4 Emulsifica+º+úo e homogeneiza+º+úo

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Emulsificação e 
homogeneização
Mestranda Marceli Borges Fioravante
Operações Unitárias na Indústria 
de Alimentos
• A redução de tamanho ou “cominuição” (trituração, moagem, corte) é a
operação unitária na qual o tamanho médio de pedaços sólidos de alimentos
são reduzidos pela aplicação de forças de moagem, compressão ou impacto
• Quando aplicada para a redução de tamanho em líquidos pode ser a
atomização, homogeneização/emulsificação
• Redução do tamanho de líquidos miscíveis - Atomização
• Em líquidos imiscíveis - homogeneização/emulsificação
• Aumento do tamanho: extrusão, aglomeração, moldagem
Introdução
• A redução de tamanho e a emulsificação causam pouco ou nenhum
efeito de conservação
• Sã utilizadas para melhorar a qualidade sensorial ou adequação para
algum processamento posterior e aumentar a gama de produtos
disponíveis
• Em alguns alimentos elas podem promover a degradação pela
liberação de enzimas naturais nos tecidos danificados ou por ação
microbiana e oxidação na área aumentada
Introdução
• Atomização
- Subdivisão de um líquido em pequenas gotas de tamanho uniforme
(50 a 60 µm) a fim de obter uma aspersão
- Operação prévia que facilita e acelera a transmissão de calor e de
massa
- Atomizador centrífugo – disco (ranhura ou canais) que gira em alta
velocidade
Redução de tamanho em alimentos líquidos
Redução de tamanho em alimentos líquidos
Redução de tamanho em alimentos líquidos
• Emulsificação
- formação de uma emulsão estável pela mistura íntima de dois ou mais
líquidos imiscíveis
- um (a fase dispersa) é transformado em gotículas muito pequenas (0,1 a 50
µm) no interior do segundo (a fase contínua)
• Homogeneização
- redução no tamanho (de 0,5 a 30 µm)
- aumento do número de partículas sólidas ou líquidas na fase dispersa pela
aplicação de forças de cisalhamento intensas
- é mais drástica que a emulsificação
Teoria
• Existem dois tipos de emulsão líquido-líquido:
(O/A) Óleo em água
(A/O) Água em óleo
Teoria
• Emulsões mais complexas
• Fatores que determinam a estabilidade das emulsões:
- Tipo e quantidade do agente emulsificante
- Tamanho dos glóbulos na fase dispersa 
importância da homogeneização 
- Forças interfaciais atuando na superfície dos glóbulos
- Viscosidade da fase contínua
- Diferença entre as densidades das fases dispersa e contínua
> ≠ de densidade > é a instabilidade da emulsão
Teoria
• Homogeneizadores
- Reduzem o tamanho das gotículas da fase dispersa
- Aumentam a superfície de contato para a ação dos emulsificantes
• Agentes emulsificantes
- Adicionados ou presentes
- Formam micelas ao redor de cada gotícula
- a tensão interfacial entre as fases e evitam a coalescência das partículas
- Diminuem a quantidade de energia necessária para formar uma emulsão
- Quanto > a tensão interfacial entre as fases, mais difícil é formar e manter 
a emulsão estável
Teoria
Teoria
• Hidrocolóides
- Aumentam a viscosidade da fase contínua, formam uma rede
tridimensional e restringem a frequência de colisões entre as
partículas
• Solidificação da fase contínua
- Evita ou retarda a desestabilização da emulsão
Teoria
Legislação
• Portaria nº 540 de 1997 SVS/MS
• Aprova o Regulamento Técnico: Aditivos Alimentares - definições,
classificação e emprego
• Aditivo alimentar
- é qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos
- com o objetivo de modificar as características físicas, químicas,
biológicas ou sensoriais, durante etapas do processamento
• Portaria nº 540 de 1997 SVS/MS
• Coadjuvante de Tecnologia de Fabricação
- É toda substância que se emprega intencionalmente na elaboração de
matérias-primas, alimentos ou seus ingredientes, para obter uma
finalidade tecnológica durante o tratamento ou fabricação
- Deverá ser eliminada do alimento ou inativada, podendo admitir-se
no produto final a presença de traços de substância, ou seus
derivados
Legislação
• Aditivos
- 350 substâncias aprovadas
• Uso na tecnologia de fabricação
- Emulsificantes, estabilizantes, espessantes, fermentos químicos,
umectantes, antiumectantes
• Uso na conservação dos alimentos
- Conservadores, antioxidantes, acidulantes
• Uso no aprimoramento de características sensoriais
- Corantes, edulcorantes, aromatizantes, realçadores de sabor
Legislação
Legislação
• Emulsionante/Emulsificante
- Substância que torna possível a formação ou manutenção de uma
mistura uniforme de duas ou mais fases imiscíveis no alimento
• Estabilizante
- Substância que torna possível a manutenção de uma dispersão
uniforme de duas ou mais substâncias imiscíveis em um alimento
Todo emulsificante é um estabilizante, mas nenhum estabilizante é 
um emulsificante
• Emulsificantes: moléculas ampifílicas
• Emulsificantes sintéticos são mais efetivos que os naturais (ex.: fosfolipídeos, 
sorbitol, glicerol)
• Sintéticos
a. Polares/Iônicos e Não Iônicos
- Contém principalmente grupos polares e ligam-se à água, formando emulsões 
o/a
b. Apolares
São absorvidos em óleos para produzir emulsões a/o
Teoria
Teoria
• Fatores que reduzem a estabilidade da emulsão
- Aumento da temperatura
- Agitação do meio
- Adição de íons para colapso da camada eletrostática
- Hidrólise do emulsificante
Teoria
Teoria
• Método do balanço hidrofílico-lipofílico (BHL)
- Escolha do tensoativo específico para cada função
- Estima a hidrofilidade do emulsificante (0 a 20)
𝐵𝐻𝐿 =
20 𝑀ℎ
𝑀
Mh: massa molar da porção hidrofílica
M: massa molar de toda a molécula
- Valor de 0: corresponde a uma molécula totalmente hidrofóbica, a/o
- Valor de 20: corresponde a uma molécula feita integralmente de 
componentes hidrofílicos, o/a
Teoria
Teoria
• Fatores que influenciam a estabilidade das emulsões:
• Lei de Stoke (rege os fenômenos da emulsificação)
𝑣 = 𝑑
2𝑔 𝜌𝑑− 𝜌𝑐
18𝜇
• v = velocidade terminal (vel. de separação das fases) (m s-1)
• d = diâmetro das partículas na fase dispersa (m)
• g = aceleração da gravidade = 9,81 m s-2
• ρd = massa específica da fase dispersa (kg m-3)
• ρc = massa específica da fase contínua (kg m-3)
• µ = viscosidade da fase contínua (N s m-2)
Teoria
• Lei de Stoke
𝑣 = 𝑑
2𝑔 𝜌𝑑− 𝜌𝑐
18𝜇
• Emulsões estáveis (𝑣 baixa)
- Tamanho das partículas são pequenos (1 a 10 μm)
- Densidades das fases são próximas
- Viscosidade da fase contínua alta
Teoria
Equipamentos
• Principais tipos de homogeneizadores:
a. Misturadores de alta velocidade
b. Homogeneizadores de pressão
c. Moinhos coloidais
d. Homogeneizadores ultra-sônicos
• Misturadores de alta velocidade
• Fazem a pré-mistura de emulsões de líquidos de baixa viscosidade
• Operam pela ação de cisalhamento no alimentos nas pontas e cantos
das lâminas
De hélice Lâmina plana Pás tipo turbina
Equipamentos
• Homogeneizadores de pressão
- Bomba de alta pressão (10.000 e 70.000 kPa) acoplada a válvula
homogeneizadora
- Líquido escoa de 80 a 150 m s-1
- Queda brusca de velocidade na saída da válvula
- Forças fortes de cisalhamento rompimento
das partículas da fase dispersa
- Cavitação das bolhas de ar
- Usado em fluidos pouco viscosos
Equipamentos
• Homogeneizadores de pressão
Equipamentos
• São utilizados antes da pasteurização e da esterilização UHT do leite
- o calor se propaga de forma homogênea em partículas menores
- evita entupimentos
• Na produção de molhos pra salada, sorvetes e algumas sopas e molhos
Equipamentos
• Moinhos coloidais
- Moinhos de disco com uma abertura pequena (0,05 a 1,3 mm)
- 3.000 a 15.000 rpm
- Criam força de cisalhamento forte
- Adequados para líquidosde alta viscosidade
- Refrigeração do moinho por circulação de água é 
necessária se houver muita fricção em alimentos viscosos
Equipamentos
• Moinhos coloidais
Equipamentos
• Homogeneizadores ultra-sônicos
- Utilizam ondas sonoras de alta frequência (18 a 30 kHz)
- Causam ciclos alternados de compressão e tensão nos líquidos de
baixa viscosidade e cavitação das bolhas de ar
- Formam emulsões com gotículas de 1 a 2 µm
- A energia ultra-sônica é produzida por uma lâmina vibratória de metal
- Utilizados na produção de temperos pra saladas, sorvetes e cremes
artificiais
Equipamentos
• Homogeneizadores ultra-sônicos
Equipamentos
Equipamentos
Efeito nos alimentos
Viscosidade e textura
- Leite = textura mais cremosa devido ao > número de glóbulos
- Homogeneização dos glóbulos de gordura de 4 para 1 µm
Cor, aroma, valor nutricional e vida de prateleira
- Efeito na cor de alguns produtos (ex.: leite + branco)
> nº de glóbulos causa > reflectância e dispersão da luz
- Aroma e sabor são melhorados
Componentes voláteis são dispersos no produto
- Maior digestibilidade de gorduras e proteínas (alimentos infantis)
- Alterações degradativas e crescimento microbiano - BPF
Efeito nos alimentos
Bibliografia
• FELLOWS, P.J. Tecnologia do Processamento de Alimentos: Princípios
e Práticas. Porto Alegre: Artmed, 2006. 602p.
• ORDOÑEZ PEREDA, Juan A. Tecnologia de Alimentos. Porto Alegre:
Artmed, 2005.
• Revista Insumos. Disponível em:
<http://www.insumos.com.br/aditivos_e_ingredientes/materias/269.
pdf>. Acesso em: 25 fev. 2015.