Trabalho fisico quimica alimentos.

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Introdução
O gás move o mundo,satélites no espaço,o vidro bem polido,o dourado de uma banana madura,o lago de água limpida.Eles estão presentes em todo lado e a qualquer hora,quando é preciso soldar,congelar,aquecer.Auxiliam também na limpeza industrial,na respiração e na realização de testes calibrações e medições.O gás natural participa de vários processos nas indústrias de alimentos e bebidas. A alta demanda de energia térmica desse segmento pode ser suprida através do uso do gás natural, muito utilizado na secagem, refino, cocção, torrefação, panificação, pasteurização, destilação e lavagem.No processo de produção de alimentos, há ganho extraordinário na qualidade do produto final, pois o gás natural é um energético limpo que não contamina as matérias-primas. Na fabricação de bebidas, é indicado como agente para fervura ou pasteurização da cerveja, destilação e lavagem de garrafas, e como combustível de plantas de co-geração. A indústria alimentícia é grande consumidora de vapor. Derivados de petróleo e eletricidade são fontes de energia tradicionalmente utilizadas. Nos últimos anos, o gás natural vem substituindo os derivados e até parte da eletricidade utilizada no aquecimento.O gás natural é utilizado nos principais equipamentos deste segmento: fornos, caldeiras, estufas, secadores, autoclaves e sistemas de refrigeração. 
Desenvolvimento
Os gases tem múltiplas aplicações. São utilizados para acelerar ou interromper processos, aquecer, resfriar, alterar e preservar produtos. São “trabalhadores invisíveis” que levam benefícios imensuráveis para a humanidade e para o meio ambiente: mantém os alimentos frescos, ajudam as pessoas a respirar e são utilizados para limpar e melhorar a qualidade da água e dos seres que nela vivem. Os gases estão envolvidos com a manutenção da saúde e a melhoria da qualidade de vida. 
Atualmente os consumidores esperam uma qualidade cada vez maior dos alimentos que consomem. Logo após serem colhidos os produtos alimentícios já começam a se deteriorar. Mantê-los em excelente estado de conservação, do produtor à mesa, tem sido um desafio constante.
É aqui que a tecnologia de aplicação dos gases oferece infinitas soluções para a indústria alimentícia. Entre elas estão o congelamento e o resfriamento para os produtos cárneos, massas, frutas, vegetais e pratos prontos; as atmosferas modificadas para o aumento da vida útil dos alimentos; a carbonatação dos refrigerantes e cervejas; a inertização e desoxigenação para os vinhos, sucos e óleos. 
Congelamento e resfriamento
Sabe-se que existem diferentes métodos para congelar os alimentos e que todos eles exigem uma rápida redução da temperatura sem alterar as características iniciais do produto, tais como, aparência, sabor, cor e odor. Este resultado deve ser obtido sem afetar a rentabilidade do negócio.
A velocidade de congelamento é o fator de maior importância para a conservação e qualidade dos alimentos. Com o congelamento criogênico (injetando-se nitrogênio líquido a –196ºC) as características do produto são completamente inalteradas. Isto se deve à formação de micro-cristais de gelo, evitando, assim, possíveis danos à estrutura das paredes celulares, readquirindo a consistência e aparência original após o degelo. Além disso, não temos desidratação do alimento, correspondente à perda de peso.
A refrigeração com dióxido de carbono têm diferentes aplicações. Sua principal utilização é na manutenção da temperatura dos alimentos durante a estocagem e o transporte, como neve carbônica. Além disso, é utilizado na produção de alimentos processados para assegurar baixa temperatura e atmosfera inerte que, aliadas às características bacteriostáticas do CO2, inibem o crescimento microbiológico, conservando a qualidade final do produto.A chave para alcançar esses benefícios é a oferta de uma solução integral e adequada às necessidades individuais de cada empresa. Para isso existem equipamentos criogênicos - contínuos ou por batelada - com tecnologia de ponta, que oferecem soluções para estas necessidades. 
Atmosfera modificada
O consumidor atual espera que em sua mesa os produtos alimentícios tenham qualidade e características idênticas à do momento em que foram processados. MAPAX®, desenvolvido pela Linde, é uma excelente solução para a embalagem em atmosfera modificada.
O MAPAX® pode se adaptar a diferentes aplicações, levando-se em conta as características próprias de cada alimento, o tipo de gás e o processo de embalagem utilizado.MAPAX® é muito eficaz para inibir os mecanismos (bactérias, enzimas) que deterioram os alimentos frescos e processados, aumentando assim sua vida útil. O rigoroso cuidado no manuseio e na higiene durante o processamento, a embalagem, o armazenamento e a distribuição, mantendo a temperatura correta, são essenciais para garantir a segurança e a vida útil prolongada de produtos embalados em atmosfera modificada. Com este processo não há necessidade de utilização de aditivos e conservantes artificiais, o que se traduz, na prática, por uma maior qualidade para o consumidor.
Para obter a maior eficácia do MAPAX® devem ser considerados os seguintes fatores: tipo e quantidade de microrganismos, atividade da água, pH, respiração das células, composição do alimento, temperatura, condições de higiene, atmosfera de gases e métodos do processo. Assim, é muito importante para a vida útil a forma como o produto é manuseado na etapa de processamento, na linha de embalagem ou durante o resfriamento anterior à embalagem. Por isso, estabelecer uma atmosfera equilibrada para cada produto é um trabalho difícil, obtido após diferentes testes. 
 Atmosfera modificada - Armazenamento e transporte com atmosfera controladaO termo atmosfera controlada é definido como a manutenção de composição gasosa distinta daquela que respiramos, mantendo controle sobre ela durante o tempo. O objetivo é reduzir a atividade respiratória dos produtos que permanecem nesta condição. Comercialmente, o maior benefício refere-se à ampliação do período de armazenagem, mantendo o produto nas condições de qualidade exigidas pelo consumidor.
Esta técnica é empregada no transporte para grandes distâncias, sendo atualmente uma prática comum das empresas que produzem e comercializam em níveis nacional e internacional. 
Carbonatação
A carbonatação de bebidas é uma das principais aplicações do dióxido de carbono dióxido de carbono. A carbonatação de cervejas, refrigerantes e água mineral pode ser feita tanto nas unidades de produção, onde se envasam estes produtos, quanto nos bares e restaurantes onde eles são consumidos. Neste último caso é utilizado dióxido de carbono e nitrogênio para chope e xarope concentrado de refrigerante, junto com água em recipientes preparados para tal finalidade. 
 A utilização de um gás inerte para criar uma atmosfera protetora - que elimine o contato do produto com o ar atmosférico - é denominada "inertização".
Na indústria alimentícia este processo tem múltiplas aplicações:
 * As bebidas podem ser protegidas da oxidação utilizando-se nitrogênio ou uma mistura de dióxido de carbono e nitrogênio. Isto reduz ou elimina a necessidade da adição de antioxidantes que, normalmente, seriam incorporados à bebida.
 * No processo de blanketing, o ar presente no espaço livre dos tanques de armazenamento é substituído por nitrogênio gasoso, formando uma atmosfera protetora para o produto.
 * Durante os processos de envase uma gota precisa de nitrogênio líquido é injetada - continuamente na embalagem - instantes antes da mesma receber a tampa, assegurando sua rigidez e proteção à oxidação. 
Desoxigenação
O processo “sparging” consiste na injeção de nitrogênio gasoso, utilizando um elemento sinterizado, que promove o fluxo na forma de micro-bolhas. Este fluxo promove o arraste do oxigênio dissolvido no líquido, baixando-o a níveis que minimizem seu efeito oxidativo. 
Soluções por Indústria :
Bebidas
A cerveja e os refrigerantes vem dando sabor a nossas vidas há anos e a tecnologia dos gasestem sido uma importante ferramenta para isto.A indústria de bebidas utiliza os gases para diferentes processos, desde as fábricas com grande capacidade de produção e envase até os bares e restaurantes onde as bebidas são consumidas.
Bebidas - Misturas
O nitrogênio pode ser utilizado para misturar e homogeneizar, de modo eficaz, vinhos, sucos, etc. Normalmente a mistura é feita usando bombas e misturadores mecânicos. Por meio da aplicação de nitrogênio, a mistura é obtida sem necessidade de equipamentos caros, nem elevado consumo de energia, preservando, por sua vez, o sabor e a qualidade do produto final.
Bebidas - Conservação
As bebidas podem ser protegidas da oxidação empregando-se os gases dióxido de carbono e nitrogênio, puros ou combinados em misturas. Tal proteção reduz ou elimina completamente o uso de antioxidantes ou demais aditivos necessários na elaboração do produto.
Curiosidades:
 1- O gás mais importante na produção da cerveja é o dióxido de carbono, utilizado no processo de carbonatação. Nos bares e restaurantes é utilizado o dióxido de carbono ou uma mistura de dióxido de carbono e nitrogênio para servir chope.Além disso, estes gases protegem a cerveja da oxidação. Na indústria cervejeira também são utilizados o oxigênio.
2-O dióxido de carbono é adicionado à água mineral antes do envase para reforçar o sabor e o aroma e prevenir atividades biológicas não desejáveis.
Carnes 
A carne é originalmente uma substância estéril. No entanto, quando cortada, as superfícies expostas ao ar ambiente são local ideal para o crescimento da maioria das bactérias. Por isso, a higiene é um fator de vital importância nas etapas de pré-processamento e embalagem – manutenção das ferramentas e equipamentos limpos - para minimizar contaminação do produto. A utilização dos gases aumenta a produtividade e a vida útil do produto.
Carnes - Congelamento e resfriamento
O dióxido de carbono é utilizado para resfriar a carne quando ela é moída ou misturada. O hambúrguer pronto é congelado com nitrogênio líquido. Para facilitar o corte de produtos pouco consistentes como toucinho, embutidos e patês é necessário congelar a superfície destes alimentos.
Carnes - Atmosfera modificada
Devido a sua alta umidade, a carne e os produtos cárneos são particularmente suscetíveis ao crescimento de bactérias. O dióxido de carbono possui um forte efeito inibidor ao crescimento destas bactérias, que representam o maior problema na carne fresca. 
Carnes- Corte com acetileno
A combinação de acetileno com oxigênio produz a chama de maior temperatura e maior concentração de calor. Estas características possibilitam cortes mais rápidos e de excelente acabamento, razões suficientes para garantir a melhor relação custo x benefício. Com a utilização de equipamentos adequados e relação correta dos fluxos de oxigênio e acetileno é possível realizar os melhores cortes.
Frutas e vegetais
Durante anos, uma das principais preocupações da indústria alimentícia foi a conservação de frutas e vegetais, de modo a atingir um bom estado de maturação para o consumo.A aparência, o aroma e o sabor destes alimentos recém colhidos são as condições fundamentais que os processos de Atmosfera modificada e Congelamento criogênico tratam de preservar.
Frutas e vegetais - Atmosferas
Os principais mecanismos de deterioração que afetam frutas e verduras frescas, inteiras ou processadas (fatiadas, descascadas, cortadas, picadas, etc.), são o crescimento microbiológico, o escurecimento enzimático e a perda de umidade. O uso correto da Atmosfera Modificada é muito eficaz na inibição destes mecanismos de deterioração, além de prolongar a vida útil, através da redução da respiração, do amadurecimento e da decomposição de clorofila no produto fresco.
Somente em frutas e legumes, com a mais alta qualidade inicial, deve ser usada a atmosfera modificada. O manuseio higiênico e cuidadoso durante a colheita, o armazenamento, a preparação, a embalagem, a distribuição, com a temperatura correta, são essenciais para garantir a segurança e a vida útil prolongada de produtos embalados em atmosfera modificada. 
Frutas e vegetais - Congelamento criogênico
Congelar frutas e vegetais não é uma tarefa fácil, já que, caso não se proceda corretamente, pode haver a formação de grandes cristais de gelo no seu interior, destruindo as paredes celulares. Deste modo, ao descongelá-los, obteremos uma massa mole, de péssima aparência e pouco apetitosa.
O Congelamento Criogênico garante a conservação da qualidade, resultando em frutas e vegetais de boa aparência, com sabor e características inalterados.
 Frutas- Corte com gases combustíveis
O oxicorte, seja utilizando um equipamento portátil (maçarico manual) ou estacionário (pantógrafo e banco de corte), é um processo básico em diversas indústrias desde o início do século passado. Ainda hoje, esta técnica clássica continua oferecendo ótimos resultados, uma vez que resulta em custo competitivo no corte de chapas finas e espessas, inclusive em pequenas quantidades. O oxicorte continua sendo o processo mais utilizado em aço carbono e baixa liga, dado sua versatilidade, excelente qualidade de corte, baixa necessidade de investimento e facilidade de mecanização.
Dentre os gases combustíveis está o AGA Thermolene™, que proporciona uma eficiente qualidade e acabamento em processos 
Óleos e gorduras
Os níveis de qualidade dos óleos e gorduras ou dos alimentos com alto teor de óleos e gorduras estão sempre relacionados com o controle da oxidação, que é o mecanismo de deterioração mais comum para estes tipos de produtos. Visando proteger o óleo e melhorar sua estabilidade, deve-se - desde o inicio do processo produtivo - evitar seu contato com o oxigênio. A utilização do nitrogênio nesta indústria é uma alternativa eficiente, cuja importância está crescendo, em grande parte devido à tendência global de substituição dos métodos de conservação físico-químicas por outros menos agressivos.O nitrogênio é um gás quimicamente inerte e não reage diretamente com o produto. Ele é utilizado para remover o ar atmosférico – que contém oxigênio e vapor d’água – prevenindo desta forma seu efeito oxidante. A substituição pode ser feita por meio de duas técnicas: desoxigenação ou sparging e inertização ou blanketing. A escolha da técnica dependerá do tipo de produto e da etapa do processo produtivo em que se encontra. 
Óleos e gorduras - Desoxigenação (sparging)
O processo sparging consiste em injeção de nitrogênio gasoso, utilizando-se um elemento sintetizado, que promove o fluxo em forma de micro-bolhas. Este fluxo promove o arraste do oxigênio dissolvido no óleo, baixando-o a níveis que minimizem seu efeito oxidativo. 
Óleos e gorduras - Envase
Durante o processo de envase, uma gota precisa de nitrogênio líquido é injetada, continuamente, na embalagem, instantes antes da mesma receber a tampa. Devido à expansão provocada pela gota, ocorre a purga do ar atmosférico, seguida da pressurização da embalagem, assegurando a rigidez da mesma e proteção à oxidação. 
Óleos e gorduras - Hidrogenação
Ainda que a maioria das aplicações dos gases na indústria alimentícia esteja relacionada com gases que não reagem com os alimentos, este não é o caso do hidrogênio, que permite converter óleos líquidos em gorduras plásticas ou semi-sólidas, como o necessário para a produção de margarinas, conferindo maior estabilidade à oxidação, melhoria de sabor e odor e aumento da vida de prateleira do produto.
A Linde detém a maior parcela deste mercado, fornecendo hidrogênio para os maiores produtores de gorduras do Brasil. 
Produtos lácteos
O crescimento microbiano e a rancidez são as principais causas da deterioração da qualidade do produtos lácteos. O tipo de decomposição depende das características particulares de cada produto. Por exemplo, os queijos duros - com pouca umidade relativa - são normalmente afetados pelo crescimento de mofo, enquanto os queijos brandos ou cremosos - com alto teor de umidade - são mais suscetíveis à fermentação e rancidez.O crescimento de microrganismos e a oxidação são as causas principais da deterioração da qualidade em produtos lácteos. O tipo de decomposição depende das características de um determinado produto. Por exemplo, os queijos duros, com atividade de água relativamente baixa, são normalmente afetados pelo crescimento de fungos, enquanto que os produtos com alta atividade de água, como os queijos moles e cremosos, são mais suscetíveis à fermentação e à oxidação.O gás mais utilizado em embalagens de produtos lácteos é o dióxido de carbono, pois inibe ou reduz a atividade microbiológica e a rancidez oxidativa. No caso específico de empacotamento do leite em pó, torna-se indispensável retirar o oxigênio da embalagem, inertizando com nitrogênio, evitando a oxidação. Além disso, o nitrogênio substitui o dióxido de carbono em embalagens que contêm produtos que azedam facilmente, tais como chantilly e creme de leite.
 
Produtos lácteos - Resfriamento e congelamento criogênico de sorvetes
O processo de resfriamento e congelamento criogênico para a indústria de sorvetes é aplicado a produtos mais elaborados, ou seja, picolés especiais, mono porções e tortas de sorvete. Para estas aplicações podemos utilizar o nitrogênio líquido e o dióxido de carbono.
Seguem algumas aplicações criogênicas:
 * Sobreposição de várias camadas de sorvete de diferentes sabores, resfriando a superfície na adição de cada camada, evitando que se misturem. Pode ser aplicado tanto para picolés com cobertura, quanto para sorvetes com vários sabores.
 * Congelamento rápido de cones, impedindo que a umidade do sorvete seja absorvida pelo material do cone, evitando desperdício com perda de embalagem.
 * Congelamento rápido de tortas geladas, agilizando o tempo de produção ao permitir um desmolde rápido e limpo.
 * Resfriamento rápido de produtos com formas e desenhos, evitando que deformem. 
Peixes e frutos do mar
Os pescados frescos perdem rapidamente sua qualidade original devido ao crescimento microbiológico e aos processos enzimáticos.A sensibilidade de peixes e frutos do mar deve-se à alta atividade da água, ao pH neutro (melhor para o desenvolvimento de microorganismos) e a presença de enzimas, que prejudicam rapidamente o gosto e o aroma. A decomposição de proteínas causada pelos microorganismos e a oxidação de gorduras insaturadas provocam sabor e odores desagradáveis. Por este motivo, a maior parte dos peixes e frutos do mar a serem consumidos necessitam de cuidados especiais durante seu processamento antes de chegar ao consumidor.
Peixes e frutos do mar - Resfriamento e congelamento criogênico
Os pescados congelados de maneira incorreta, ou seja, tempo de congelamento muito lento, sofrem perda de qualidade e perda de peso no degelo. Para evitar este problema, utiliza-se o congelamento rápido com nitrogênio líquido ou dióxido de carbono, que ocasionará a formação de micro-cristais de gelo, evitando possíveis danos à sua estrutura e readquirindo a consistência e aparência original após o degelo.
No caso dos pescados que necessitam de etapas de processamento anteriores, os mesmos podem ser submetidos a um congelamento criogênico superficial, apenas para preservar sua forma, facilitar seu corte e prevenir a geração de calor no processo de manipulação.
Alguns exemplos de pescados submetidos aos processos criogênicos são: filés de peixe, camarão e lagosta.
 
Peixes e frutos do mar - Atmosfera modificada
A Atmosfera Modificada para pescados é uma técnica bastante eficiente para retardar a deterioração causada por microorganismos e a oxidação dos produtos.
A utilização do dióxido de carbono é necessária para inibir o desenvolvimento de bactérias aeróbicas, enquanto que o oxigênio tem por finalidade evitar a mudança na coloração, o desbotamento do pigmento dos pescados e o crescimento de microrganismos anaeróbicos, que podem produzir toxinas.
A utilização deste processo normalmente prolonga a vida útil destes produtos entre 20 a 50%, em comparação com atmosfera comum. 
Produtos de panificação
Os principais fatores que deterioram os produtos de panificação são o crescimento de fungos e a decomposição química. A fermentação pode causar problemas em produtos recheados, porém, uma vez que é baixa a presença de água nestes produtos, o crescimento de microorganismos, principalmente fungos, é mais difícil. Produtos de panificação - Produtos de panificação
Neste setor de atividade há diferentes aplicações de gases com finalidades específicas. Podemos destacar algumas delas:
 * Atmosfera Modificada para pães, tortas e bolos secos, visando aumentar a vida útil com a diminuição do crescimento de fungos (mofo) e a perda ou ganho de umidade nestes produtos. Os gases utilizados são dióxido de carbono e nitrogênio.
 * Resfriamento e Congelamento Criogênico, utilizando nitrogênio líquido ou dióxido de carbono:
 o Resfriamento de massas de panificação, tais como massas para biscoitos, pães, entre outros, visando retardar o processo de fermentação, ocorrido durante a sua preparação e mistura.
 o Resfriamento de pães, bolos, tortas e biscoitos, após a saída do forno, a fim de evitar a formação de condensação (umidade) no processo de embalagem.
 o Congelamento superficial de bolos e tortas geladas para acabamento/confeito.
 o Congelamento de produtos de panificação em geral, tais como, pães, pizzas, salgados, tortas, entre outros, com garantia de qualidade, para sua distribuição e consumo. 
 
Produtos de panificação - Massas
A escolha do processo de conservação para este segmento é determinada em função do objetivo de consumo: fresco (Atmosfera Modificada) ou congelado (Congelamento Criogênico). Em Atmosfera Modificada, a preocupação é a inibição do crescimento de fungos (mofo), bastante comum em massas frescas, e a oxidação. Para aumentar a vida útil, utiliza-se dióxido de carbono e nitrogênio, em concentrações adequadas a cada tipo de produto.
O processo de Congelamento Criogênico com nitrogênio líquido é utilizado quando se deseja uma vida útil superior, com garantia de qualidade. 
Alimentos preparados
A crescente demanda por pratos prontos tornou-se uma exigência dos consumidores modernos, que querem desfrutar o sabor da refeição recém- preparada e que não dispõem do tempo necessário para este preparo. Isto gera um grande desafio para os produtores: levar refeições prontas para servir à mesa dos consumidores, sem utilização de aditivos e conservantes artificiais. A utilização de túneis frios com nitrogênio líquido ou dióxido de carbono é ideal para congelar ou resfriar rapidamente alimentos como pizza, lasanha, saladas e todo tipo de alimentos pré-elaborados, melhorando a qualidade e o tempo de processamento.
Outras indústrias alimentícias
Outras indústrias alimentícias, como a de confeitos, massas e café podem beneficiar-se com o know-how na tecnologia de gases.
Alimentos secos
Os produtos secos, tais como, cereais, especiarias, amendoim, castanhas, café, chás, leite em pó, chocolate em pó, entre outros, necessitam de uma atmosfera inerte para aumentar sua vida útil, uma vez que possuem alto teor de gordura e são muito suscetíveis à oxidação. O aumento da vida útil e a qualidade destes produtos dependem totalmente da concentração de oxigênio presente na embalagem. Mesmo pequenas quantidades de oxigênio podem destruir a qualidade e impedir que os produtos possam ser vendidos. A embalagem com Atmosfera Modificada pode ampliar a vida útil destes produtos por vários dias.
Outras indústrias alimentícias - Doces
Os produtos de confeitaria que possuem várias camadas de creme, recheios de chocolate e doces em geral tendem a entupir a esteira transportadora e deixar manchas de gordura durante a produção. O resfriamento rápido de uma camada - com nitrogênio líquido ou dióxido de carbono- antes de aplicar a próxima camada, resolve este problema “pegajoso”.