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* * * Tratamento térmico: tipos e funcionamento de trocadores de calor Emiliane Andrade Araújo * * * Fatores que afetam a resistência dos microrganismos ao calor Água Gordura Sais: depende do tipo de sal e da concentração Carboidratos: decréscimo na atividade de água pH: maior resistência próximo do pH ótimo Proteínas: aumenta a resistência Característica do microrganismo Presença de Inibidores Relação tempo/temperatura * * * Fatores que afetam a termorresistência dos microrganismos Efeito do meio sobre o ponto de destruição térmica de E. coli * * * Destruição Térmica dos Microrganismos Tempo de morte térmica: tempo necessário para matar um certo número de microrganismo a uma temperatura específica; Valor D ou tempo de redução decimal: taxa de morte de um microrganismo. Maior valor D significa maior resistência ao calor Valor z: graus Fahrenheit necessários para a curva de destruição térmica atravessar um ciclo log. * * * Destruição Térmica dos Microrganismos Na prática, utiliza-se uma combinação de tempo-temperatura definida pra processar todas as bateladas de um certo produto, e procedimentos adequados de preparação são utilizados para garantir que a matéria-prima tenha uma qualidade microbiológica satisfatória e uniforme. * * * Pasteurização Efeito sobre os constituintes do leite * * * * * * Tratamento Térmico Termização Combinação de tempo e temperatura que não inativa a fosfatase alcalina; Pré-aquecimento do leite: temperatura: 63-65/ 15 segundos Após o tratamento o leite deve ser resfriado a 4 ºC. * * * Tratamento Térmico Pasteurização Finalidade de destruir totalmente a microbiota patogênica e reduzir a deterioradora, sem alteração sensível da constituição física e do equilíbrio do alimento, sem prejuízo dos seus elementos bioquímicos, assim como de suas propriedades sensoriais normais. * * * Pasteurização Efeitos da pasteurização: Pequenas mudanças nas características nutricionais e sensoriais da maioria dos alimentos; Pequenas perdas de compostos voláteis aromáticos; Perda de vitaminas. * * * Tratamento Térmico Pasteurização lenta (LTLT) Realizada em tanques com camisa de vapor; Vantagens: cor e sabor inalterados Desvantagem: processo descontínuo,alto gasto de energia na forma de calor e frio * * * Pasteurização Lenta 1. Camisa de aquecimento 2. Tampa móvel 3. Agitador rotativo 4. Suporte do agitador 5. Termômetro 6. Injeção de vapor 7. Purga 8. Saída de leite pasteurizado * * * Pasteurização Rápida (HTST) Utiliza pasteurizadores de placas. Vantagem: processo contínuo, controle eficaz, maior rapidez, economia de mão-de-obra, menor espaço para instalação, maior recuperação do calor, menos perdas por evaporação, maior eliminação de termófilos. Desvantagem: alto custo de aquisição. * * * PASTEURIZAÇÃO TIPOS DE PASTEURIZAÇÃO POR TEMPO E TEMPERATURA Pasteurização lenta temperatura baixa Pasteurização rápida e temperatura alta Processo LTLT (low temperature long time) – baixa temperatura e longo tempo Processo HTST (high temperature short time) – alta temperatura e tempo rápido 63 oC durante 30 minutos 72 oC durante 15 segundos * * * ESTERILIZAÇÃO Com a esterilização pretende-se destruir os microorganismos mais termoressistentes para conseguir a esterilidade comercial. A temperatura de esterilização é aquela suficiente para conseguir a morte térmica dos microorganismos; por convenção, essa temperatura é determinada ao destruir o Clostridium botulinum, em sua forma vegetativa e esporulada. * * * APERTIZAÇÃO Corresponde ao aquecimento do produto já elaborado (esterilização comercial), envasados em latas, vidros, plásticos autoclaváveis e relativamente isentos de ar. * * * Autoclavagem Aquecimento por vapor saturado; Aquecimento por água quente; Processo asséptico: temperatura ultra-alta Efeito nos alimentos Cor Sabor e aroma Textura ou viscosidade Valor nutricional * * * APERTIZAÇÃO Condições que podem interferir no processamento da apertização Espécie, forma e número de microorganismos pH do produto Penetração de calor Temperatura inicial Tempo de aquecimento e temperatura necessária Processo de aquecimento e movimentação giratória * * * APERTIZAÇÃO ESPÉCIE, FORMA E NÚMERO DE MICROORGANISMOS A resistência do microorganismo ao calor é maior ou menor segundo sua espécie e forma vegetativa ou esporulada; também as exigências térmicas variam de acordo com o número da população microrgânica. * * * APERTIZAÇÃO pH DO PRODUTO Produtos ácidos com pH abaixo de 4,5 (frutas, tomate etc): os microorganismos são esterilizados em temperatura de cocção. Alimentos pouco ácidos (leite, feijão, milho etc): destruição microrgânica ocorre somente com temperatura elevada e sob pressão. * * * APERTIZAÇÃO PENETRAÇÃO DO CALOR * * * ESTERILIZAÇÃO DE ENVASES * * * Taxa de penetração de calor Tipo de produto Tamanho do recipiente Tipo de recipiente Agitação do recipiente Temperatura da autoclave * * * ESTERILIZAÇÃO DE ALIMENTOS SEM ACONDICIONAR É utilizado para alimentos líquidos e semi-líquidos (leite, sopas, nata, purês, etc). Consiste no aquecimento muito rápido (quase instantâneo) até temperaturas muito altas (135 oC a 150 oC) que se mantêm durante um tempo muito curto (2 a 5 segundos). U.H.T. (ultra high temperature) * * * Esterilização Processo UHT (Ultra High Temperature) Obtenção de um produto bacteriologicamente estéril e que mantenha as características nutritivas e sensoriais de produto fresco. Leite UHT é o leite homogeneizado que foi submetido, durante 2 a 4 segundos, a uma temperatura 130ºC, mediante um processo térmico de fluxo contínuo, imediatamente resfriado a uma temperatura inferior a 32ºC e envasado sob condições assépticas em embalagens estéreis e hermeticamente fechadas. * * * Esterilização por aquecimento direto Mistura-se o vapor a elevada pressão com o alimento ou o alimento é pulverizado no vapor. Ambas operações ocasionam adição de água no produto ( mas em etapa posterior regula-se a taxa total de sólidos, eliminando-se a água por evaporação) Pré-aquecimento do alimento (75ºC) injeção de vapor (140º C) câmara sob vácuo (75ºC). * * * Esterilização por aquecimento indireto Troca de calor por meio de placas ou tubulares; Em alguns equipamentos existe um desgaseificador (para retirada de oxigênio dissolvido e maus cheiros, obtendo-se melhor proteção de vitaminas e compostos oxidáveis). * * * Perdas (%) de algumas vitaminas e da disponibilidade de Lisina causadas por diferentes tratamentos térmicos do leite * * * Transferência de energia na forma de calor Teorias de transferência de energia Condução Convecção Radiação * * * Transferência de energia na forma de calor Aquecimento direto O meio de aquecimento é misturado ao produto Eficiente Rápido Menores alterações no produto * * * Transferência de energia na forma de calor Aquecimento indireto Método mais comum Velocidade ~ 0 * * * Transferência de energia na forma de calor * * * Dimensionamento de um trocador de calor Depende de alguns fatores Taxa de fluxo do produto; Propriedades físicas do líquido; Temperatura; Requerimentos de limpeza; Coeficiente de transferência de calor. * * * Dimensionamento de um trocador de calor A: área de transferência de calor necessária V: taxa de fluxo de produto; ρ: densidade do produto cp: calor específico do produto ∆t: variação de temperatura do produto ∆tm: diferença de temperatura média logarítmica K: coeficiente de transferência de calor total * * * Coeficiente de transferência de calor Depende de alguns fatores: Queda de pressãopermitida Viscosidade do líquido A forma, a espessura da placa e o material da placa * * * Formato e espessura da placa * * * Turbulência é mais intensa quando a superfície é mais ondulada * * * Regeneração Eficiência regenerativa: acima de 95 % Economia de água e energia R: eficiência regenerativa tf: temperatura do leite após regeneração ºC ti: temperatura do leite cru tp: temperatura de pasteurização * * * Pasteurização do Leite * * * Tempo de Retenção Leite é mantido um tempo específico à temperatura de pasteurização * * * Trocadores de calor Placas Tubulares Superfície raspada * * * Trocador de calor em placas Compacto Seções: resfriamento, regeneração, aquecimento, retenção Distância entre as placas T> 100 ºC * * * Trocador de calor tubular Maior Menos eficiente Melhor higienização T> 100 ºC * * * Multitubular Monotubular Concêntrico * * * Trocador de calor de superfície raspada Produtos viscosos, com pedaços e cristalização de produtos Pressão Diâmetro do rotor * * * Trocador de calor de superfície raspada
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