Dimensionamento de uma câmara fria de armazenamento para massa de pães

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Universidade Federal do Maranhão – UFMA 
Centro de ciências sociais, saúde e tecnologia – CCSST 
Disciplina: Operações unitárias II Docente: Profª Drª Regiane Silva 
Discente: Thainã Aparecida Jesus Rodrigues de Lima 
 (Imperatriz, 29 de novembro de 2021) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de uma câmara fria de armazenamento para massa de pães 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imperatriz 
2021 
Thainã Aparecida Jesus Rodrigues de Lima 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de uma câmara fria de armazenamento para massa de pães 
Relatório apresentado ao curso de 
Engenharia de Alimentos- UFMA Como 
parte das exigências da disciplina de 
operações unitárias II. Orientador a 
Prof. Drº Regiane Silva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imperatriz 
2021 
 
 
 
 
Sumário 
INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................... 4 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................................................. 5 
METODOLOGIA .................................................................................................................................. 7 
RESULTADOS E DISCUSSÃO .........................................................................................................10 
CONCLUSÃO ......................................................................................................................................13 
REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Ao longo dos anos e na medida em que foram passando, muitos recursos foram 
desenvolvidos com o intuito de minimizar a deterioração e estender o tempo de vida útil dos 
alimentos. Os métodos empíricos foram o uso de: calor, refrigeração, salga, desidratação, 
defumação e fermentação. Com a revolução industrial e o desdobramento da ciência, houve 
aprimoramento nesses métodos de conservação de produtos alimentícios (EVANGELISTA, 
1994). 
 
No entanto, no século XX foi onde houve o estopim no progresso das antigas técnicas, 
uma vez que além de melhorias sucedeu-se a criação de novos métodos de conservação. Isso se 
deve a implantação da tecnologia de alimentos, que visa garantir o abastecimento de alimentos 
de forma segura, em razão da industrialização em massa e das técnicas de preservação. Em 
virtude dos métodos de conservação, sejam antigos ou modernos, do mais simples ao 
considerado mais complexo, é possível manter os alimentos seguros nos aspectos físicos, 
químicos e biológicos, além de proporcionar variedade e produtos de qualidade (ORDÓÑEZ 
PEREDA, 2005; SILVA, 2018). 
 
As câmaras de frio são ótimos equipamentos para os pães com fermentação natural, nesse 
tipo de receita o processo é mais lento e longo, exigindo que a massa permaneça em baixas 
temperaturas para que fique conservada durante o seu crescimento, o tempo que a sua massa 
passa no frio auxilia a produção de ácido acético, que proporciona o sabor e a acidez 
característicos desse tipo de pão. O uso de baixas temperaturas como método de conservação 
de produtos alimentícios desfavorece o desenvolvimento de fatores como atividade 
microbiológica e enzimática e, reações químicas e bioquímicas, que contribuem para sua 
deterioração. Portanto, o uso de baixas temperaturas torna possível o prolongamento da vida 
útil dos alimentos (OLIVEIRA, 2020). 
 
Neste trabalho apresentamos por meio de cálculos, o dimensionamento de uma câmara 
fria de armazenamento para massa de pães como também os equipamentos utilizados neste 
https://www.massamadreblog.com.br/know-how/info-tecnicas/usando-o-frio-seu-favor/
processo e suas respectivas funcionalidades, visando o crescimento da estocagem centralizada 
de produtos alimentícios em pontos de distribuição. 
 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
✓ Conservação de alimentos pelo frio: 
 
O emprego de conservação por baixas temperaturas é o método mais antigo de 
conversação de alimentos onde o homem mantinha os alimentos “enterrados” em covas sobre 
o gelo durante todo o inverno para posteriormente esses alimentos serem conservados até o 
verão. Com o passar dos anos a indústria de alimentos inovou o método e passou a utilizar a 
preservação dos alimentos pela diminuição da temperatura por meio da refrigeração e o 
congelamento (VASCONCELOS et al. 2016). 
 
✓ Refrigeração: 
O resfriamento é qualquer técnica de redução de temperatura de uma matéria acima do 
seu ponto de congelamento. Esse processo é bastante utilizado na conservação de alimentos, 
pois as baixas temperaturas prolongam por mais tempo, embora limitado, a vida útil dos 
produtos, uma vez que retardam a ação e crescimento de microrganismos termófilos e 
mesófilos, atividade enzimática e reações diversas no alimento. A forma de aplicação dessa 
técnica e a temperatura a ser empregada variam de acordo com a natureza de cada alimento e de 
suas propriedades sensoriais (LOPES, 2007; VASCONCELOS; MELO FILHO, 2010). 
✓ Congelamento: 
De acordo com DOMENE (2020), o congelamento apresenta-se como uma técnica de 
conservação satisfatória, pois aumenta a oferta dos alimentos à população, acarretando menores 
perdas, tanto do ponto de vista nutricional, quanto sensorial. Todavia, utilizar esse tipo de téc-
nica poderá alterar o conteúdo e o valor nutritivo dos alimentos se não forem conhecidas as 
etapas e processos necessários para o congelamento adequado (FELLOWS, 2019). 
 
✓ Dimensões de uma câmara fria 
 
Câmara fria, ou câmara frigorífica, é qualquer espaço de armazenagem, que tenha as 
suas condições internas controladas por um sistema de refrigeração (CHAGAS, 2012). 
Tais câmaras são utilizadas no armazenamento de produtos congelados e resfriados e 
operam em uma grande faixa de temperatura que podem variar de 10°C até 40°C (ROSA; MI-
GUEL, 2000; 2009). 
 
Fonte:https://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/construcao/isomil/produtos/re-
frigeracao-ventilacao-e-exaustao/camara-frigorifica Acesso em: 18 de julho 2022. 
 
Um bom projeto de construção de câmara frigorifica, onde existe um severo controle de 
temperatura, depende do levantamento das necessidades do mesmo. (COSTA, 1982). 
 Os fenômenos combinados presente no processo são os de convecção, radiação e con-
dução. Na realidade, a transferência de calor se dá através de condução na parte solida, enquanto 
nos vazios acontece por condução, convecção e radiação; devido a mobilidade do ar e ao prin-
cípio das placas intermediarias, tanto a convecção quanto a irradiação nos materiais isolantes 
são desprezíveis (COSTA, 1982). 
 As paredes da câmara podem ser de alvenaria ou de painéis modulares onde já é inclu-
ído o isolante desejado. 
A câmara de alvenaria é o modelo mais comum e consequentemente o mais utilizado 
dentre as indústrias que dispõe de um ambiente maior, com perímetros mais extensos, onde o 
objetivo é armazenar grandes quantidades de produtos. É recomendada para ambiente com 
temperatura acima de 0ºC, assim a circulação do fluido refrigerante é interrompida, mas o 
ventilador do evaporador continua funcionando para circulação do ar. Sendo assim construída 
e montada no ambiente de atuação, contudo nos dias de hoje não é mais um modelo tão usado 
programação (ABNT, 2013; VENTURINI, 2005; CAMPOS, 2021). 
A câmara do tipo modular é o modelo mais utilizado atualmente, pois apresenta como 
característica menor custo e tempo de construção, além de sua praticidade de montagem, 
https://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/construcao/isomil/produtos/refrigeracao-ventilacao-e-exaustao/camara-frigorifica
https://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/construcao/isomil/produtos/refrigeracao-ventilacao-e-exaustao/camara-frigorifica
podendo ser pré-montadoantes de ir para o local de atuação e remontado em caso de mudança 
de layout. É recomendada para ambiente com temperatura abaixo de 0ºC, pode ser feito por gás 
quente, resistência elétrica ou aspersão de solução aquosa. Independentemente do tipo de 
degelo, o seu acionamento e período de duração pode ocorrer conforme a demanda ou por 
programação (ABNT, 2013; VENTURINI, 2005; CAMPOS, 2021). 
 
METODOLOGIA 
 
 
 Imagem 2: Medidas da câmara 
 
Através de pesquisas podemos entender mais a respeito das câmaras frias e suas dimen-
sões, diante disto, a temperatura a ser utilizada foi de T (armazenamento) = -20 °C; 
Logo, foram realizados o balanço de carga térmica e posteriormente selecionados os 
equipamentos adequados que permitem atender as necessidades de armazenamento para massa 
de pães. 
Abaixo as fórmulas utilizadas: 
➢ Para teto, paredes e pisos: 
Q = A . U . ΔT (1) 
Onde, 
Q: carga térmica em kcal/24 h; A: área externa em m2; 
U: coeficiente global de transferência de calor em W/m².ºC; 
ΔT: diferença de temperatura entre o ambiente externo e interno da câmara em ºC; 
 
 
➢ Para carga térmica em razão da infiltração: 
 
 Fórmula: 
Q = (V/v) . n . (hext – hint) (2) 
Onde, 
Q: carga térmica em kcal/24h; 
V: volume interno da câmara em m³; 
v: volume específico do ar externo em m³/kg; n: número de trocas de ar por 24 horas 
 hext: entalpia do ar externo em kJ/kg; hint: entalpia ar interno em kJ/kg; 
 
➢ Para carga térmica em razão da iluminação: 
Utiliza-se a fórmula, 
Q = Ateto . P . t (3) 
Onde, 
Q: carga térmica em kcal/24h; Ateto: área do teto em m
2; 
P: potência dissipada em W/m2; 
t: tempo de iluminação em horas; 
 
➢ Carga térmica em razão das empilhadeiras: 
Utiliza-se a fórmula, 
Q = n . P . q . t (5) 
Onde, 
Q: carga térmica em kcal/24h; n: número de empilhadeiras; 
P: potência em kW; 
q: calor dissipado em kcal/h. kW; 
t: tempo da empilhadeira na câmara em horas; 
 
➢ Para carga térmica em razão da circulação de pessoas: 
Utiliza-se a fórmula, 
Q = n . q . t (4) 
Onde, 
Q: carga térmica em kcal/24h; n: número de funcionários; 
q: calor por pessoa em kcal/h; t: tempo de trabalho em horas; 
 
 
➢ Carga térmica em razão dos motores de ventiladores: 
Utiliza-se a fórmula, 
Qvent = ( N*Pot*tvent)/𝜂 (6) 
Onde, 
 
𝑄𝑣𝑒𝑛𝑡: Carga térmica dos motores dos ventiladores [kcal/dia]; 
 N: Número de motores internos; 
𝜂 : Rendimento do motor; 
𝑃𝑜𝑡: Potência de cada motor [CV]; 
𝑡𝑣𝑒𝑛𝑡: Tempo em que os motores funcionam por dia [h/dia]. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Através dos dados obtidos na imagem 2 e os dados do coeficiente global (U) é 0,35 
W/m2 K para o compósito AL/PU/AL, junto a temperatura fornecida que é de -20°C, e a 
porcentagem do fator de segurança da câmara 10% do valor calculado, vamos supor alguns 
dados, necessários para realização dos cálculos de carga térmica. 
 
Cálculo da Cargas térmicas de parede, teto e piso: 
 
Utilizando a equação 1 - Q = A . U . ΔT, e supondo que a temperatura externa seja 7 °C, 
temperatura local seja 30 °C, temperatura ambiente seja 26 °C e a temperatura do solo seja 
27°C. Temos: 
QCima = 38,64 * 0,35 * (7-(-20)) 
QCima = 365,148 W 
Qbaixo = 38,64*0,35*(30-(-20)+1) 
 QBaixo = 689,724 W 
Qlateral esquerda = 63,84*0,35*(30-(-20)+2) 
 Q lateral esquerda = 1161,888 W 
Qlateral direita = 63,84*0,35*(26-(-20)) 
 Qlateral direita = 1027,824 W 
QTeto = 139,84*0,35*(30-(-20)) 
QTeto = 2447,2 W 
QPiso = 139,84*0,35*(27-(-20)) 
 QPiso = 2300,368 W 
O total da carga térmica de transmissão é o somatório, e transformado para kcal/24 h: 
 
QTotal = 7992,152 W 
 
Cálculo da razão de infiltração: 
 
Utilizando a equação 2 - Q = (V/v).n .(hext – hint), e supondo que o volume específico 
QTotal = 164926,0487 kcal/24h 
do ar seja 0,8 m3/kg, o número de trocas de ar seja 4, e a entalpia do ar externo 16 kJ/kg e entalpia 
interno -15 kJ/kg. 
Qinf = (540/0,8)*4*(16-(-15) 
 
Qinf = 83700 kJ 
 
 
Cálculo em razão da iluminação: 
 
Utilizando a equação 3 - Q = Ateto.P.t, e supondo que, a potência dissipada seja 1,5 W/m2, 
e o tempo de iluminação em horas seja 4 horas por dia. 
Qilim = 135*1,5*4 
Qilim = 810 W.h 
 
 
Cálculo em razão da circulação de pessoas: 
 
Utilizando a equação 4 - Q = n.q.t, e supondo que, o número de funcionários trabalhando 
seja 6, o calor por pessoa seja 400 kcal/h e o tempo de trabalho 4 horas por dia. 
QPessoa = 6*400*4 
 
 
Cálculo em razão das empilhadeiras: 
 
Utilizando a equação 5 - Q = n. P. q .t, e supondo que, o numero de empilhadeiras seja 1, 
e a potencia do motor seja 14 kW, e o calor dissipado do motor seja 1,2 kW. 
QEmpi = 1*14*1,2*4 
QEmpi = 67,2 kWh 
Qilim = 696,5 kcal/24h 
Qinf = 2008773 kcal/24h 
QEmpi = 57780,8 kcal/24h 
QPessoa = 9600 kcal/24 h 
Cálculo em razão dos motores de ventiladores: 
 
Calculando a carga térmica total, depois multiplicando pelo fator de segurança da 
câmera, temos a carga térmica dos evaporadores (ventiladores). 
QParcial = (57780,8 + 9600 + 696,5 + 2008773 + 164926,0487) kcal/24h 
 
QParcial = 2241776 kcal/24h 
 
Logo: 
QEvap. = QParcial*10% 
QEvap. = 2241776*10
QEvap. = 224177,6 kcal/24h 
CONCLUSÃO 
 
Diante deste trabalho foi possível entender melhor sobre o funcionamento de uma câ-
mara fria e a importância da sua utilização no mercado alimentício, mais especificamente na 
conservação de pães e massas, além disso podemos também compreender sobre suas dimensões 
e equipamentos. 
Além disto, por meio dos cálculos de carga térmica e suas particularidades, atendeu-se 
também como objetivo a demonstração dos principais equipamentos utilizado para funciona-
mento da mesma, e todo os cálculos que estão envolvidos para desempenho dessas as ativida-
des. 
REFERÊNCIAS 
EVANGELISTA, J. Tecnologia de alimentos. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 1989. 
ORDÓÑEZ PEREDA, J. A. (ed.). Tecnologia de alimentos. Porto Alegre: Artmed, 
2005. 
SILVA, J. de C. Análise histórica sobre os métodos de conservação dos alimentos. 
2018. 
OLIVEIRA, A. L. de. Refrigeração e cadeia do frio para alimentos. Pirassununga: 
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo, 
2020.<http://www.livrosabertos.sibi.usp.br/portaldelivrosUSP/catalog/book/469. 
Acesso em: 18 de julho de 2022. 
VASCONCELOS, M. A. da S.; MELO FILHO, A. B. de. Conservação de alimentos. 
Recife: EDUFRPE, 2010. 
VASCONCELOS, M. A. S; MELO, F. A. B. Técnico em alimentos - Conservação de 
alimentos. UFRPE/CODAI, 2016. 
FELLOWS, P. J. Tecnologia do processamento de alimentos: princípios e prática. 
4a ed. Porto Alegre: Artmed, 2019. ISBN 9788582715260 Disponível em: https://inte-
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18 de julho 2022. 
CHAGAS, J. A. C. Projeto e construção de Câmaras Frigorificas. York Refrigera-
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ROSA, A. E. Frigofacil: sistema de dimensionamento de câmaras frigoríficas. Dis-
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2022 
VENTURINI, Osvaldo J. Eficiência energética em sistemas de refrigeração indus-
trial e comercial. Rio de Janeiro: Eletrobrás, 2005. 
 
http://www.livrosabertos.sibi.usp.br/portaldelivrosUSP/catalog/book/469.
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