Segurança alimentar livro

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SEGURANÇA ALIMENTAR NAS 
CADEIAS PRODUTIVAS E NA 
INDÚSTRIA DE 
ALIMENTOS 
PROFESSOR
Dr. André Álvares Monge Neto
ACESSE AQUI 
O SEU LIVRO 
NA VERSÃO 
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EXPEDIENTE
C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ. 
Núcleo de Educação a Distância. NETO, André Álvares Monge.
Segurança Alimentar nas cadeias produtivas e na Indústria 
de Alimentos. 
André Álvares Monge Neto.
Maringá - PR.: UniCesumar, 2020. Reimpresso em 2022.
136 p.
“Graduação - EaD”. 
1. Segurança 2. Alimentar 3. Produtivas. EaD. I. Título. 
FICHA CATALOGRÁFICA
NEAD - Núcleo de Educação a Distância
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Ilustração
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ISBN 978-85-459-2052-6
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Matos Silva Filho Pró-Reitor Executivo de EAD William Victor Kendrick de Matos Silva Pró-Reitor de Ensino de 
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DIREÇÃO UNICESUMAR
BOAS-VINDAS
Neste mundo globalizado e dinâmico, nós tra-
balhamos com princípios éticos e profissiona-
lismo, não somente para oferecer educação de 
qualidade, como, acima de tudo, gerar a con-
versão integral das pessoas ao conhecimento. 
Baseamo-nos em 4 pilares: intelectual, profis-
sional, emocional e espiritual.
Assim, iniciamos a Unicesumar em 1990, com 
dois cursos de graduação e 180 alunos. Hoje, 
temos mais de 100 mil estudantes espalhados 
em todo o Brasil, nos quatro campi presenciais 
(Maringá, Londrina, Curitiba e Ponta Grossa) e 
em mais de 500 polos de educação a distância 
espalhados por todos os estados do Brasil e, 
também, no exterior, com dezenasde cursos 
de graduação e pós-graduação. Por ano, pro-
duzimos e revisamos 500 livros e distribuímos 
mais de 500 mil exemplares. Somos reconhe-
cidos pelo MEC como uma instituição de exce-
lência, com IGC 4 por sete anos consecutivos 
e estamos entre os 10 maiores grupos educa-
cionais do Brasil.
A rapidez do mundo moderno exige dos edu-
cadores soluções inteligentes para as neces-
sidades de todos. Para continuar relevante, a 
instituição de educação precisa ter, pelo menos, 
três virtudes: inovação, coragem e compromis-
so com a qualidade. Por isso, desenvolvemos, 
para os cursos de Engenharia, metodologias ati-
vas, as quais visam reunir o melhor do ensino 
presencial e a distância.
Reitor 
Wilson de Matos Silva
Tudo isso para honrarmos a nossa mis-
são, que é promover a educação de qua-
lidade nas diferentes áreas do conheci-
mento, formando profissionais cidadãos 
que contribuam para o desenvolvimento 
de uma sociedade justa e solidária.
P R O F I S S I O N A LT R A J E T Ó R I A
Dr. André Álvares Monge Neto 
Doutor em Ciência de Alimentos pela Universidade Estadual de Maringá (2017). Mes-
tre nessa área pela mesma instituição (2013). Graduado pela Universidade Estadual 
de Maringá (2010). Tem experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos, 
com ênfase em Engenharia de Alimentos.
http://lattes.cnpq.br/4399676957675t920.
A P R E S E N TA Ç Ã O D A D I S C I P L I N A
SEGURANÇA ALIMENTAR NAS CADEIAS 
PRODUTIVAS E NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
A produção de alimentos envolve a transformação de matérias-primas em diferentes níveis 
até chegar ao produto final oferecido ao consumidor. Essas transformações envolvem etapas 
de aquecimento, resfriamento, diminuição de tamanho, peneiramento, separações diversas, 
entre outras. Dessa forma, é essencial para qualquer profissional que atua nessa área, o co-
nhecimento de como as operações de processamento, chamadas de operações que alteram, 
alteram as características nutricionais, sensoriais e de segurança do alimento.
Na Unidade 1, iniciaremos o estudo da morte térmica de microrganismos. É sabido que dife-
rentes microrganismos têm diferentes resistências ao calor. Assim, é necessário planejar uma 
operação que objetiva remover microrganismos para garantir a segurança dos alimentos.
Após conhecer os fundamentos básicos da morte térmica de microrganismos, apresenta-
remos, na Unidade 2, os processos e equipamentos que envolvem transferência de calor; 
aquecimento que, em sua maioria, é utilizado para garantir a segurança de alimentos. Pri-
meiramente, apresentaremos os trocadores de calor, equipamentos amplamente utilizados 
para realizar o aquecimento e o resfriamento de fluidos alimentícios (sucos, polpas, purês e 
xaropes, por exemplo). Em seguida, abordaremos o processo de pasteurização, tratamento 
muito útil para garantir a segurança de bebidas, tais como leite, sucos e cerveja. Ao final, 
apresentaremos o processo de esterilização comercial de alimentos, que garantem produtos 
com alto prazo de validade.
Depois de trabalhar duas unidades com processos térmicos para que você, aluno(a), saiba 
como garantir a segurança microbiológica de alimentos, apresentaremos, na Unidade 3, os 
métodos que podem atuar na segurança do alimento mediante a redução de perigos físi-
cos. Os métodos apresentados, nessa unidade, serão filtração, decantação e centrifugação, 
técnicas tradicionais amplamente utilizadas em unidades industriais. Ao final da Unidade 3, 
apresentaremos a técnica de separação por membranas, a qual se caracteriza pelo amplo 
potencial de utilização no processamento de alimentos.
Na Unidade 4, trataremos de outras operações unitárias e as suas implicações na segurança 
do alimento. Como exemplo, podemos falar da destilação e dos cuidados para evitar a pre-
sença de metanol em bebidas alcoólicas. Também, podemos discorrer sobre a secagem e 
a diminuição de microrganismos por meio da redução da atividade de água e por meio das 
operações de bombeamentos em empresas alimentícias.
D A D I S C I P L I N AA P R E S E N TA Ç Ã O
Na Unidade 5, falaremos do tratamento de água e de resíduos gerados em empresas alimentí-
cias. Sobre o tratamento de água, devemos sempre nos lembrar: de nada adianta realizarmos 
um processo adequado, uma produção de alimentos com o mais alto padrão de processos, se 
a água utilizada, na produção e na higienização de equipamentos e utensílios, não possuir os 
padrões sanitários adequados. Além disso, esta unidade comentará a respeito dos resíduos 
industriais e dos melhores destinos e tratamentos para resíduos líquidos e sólidos e para 
efluentes gasosos.
Ao final de todas as unidades, espera-se que o(a) aluno(a) do curso de Tecnologia em Seguran-
ça Alimentar consiga entender diversos processos utilizados na transformação de alimentos 
e suas formas de atuação para reduzir perigos físicos, químicos e microbiológicos.
Boa leitura!
ÍCONES
Sabe aquela palavra ou aquele termo que você não conhece? Este ele-
mento ajudará você a conceituá-la(o) melhor da maneira mais simples.
conceituando
No fim da unidade, o tema em estudo aparecerá de forma resumida 
para ajudar você a fixar e a memorizar melhor os conceitos aprendidos. 
quadro-resumo
Neste elemento,você fará uma pausa para conhecer um pouco 
mais sobre o assunto em estudo e aprenderá novos conceitos. 
explorando Ideias
Ao longo do livro, você será convidado(a) a refletir, questionar e 
transformar. Aproveite este momento! 
pensando juntos
Enquanto estuda, você encontrará conteúdos relevantes 
online e aprenderá de maneira interativa usando a tecno-
logia a seu favor. 
conecte-se
Quando identificar o ícone de QR-CODE, utilize o aplicativo Unicesumar 
Experience para ter acesso aos conteúdos online. O download do aplicativo 
está disponível nas plataformas: Google Play App Store
CONTEÚDO
PROGRAMÁTICO
UNIDADE 01 UNIDADE 02
UNIDADE 03
UNIDADE 05
UNIDADE 04
FECHAMENTO
TRATAMENTO 
TÉRMICO DE
ALIMENTOS
10
OPERAÇÕES QUE
ENVOLVEM 
TRANSFERÊNCIA
DE CALOR
30
56
PROCESSOS DE
SEPARAÇÃO
79
OUTRAS OPERAÇÕES
UNITÁRIAS E SUAS 
IMPLICAÇÕES
NA SEGURANÇA 
ALIMENTAR
104
OPERAÇÕES 
UNITÁRIAS 
APLICADAS AO 
TRATAMENTO 
DA ÁGUA,
EFLUENTES E 
RESÍDUOS SÓLIDOS
130
CONCLUSÃO GERAL
1
TRATAMENTO 
TÉRMICO DE
ALIMENTOS
PLANO DE ESTUDO 
A seguir, apresentam-se as aulas que você estudará nesta unidade: Objetivos do tratamento térmico 
de alimentos • Resistência térmica dos microrganismos • Cinética de destruição térmica de microrga-
nismos • Modificações nos alimentos pelo tratamento térmico
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM 
Apresentar a importância do tratamento térmico em diversos tipos de alimentos • Relacionar a re-
sistência térmica dos microrganismos com demais fatores intrínsecos e extrínsecos • Apresentar con-
ceitos básicos para determinar o cálculo de morte térmica dos microrganismos • Avaliar as possíveis 
modificações nutricionais e sensoriais dos alimentos, as quais são decorrentes do tratamento térmico.
PROFESSOR 
Dr. André Álvares Monge Neto
INTRODUÇÃO
O tratamento térmico de alimentos é uma importante ferramenta para ga-
rantir a segurança e a qualidade dos alimentos processados durante toda a 
vida de prateleira do produto. Diversos alimentos utilizam esse tipo de pro-
cessamento para garantir a estabilidade durante a comercialização: leites, 
sucos, conservas e enlatados em geral são grandes exemplos de alimentos 
tratados termicamente para garantir a segurança do consumidor. 
O tratamento térmico é responsável pela eliminação de microrganis-
mos e pela inativação de enzimas que podem alterar a qualidade sensorial e 
nutricional dos alimentos destinados ao consumo e, além disso, esse tipo de 
tratamento pode causar alterações no produto. Muitas dessas alterações são 
desejadas, como a gelatinização de amidos e a permeabilização de tecidos, 
com consequente melhora da textura. No entanto o tratamento térmico 
pode provocar algumas alterações indesejáveis: mudança na coloração por 
reações de escurecimento não-enzimático (caramelização e Maillard), sur-
gimento de gosto cozido em sucos e amolecimento excessivo de vegetais.
Dessa forma, é essencial, para o profissional que atuará na produção 
de alimentos, o conhecimento dos seguintes aspectos: os parâmetros que 
intervêm na efetividade do tratamento térmico de alimentos, os efeitos do 
calor nas fontes alimentícias, a relação existente entre os microrganismos 
e os fatores que afetam a sua morte térmica. 
A Unidade 1 tem, como função, apresentar o conhecimento básico 
necessário para a atuação profissional na área de tratamento térmico de 
alimentos, a fim de garantir a estabilidade microbiológica dos alimentos 
com a mínima alteração sensorial e nutricional e, assim, entregar ao con-
sumidor um produto agradável e seguro.
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OBJETIVOS DO
TRATAMENTO 
TÉRMICO
de alimentos
Caro(a) aluno(a), o conceito de tratamento térmico de alimentos tem, como base, 
o seu aquecimento. A consequente elevação da temperatura destrói microrganis-
mos deteriorantes e patogênicos, além de inativar enzimas que podem provocar 
alterações dos produtos alimentícios.
O tratamento térmico é uma operação unitária que engloba o conhecimen-
to de aspectos relativos à transferência de calor e aos microrganismos para, 
dessa forma, ocorrer a compreensão do processamento e dos equipamentos 
utilizados a tal finalidade.
O texto a seguir objetiva apresentar os princípios do processamento térmico, 
assim como a relação do processamento com as características físico-químicas 
do alimento e as condições ambientais onde ele está alocado. Outro objetivo é 
apresentar algumas relações matemáticas que auxiliam no planejamento de um 
processamento de alimentos. 
OBJETIVOS E DIFICULDADES DO TRATAMENTO 
TÉRMICO DOS ALIMENTOS
O tratamento térmico de alimentos tem, como objetivo, “destruir parcial ou to-
talmente os agentes deterioradores e/ou patogênicos existentes no alimento por 
meio de alta temperatura” (TADINI et al., 2016, p. 444).
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A elevação de temperatura do alimento é um método muito eficiente para a 
eliminação de microrganismos. No entanto ela tem de ser feita adequadamente 
para ser efetiva na segurança e na qualidade nos alimentos e, ainda, eficiente 
quanto ao gasto de energia, minimizando as alterações alimentares.
Para que o tratamento térmico seja efetivo, não basta elevar a temperatura 
de um alimento. Deve-se elevar e, ainda, manter essa temperatura por deter-
minado tempo. Dessa forma, o gasto de energia em processos que envolvem o 
aquecimento de um alimento, geralmente, seguidos por resfriamento, tendem a 
ser um importante fator financeiro em empresas. Consequentemente, cabe ao 
profissional responsável por projetar esse tipo de processo, reduzir ao máximo o 
custo com energia para obter um alimento com preço acessível ao consumidor.
Além disso, o aquecimento dos alimentos pode provocar diversas mudanças nas 
suas características sensoriais e nutricionais. A seguir, apresentaremos algumas delas:
 ■ Modificações na coloração: o tratamento térmico pode alterar de forma 
indesejada a coloração de alguns alimentos. Isso ocorre porque alguns 
pigmentos, presentes em vegetais, por exemplo, podem sofrer degradação 
pela temperatura. Além disso, ao aquecer de forma inadequada alguns 
alimentos, como leites e sucos de frutas, pode ocorrer reações de escure-
cimento não enzimático (reação de caramelização e reação de Maillard), 
o que afeta a qualidade dos produtos.
 ■ Modificações no sabor e no aroma: o aquecimento pode afetar muito 
o sabor de alguns alimentos e provocar a eliminação de aromas, natural-
mente, presentes em diversos produtos. Um bom exemplo desse fator é 
o suco de laranja industrializado. Esse tipo de produto, após passar por 
processo térmico, é classificado, por muitas pessoas, com “sabor de laranja 
passada” e/ou “sabor de laranja cozida”, afetando as características tradi-
cionais da fruta fresca. 
 ■ Diminuição do valor nutricional: diversos componentes benéficos à 
saúde do consumidor podem ser encontrados naturalmente nos alimen-
tos, no entanto, muitos deles são, extremamente, sensíveis ao calor. Dessa 
forma, ao realizar tratamento térmico em um produto alimentício, mui-
tos desses componentes podem ser perdidos. Como exemplo frequente, 
pode-se citar a vitamina C, que é muito importante para a saúde humana 
mas, também, facilmente degradada em altas temperaturas.
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 ■ Alteração da estrutura química dos componentes dos alimentos: 
alguns componentes podem ser alterados de forma irreversível com ele-
vadas temperaturas, o que afeta a qualidade e a utilização dos produtos. 
Como exemplo, pode-se citar o leite UHT (sigla inglesa que significa 
“Temperatura Ultra Alta”). Tal produto é aquecido a temperaturas eleva-
das que alteram a estrutura das proteínas do leite. Essas alterações tornam 
inviável a utilização desse leite na produção de queijos, por exemplo.
 
Figura 1 - Alterações ocorridas devido ao processamento térmico: (a) apresenta ervilhas fres-
cas, mais verdes e firmes; (b) apresenta ervilhas enlatadas, mais escurecidas e moles
Não bastassem todas as dificuldades já apresentadas, ainda é necessário citar o 
formato dos alimentos,o que afeta muito o processo de elevação da temperatura. 
Para exemplificar isso, pensaremos em uma situação cotidiana: uma batata muito 
grande e uma batata muito pequena cozinhando em água fervente. É claro que a 
segunda cozinhará mais rapidamente que a primeira. Isso ocorre porque o calor 
demora mais para chegar no interior da batata maior. Essa situação, simples de 
ser resolvida em casa (basta deixar a batata de dimensões maiores cozinhando 
por mais tempo), pode ser um problema em grandes processos. Dessa forma, ao 
projetar o processamento térmico de um alimento, deve-se sempre considerar a 
temperatura mais fria, localizada, geralmente, no interior desse alimento.
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RESISTÊNCIA TÉRMICA DOS
MICRORGANISMOS
Diversos tipos de microrganismos podem estar presentes nos alimentos; levedu-
ras, bolores e bactérias são os principais causadores de degradação dos produtos 
alimentícios. Vírus, fungos (bolores e leveduras) e bactérias podem se desenvolver 
no produto e, quando ingeridos (os microrganismos ou as suas toxinas), podem 
provocar doenças, os chamados microrganismos patogênicos. Assim, conhecer 
a capacidade de tais microrganismos resistirem ao tratamento térmico é impor-
tante para programar essa operação.
Os microrganismos podem ser classificados de acordo com a faixa de tem-
peratura em que eles têm o seu crescimento ótimo:
 ■ Psicrófilos: microrganismos que crescem na faixa de temperatura entre 
-10 e 10 °C. Eles são os principais responsáveis pela deterioração de ali-
mentos mantidos em geladeira, por exemplo. 
 ■ Mesófilos: apresentam temperatura ótima de crescimento entre 10 e 40 °C. 
A maioria dos microrganismos existentes se classificam nessa categoria.
 ■ Termófilos: esses microrganismos sobrevivem e, frequentemente, con-
seguem crescer na faixa de temperatura entre 40 e 80 °C. Essa classe de 
microrganismos é considerada preocupante durante o tratamento térmi-
co, visto que pode sobreviver em elevadas temperaturas.
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Além da presente classificação, os microrganismos podem se dividir entre for-
madores de esporos (esporuláveis) e não-esporuláveis. Os esporos são estruturas 
especiais formadas no interior da célula de alguns gêneros de bactérias (Bacillus e 
Clostridium) que as protegem de condições adversas do ambiente, por exemplo, 
as elevadas temperaturas. As células esporuladas ficam em estado “dormente”, 
no entanto, ao conseguir, novamente, as condições ideais de desenvolvimento, 
essa célula volta à sua forma vegetativa. Por permitirem que as bactérias tenham 
maior resistência às elevadas temperaturas, os esporos, também, são considerados 
preocupantes ao tratamento térmico. 
Além das características dos microrganismos, o ambiente no qual ele se en-
contra é importante e influencia diretamente no seu crescimento. A atividade de 
água de um alimento, por exemplo, é um fator essencial para o desenvolvimento 
de microrganismos. Dessa forma, alimentos com maior teor de água livre estão 
mais propensos à degradação microbiana que os desidratados.
Outro fator intrínseco ao alimento que, por sua vez, é importante para o 
desenvolvimento de microrganismos, é o pH. Os alimentos considerados ácidos 
(pH inferior a 4,6) apresentam condições inadequadas para o desenvolvimento 
dos esporos de microrganismos. Por exemplo, uma conserva de palmito com pH 
inferior a 4,6 apresenta-se como segura após o tratamento térmico adequado, pois 
os esporos de Clostridium botulinum, microrganismo que produz a toxina que 
causa o botulismo, não conseguirão se desenvolver nessas condições.
Figura 2 - Conserva de palmito 
A Figura 2 apresenta um bom exemplo de ali-
mento cujo baixo pH é obrigatório. A conser-
va de palmito, segundo a legislação brasileira, 
deve ter pH inferior a 4,5 (ANVISA, 1999). 
Tal exigência se deve às questões de segurança 
alimentar, visto que, nessas condições, caso os 
esporos do microrganismo Clostridium bo-
tulinum sobrevivam ao tratamento térmico, 
não conseguirão se desenvolver no alimento 
e, consequentemente, não ocorrerá a produção 
de toxina botulínica. 
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Vamos imaginar que um alimento apresenta 10.000 células microbianas no início de um 
tratamento térmico. Após determinado período sob tratamento, há a redução de 1 log da 
carga microbiana, ou seja, 9.000 células microbianas morreram (90%). Isso significa que 
sobraram apenas 1.000 microrganismos vivos. 
Fonte: adaptado de Tortora, Funke e Case (2012).
explorando Ideias
MORTE TÉRMICA DOS MICRORGANISMOS
A alta temperatura é letal aos microrganismos e inativa diversas enzimas. Como 
visto no tópico anterior, cada microrganismo e cada enzima apresenta uma to-
lerância diferente e variável ao tratamento térmico. No entanto, independente-
mente da resistência térmica dos microrganismos, a morte térmica apresenta-se 
como uma função linear em escala logarítmica. Apesar de a matemática parecer 
um pouco complicada, a Figura 3 auxiliará você, aluno(a), de forma simples, a 
saber o porquê de essa escala logarítmica ser tão importante.
 
1.000.000
750.000
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0
500.000
250.000
1.000
Redução de um log= morte
de 90% da população
Escala logarítmica
Escala aritmética
Tempo (min)
10 2 3 4 5 6
lo
g1
0 d
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nú
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de
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Figura 3 - Curvas de destruição térmica de microrganismos: (a) curva de destruição em escala 
térmica; (b) curva de destruição em escala logarítmica
Fonte: adaptada de Tortora, Funke e Case (2012).
Como já foi dito, apesar da possível aversão ao logarítmico, essa escala é mui-
to útil para estudar a morte térmica de microrganismos, pois ela nos traz uma 
informação importante: a redução de 1 log significa que 90% da população mi-
crobiana, presente em um alimento, morreu graças ao seu tratamento térmico. 
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Como já apresentado, os microrganismos são resistentes ao calor por uma série de 
razões: o tipo de microrganismo (gênero, espécie, idade da cultura, existência ou 
não de esporos); características do alimento (presença de sólidos em suspensão, 
composição, pH, atividade de água, conteúdo (concentração) de sal, característi-
cas da embalagem, quando aplicável) e condições presentes durante o tratamento 
térmico (relação tempo-temperatura).
Figura 4 - Células de Clostridium botulinum 
visualizadas no microscópio
O Clostridium botulinum é um 
microrganismo patogênico esporulável 
que produz a toxina botulínica que, por 
sua vez, pode levar à morte. Este MO 
ocorre espontamente na natureza, no en-
tanto, em condições adequadas de anaero-
biose, ou seja, na ausência de oxigênio, ele 
pode produzir a toxina botulínica. Além 
disso, como os esporos do C. botulinum 
são muito resistentes ao calor, eles podem 
ser considerados indicadores biológicos 
do processamento térmico. Esporos de 
microrganismos deteriorantes são mais 
termorresistentes que o C. botulinum, 
portanto, podem ser considerados no 
momento de dimensionar o processo e 
garantir a inocuidade dos alimentos em 
relação ao botulismo.
CINÉTICA DE DESTRUIÇÃO TÉRMICA DE MICROR-
GANISMOS
Estudos cinéticos são utilizados para analisar a velocidade de acontecimentos de 
um fenômeno. No caso, ao falar de “cinética de destruição térmica de microrga-
nismos”, deseja-se realizar o estudo da velocidade de morte desses seres.
Anteriormente, vimos que a taxa de destruição térmica de um microrganismo 
é uma função logarítmica (Figura 3). No entanto, para deixar esse conceito ainda 
mais claro, consideraremos o seguinte exemplo:
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Figura 5 - Gráfico da redução logarítmica do número de microrganismos em função do tempo 
Fonte: Schmidell et al. (2001).
Pela análise da Figura 5, podemos perceber que existe uma relação entre o tempo 
e a temperatura do processo na morte de microrganismos: quanto maior a tempe-
ratura do processamento térmico, menor o tempo gastopara reduzir determinada 
população de microrganismos. Além disso, pode-se perceber que a redução do 
número desses seres, em escala logarítmica, é linear em função do tempo. Dessa 
forma, pode-se escrever a seguinte equação:
Equação 1: ln lnN N k t( )= ( )− ⋅0 
Nessa equação, o valor k é a constante de velocidade de destruição térmica dos 
MO. Tal valor varia em relação ao tipo de microrganismo, às características do 
alimento e à temperatura do processo. Ele, também, pode ser obtido por experi-
mentos ou, ainda, por pesquisas em livros e artigos científicos. A equação 1 tem 
uma importância muito grande, pois, a partir dela, conhecendo a constante k , 
o número inicial de microrganismos e o número de microrganismos desejado, 
no produto final, pode-se calcular o tempo necessário de tratamento térmico.
Além disso, para estudos cinéticos, costuma-se definir outro parâmetro im-
portante: o tempo de redução decimal ou valor D:
Exemplo 1: células de determinado microrganismo que se deseja eliminar 
encontra-se presente em um alimento. Para a eliminação, realiza-se um teste 
em que esse alimento será exposto a temperaturas elevadas capazes de matar os 
microrganismos presentes. Durante o teste, são realizadas contagens do número 
de células viáveis (vivas) no alimento. Esses resultados seriam similares aos apre-
sentados na Figura 5.
In N0
In
 N
t
T3>T2 T2>T1
T1
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 ■ Valor D: é o tempo necessário para reduzir o número de microrganismos 
a 1/10 do valor inicial (ou morte dos 90% dos MO vivos existentes). Esse 
valor é uma medida importante da resistência térmica de um microrga-
nismo (ou de uma enzima).
Os processos térmicos de esterilização comercial baseiam-se, geralmente, 
num conceito de redução de 12D, ou seja, redução de 12 ciclos logarítmicos em 
relação à população inicial dos microrganismos presentes.
Esse valor D pode ser determinado experimentalmente pela construção de 
um gráfico similar ao apresentado na Figura 5, ou, ainda, ser calculado pela equa-
ção 2 a seguir, caso o valor da constante de velocidade de destruição térmica k( )
seja conhecido.
Equação 2: D
k
=
2 303,
 
É importante destacar que o valor D do microrganismo é válido apenas para 
processos com temperaturas constantes, ou seja, processos isotérmicos. Quando 
ocorrem processos cuja temperatura varia, como a esterilização de alimentos 
enlatados em autoclave, deve-se conhecer como o valor de D varia com a tem-
peratura. Uma maneira de avaliar isso é pelo parâmetro Valor Z (°C):
 ■ Valor Z: é o intervalo de temperatura requerido para uma mudança do 
valor D por um fator de 10. Ele pode ser quantificado pela equação a seguir. 
Equação 3: log
Re
ReD
D
T T
Zf
f






=−
−( )
 
Onde:
 ■ T fRe = Uma determinada temperatura de referência.
 ■ D fRe = O valor D na temperatura de referência .
Na prática, valores de Z pequenos (5 a 10 °C) indicam forte dependência do in-
dicador biológico em relação à temperatura, ou seja, o tempo de redução decimal 
de determinado microrganismo é muito afetado por mudanças na temperatura. 
Já valores maiores (20 a 25 °C) indicam que grandes mudanças de temperatura 
são necessárias para alterar o tempo de redução decimal D. Um valor de 10 °C é 
típico para bactérias formadoras de esporos, ou seja, são, fortemente, afetados por 
mudanças de temperaturas. A Figura 6 apresenta um gráfico do T (°C) x Log D.
U
N
IC
ES
U
M
A
R
21
Figura 6 - Variação do valor D em função da temperatura, indicando o valor de Z igual a 10 
Fonte: adaptada de Tadini et al. (2016).
Na Figura 6, na região acima da reta, a letalidade é maior e, na região abaixo da 
reta, a letalidade é menor, portanto, tais condições devem ser evitadas.
100
10
1
0,1
100 105 110 115 120 125 130 135
�
[m
in
]
�[ºC]
���10,0ºC ou K
A Figura 7 apresenta uma imagem de autoclave utilizada no tratamento térmico. 
Nesse tipo de equipamento, a temperatura não é mantida constante, existe uma 
curva. Dessa forma, ela representa um importante processo em que é necessário 
conhecer o Valor Z da esterilização de microrganismos.
Figura 7 - Imagem de autoclave utilizada para tratamento térmico
U
N
ID
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E 
1
22
Existem outros parâmetros estudados na morte térmica dos microrganismos que se relacio-
nam fortemente com o tempo de redução decimal (Valor D): o Valor de Esterilização e o Valor F:
O Valor de Esterilização VE( ) pode ser determinado pela seguinte equação:
VE N
N
=− log
0
( (
Onde N é o número desejado de microrganismos ao final do processo de esterilização, 
e N0é o número de microrganismos no início do processo.
Por exemplo, um VE =12 pode, também, ser representado como 12D, ou seja, redu-
ção de 12 ciclos logarítmicos do microrganismo que se deseja reduzir.
O valor F é o valor do tempo necessário de tratamento térmico para atingir dado valor 
de esterilização, representado por:
F N
N
D=− log
0
( (.
Fonte: Tadini et al. (2016).
explorando Ideias
Figura 8 - Curva de aquecimento de autoclaves industriais em processos do tipo batelada 
Fonte: adaptada de Schmidell et al. (2001).
O gráfico da Figura 8 apresenta a curva de aquecimento de uma autoclave utili-
zada em processos industriais. Como é possível perceber, existe uma mudança na 
temperatura durante o tempo de processo e, por esse motivo, existe a necessidade 
do cálculo do Valor Z.
θ
Te
Tm
Tf
Ti
II
I
III
Te
m
pe
ra
tu
ra
Tempo
Algumas horas
Legenda:
I = Aquecimento;
II = Esterilização;
III = Resfriamento; 
Te = Temperatura de esterilização;
Ti = Temperatura inicial; 
Tf = Temperatura final do meio 
esterilizado (temperatura de 
fermentação); 
Tm = Temperatura mínima de 
esterilização;
 θ = Tempo de esterilização
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�[
m
in
]
�[ºC]
1000
100
10
1
0,1
0,01
75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125
Destruído
Não destruído
Vitamina (z=25ºC) Patogênico (z=10ºC)
MODIFICAÇÕES NOS ALIMENTOS PELO 
TRATAMENTO TÉRMICO
Figura 9 - Diferença da coloração do tomate in natura e do molho de tomate após processo 
em alta temperatura
Ao projetar um processo de tratamento térmico, deve-se considerar um proces-
samento que garanta a segurança dos alimentos pela morte dos microrganismos 
e, também, deve-se garantir boas características sensoriais e nutricionais. Assim, 
o processo deve ser conduzido em condições capazes de eliminar os microrga-
nismos e manter as alterações dos alimentos em índices mínimos. 
Sabe-se que o Valor Z de mudanças induzidas pelo calor, como degradação 
de vitaminas e pigmentos, é, geralmente, superior ao Valor Z dos microrganismos. 
Desse modo, é observado o comportamento conforme o gráfico da Figura 10. 
Veja que a reta tracejada representa a curva de destruição das vitaminas, e a reta 
comum representa a destruição de microrganismos. 
Figura 10 - Variação do Valor D em função da temperatura / Fonte: adaptada de Tadini et al. (2016).
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ID
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E 
1
24
Conforme observado na Figura 7, e de maneira similar ao apresentado anterior-
mente, um processo de tratamento térmico deve ser realizado na zona apresenta-
da como Zona Ideal. Nesta faixa, ocorre a destruição térmica dos microrganismos 
sem significativas perdas de vitaminas e pigmentos. 
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Esta unidade focou na introdução do conteúdo de tratamento térmico dos ali-
mentos com vistas à segurança dos alimentos pela destruição dos microrganis-
mos. O aquecimento é uma forma importante (e muito simples) de conservação, 
que garante, assim, maior durabilidade a produtos alimentícios. Essa forma de 
tratamento está envolvida em diversos tipos de processamento: de processos 
industriais avançados até preparos de alimentos caseiros para alimentação fa-
miliar, garantindo, assim, a segurança dos produtos fabricados nos mais diversos 
ambientes de produção/manipulação.
Ao elevar a temperatura de um alimento, no entanto, diversas modificações 
podem acontecer, provocando alterações sensoriais e nutricionais indesejadas: 
mudanças na coloração,na textura, no sabor e odor e, ainda, perda de nutrientes, 
como vitaminas e outros compostos bioativos.
Além disso, apresentamos, nessa unidade, algumas dependências do tipo de 
microrganismos e das características dos alimentos no tratamento térmico. O 
processo de aquecimento de alimentos varia com a composição do alimento: pH, 
atividade de água, presença de sólidos em suspensão e, ainda, com características 
dos microrganismos que podem ser encontrados nesse alimento: contagem do 
número de microrganismos e presença ou ausência de esporos, por exemplo.
Frente a tantas dificuldades ao projetar esse tipo de processo, apresentamos 
ferramentas matemáticas para auxiliar você, aluno(a), a projetar um tratamento 
térmico: conceito e cálculo do Valor D e do Valor Z.
Dessa forma, com todas essas informações, entende-se que você está apto(a) 
para realizar procedimentos iniciais de tratamentos térmicos e para seguir os 
estudos neste tema, incluindo outras operações que envolvem o tratamento 
térmico de alimentos.
25
na prática
1. O tratamento térmico deve ser projetado para eliminar ou reduzir a carga microbiana 
dos alimentos. Em relação ao fator que afeta o projeto do tratamento térmico de 
alimentos, assinale a alternativa correta: 
a) Todos os microrganismos presentes nos alimentos devem ser destruídos por 
altas temperaturas, visto que todos eles podem causar doenças se ingeridos.
b) Os esporos microbianos são estruturas termorresistentes que alguns tipos de 
microrganismos podem desenvolver quando em condições adversas, como ele-
vadas temperaturas.
c) Todos os alimentos apresentam pH próximos ao neutro, desse modo, a com-
posição de determinado produto alimentício não afeta o tratamento térmico.
d) A temperatura é o fator mais importante em um tratamento térmico. Assim, atin-
gir a temperatura do processo é suficiente para garantir a segurança do produto, 
independentemente do tempo de processo.
e) O tratamento térmico é utilizado apenas para eliminar microrganismos patogê-
nicos presentes em uma amostra de produto alimentício.
2. A respeito do microrganismo Clostridium botulinum, leia as afirmações a seguir:
I - É um microrganismo, facilmente, encontrado na natureza.
II - O Clostridium botulinum é um microrganismo esporulável e, em condições de 
anaerobiose, produz a toxina botulínica.
III - Esse microrganismo é encontrado apenas em conservas vegetais, como o palmito.
É correto o que se afirma em:
a) Apenas I e II.
b) Apenas II e III.
c) Apenas I.
d) Apenas I e III.
e) I, II e III.
26
na prática
3. São apresentadas, a seguir, algumas afirmações sobre a cinética de destruição 
térmica de microrganismos. Assinale as afirmações como Verdadeiro (V) ou Falso (F):
( ) A redução de dois logaritmos do valor inicial de células de um microrganismo é 
equivalente à redução de 2D.
( ) O Valor Z representa o número de reduções decimais necessárias a uma popu-
lação de microrganismos para o alimento ser considerado estéril.
( ) A cinética de destruição térmica de microrganismos tem, como objetivo, avaliar 
a velocidade da morte de microrganismos em condições de altas temperaturas.
A sequência correta para a resposta da questão é:
a) V; V; F.
b) F; F; V.
c) V; F; V.
d) F; F; F.
e) V; V; V.
4. O microrganismo Geobacillus stearothermophillus é um importante indicador de 
tratamentos térmicos. Em determinado meio de cultura, ele apresenta constante 
de velocidade de destruição térmica (k) a 110 °C, igual a 0,21 min-1. A partir desses 
dados, calcule o tempo de redução decimal (Valor D) do Geobacillus stearothermo-
phillus a 100 °C.
5. O Coxiella burnetii é um importante microrganismo patogênico presente no leite. 
Um laticínio contratou você para realizar estudos cinéticos da destruição térmica 
desse microrganismo e, ao realizar diversos experimentos, você determinou que ele 
apresenta um Valor Z de 23 °C. O que este valor diz sobre o seu microrganismo?
27
aprimore-se
Como visto, o tratamento térmico pode alterar a qualidade nutricional e sensorial 
dos produtos. Dessa maneira, diversas pesquisas têm sido realizadas com técnicas 
alternativas para garantir a manutenção das propriedades dos alimentos. A revista 
Aditivos e Ingredientes apresenta um texto muito interessante sobre uma nova tec-
nologia: tratamento a alta pressão. Acompanhe a leitura de alguns trechos do artigo:
“A preferência dos consumidores por produtos frescos e com sabor de fresco 
tem levado ao desenvolvimento de tecnologias de conservação mais brandas. Os 
produtores de alimentos têm procurado soluções que previnem o crescimento de 
microrganismos sem comprometer a qualidade e sabor natural dos produtos. No-
vos processos estão sendo avaliados e assim, novas técnicas e produtos vêm apa-
recendo no mercado. Os processos de conservação que mais chamam a atenção, e 
o interesse, são aqueles nos quais os produtos são sujeitos a um tratamento físico, 
ou seja, onde não há adição de nenhum ingrediente conservante, e a temperaturas 
inferiores àquelas normalmente empregadas na pasteurização”.
O primeiro relato do uso de alta pressão como um método de tratamento de ali-
mentos foi em 1899, na West Virginia University, nos Estados Unidos, onde os estu-
dos foram realizados utilizando alta pressão hidrostática para conservar leite, suco de 
frutas, carnes e uma variedade de frutas. Foi demonstrado que os microrganismos 
nesses produtos podem ser destruídos por pressões de 658 MPa (6500atm) por 10 
minutos. No início do século XX, pesquisas mostraram que a estrutura proteica na 
clara do ovo pode ser alterada por altas pressões. No entanto essas pesquisas consta-
taram que o potencial era limitado, porque as enzimas não foram, praticamente, afe-
tadas, particularmente no leite. Os pesquisadores tiveram dificuldades na fabricação 
de unidades de alta pressão e nos materiais de embalagem, inadequados para conter 
os alimentos durante o processamento, e a pesquisa foi interrompida. Os avanços no 
design de novos sistemas de alta pressão, juntamente com os rápidos avanços em 
materiais de embalagem durante os anos 1970, permitiram o reinício das pesquisas 
sobre o tratamento por alta pressão no final de 1980, principalmente no Japão.
28
aprimore-se
Em 1990, os primeiros produtos comerciais utilizando o processo de alta pressão 
foram colocados à venda no Japão. Uma empresa apresentou geleias processadas 
por alta pressão, incluindo maçã, kiwi, morango e framboesa, em embalagens fle-
xíveis de plástico selado; outras duas empresas iniciaram a produção de suco de 
laranja e de toranja a granel. As geleias apresentaram vida útil de dois meses sob 
armazenamento refrigerado, tempo considerado necessário para impedir a ativida-
de da enzima. Outros produtos foram incluídos, como geleias, molhos, iogurtes de 
frutas e molhos para salada.
A título de curiosidade, caro(a) leitor(a), atualmente, podemos encontrar sucos 
processados a alta pressão no Brasil, como os oferecidos pela empresa Green People.
Fonte: adaptado de Aditivos Ingredientes ([s. d.]). 
29
eu recomendo!
O link a seguir apresenta uma reportagem em que você encontrará um breve his-
tórico dos alimentos enlatados e algumas curiosidades sobre o assunto. 
Web: https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-e-quando-surgiu-a-comi-
da-enlatada/.
conecte-se
O link a seguir apresenta um pequeno vídeo produzido pelo Discovery Channel 
sobre a produção de sardinha enlatada. Fique atento(a) aos tratamentos térmicos 
inseridos nesta produção!
Web: https://www.youtube.com/watch?v=Jid4zXBQJmQ. 
conecte-se
Biotecnologia Industrial - Engenharia Bioquímica (volume 2)
Ano: 2001
Sinopse: esta edição, revista e ampliada, da série Biotecnologia 
Industrial, é uma contribuição de grande importância teórica e 
prática para os múltiplos temas abrangidos pelo assunto. É uma 
obra elaborada por autores nacionais, coordenados por quatro 
professores de vasta experiência, representando a condição atual 
dos estudos e aplicaçõessubordinados ao campo que dá o título 
à série. O estudo da Biotecnologia Industrial não deve ser enten-
dido como apenas uma descrição, mais ou menos pormenorizada, de processos 
biotecnológicos de interesse prático. Em que pesem a necessidade e a importân-
cia dessa descrição, não é ela suficiente para formar a almejada estrutura mental 
do futuro profissional. Dentro dessa ideia geral, o presente volume, constituído 
por 22 capítulos, aborda os aspectos relacionados à engenharia dos processos 
biotecnológicos. 
filme
https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-e-quando-surgiu-a-comida-enlatada/
https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-e-quando-surgiu-a-comida-enlatada/
https://www.youtube.com/watch?v=Jid4zXBQJmQ
2
PLANO DE ESTUDO 
A seguir, apresentam-se os tópicos que você estudará nesta unidade: • Trocadores de calor •
Pasteurização • Esterilização.
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM 
Apresentar detalhes da transferência de calor e alguns tipos de equipamentos e de processos que 
utilizam trocadores de calor • Apresentar os fatores que afetam a pasteurização de alimentos: binômio 
tempo-temperatura • Definir o conceito de esterilização comercial e apresentar as esterilizações contí-
nua e em batelada nos equipamentos estáticos e agitados.
OPERAÇÕES QUE
ENVOLVEM 
TRANSFERÊNCIA
de calor
PROFESSOR 
Dr. André Álvares Monge Neto
INTRODUÇÃO
Após compreender, na Unidade 1, os conceitos fundamentais da mor-
te térmica de microrganismos, a presente unidade tem, como objetivo 
principal, apresentar operações ocorridas na indústria de alimentos que 
visem a troca térmica.
Essas operações têm, como objetivo principal, o aquecimento (e, algumas 
vezes, o resfriamento) de produtos alimentícios para garantir a qualidade 
microbiológica desses. Como consequência da carga microbiana, o alimento 
apresenta mais durabilidade e encontra-se seguro para o consumo.
 Nesta unidade, apresentaremos três operações unitárias que focam 
na alteração da temperatura do alimento: trocadores de calor, pasteu-
rização e esterilização.
Os trocadores de calor são um tipo de equipamento básico que permite 
a troca térmica entre dois fluidos circulando sem que eles se misturem. Esse 
tipo de equipamento pode ser utilizado em diversos processos que envolvam 
alimentos: pasteurização, resfriamento, destilação, entre outros. Dessa forma, 
o profissional da área deve compreender os tipos existentes e a forma básica 
de operação para garantir a segurança alimentar de vários produtos.
 A pasteurização é uma técnica que visa a eliminar microrganismos pa-
togênicos e a reduzir a carga microbiana dos alimentos. Para isso, ela utiliza 
a combinação de tempo e temperatura (que são relativamente brandos) 
para garantir a segurança de alimentos, tais como sucos, ovos, leite e cerveja.
Por último, a esterilização é um processo que almeja eliminar, inclu-
sive, os esporos de microrganismos patogênicos presentes em produtos 
alimentícios, garantindo, assim, o que se chama de esterilidade comercial.
Cada um dos processos relatados aqui, na Unidade 2, é essencial ao 
desenvolvimento do trabalho de profissionais na área de alimentos. Então, 
recomendamos uma boa leitura para todos os alunos! 
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1 
TROCADORES DE
CALOR 
Muitos processos que acontecem na produção de alimentos, as chamadas opera-
ções unitárias, baseiam-se no aquecimento (ou resfriamento) de fluidos − líqui-
dos, sólidos particulados e gases − como ponto central de sua ocorrência. Quando 
se trata de aquecimento dos alimentos com vistas ao processo de produção de 
um alimento microbiologicamente estável, os trocadores de calor se destacam 
como importantes equipamentos para essa finalidade. 
A troca térmica, cuja força motriz é a diferença de temperatura de duas 
regiões (diferença entre a temperatura de um fluido quente e um fluido frio), 
tem extrema importância na obtenção dos mais diversos produtos alimentícios. 
Quanto maior a diferença das temperaturas dos fluidos quente e frio, maior será 
o potencial térmico e mais eficiente será o processo de troca de calor.
O equipamento utilizado com a finalidade de permitir a troca térmica entre 
duas correntes sem que elas se misturem é chamado de trocador de calor. A pasteu-
rização, o aquecimento e o resfriamento de bebidas, como suco e leite, são exemplos 
da aplicação de trocadores de calor na rotina de uma indústria alimentícia.
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TIPOS DE TROCADORES DE CALOR UTILIZADOS 
NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
Existem disponíveis diversos tipos construtivos de trocador de calor. A escolha 
do mais adequado depende de vários fatores: custo global, requisitos de processo, 
características dos fluidos quente e frio, perda de carga e facilidade de manuten-
ção e limpeza. Esses fatores devem ser considerados na escolha de um trocador.
Trocador de calor de duplo tubo
O trocador de calor de duplo tubo é um dos equipamentos de configuração mais 
simples: dois tubos circulares concêntricos. No tubo interno, circula um dos flui-
dos, e o outro fluido circula no espaço intertubos (Figura 1). Esse equipamento 
é adequado para o escoamento de fluidos em elevadas pressões, com baixa ou 
média viscosidade (purês, molhos, polpas de frutas e sucos). Por ser uma região 
mais fácil para limpar, o fluido alimentício circula, geralmente, no tubo central. 
Consequentemente, o fluido de trabalho – vapor, água aquecida e fria − circula 
na região de limpeza mais difícil (espaço entre os tubos). 
Figura 1 - Trocador de calor com duplo tubo. O exterior do tubo central possui aletas para 
aumentar a troca térmica
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Esse tipo de equipamento tende a ser pouco com-
pacto e, assim, costuma ocupar grandes espaços em 
plantas industriais que beneficiam alimentos. Desse 
modo, curvas de ligação podem ser utilizadas para 
unir vários tubos e alcançar a área de troca térmica 
desejada. A Figura 2 apresenta o detalhe de uma 
curva de ligação em um trocador de calor de duplo 
tubo. Mesmo com essas curvas de ligação, tal equi-
pamento é recomendado apenas quando a área de 
troca térmica é inferior a 20 m². Áreas superiores a 
isso tornam inviável a sua montagem, pois ocupam 
espaços muito grandes.
Figura 2 - Detalhe das curvas de 
ligação em trocadores de calor 
de duplo tubo
Trocador de calor de superfície raspada
Esse tipo de trocador é muito similar ao apresentado anteriormente, o trocador 
de calor de duplo tubo. No entanto ele se diferencia pelo fato de possuir um eixo 
rotativo com lâminas que raspam a superfície do tubo interno. Essa raspagem é 
contínua e remove a região do fluido alimentício que “já trocou calor” e libera 
a região do trocador para uma área fria do fluido (Figura 3). Tal característica 
é benéfica porque evita o superaquecimento de regiões do alimento que po-
dem provocar degradação de determinados componentes e causar alterações 
sensoriais indesejáveis.
Saída
ânulo
Entrada
ânulo
Entrada
tubo
Rotação
do eixo
Superfície de
troca de calor
Saída
tuboLâmina
raspadora
Produto
no tubo
Figura 3 - Esquema de partes de trocador de calor tipo superfície raspada 
Fonte: adaptada de Tadini et al. (2016).
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Trocador de calor de casco e tubos
Nesse tipo de trocador, um feixe de tubos é preso a um disco denominado es-
pelho e todo o sistema é envolto em um corpo cilíndrico denominado casco. 
Um fluido escoa no interior dos tubos, e o outro, no espaço entre casco e tubo. 
Para aumentar a eficiência da troca térmica, no interior do casco, há anteparos 
denominados chicanas, placas que dificultam a passagem do fluido, o que causa 
mais turbulência no escoamento e força o fluido a mudar de direção. A Figura 4 
apresenta o esquema de um trocador de casco e tubos.
Trocador de calor de casco e tubo
Dois passos no lado dos tubos Entrada do �uido
no lado dos tubos
Saída do �uido
no lado dos tubos
Saída do �uido
no lado do casco
Entrada do �uido
no lado do casco
Placa de �xação
dos tubos
Casco
Chicanas
Figura 4 - Esquema de um trocadorde casco e tubo
No escoamento, denomina-se passe ou passo cada vez que um fluido passa pelo 
trocador de calor. Na figura apresentada, o fluido passa uma única vez pelo casco, 
ou seja, passo único nesse casco. No lado dos tubos, o fluido realiza duas passa-
gens no comprimento do trocador, ou seja, dois passos nos tubos. É comum que 
haja número par de passos ao lado dos tubos, assim, as tubulações de entrada e 
saída do trocador de calor ficam na mesma região.
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Devido à dificuldade de limpeza no interior do casco, é comum que o ali-
mento circule pelos tubos, região mais fácil de ser higienizada. Dessa forma, há a 
garantia de segurança do alimento produzido no momento. A Figura 5 apresenta 
um trocador de calor casco tubo industrial.
Figura 5 - Trocadores de calor: (a) trocador de calor casco tubo industrial; (b) detalhe dos tubos 
em um trocador de casco tubo desmontado
Trocador de calor de placas
Esse tipo de equipamento é formado por placas metálicas muito finas e dis-
postas, paralelamente, entre si e, assim, canais de escoamento são formados, 
o que possibilita o escoamento alternado dos fluidos quente e frio por esses 
canais. As placas devem ser bem vedadas para evitar a contaminação do fluido 
alimentício com o de utilidade. A Figura 6 apresenta uma imagem do trocador 
de calor de placas.
Figura 6 - Trocador de calor de placas
A B
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Em geral, as placas apresentam ranhuras para melhorar 
a troca térmica entre os fluidos e aumentar a sua rigidez 
(Figura 7).
Esse tipo de trocador apresenta uma série de vantagens 
e, consequentemente, ampla utilização na área de ali-
mentos, por exemplo, em processos de pasteurização 
de leite e bebidas: 
 ■ Equipamento de fácil desmontagem e, por con-
sequência, a sua higienização é facilitada.
 ■ Baixa área metálica devido às boas característi-
cas de troca térmica.
 ■ É recomendado para produtos que podem sofrer 
degradação pela temperatura, visto que permite o 
processo com pequena diferença de temperatura 
entre os lados quente e frio (2 a 3 °C).
 ■ Curto tempo de retenção do produto no interior 
do equipamento, diminuindo a degradação tér-
mica de determinados tipos de alimentos. 
Figura 7 - Detalhe das 
ranhuras das placas de 
um trocador de calor
Apesar das vantagens, os trocadores do tipo placa não são recomendados para 
líquidos com sólidos suspensos, devido ao alto risco de entupimento. Além disso, 
a sua utilização com líquidos muito viscosos exigiria elevado custo com o bom-
beamento dos fluidos. 
TIPOS DE ESCOAMENTO
Um trocador de calor pode ser classificado de acordo com o tipo de escoamento 
dos dois fluidos que realizarão a troca térmica. Dessa forma, pode-se classificar 
o escoamento em dois tipos básicos:
 ■ Escoamento concorrente: os dois fluidos escoam no mesmo sentido, 
como mostra a Figura 8 (a).
 ■ Escoamento em contracorrente: os dois fluidos escoam em sentidos 
opostos, conforme a Figura 8 (b).
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Figura 8 - Representação de um trocador de calor de tubos concêntricos com fluxo: (a) con-
corrente; (b) contracorrente
Fonte: adaptada de Tadini et al. (2016).
Trocadores de calor do tipo casco e tubo e do tipo placa podem apresentar es-
coamento misto, ou seja, ora os dois fluidos estão em contracorrente, ora estão 
concorrentes. 
O potencial térmico no trocador de calor, ou seja, a diferença de temperatura 
entre fluido quente e frio varia conforme a configuração utilizada (contracorrente 
ou concorrente), como apresenta a Figura 9.
Entrada
fria
Entrada
quente
Saída
quente
Entrada
fria
Entrada
quente
Saída
quente
Figura 9 - Perfis de temperatura ao longo de um trocador de calor: (a) escoamento contracor-
rente; (b) escoamento concorrente 
Fonte: adaptada de Tadini et al. (2016). 
Ao observar a Figura 9, seja na (a), seja na (b), observa-se que o potencial térmico 
dos fluidos, no escoamento contracorrente, varia menos ao longo do trocador do 
que no escoamento concorrente. Por esse motivo, a troca térmica em trocadores 
de calor que operam em contracorrente é mais efetiva e, por isso, esse arranjo é 
o preferido em indústrias de alimentos. 
FQ
FF
FQ
FF
LL
T T
Te
Ts
ts
te
Correntes
paralelas
Correntes
opostas
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Quando uma indústria precisa trocar calor com fluidos de alta viscosidade, prefere-se a 
configuração em concorrente. Nesse escoamento, há maior elevação da temperatura do 
fluido frio no início do equipamento. Com a temperatura mais elevada, ocorre a redução 
da viscosidade do fluido, o que facilita o processo de troca térmica e reduz os custos com 
bombeamento dos fluidos. 
Fonte: adaptado de Tadini et al. (2016).
explorando Ideias
Na Figura 9, a legenda apresentada é: L = Comprimento do tubo, Te = Tempe-
ratura do fluido quente na entrada, Ts = Temperatura do fluido quente na saída, 
te = Temperatura do fluido frio na entrada, ts = Temperatura do fluido frio na saída. 
POTENCIAL TÉRMICO MÉDIO
Vimos que a diferença de temperatura é a força motriz para a troca térmica em 
um trocador de calor. Dessa forma, esse parâmetro deve ser considerado no mo-
mento de dimensionar esse tipo de projeto. No entanto, como pode-se visualizar 
na Figura 9, a diferença de temperatura varia ao longo do trocador. Assim, há 
duas equações para calcular o potencial térmico médio em trocadores de calor. 
A seguir, são apresentadas as equações para a obtenção da Média Logarítmica 
da Temperatura (MLDT), muito útil para projetar processos de troca térmica:
 ■ Para escoamento em contracorrente:
 (1)
 ■ Para escoamento concorrente:
 (2)
MLDT
T t T t
T t
T t
s e e s
s e
e s
=
−( )− −( )
−
−






ln
MLDT
T t T t
T t
T t
e e s s
e e
s s
=
−( )− −( )
−
−






ln
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Onde: T – Temperatura do fluido quente.
t – Temperatura do fluido frio.
e – Entrada no trocador de calor.
s – Saída do trocador de calor.
Para trocadores de calor com escoamento misto, utiliza-se uma correção do 
MLDT. Para fazer essa correção, são utilizadas tabelas para determinar um fator 
de correção f( ) , que é sempre menor que 1(TADINI et al., 2016). 
EQUACIONAMENTO PARA DIMENSIONAMENTO DO 
TROCADOR DE CALOR
As operações matemáticas para dimensionamento de trocadores de calor são 
complexas e baseadas em conhecimentos aprofundados relativos à transferência 
de calor, à mecânica dos fluidos e à termodinâmica.
Para a compreensão básica de como dimensionar um trocador de calor, pensa-
remos na Figura 10:
Saída do �uido
de aquecimento
Entrada do �uido
de aquecimento
Entrada
do
alimento
frio
21
���
��
��
��
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���
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Metal �
Entrada do
alimento
quente
Figura 10 - Esquematização simplificada de um trocador de calor e apresentação das condi-
ções dos fluidos na entrada e saída 
Fonte: adaptada de Tosi ([s. d.]). 
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Como pode ser observado no detalhe da Figura 10, existe uma quantidade de 
calor trocada entre o fluido quente e o alimento, chamada de Carga Térmica (q). 
Esta pode ser calculada de três maneiras:
 ■ Balanço de energia considerando o lado do fluido frio:

 Q m H m Hf fe s fs+ = (3)
 ■ Balanço de energia considerando o lado do fluido quente:
 
m H m H Qq qe q qs= + (4)
Onde: m = Vazão mássica do fluido quente na entrada (índice e) e saída (índice s).
H = Entalpia, Hqe é a entalpia do fluido quente na entrada, e Hqs , a entalpia do 
fluido quente na saída.
 ■ Equação envolvendo a determinação do coeficiente global de troca tér-
mica U( ) .
Q U A MLDT= ⋅ ⋅ (5)
Onde: U = Coeficiente global de troca térmica.
A = Área de troca térmica.
MLDT = Média Logarítmica da Diferença de Temperatura.
Sobre as equações, anteriormente, apresentadas, vale ressaltar que elas já estão 
simplificadas em seu máximo. Além disso, caro(a) aluno(a), devido ao foco prá-
tico do perfil profissional que esperamos ao final do curso, aconselhamos que 
você não fique preocupado(a) com a aplicaçãoprática das equações citadas. No 
entanto seguem alguns pontos que justificam a apresentação delas:
 ■ Por se basear em uma operação de troca de calor, é necessária a compreen-
são da necessidade de calcular a carga térmica do sistema.
 ■ É necessário entender que, ao calcular a carga térmica para o fluido frio, 
deve-se obter um resultado igual à carga térmica para o fluido quente. 
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 A presença de incrustações pode facilitar a formação de biofilmes microbianos, compro-
metendo a segurança do alimento produzido.
(Carmen Cecília Tadini et al.)
pensando juntos
Isso se baseia no fato de que todos os cálculos referem-se à operação 
ocorrida simultaneamente no mesmo equipamento. Resumindo: o calor 
que sai do fluido quente irá para o fluido frio.
 ■ A equação 3 pode ser chamada equação base do trocador de calor, visto 
que ela relaciona à carga térmica e à área de troca térmica necessária para 
o trocador de calor.
 ■ O coeficiente global de troca térmica U( ) é a soma de todos as resistên-
cias do sistema ao processo de troca térmica.
 Ao iniciar a operação de um trocador de calor, ele se encontra limpo. No entan-
to, com o uso constante desse equipamento, ocorre a formação de incrustações, 
devido ao depósito de matéria orgânica (coagulação de proteínas, caramelização 
de açúcares). Assim, com o decorrer do processo, a resistência à troca de calor 
aumenta e altera, também, o coeficiente global dessa troca. 
Por esse motivo, ao dimensionar um trocador de calor, costuma-se levar em 
conta o fator de incrustação para cada tipo de alimento e, dessa forma, obter um va-
lor de coeficiente global de troca térmica para o equipamento sujo. Esse coeficiente 
é tabelado para cada tipo de alimento (água, leite, óleos vegetais, xaropes de açúcar). 
Ao utilizar o coeficiente global de troca térmica sujo, pode-se dimensionar um 
trocador de calor mais eficiente e que consiga atender às necessidades do processo.
Sabe-se que as incrustações, nos equipamentos, representam, no proces-
so de troca térmica, um prejuízo para a eficiência energética. Mas esse é um 
problema que vai além!
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CUIDADOS NO DIMENSIONAMENTO E NAS CONDI-
ÇÕES DE PROCESSO DE TROCADORES DE CALOR 
NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
Muitos fatores devem ser avaliados no momento da escolha e do dimensiona-
mento de um trocador de calor. A negligência de um deles pode comprometer a 
eficiência de um processo.
Natureza e características dos fluidos
Antes de projetar um trocador de calor, deve-se compreender algumas caracte-
rísticas dos fluidos que estarão presentes no processo. Viscosidade, condutividade 
térmica, risco de explosão e aplicação final do fluido na produção dos alimentos 
são fatores que devem ser avaliados. Pode-se citar alguns exemplos importantes 
para tais aplicações:
 ■ Não é recomendada a utilização de trocadores do tipo placas com fluidos 
de alta viscosidade.
 ■ Fluidos alimentícios escoam, geralmente, na região mais fácil de higieni-
zar: interior do tubo interno. No caso de trocadores do tipo duplo tubo e, 
também, no interior dos tubos em trocadores do tipo casco-tubo.
Temperaturas de operação
A diferença de temperatura dos fluidos quente e frio é a força motriz do processo 
de troca térmica: quanto maior a diferença de temperatura, mais eficiente a troca 
térmica. Contudo grandes diferenças de temperatura entre os fluidos acarre-
tam mais cuidados no projeto do trocador de calor. Nesses casos, deve-se estar 
atento(a) aos materiais utilizados e usar juntas de expansão. Ainda, na área de 
alimentos, deve-se prestar atenção às alterações sensoriais e nutricionais causadas 
por elevadas temperaturas.
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Pressões de operação
No caso da indústrias de alimentos, é necessário que a pressão do fluido alimen-
tício no trocador seja maior que a pressão do fluido de trabalho. Dessa forma, 
caso haja vazamentos, o alimento não será contaminado, detalhe esse muito im-
portante na área de segurança alimentar.
Velocidades de escoamento
A velocidade de escoamento em um trocador de calor influencia alguns aspectos:
 ■ Eficiência de troca térmica e perda de carga: quanto maior a velocida-
de de escoamento, mais eficiente será a troca térmica. Altas velocidades de 
escoamento, porém, exigem um sistema de bombeamento mais eficiente, 
visto que se exige mais pressão no fluido.
 ■ Erosão: a presença de particulados nos fluidos que trocarão calor, prin-
cipalmente a altas velocidades de escoamento, pode aumentar a erosão 
do equipamento, em especial, nas regiões curvas (cotovelos e ligações).
 ■ Formação de depósitos: é desejável que um fluido alimentício circule 
no trocador de calor com velocidade, suficientemente, elevada para evitar 
a decantação de sólidos. Esses depósitos podem facilitar a contaminação 
microbiológica do produto produzido.
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2 PASTEURIZAÇÃO
Louis Pasteur foi um cientista francês que dedicou muitos esforços nos estudos 
da microbiologia. Um dos seus mais importantes trabalhos aconteceu a pedido 
de mercadores franceses: eles queriam saber por que o vinho e a cerveja aze-
davam e, consequentemente, queriam desenvolver um método que impedisse 
a deterioração das bebidas quando transportadas por longas distâncias. Dessa 
forma, Pasteur descobriu a causa microbiana da degradação do vinho e solu-
cionou o problema ao aquecer as bebidas o suficiente para matar a maioria dos 
microrganismos que estragavam o produto. Esse processo, hoje, é denominado 
de pasteurização (TORTORA; FUNKE; CASE, 2012).
A pasteurização é um tratamento térmico que envolve o aquecimento do ali-
mento em temperaturas menores que 100 °C e pode ser realizado com o auxílio 
de um trocador de calor. O seu principal foco é destruir microrganismos pato-
gênicos não esporulados dos alimentos e reduzir a carga microbiana do produto.
Esse tratamento é recomendado quando a utilização de temperaturas mais 
elevadas pode interferir nas características sensoriais e nutritivas e quando os 
agentes microbianos de alterações não são muito termorresistentes. No geral, 
os alimentos obtidos do processo de pasteurização devem ser consumidos em 
curto espaço de tempo e necessitam de outros métodos complementares para a 
sua conservação, como a refrigeração (ex.: leite e sucos pasteurizados). A cerveja, 
nesse caso, apresenta-se como exceção, pois não necessita de refrigeração para 
ser conservada por mais tempo (seis meses).
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A diferença no processamento da cerveja e do chope, é justamente, a etapa de pasteuriza-
ção. A cerveja é pasteurizada, e o chope, não. Isso se reflete na durabilidade do produto, 
enquanto os produtores de cerveja garantem a qualidade, geralmente, por seis meses, o 
chope dura, no máximo, um mês.
Fonte: adaptado de Morado (2017).
explorando Ideias
A pasteurização pode ser dividida em dois tipos de tratamento, considerando 
o binômio tempo-temperatura:
 ■ LTLT ⇒ É uma sigla do inglês que significa baixa temperatura e tempo 
longo (low temperature, long time). Ex.: 63 °C e 30 minutos, na pasteu-
rização do leite.
 ■ HTST ⇒ É uma sigla do inglês que significa alta temperatura e tempo 
curto (high temperature, short time). Ex.: 72 °C e 15 segundos, na pas-
teurização do leite.
O tratamento UHT no leite é feito de forma similar, utilizando temperaturas entre 140 
e 150 °C, além de tempos muito curtos (~2 segundos). No entanto ele é considerado 
um método de esterilização e, por esse motivo, abordaremos em um próximo tópico.
PASTEURIZAÇÃO DE ALIMENTOS EMBALADOS
Os alimentos podem ser pasteurizados já embalados e o maior exemplo desse tipo 
de processo é o da cerveja. Quando o alimento é embalado em vidro, geralmente, 
utiliza-se água quente para reduzir o risco de choque térmico na embalagem e, 
consequentemente, reduzir quebras. Nesse caso, as diferenças da temperatura 
entre a embalagem e a água são de 20 °C, durante o aquecimento, e de 10 °C 
durante o resfriamento. Alimentos embalados em metal ou emplástico podem 
ser processados com maiores diferenças de temperatura entre a embalagem e a 
água quente ou, ainda, com uma mistura de ar e vapor.
Após a pasteurização, o alimento deve ser resfriado em temperatura ambien-
te para diminuir riscos com a corrosão do exterior da embalagem e facilitar a 
colocação de rótulos.
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PASTEURIZAÇÃO DE LÍQUIDOS A GRANEL
No caso de pasteurização de líquidos a granel, o equipamento mais utilizado para 
líquidos com baixa viscosidade, como leite, produtos lácteos, vinho e sucos de 
frutas, é o trocador de calor de placas. As principais vantagens dos trocadores de 
calor em relação ao processamento do alimento já embalado são:
 ■ Tratamento térmico mais uniforme.
 ■ Equipamento mais simples e menor custo de manutenção.
 ■ Menos necessidade de espaço.
 ■ Flexibilidade para diferentes produtos.
 ■ Maior controle das condições de pasteurização (temperaturas de entrada 
e saída dos fluidos, por exemplo).
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3 ESTERILIZAÇÃO
Este tipo de processo tem, como objetivo, destruir os microrganismos, inclusive, 
em suas formas esporuladas, atingindo, assim, a denominada esterilidade co-
mercial. No processamento de alimentos, a esterilização pode ser feita de duas 
formas: em embalagens já preenchidas, como em vegetais enlatados, ou por meio 
do aquecimento do alimento sem o embalar.
Como dito anteriormente, o tratamento UHT é um processo de esterilização 
em que um trocador de calor é utilizado para o aquecimento de um líquido a 
temperaturas muito elevadas (até 150 °C) e tempos muito curtos (dois a cinco 
segundos). Após o tratamento, o alimento deve ser embalado assepticamente, ou 
seja, evitando a recontaminação.
 Nos processos de esterilização em batelada, os alimentos são embalados 
(geralmente, em latas) em temperatura, relativamente, fria após a exaustão do 
espaço de topo, ou seja, a remoção do ar contido no interior da embalagem. No 
início do processo, o vapor é aplicado na parte externa da lata. O produto é aque-
cido e, no interior da embalagem, cada região terá uma temperatura diferente. 
Assim, o processo deve prosseguir até que a temperatura mais fria da embalagem 
atinja a de esterilização. A Figura 11 apresenta a indicação do ponto mais frio (de 
aquecimento mais lento) em alimentos enlatados.
 
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Figura 11 - Ilustração esquemática do ponto mais frio em alimentos enlatados
Fonte: adaptada de Tadini et al. (2016).
Como exemplo de produtos esterilizados enlatados, pode-se citar carne enlatada 
e extrato de tomate, como apresentados na Figura 12, (a) e (b), respectivamente.
Alimento sólido:
transferência de calor
por condução
Alimento líquido:
transferência de calor
por convecção natural
Ponto mais frio
durante o
aquecimento
Figura 12 - Exemplos de alimentos esterilizados em autoclave: (a) carne; (b) extrato de tomate
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Conhecer a forma que o calor se transfere por meio do alimento que será proces-
sado é essencial para escolher o tipo mais adequado para realizar a esterilização:
 ■ Em alimentos sólidos, como a carne enlatada (Figura A), o principal me-
canismo de transferência de calor é a condução. Dessa forma, pode-se 
utilizar uma autoclave sem movimentação interna, ou seja, uma autoclave 
estática.
 ■ Em alimentos líquidos, como o extrato de tomate (Figura B), o principal 
mecanismo de transferência de calor é a convecção. Assim, é comum uti-
lizar autoclaves agitadas para facilitar o processo de esterilização.
O ciclo de esterilização de alimentos processados embalados em autoclave é com-
posto pelas seguintes etapas:
1. Purga: essa etapa tem a função de eliminar o ar presente dentro da auto-
clave no início do processo. Introduz-se vapor na autoclave, mantendo a 
válvula de saída aberta. A purga é extremamente importante, visto que a 
presença de ar diminui a eficiência na transferência de calor para as latas. 
Portanto, se esta etapa for mal realizada, ocorrerão prejuízos na segurança 
do alimento produzido.
2. Elevação da temperatura: nessa etapa, o equipamento é, totalmente, fe-
chado, a temperatura é controlada e aumenta por meio da injeção de vapor.
3. Manutenção da temperatura: ao atingir a temperatura de processo 
(geralmente, 121 °C a 1 atm), ela deve ser mantida por todo o período 
de esterilização. Nessa etapa, cuidados devem ser tomados quando são 
processados alimentos em embalagens frágeis, como polietileno ou emba-
lagens cartonadas, pois a alta pressão pode provocar danos aos recipientes.
4. Resfriamento: nessa fase, ocorre a entrada de água, o que resfria o con-
teúdo e provoca a condensação de vapor, diminuindo a pressão dentro do 
equipamento. Essa é uma fase crítica para a manutenção da qualidade da 
embalagem, pois há o risco de choque térmico em alimentos embalados 
em vidros e de inchamento das latas. Para evitar esse tipo de problema, é 
comum a injeção de ar comprimido no equipamento para compensar a 
rápida diferença de pressão durante o resfriamento.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Como visto em todos os conteúdos estudados até o momento, a segurança de um 
alimento é atributo essencial para a comercialização de qualquer produto comer-
cializado. Umas das formas de garantir os padrões microbiológicos exigidos para 
a produção de um alimento é a elevação de temperatura e a manutenção dela por 
determinado período de tempo. Para isso, algumas operações podem ser reali-
zadas, como a utilização de trocadores de calor, a pasteurização e a esterilização. 
Dessa forma, o conhecimento adequado do conteúdo apresentado é essencial 
para o trabalho do tecnólogo em segurança alimentar.
Vimos que os trocadores de calor são equipamentos muito versáteis, que 
podem ser utilizados em diversos tipos de processos. Além disso, permitem a 
troca de calor entre fluidos sem que se misturem. Para a utilização desse tipo 
de equipamento, em indústrias alimentícias, há a necessidade de uma série de 
cuidados, como: material em aço inox, escoamento do fluido alimentício em 
regiões de limpeza mais simples e cuidados para que o alimento não se conta-
mine com o fluido de trabalho.
Pasteurizadores, também, são equipamentos amplamente utilizados no pro-
cessamento de diversos alimentos (leite, sucos, polpas, molhos, ovos e cerveja). 
Essa técnica utiliza temperaturas relativamente brandas e tempos variáveis de 
processo para garantir a segurança do alimento produzido.
A esterilização é um processo destinado a produtos de maior durabilidade, 
como leite UHT, enlatados e conservas no geral. Essa operação mata, inclusive, 
esporos de microrganismos patogênicos, garantindo um alimento estéril comercial-
mente e, consequentemente, uma longa vida de prateleira para esse tipo de produto.
Concluindo, essas operações que se baseiam na troca térmica de produtos 
alimentícios são essenciais para diversos ramos da produção de alimentos e o 
conhecimento em relação a essa área é essencial para a segurança dos produtos 
oferecidos aos consumidores.
52
na prática
1. Em relação a trocadores de calor, leia as seguintes afirmações:
I - Nos trocadores de calor tipo casco e tubo, é comum que o fluido alimentício 
circule no lado do casco por apresentar menor risco de contaminação com 
óleos lubrificantes.
II - A força motriz de um processo de troca térmica é a diferença de temperatura 
entre fluidos quente e frio. Dessa forma, quanto menor a diferença de tempe-
ratura, maior a eficiência do processo.
III - O trocador de calor de placas é um equipamento muito versátil. A sua utilização 
é recomendada para todos os tipos de líquidos, incluindo os viscosos e aqueles 
com sólidos em suspensão.
É correto o que se afirma em:
a) Apenas I e II.
b) Apenas II e III.
c) Apenas II.
d) Apenas III.
e) Nenhuma das alternativas anteriores está correta.
2. O processo de pasteurização pode ocorrer com o alimento já embalado e com o 
alimento líquido a granel. Apresente as vantagens da pasteurização de produtos 
fora das embalagens.53
na prática
3. Sobre o processo de esterilização em autoclave, leia as afirmações a seguir:
I - Existem autoclaves agitadas que auxiliam no processo de esterilização de ali-
mentos líquidos embalados.
II - A principal forma de transferência de calor, no interior de embalagens de ali-
mentos sólidos, é a condução.
III - Processos de esterilização podem ser realizados unicamente em autoclaves, 
sejam elas estáticas ou agitadas.
É correto o que se afirma em:
a) Apenas I e II.
b) Apenas II e III.
c) Apenas II.
d) Apenas III.
e) I, II e III.
4. Apresente semelhanças e diferenças entre os trocadores de calor de duplo tubo e 
os de superfície raspada.
5. Apresente as vantagens da utilização do escoamento em contracorrente, em troca-
dores de calor, em comparação ao escoamento concorrente.
54
aprimore-se
Os alimentos fornecidos a qualquer consumidor devem estar, microbiologicamente, 
seguros para garantir o consumo sem prejuízos à saúde humana. No entanto, para 
determinados públicos, esse cuidado deve ser redobrado. Por exemplo, para os bebês 
recém-nascidos que, por algum motivo, não podem ser amamentados pelas mães.
Assim, os bancos de leite realizam procedimentos variados para garantir a segu-
rança dos bebês. Por meio do processo de pasteurização, geralmente, realizado a 
62,5 °C por 30 minutos, o leite torna-se seguro para crianças que necessitam con-
sumi-lo, tais como recém-nascidos prematuros. Além do tratamento térmico, o leite 
passa por outros procedimentos, como seleção, classificação e análise microbiológi-
ca, capazes de assegurar a qualidade sanitária do material.
Além disso, o site VivaBem, hospedado no portal UOL, em 26 de maio de 2019, 
apresenta uma entrevista muito esclarecedora com uma pesquisadora da área: “As 
mães que ainda não conseguem ordenhar o próprio leite podem recorrer aos mais de 
200 Bancos de Leite Humano distribuídos em todo o País. ‘Mas ainda há muitos mitos 
a serem derrubados em relação à qualidade do leite doado’, relata Carla [Carla Taddei, 
Pesquisadora do Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP], ‘Por isso, decidimos 
abrir outra frente de trabalho e analisar se o leite das doadoras também traz benefí-
cios aos bebês’. O que os cientistas queriam entender era se a pasteurização - proces-
so térmico que inativa bactérias nocivas à saúde - mantinha as propriedades nutricio-
nais do colostro. ‘Os resultados foram surpreendentes’”, comemora a pesquisadora.
Como pode ser visto nos trechos apresentados, a pasteurização pode ser realiza-
da em diversos ambientes para garantir a segurança alimentar dos indivíduos que 
consumirão o alimento. Além disso, torna-se uma operação de extrema importância 
para assegurar a qualidade de alimentos destinados à população com baixa imuni-
dade, como é o caso dos bebês recém-nascidos e prematuros.
Fonte: o autor.
55
eu recomendo!
O link a seguir apresenta um vídeo curto e bem didático sobre trocadores de calor 
do tipo placa. Nese vídeo, você compreenderá que esse tipo de equipamento é mui-
to simples de montar e desmontar e, ainda, compreenderá o seu funcionamento.
Web: https://www.youtube.com/watch?v=Jpx_GstLHHM.
conecte-se
O link a seguir apresenta o processo de produção de ovos pasteurizados. Perceba 
a importância econômica desse processo para a recuperação de ovos trincados e 
fissurados e, também, para a segurança alimentar.
Web: http://g1.globo.com/am/amazonas/amazonia-rural/videos/v/veja-como-e-
-feita-producao-de-ovo-pasteurizado-no-am/4713127/.
conecte-se
O processo de esterilização garante a conservação de alimentos durante longos 
períodos de tempo, sem a necessidade de adição de conservantes químicos. O 
link a seguir apresenta o processo de produção de sardinha enlatada, que exem-
plifica muito bem a esterilização aplicada a alimentos. 
Web: https://www.youtube.com/watch?v=C5Tw8Vni6Ac.
conecte-se
https://www.youtube.com/watch?v=Jpx_GstLHHM
http://g1.globo.com/am/amazonas/amazonia-rural/videos/v/veja-como-e-feita-producao-de-ovo-pasteurizado-no-am/4713127/
http://g1.globo.com/am/amazonas/amazonia-rural/videos/v/veja-como-e-feita-producao-de-ovo-pasteurizado-no-am/4713127/
https://www.youtube.com/watch?v=C5Tw8Vni6Ac
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PROCESSOS DE
SEPARAÇÃO
PLANO DE ESTUDO 
A seguir, apresentam-se as aulas que você estudará nesta unidade: • Sedimentação, decantação e 
centrifugação • Processos de separação por filtração • Processos de separação por membranas.
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM 
Conhecer aplicações úteis, na indústria de alimentos, das operações unitárias de sedimentação, 
decantação, centrifugação, filtração e da separação por membranas • Compreender como alguns 
processos de separação podem influenciar a qualidade de um produto alimentício • Instigar os alu-
nos a buscarem mais informações de como as operações unitárias podem produzir alimentos com 
finalidades específicas.
PROFESSOR 
Dr. André Álvares Monge Neto
INTRODUÇÃO
A indústria alimentícia deve oferecer produtos seguros a seus consumido-
res, que apresentem alta qualidade nutricional e atendam, adequadamente, 
às necessidades da população. Diante da demanda significativa por pro-
dutos altamente específicos, cabe a essa indústria investir, continuamente, 
em processos tecnológicos (em especial, nos processos de separação) que 
possibilitem a diversificação do mercado. 
Os alimentos são compostos por misturas complexas de componentes 
que, durante o processamento, podem ter as suas propriedades físicas, quí-
micas e sensoriais alteradas, por isso, é tão importante o estudo de como os 
processos de separação influenciam o produto final desejado. 
Tais processos apresentam ampla gama de aplicações nos alimentos. 
Em suma, podem ser utilizados para a separação de matérias-primas a 
partir da recuperação de compostos de alto valor agregado provenientes 
de resíduos alimentícios. Podem ser aplicados, também, na padroniza-
ção das dimensões de um alimento, ou, ainda, utilizados como etapa de 
pré-tratamento para a obtenção de um produto que possa ser utilizado 
em outros processos. 
Os processos de separação consistem em diferentes operações unitá-
rias, tais como: destilação, cristalização, peneiramento, filtração, decan-
tação, centrifugação, permeação em membranas, entre outras. A escolha 
do processo a ser utilizado deve ser realizada com base em uma análise 
prévia do problema que se deseja resolver, levando em consideração 
as características do alimento, a disponibilidade de equipamentos e os 
custos envolvidos. 
O foco da Unidade 3 consiste em fornecer os conceitos básicos de como 
são realizados alguns processos de separação, em especial, a sedimentação, 
a decantação, a centrifugação, a filtração e a separação por membranas. De 
que modo eles influenciam a qualidade do produto produzido, bem como 
as aplicações mais comuns de cada um deles na área alimentícia. 
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SEDIMENTAÇÃO, 
DECANTAÇÃO
e centrifugação
Caro(a) leitor(a), na produção de alimentos, por vezes, é necessário separar sus-
pensões de sólidos em líquidos ou de líquidos imiscíveis, com vistas a isolar uma 
das fases e utilizá-la em outras etapas do processo de produção de alimentos. 
Dentre as muitas operações unitárias para a separação sólido-líquido ou líquido-
-líquido se sobressaem as operações de sedimentação, decantação e centrifugação.
Essas operações se baseiam em princípios que envolvem os conhecimentos de 
diversas áreas da física, da química e da matemática, são, relativamente, simples 
e muito utilizadas na área de alimentos. A maior complexidade deve-se à parte 
do projeto dos equipamentos a serem utilizados (etapa que, normalmente, cabe 
ao engenheiro projetista) e não à sua aplicação em si. 
O objetivo desse tópico consiste em compreender os fundamentos básicos de 
funcionamento dessas três operações unitárias, apresentando alguns dos equipa-
mentos mais comumente utilizados e as principais aplicações a que se destinam. 
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAR OS MÉTODOS DE 
SEPARAÇÃO
Os métodos de