dada pela expressão :

Tx = T 10( T – Tx )/ z onde as ordens de grandeza do valor “z” para os diferentes tratamentos são :

Branqueamento z  16,0oC
Pasteurização z  1,5oC
Esterilização z  9,0oC
Cozimento z  29,0oC

2- Sistemas de Tratamento pelo Calor

Assético Convencional

2.1- Sistema Assético

O sistema assético de tratamento térmico se caracteriza pela aplicação de calor ao alimento antes de ser embalado. Com esse procedimento consegue-se impor agitação ao alimento e assim, acelerar a transferência de calor em toda a sua massa. Com isso, minimiza-se as diferenças de temperaturas entre os diversos pontos do alimento. Assim, reduz-se os chamados tempos subjetivos

modificações de cor, sabor e textura,entre outros, são minimizadosO

do tratamento ( aquecimento / resfriamento ), objetivando-o ao máximo. Em consequência, efeitos indesejáveis do calor sobre o alimento como comportamento térmico do alimento em tratamento, segue o modêlo já grafado anteriormente.

São exemplos típicos desse sistema os trocadores de calor à placas ou tubulares de tres seções ( aquecimento-retardamento-resfriamento ), muito empregados em pasteurizações de leite, bebidas lácteas, sucos e polpas de frutas e hortaliças.

Face à elevada produtividade e elevado custo de investimento, recomenda-se apenas para a média e grande escalas de produção, salvo excessões.

2.2- Sistema Convencional

Ao contrário do anterior, o sistema convencional de tratamento térmico, se caracteriza pela aplicação do calor no alimento já embalado. Trata-se de um procedimento que expõe o alimento a um excesso de calor resultando disso uma qualidade inferior à dos alimentos tratados em sistema assético. A sua única vantagem sobre o assético é do ponto de vista econômico já que o investimento em equipamento é da ordem de 6 a 10 vezes menor. Do ponto de vista de produtividade é também inferior ao assético, permitindo recomendarse apenas para a micro e pequenas escalas de produção.

O comportamento térmico de cada ponto do alimento, neste caso, segue o gráfico mostrado à seguir.

T

Como esse sistema convencional de conservação expõe excessivamente o alimento ao calor, existem alguns procedimentos operacionais que visam minimizá-lo.

procedimento “Hot-Pack”, pelo gráfico abaixo

“Hot-Pack” : este procedimento tem por objetivo a redução do tempo de aquecimento, elevando a temperatura do alimento ao máximo possível, através da aplicação do calor antes dele ser embalado com isso, além da redução do tempo de exposição do alimento ao calor, preenchendo-se o mesmo a temperaturas da ordem de 65oC acima, evita-se a sua recontaminação pelo ambiente.Isso, devido ao fluxo térmico estabelecido do alimento para o meio. Na verdade, o “Hot-Pack” pode ser considerado um sistema mixto de tratamento pelo calor visto que, aplica calor no alimento antes do mesmo ser embalado. Pode-se representar o comportamento térmico do alimento no

T Ti

Tf

O1 2 
1= tempo gasto para aquecer o alimento até “Ti”

2 - 1 = tempo de resfriamento

“Spin-Cooker-Cooler” : sistema que imprime movimento ao alimento embalado, quente, buscando acelerar a velocidade de resfriamento. Trata-se de um sistema concebido para o resfriamento de alimentos acondicionados em latas cilíndricas contudo, existem sistemas de túneis que através de ressaltos promovem agitação em alimentos fluidos acondicionados em garrafas. Durante a agitação o alimento embalado é submetido a um esguincho d’água cuja temperatura depende do dimensionamento do equipamento, e das condições térmicas do fluxo de processamento. O comportamento térmico do alimento, por sua vez, é semelhante ao mostrado para o sistema “Hot-Pack”, com a redução do tempo de resfriamento e não do aquecimento, quando não houver associação deste com aquele.

O branqueamento, a pasteurização, a esterilização e o cozimento seguem um mesmo modelo matemático de dimensionamento dos parâmetros de controle, tempo ( ) temperatura ( T ), cuja fundamentação encontra-se na termobacteriologia. Por essa razão a abordagem à seguir discorrerá sobre esse assunto, com profundidade suficiente para o bom entedimento do referido modêlo matemático.

Termobacteriologia – pode ser conceituada como o estudo da resistência térmica dos microrganismos estes, caracterizados (termobacteriologicamente) pelos parâmetros “D” , “z” , e “F” conceituados abaixo,

z = gradiente de temperatura que reduz o valor de “D” de 90% do

D = tempo de redução decimal ( min. ou seg.) seu valor original ( OC )

F = tempo de retardamento do microrganismo representativo numa temperatura de referência ( 121,1oC ; 100oC ; 68,9oC ), suficiente para inativar a atividade microbiana ( min. ou seg. )

O modêlo matemático da termobacteriologia se volta para definir e interrelacionar os parâmetros “D”, “z” e “F”, o que é feito através de três curvas, a saber : Curva de Sobrevivência, Curva de Resistência e Curva de Destruição de microrganismos.

1- Curva de Sobrevivência de Microrganismos

Submetendo-se um alimento com uma população microbiana inicial ( Ni ), a um aquecimento a uma temperatura ( Ti ) constante e letal à microbiota presente, por um tempo ( ), obtem-se uma população final ( Nf ). Com base em populações intermediárias e respectivos retadamentos, plotando-se os valores em um gráfico monolog., constrói-se uma figura como a abaixo mostrada.

log N

log NiI
log10n+1
log 102 3
log NfI II
O1 D 2 

Na figura acima, comparando-se os triângulos semelhantes 1;2;3 e I;I;II pode-se estabelecer a seguinte comparação,

D / ( log 10n+1 – log 10n ) = / ( log Ni – log Nf ) D = / ( log Ni – log Nf ) ( I ) , definindo-se aqui o valor “D”

Da equação I se pode obter a expressão que define o tempo de retardamento

submetida a uma temperatura ( T ) constante e letal à microbiota presente,
T = DT log ( Ni / Nf )( I )

( )que promove uma redução na população microbiana de Ni para Nf, Na equação I se pode fazer as seguintes observações ;

108 isso, em razão da produção significativa de toxinas, algumas delas

Ni – população microbiana inicial do alimento cujo valor máximo aceito é de muito termo-resistentes, maléficas para o consumidor; em caso de alimentos a serem conservados pelo calor, com Ni igual ou ligeiramente acima de 108, apresentando boas características sensoriais, recomenda-se

misturá-lo com outro congênere de mais baixa contagem inicial de modo

a resultar a mistura com níveis aceitáveis de contaminação.

Nf – população microbiana final do alimento conservado, cujo valor deve ser diferente de “zero”, para não inviabilizar o uso da Equação I que, no caso

resultaria  =  , o que não é verdade na prática, pois se sabe que a
tempos finitos se consegue inviabilizar a população microbiana de um
alimento; assim, ensaios de aplicação da Equação I evidenciaram que se

consegue esterilizar o alimento sempre que se iguala o Nf a 1; portanto, é comum igualar-se Nf a 1 quando se desconhece a população microbiana final de um alimento, inócua ao mesmo e ao consumidor; a título de exemplo, a legislação brasileira admite para sucos de frutas populações finais de 103 para bolores/leveduras, e 102 para contagem total de bactérias.

= tempo durante o qual se expõe o alimento ao calor, também chamado tempo de retardamento, retenção ou residência; quando suficiente para conservar o alimento, numa temperatura qualquer é representado (TDT)T; se a temperatura adotada para o tratamento for uma temperatura de referência ( 68,9oC; 100oC ou 121,1oC ), o (TDT)T passa a ser chamado “valor F”, e se em particular a temperatura de referência for 121,1oC o

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