Process Development Aula Pos USP Maio 24

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Desenvolvimento
de Processos na
Indústria de 
Alimentos
Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos
FZEA-USP
Maio/24
Desenvolvimento de processos 
na indústria de alimentos
Daniela Mara Augimeri de Goes Lima Comandini
Diretora R&D Biscuits Latin America
Mondelez Brazil
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Quem sou eu
Formação:
üEngenheira de alimentos – UNESP (1994)
üMsC em Engenharia de Alimentos – UNICAMP (2000)
üMBA em Gestão de Negócios – FGV (2008)
Daniela Mara Augimeri de Goes Lima Comandini
Sr Director R&D LA Biscuits 
Experiência Profissional:
•30 anos de experiência na Indústria de Alimentos, nas áreas de P&D e Qualidade, nas 
categorias de Chocolate e Biscoitos;
•Mondelez International – Curitiba-PR – 2000-atual
•Bel Chocolates – Marilia-SP – 1994-2000
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Consumidor no centro 
de tudo!
O consumidor está cada dia mais exigente 
e buscando resolver as “tensões” que 
encontra em seu dia-a-dia;
A experiência do consumidor é essencial e 
tem impacto direto na decisão de compra;
Nossa missão é simples: encantar nossos 
consumidores criando experiências 
irresistíveis e entregá-las com excelência!
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Design Excellence
• A experiência do consumidor com o produto é o ponto 
de partida para o desenvolvimento das formulações, 
processos, tecnologias e desenho das embalagens;
• Envolve traduzir os insights de consumidores (key drivers 
of liking) em produtos e embalagens superiores e em 
especificações que irão garantir a qualidade (sensorial, 
nutricional, segurança alimentar) consistente de todos os 
produtos fabricados; 
• É uma combinação de ciência e arte!
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Desenvolvimento de Produtos
É o processo de traduzir uma ideia/conceito para o mercado;
É importante para assegurar que a melhor experiência seja 
entregue para o consumidor/cliente (produto, embalagem) e 
também para o negócio, isto é, processos de manufatura, 
necessidades de estocagem e distribuição, vida útil, entre outros;
Pode ser aplicado para criar um produto completamente novo, 
para redesenhar um produto para melhoria de qualidade ou custo, 
associado ou não com alguma oportunidade identificada para uma 
marca.
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Desenvolvimento de Processos
O processo é onde a mágica acontece! 
É a etapa crucial que transforma matérias-primas em produtos prontos para consumo. Pode 
envolver várias tecnologias e etapas, desde a preparação dos ingredientes, mistura, 
fermentação, forneamento, resfriamento até a embalagem e armazenamento;
O desenvolvimento do processo é uma etapa fundamental e tem a finalidade de garantir que 
fabricamos o design correto dos produtos, com a tecnologia adequada, garantindo a entrega 
de atributos de design que são essenciais para entregar a experiência do consumidor;
Conforme a categoria, tipo de produto e tecnologia utilizada, um processo de fabricação será 
aplicado. Cada processo tem uma combinação única de operações unitárias e parâmetros 
para atingir o resultado final desejado. Quando um parâmetro ou etapa do processo é 
alterado, o resultado do produto final é impactado; 
É importante sempre ter em conta os princípios fundamentais e as questões associadas a 
cada processo para garantir que sempre aplicamos o rigor técnico em nossos 
desenvolvimentos.
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Desenvolvimento de Processos e...
• Tecnologia: diferentes produtos requerem diferentes 
tecnologias; 
• Lean 6 Sigma: CTQ´s (Critical to Quality); CTP´s (Critical to 
Process);
• Automação/Indústria 5.0: automação e integração de 
diferentes tecnologias (ex: AI, robótica, internet das coisas, 
computação em nuvem) com o objetivo de promover a 
digitalização das atividades industriais melhorando os 
processos e aumentando a produtividade;
• Sustentabilidade: energia renovável, redução de resíduos, 
redução de impacto ambiental, consumo de água.
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Processo de Fabricação
Quando você adquire um produto qualquer, seja um chocolate, um 
televisor ou um veículo, você imagina por quantas etapas ele passou 
durante sua fabricação?
Processo de fabricação é a sequência de etapas ou conjunto de operações 
que visam transformar uma matéria-prima específica em um produto final. 
Em uma padaria, por exemplo, misturar água, sal, farinha e fermento é 
uma parte do processo da indústria panificadora; 
O setor de alimentos e bebidas engloba uma variedade de processos, 
incluindo processamento de matérias-primas (como grãos, leite, frutas e 
vegetais), cozimento ou mistura, pasteurização ou fermentação, 
congelamento, embalagem. A higiene e o controle de qualidade são 
extremamente críticos neste setor; 
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Critical to Quality (CTQ) e 
Critical to Process (CPT) 
• CTQ´s e CTP´s são algumas das ferramentas para 
assegurar que o produto atenda as expectativas do 
consumidor;
• O CTQ ou Critical to Quality significa ”crítico para a 
qualidade”. Ou seja, trata-se dos requisitos 
indispensáveis do produto do ponto de vista do 
consumidor e estão relacionados com os atributos 
que têm influência no overall liking de um produto 
( “key drivers of liking”), e que tem impacto direto 
e significativo na qualidade do produto;
• CTP ou Critical to Process são os parâmetros de 
processo que estão relacionados aos CTQ´s, que se 
controlados adequadamente resultam em um 
processo que entrega consistentemente os 
atributos que são críticos para o consumidor;
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Critical to Quality 
(CTQ) e Critical to 
Process (CPT) na
prática!
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Biscoito
Sabor
Textura
CTPCTQ
• Teor de Gordura 
do recheio
• Umidade do 
biscoito
• Dosagem de 
ingredientes
• Parâmetros e curva de 
forno (T e t)
Como isso é traduzido 
em atributo de 
produto
Eu adoro esse sabor 
de chocolate, esse 
biscoito crocante e 
esse recheio 
cremoso!
Parâmetros de qualidade 
que estão relacionados com 
esse atributo
Parâmetros de processo 
associados aos CTQ´s que 
serão controlados para 
garantir a entrega dos 
atributos sensoriais
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FORNEAMENTO
FORMAÇÃO
PÓS-
FORNEAMENTO
DESCANSO/
FERMENTAÇÃOMISTURAINGREDIENTES
Processo de Fabricação de Biscoitos
EMBALAGEM
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1) MISTURA:
Objetivo:
• Homogeneizar os ingredientes em uma mistura uniforme que posteriormente irá
formar o biscoito; 
• Reações químicas e físicas (crescimento e desenvolvimento da massa) que 
afetam as características do produto final;
• Desenvolver o glúten, quando desejado. 
Afetam a consistência das massas: 
• Composição
• Quantidade de água
• Temperatura
• Velocidade / Tempo
• Tipo de misturador
Principais ingredientes:
• Farinha
• Água
• Óleos e Gorduras
• Açúcar
• Agentes de crescimento (fermentos)
• Emulsificantes
Horizontal Mixer
Vertical Mixer
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Fermentos Biológicos
• Utilizados para produtos fermentados (crackers)
• São microrganismos (leveduras) que consomem açúcares e transformam em álcool
etílico e CO2.
• Liberação de gases e melhoria das propriedades da massa de retenção de gases 
Fermentos Químicos
• Liberam CO2 ou amônia durante o batimento / forneamento.
• Promovem o desenvolvimento da estrutura
• Ex: bicarbonate de amônio, bicarbonato de sódio
Agentes de crescimento 
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DIFERENÇAS ENTRE BISCOITOS SALGADOS E DOCES
Cookies
Crackers
Massa torna-se mais fluida
e menos estrutura é desenvolvida
Processo: Moldado
Altos níveis de açúcar e gordura
Baixos níveis de farinha e água
Altos níveis de água e farinha
Baixos níveis de açúcar e gordura
Massa com estrutura firme devido ao
desenvolvimento de gluten
Processo: laminado
Balanço de ingredients (farinha, óleo, açúcar e água) e especificação de processo:
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2) DESCANSO:
Câmara - umidade e 
temperatura 
controladas
Estabelecer a textura 
da massa
Relaxamento das 
proteínas do glúten 
Reação dos fermentos 
químicos 
Enzimas - degradação 
dos açúcares e das 
proteínas. 
Fermento biológico –
desenvolvimento do 
sabor e odor. 
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3) formação:
• Tecnologias de formação:
ü Sistema de Rolo Formador – Biscoitos tipo Cracker 
ü Sistema de Rolo Estampador – Biscoitos tipo Maria, Maizena, Recheadosü Sistema de Corte Arame – Biscoitos tipo Cookies
• O produto deve atender as especificações de: 
ü Peso, 
ü Formato, 
ü Espessura e 
ü Aparência;
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Tecnologias de Formação
Sistema de 
Rolo Formador 
(Sheeting) 
Sistema de Rolo 
Estampador
Produto tem design mais detalhado
Processo mais simples do que 
laminação – 1 máquina
Requer menos espaço , sem “scrap”. 
Alteração de peso – não é flexível
Permite o uso de inclusões maiores –
gotas de chocolate
Aplicação - Massas macias.
Sistema de Corte 
por Arame
4-Roll Sheeter, 
with 2 Pressure Cavities 
1
++
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3
4
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4) Forneamento (baking process)
• Objetivo:
– Remover umidade
– Desenvolvimento de estrutura, cor e sabor
• Tipos de fornos:
– Direct Gas Fires (DGF) – All Cookies & Crackers
– Forced Convection – Rotary Molded & Deposited Cookie
• Direct Forced Convection
• Indirect Forced Convection
– Hybrid (DGF + Convection) – Cracker & wire cut cookie
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5) Operações pós-forneamento – exemplos
• 1) Crackers: 
• Aplicação de spray de óleo
• Resfriamento - Para assegurar a perda da 
umidade residual e o equilíbrio da 
distribuição da umidade dentro do produto. 
• 2) Recheados:
• Resfriamento da casquinha
• Aplicação do recheio
• Cristalização do recheio
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Proteção contra danos mecânicos, excesso de luz e O2
Evitar perda/ganho de umidade
Evitar contaminações externas
Evitar rancificação – luz e O2
Mais usadas: filmes metalizados, bandeja plástica, papel ondulado
6) Embalagem
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Chocolate
Eu gosto 
como esse 
chocolate 
derrete na 
minha boca! Textura
CTPCTQ
• Teor de Gordura
• Tamanho das 
partículas 
(Granulometria)
• Dosagem de 
ingredientes
• Parâmetros de refino 
(particle size)
Como isso é traduzido 
em atributo de 
produto
Parâmetros de qualidade 
que estão relacionados com 
esse atributo
Parâmetros de processo 
associados aos CTQ´s que 
serão controlados para 
garantir a entrega dos 
atributos sensoriais
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Fabricação de Chocolates
Tipos: Ao Leite, Branco ou Amargo
Principais Ingredientes: Açúcar, Massa (ou Liquor) de Cacau, Manteiga de 
Cacau, Leite em pó (integral ou desnatado), Soro de Leite em pó, 
Emulsificantes (lecitina de soja, PGPR), vanilina
Por definição, massa de chocolate é uma suspensão de partículas de açúcar e 
sólidos de cacau e leite em uma fase continua de gordura
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Processo de Fabricação de Chocolates
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1) Mistura
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Misturador
As MP´s são pesadas e adicionadas no Mixer (liquidos e 
solidos);
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Pre-refiner 5-roll refiner
2) Pre-refino e Refino
• O objetivo do refino é fazer com que os grãos (ou partículas) de todas as matérias-primas diminuam e fiquem 
do mesmo tamanho;
• As refinadeiras são formadas por um conjunto de 5 rolos que giram em sentidos opostos e velocidades 
diferentes.
• Quanto menor o tamanho dos grãos (mais fino) e mais homogêneo, melhor o derretimento do chocolate na 
boca.
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 DÜC-G 
A B
Y
Isolationsschicht
Insulation layer
Couche d'isolation
Capa del aislamiento
Doppelmantel
Water jacket
Enveloppe double
Camisa doble
X
X Y
A
Rechtslauf
Clockwise rotation
Marche à droite
Giro a la derecha
B
Linkslauf
Anti-clockwise rotation
Marche à gauche
Giro a la izquierda
 Doppel-Überschlag-Conche 
 Double-Overthrow Conche 
 Conche à double effet 
 Concha de doble volteo
Concha
3) Conchagem
Etapas:
Início: conchagem à seco - remoção voláteis
indesejáveis;
Meio: adição lecitina / manteiga - mistura, início
das reações químicas;
Fim: aquecimento, Maillard, Caramelização, 
compostos aromáticos / sabor, resfriamento.
• Uma das etapas mais importantes na Fabricação do Chocolate;
• Na conchagem, a massa refinada (pó) é adicionada à concha junto com a manteiga líquida (derretida)
e a lecitina, dando fluidez à massa. Esta fluidez é conhecida como viscosidade.
• Durante este processo, ocorrem reações químicas e físicas, incluindo o desenvolvimento do sabor de
chocolate e também a conversão do pó em uma suspensão fluida de partículas de açúcar, cacau e
leite em pó em uma fase de gordura líquida de manteiga de cacau;
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Chocolate 
Viscosity
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Chocolate is a Dispersion
- when warm (> 40˚C) it is a dispersion of solid particles 
in liquid fat
- the particles and their interaction give chocolate its 
unique flow properties 
- chocolate viscosity depends on how quickly you stir 
(shear) it – the viscosity reduces as the shear rate 
increases
- viscosity data should therefore include the shear rate 
at which the measurement was made Micrograph of dispersed solid particles 
in chocolate.
Chocolate
Golden Syrup
Shear rate [1/s]
Vi
sc
os
ity
 [P
a.
s]
Gravity Manual
Shaking
Manual Shaking
Gravity - Golden syrup is Newtonian 
(viscosity independent of 
shear rate).
- The golden syrup spreads on 
a flat surface, and is 
unaffected by shaking
- Chocolate is non-Newtonian 
(viscosity dependent on 
shear rate) 
- Chocolate does not spread 
until the flow rate is 
increased by agitation. 
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Factors that affect viscosity
• Liquid at 40 ˚C
• [available] fat content (recipe, RM specs, $$)
• particle size ($$)
• conching process spec, energy ($$)
• quantity and type of emulsifier
• pre-treatment (shear history prior to viscosity measurement)
• temperature
• moisture
• shear
• Tempered at 30˚C
• all of the above plus:
• temper level (crystallization temperature)
• time
• Tempered chocolate viscosity is greater than chocolate melt viscosity
• the temperature is lower
• the proportion of liquid is reduced, solid fat crystals present
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Why is Chocolate Viscosity important?
control product costs maintain product quality 
and manage waste engineering considerations
Viscosity is directly related to 
the quantity of chocolate 
present in some products 
and hence its cost.
lower chocolate weight may 
be possible with a lower 
viscosity chocolate
low viscosity chocolates are 
often high in fat which can 
make the formulation 
expensive
Poor viscosity control can lead to:
- uneven surface, bubbles, mis-
shapen bars, especially bad 
with inclusions
- hollow figures uneven or 
incomplete
- thin/thick shells or backs
- enrobed units may be 
incompletely covered
- level of aeration cannot be 
achieved, or excessive 
expansion
-concerned are all processes were liquid 
chocolate is moved 
•pumps, mixers, tanks, depositors 
(also one shot), extruders, 
enrobers, shell forming, scraping, 
sieve, … 
-viscosity will determine: motor sizes, pipe 
and nozzle diameters, sieve surface area
-tools are available to sense check pipe 
pressures and pump motor power
-poor knowledge on actual shear rates of 
different processes
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FABRICAÇÃO DE PRODUTOS -
MOLDADOS
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Fluxograma Básico – Linha de MoldadosFabricação de Chocolate - Moldados
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Linha de Moldados – Aasted II
Tabletes maciços de chocolate.
Tabletes maciços com agregados sólidos.
Tabletes recheados com creme base gordura, 
com ou sem agregados moídos.
Tabletes recheados com chocolate aerado, com 
ou sem agregados moídos.
Fabricação de Chocolate - Moldados
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Shell
Making
Filling
Depositing
Bottoming
Filling Shaking Spinning Cooling 1 Rim removal 
Upwarming Filling Shaking Cooling 2 Upwarming 
Covering Shaking Scraping Cooling 3 Demoulding 
Traditional Moulding Technology – Filled Products
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Fabricação de Chocolate - Moldados
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Traditional Moulding Technology – FAST SHELL 
Fabricação de Chocolate - Moldados
Easter Eggs
Tabletes/Hollow Figures or Fillings
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FABRICAÇÃO DE PRODUTOS -
ENROBING
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MASSA 
DE
WAFER
FORNO RECHEADEIRA
COBRIDEIRATÚNEL DE 
RESFRIAMENTO
TÚNEL DE 
RESFRIAMENTO
EMBALAGEM ESTAMPAGEM
Processo de Fabricação: SV, SV TrufaFabricação de Chocolate – Enrobing
Descrição do Processo- COBRIDEIRA
•Na primeira etapa: é realizado a cobertura do 
produto com massa de chocolate*
•Na segundaetapa: os produtos passa em um 
cortina de ar para retirar o excesso de massa 
escura da cobertura.
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Centro Extrusado
• Recheio (paste)
• Caramelo
• Biscoito
Cobertura
• Chocolate ao leite
Fabricação de Chocolate – Extrusion 
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Videos:
How Oreo Cookies Are Made (youtube.com)
http://youtu.be/BJ26wqJgZns
http://youtu.be/IxROgcRATew
How Chocolate is Made (youtube.com)
How Chocolate Is Made In 2024! Artisanal vs Industrial (youtube.com)
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https://www.youtube.com/watch?v=FXX0vkbDon4
http://youtu.be/BJ26wqJgZns
http://youtu.be/IxROgcRATew
https://www.youtube.com/watch?v=-bdp9KYg_Vs
https://www.youtube.com/watch?v=TWJmq2uu7x8
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Thanks!
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Perguntas:
• 1) Descreva como o desenvolvimento e a especificação de processos 
contribui para a entrega da experiência do produto para o consumidor.
• 2) Descreva o que você entende por Design Excellence e sua importância 
no desenvolvimento de produtos e processos.
• 3) Você está responsável pelo desenvolvimento de um projeto de biscoito 
recheado, e em uma pesquisa de consumidor você recebeu o seguinte 
insight: “O que eu mais gosto neste produto é que ele tem muito recheio!” 
Como você traduziria este insight em especificações de produto e processo 
(CTQ´s e CTP´s)? 
• 4) O que você deve levar em consideração quando está desenvolvendo 
uma especificação de processo para um determinado produto? 
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