Processos Térmicos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Química
Curso de Graduação em Engenharia de Alimentos
Disciplina: Introdução a Engenharia de Alimentos
Processamento térmico em alimentos
Patos de Minas
2017
INTRODUÇÃO
Desde que os vegetais, as frutas, os ovos e leite, são colhidos, desde que a carne é retirada do animal abatido, que os pescados são retirados de seu “habitat” e desde que os alimentos são elaborados, que neles se iniciam processos físicos, químicos e biológicos, que alteram suas qualidades organoléticas e de sanidade.
O grau dessa alteração está condicionado a inúmeras causas, ligadas à composição dos alimentos, à presença de enzimas e de microrganismos e a outros fatores, capazes de desencadear, neutralizar ou refrear o processo de deturpação.
Por todas estas condições, a preservação e conservação dos alimentos se impõem em todas as fases que precedem o seu consumo, o que consegue através de vários processos, baseados no extermínio parcial ou total dos microrganismos e enzimas deteriorantes e da anulação dos fatores predisponentes da alteração.
Esses processos, para atender todas características de alimentos em seus diversos estados e origem, são de elástica versatilidade; baseiam-se em métodos de temperatura(calor e frio), de supressão de elementos (água e oxigênio), de adição de açúcar, de substâncias químicas (aditivos) e de gases, de defumação, de agentes fermentativos (fermentação alcoólica e láctica), em processos de liofilização, de irradiações etc.
O emprego desses métodos de conservação se propõe a atender a necessidade específica do alimento; alguns deles, porém, não respondem a essa condição e, para que a conservação se torne eficiente, há necessidade de aplicação de mais de um processo, numa ação combinada, de complementação.
É o que acontece com verduras (branqueamento – desidratação ou congelamento), com o leite (pasteurização – resfriamento) , com peixes (radiação ionizante – frio) , com a carne (salga – defumação; salga – prensagem; salga – dessecação e prensagem) etc. 
Os métodos de calor (temperaturas superiores a 21°C) visam à eliminação de microrganismos inconvenientes e, quando isso não é possível, eles procuram impedir ou retardar o seu crescimento.
De modo geral, aplicação dos processos de conservação pelo calor está condicionada ao grau adequado de temperatura e ao tempo de sua exposição e às diferentes características dos produtos a serem tratados.
A intensidade e o tempo de exposição ao calor, apesar de sua vantajosa ação sobre os germes, poderão originar, no produto, alteração de seu valor nutritivo e modificações de natureza histológica, física e química. ( Evangelista,2008)
OBJETIVOS DO PROCESSAMENTO TÉRMICO NOS ALIMENTOS
O tratamento térmico em alimentos é necessário a fim de:
• Reduzir a flora microbiológica presentes nos alimentos,
• Evite as alterações produzidas na não-alimentares por microrganismos
patogênicos.
• Destruir os microrganismos que podem afetar a saúde do consumidor,
• Destruir os microrganismos que possam alterar as propriedades dos alimentos,
• Desativar qualquer ação enzimática,
• Otimizar a retenção dos fatores de qualidade a um custo mínimo.
O procedimento dependeda(o):
• A resistência térmica dos microrganismos e enzimas presentes no alimento,
• O conteúdo inicial microbiano presentes no alimento antes do tratamento,
• O pH dos alimentos,
• O estado físico do alimento (líquido, pastoso, pós, etc.). 
COMO OCORRE O PROCESSAMENTO TÉRMICO EM ALIMENTOS
O processamento térmico em alimentos visa a melhoria da qualidade dos alimentos e da segurança alimentar.
O processamento térmico envolve três períodos distintos: o aquecimento, o tempo de exposição e o arrefecimento. Embora todos eles tenham uma importância fundamental no tipo de reações que irão acontecer dentro do alimento, a intensidade do calor durante o período do tempo de exposição é o que mais influência e o que mais caracteriza o tempo de processamento utilizado. No caso do aquecimento e arrefecimento, eles deverão se os mais rápidos possíveis para que os danos nos alimentos sejam mínimos. Desde modo, o processamento térmico pode ser considerado como arte de selecionar a melhor combinação de tempo/temperatura a ser aplicada a cada alimento. (Dias,2007)
MAQUINAS UTILIZADAS
TROCA TÉRMICA
São conhecidos por trocadores de calor existindo uma variedade destes equipamentosnas diversas operações de processamento térmico de alimentos. A característica comumna maioria dos trocadores de calor é a transferência de calor de uma fase quente parauma fase fria e, são utilizados tanto para os alimentos processados antes e depois deembalados. Os principais equipamentos utilizados na indústria alimentícia são osseguintes:
● Trocador Tubular
É o equipamento mais simples utilizado para a troca térmica. É constituído por dois ouvários tubos concêntrico no interior de uma carcaça externa. O produto caminha nointerior dos tubos, e o meio de aquecimento circula por fora dos tubos . Estetipo de trocador de calor é, bastante utilizados para produtos de baixa viscosidade(sucos, molhos, polpas de frutas, etc.)
Modelo de Trocador de Calor Tubular 
● Trocador de Superfície Raspada
Este tipo de equipamento é normalmente utilizado para processamento de produtos dealta viscosidade. Constituem de um eixo móvel com lâminas de raspagem localizadasconcentricamente dentro de um cilindro de transferência de calor encamisado e isolado
O meio de aquecimento neste tipo de equipamento normalmente é o vaporde água, que circula em contra corrente com o produto alimentício.
Trocador de calor de superfície raspada
PASTEURIZADORES
A pasteurização, processo térmico criado por Pasteur, em 1864, tem por objetivo o extermínio parcial da floral banal e a eliminação total da flora microbiana patogênica.
A temperatura empregada não ultrapassa os 100°C e pode ser obtida por água quente, por calor seco, vapor, corrente elétrica e radiação ionizante.
A temperatura de pasteurização e seu tempo de duração, estão condicionados à carga de contaminação e às condições de transferência de calor através do alimento.
A utilização do método de pasteurização geralmente é preferida, quando os outros tratamentos térmicos de temperatura mais elevada, prejudicam as qualidades dos produtos.
A pasteurização é especialmente indicada para o leite, creme de leite, manteiga, frutas, sorvetes embutidos, compostas, cerveja e ovos líquidos entalados.
Nos sucos de frutas ácidos, apesar de não destruir os microrganismos esporulados (B, mesenterius, subtilisetc), o emprego da pasteurização se impõe, pois mesmo não eliminando as bactérias esporuladas, não constitui problema, pelo fato de que as bactérias esporuladas não crescem e meios ácidos.
Os fermentos, para a sua destruição, necessitam de 60° a 66°C de temperatura; os esporos, porém, exigem 79°C durante vinte minutos.
Considerando a variabilidade de tempo/temperatura e as características dos produtos, a pasteurização deve garantir a condição microbiológica exigida, a destruição das enzimas prejudiciais e a pressão do oxigênio, baixa no alimento.
Como tratamento térmico, a pasteurização tem indicações precisas, conforme as características físicas, químicas e microbiológicas dos produtos alimentícios. Por exemplo:
*Em produtos que constituem substratos favoráveis, principalmente para os microrganismo mesófilos, os quais têm sua atividade ideal na faixa dos 35°C e não suportam calor superior a 65°C.
*Em líquidos de Phácido (vinhos, sucos de frutas etc.), pois sendo este meio impróprio à proliferação bacteriana, torna-se apenas sujeito ao crescimento de fungos e leveduras, que são destruídos pelas temperaturas de pasteurização.
*Em produtos em que as altas temperaturas provocam danos de sua qualidade (leite etc.)
A pasteurização é realizada por vários modelos de pasteurizadores contínuos e descontínuos, sendo que, destes últimos, alguns foram derivados do pasteurizador destinadoa vinhos.
Os pasteurizadores descontínuos servem para pasteurizar produtos uniformes e em grande volume. Os pasteurizadores contínuos, com capacidade de 2 mil litros, se destinam à pasteurização de grandes porções de líquidos e são constituídos por trocadores de calor e de placa, de quatro seções: regeneração, aquecimento, retenção e resfriamento.
A pasteurização contínua de produtos embalados é realizada em aquecedores-resfriadores à pressão atmosférica, por imersão em água quente, por aquecedor hidrostático, por aquecedor rotatório e por micro-ondas.( Evangelista,2008)
 O equipamento adequado para este processo é:
ESTERILIZAÇÃO
A esterilização, realizada por diversos processos, visa à destruição das flores normal e patogênica presente em alimentos, com a finalidade de prevenir sua deterioração e eliminar agentes nocivos à saúde.
A temperatura de esterilização é aquela suficiente para conseguir a morte térmica dos microrganismos; por convenção, essa temperatura é determinada ao destruir o Clostridium botulinum (tomando como germe padrão, por sua resistência ao calor e ação toxínica ), em sua forma vegetativa e esporulada; a temperatura exigida para eliminar os esporos desta bactéria é considerada o mínimo térmico exigido para a eficácia do tratamento.
O processo de esterilização, entretanto, não produz no alimento a eliminação absoluta de microrganismos, pois a cifra de destruição é de 99,99% ; por isso, o processo se denomina “esterilização comercial”.( Evangelista,2008)
Para definir o tempo e a temperatura do processo de esterilização de um alimento, é necessário ter as informações sobre a resistência térmica do microorganismos que se deseja eliminar no processo, para aplicar a correta penetração de calor no alimento que está dentro da embalagem. Alimentos esterilizados são preservados por longos meses à temperatura ambiente sem sofrerem deterioração.
Para esterilizar alimentos embalados em latas ou outro tipo de embalagem usam-se equipamentos totalmente diferentes. As embalagens com o alimento têm que ser aquecidas a temperaturas superiores ao ponto de ebulição da água para obter a esterilização em alimentos não ácidos e, portanto, são utilizados equipamentos pressurizados de grandes dimensões. Utiliza-se vapor a alta pressão para obter mais rapidamente as temperaturas necessárias ao processo.
O equipamento adequado para este processo é:	
EVAPORAÇÃO / CONCENTRAÇÃO
Evaporação ou concentração é uma operação que consiste na eliminação parcial de água contida nos alimentos líquidos por meios de aquecimentos e evaporação d’água. A maioria dos alimentos líquidos são alterados por altas temperaturas (cor, sabor, textura, aroma), desta forma portanto, a evaporação de água é realizada sob vácuo a baixas temperatura mantendo assim as características iniciais do alimento a mais próxima. O equipamento utilizado para remover esta água do alimento é chamado de evaporador. Um evaporador consiste principalmente de duas câmaras, um para condensação e outra para evaporação. A água vai sendo evaporada do alimento obtendo no final uma massa concentrada do mesmo. Normalmente o alimento é aquecido fazendo-se um fluxo de passagem dentro de tubos, enquanto o vapor e aplicado externamente nos tubos. Alguns evaporadores possuem feixe de tubos giratórios onde o vapor circula no interior dos tubos e o alimento, ao mesmo, tempo que recebe calor é agitado devido ao movimento giratório dos tubos. Os evaporadores são utilizados para concentrar sucos de frutas (laranja, uva, limão, etc); na indústria de leite para a produção de leite condensado, pré-concentração da lactose antes de sua desidratação; geléias são produzidas com polpas concentradas de frutas; Molhos e Extratos de tomates são concentrados e embalados em latas e embalagens flexíveis. Os evaporadores operam de duas formas: evaporadores de circulação forçada através de bombas; e evaporadores de circulação natural onde a circulação do alimento é realizada pela força do vácuo. Para a operação de evaporação existem vários modelos que são utilizados conforme o resultado final desejado.
O equipamento adequado para este processo é:
DESIDRATAÇÃO ATRAVES DE AR AQUECIDO
A desidratação de alimentos líquidos ou sólidos, e uma operação unitária para a remoção de água numa proporção maior do que a concentração, obtendo-se um alimento com 2 a 3% de umidade em sua composição. Esta desidratação é realizada através de calor produzido artificialmente em condições de temperatura, umidade e corrente de ar cuidadosamente 12 controlada. O ar é o mais usado meio de secagem. O mesmo conduz calor, provocando evaporação da água, sendo também o veículo no transporte do vapor úmido literalmente do alimento. Por ser uma das operações unitárias mais antigas de que se tem conhecimento existe uma infinidade de equipamentos (leitos fixos, fluidizados, de jorro, secadores convectivos, de estufas, fornos, liofilizadores, spray dryier, microondas, etc.) e de técnicas de secagem (secagem solar, convectiva, por microondas, por radiação, etc). A técnica mais conveniente de secagem deve ser escolhida em função das características físicas, químicas e biológicas do produto e da matéria prima, econômicas, volume de produção, tipo de pós-processamento, etc. Muitos alimentos são comercializados em forma de pó ou granulados tais como: leite, café instantâneo, polpas de frutas, aromatizantes naturais, etc. Há vários tipos de secagem que pode ser: para alimentos líquidos a secagem normalmente é feita por atomização; se os alimentos são sólidos (como açúcar, amidos e farinhas), a secagem pode ser feita por tambor ou cilindro, em túnel de vapor ou, liofilização. Objetivo principal da desidratação é prolongar a vida de prateleira dos alimentos por meio da redução da atividade de água.
RADIAÇÃO TÉRMICA
A radiação térmica está restrita aos comprimentos de onda entre 0,1 e 100 µm do espectroelectromagnético. A propagação de ondas eletromagnéticas ocorre através de corpos ou fluidosnão opacos, ou no vácuo, não precisando, portanto, da existência de matéria. Como se podeconcluir, o transporte de energia associado a este mecanismo é qualitativamente diferente dosmecanismos referidos acima (condução e convecção). Contudo, uma vez que todas as superfíciesemitem radiação térmica, e esta será tanto maior quanto mais envolventes, atemperatura desse corpo diminuirá. Este tipo de processo de transferência elevada for a temperatura, se umcorpo emitir mais energia do que aquela que recebe proveniente das superfícies é bastante utilizadona secagem de farinhas e amidos em secadores de tambor cilíndrico.
O equipamento adequado para este processo é:
CONCLUSÃO
Percebe-se , portanto , que o processo térmico é muito importante na conservação e preservação dos alimentos para um melhor consumo. Além disso, podemos notar que cada alimento necessita de uma temperatura e cuidados específicos para uma melhor preservação. Vale ressaltar, ainda, que o processo térmico é muito importante para a eliminação de microrganismos nocivos. Afinal, este processo é indispensável para a produção de um alimento de qualidade.
REFERÊNCIAS