TC.CG.07 Transporte frigorificado de carnes

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Métodos de Congelamento e 
Descongelamento 
TC CG 05 
Manuel Pinto Neto 
CTC - Centro de Tecnologia de Carnes - ITAL 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 1 
Introdução 
O processo de congelamento consiste em fazer passar as 
partes de um produto por vários estágios de transformação 
da água em gelo que vão ocorrer progressivamente e em 
diferentes tempos. 
Se considerarmos uma determinada parte de um produto, 
três diferentes estágios de mudança de temperatura podem 
ser definidas: 
•Estágio de pré congelamento ( até iniciar a cristalização) 
•Estágio de congelamento 
•Redução da temperatura do gêlo até a temperatura final 
de estocagem 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 2 
Tempo de congelamento 
Condições internas do produto: 
• Componentes do produto 
• Espessura 
• Calor específico 
• Temperatura inicial do produto 
• Temperatura final do produto 
• Forma do produto 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 3 
O tempo de congelamento é definido como sendo o tempo 
transcorrido desde o estágio de pré congelamento até o 
instante que a temperatura final foi atingida e depende de: 
Tempo de congelamento 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 4 
Depende também de condições externas: 
 
•Embalagem 
•Temperatura ambiente 
•Método de congelamento utilizado 
Taxa de congelamento 
Mede a velocidade de redução da temperatura em um 
ponto do produto e é medido pela razão da diferença de 
temperatura inicial e final T do produto e o tempo 
transcorrido para que ocorra essa variação de 
temperatura t . T 
t 
(°C/h) 
O fluxo de calor é de extrema importância para acelerar o 
processo de congelamento 
 Depende basicamente de duas resistências térmicas: 
 do produto (condução) 
 da condição limite entre o produto e o meio 
Formas de resfriamento/congelamento 
 diretamente pelo contato com o fluido refrigerante 
 por meio de um agente intermediário 
Fluxo de calor 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 5 
Métodos de congelamento 
 Contato com superfícies sólidas 
 Contato com líquidos 
 Contato com gases 
 Sistemas de duas fases (criogenia) 
 Podem ser: 
 Contínuos 
 Semi-contínuos 
 Estáticos ou por batelada 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 6 
Contato com superfícies sólidas 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 7 
 Congeladores de Placas 
 Congeladores de Esteiras 
Contato com superfícies sólidas 
Placas 
 É o método mais antigo e amplamente usado 
 Aplicações 
 Produtos de formato regular 
 Massas e miúdos 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 8 
Formas construtivas: 
 
 Vertical 
 Aplicação: 
• Massas, pastas ou pedaços de carnes sem 
 formato definido ou já embalados. 
• Sub produtos 
 
 Horizontal 
 Aplicação: 
• Refeições prontas 
• Produtos com dimensões definidas (caixas) 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 9 
 Características 
 As “placas” são caixas ocas feitas de chapas 
planas metálicas e montadas de forma que, 
internamente circule o fluido refrigerante e 
externamente, o alimento é colocado para ser 
congelado. 
Chapa 
metálica Refrigerante 
Placas 
Produto 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 10 
Funcionamento do congelador de placas 
O espaço entre as placas, onde é colocado o 
alimento, é variável e controlado por dispositivos 
hidráulicos ou pneumáticos para carregamento e 
descarregamento. 
Fluxo de calor: 
Condução 
 
Coeficientes médios de 
troca de calor : 250W/m2 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 11 
Pontos Importantes 
 Contato do alimento com as placas 
 Materiais empregados 
 Desenho construtivo 
 Descarregamento 
 Presença de ar 
 Sujidades 
 Gelo 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 12 
Congelador de placas 
horizontais 
Congelador de placas 
verticais 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 13 
Esteiras 
Forma construtiva 
• Esteira em chapa de aço inox 
– O resfriamento é feito pelo contato da parte inferior 
da esteira com soluções de salmoura 
– O congelamento é obtido durante o tempo de 
transporte na esteira 
– A retirada do produto congelado da esteira é feito por 
raspadores ou pelo descolamento do mesmo com a 
flexão da esteira no movimento de retorno 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 14 
 Esteiras 
 Aplicações 
 Produtos cominuídos ou de forma plana 
 Hambúrgueres, Carne Moída 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 15 
 Contato com líquidos 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 16 
Formas Construtivas 
Congeladores por Imersão 
Congeladores tipo “Spray” 
Líquidos Utilizados 
 Soluções de salmoura 
 Glicerol 
 Propilenoglicol 
 Contato com líquidos 
 Tanques 
 Túneis 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 17 
 Aplicações 
 IQF 
 Produtos desuniformes (carcaças e quartos) 
 Exige compatibilidade entre o líquido e o produto 
 Produtos Embalados 
 Operação 
 Contínua 
 Pode ser o primeiro estágio de congelamento por 
 ar forçado 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 18 
Contato com gases 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 19 
Sistemas com ar frio 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 20 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Sistemas com ar frio 
Processo simples e muito utilizado 
 Túneis de congelamento 
 Congeladores de leito fluidizado 
 Temperatura do ar entre -45 a -35ºC 
 Velocidade do ar 3 a 8m/s 
 Ocorre perda de peso por evaporação (1 a 2%) 
Características 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 21 
Fluxo de Calor 
Convecção/Condução 
Valores médios de 5 a 60 W/m2ºC, dependendo 
da velocidade do ar, porém é limitado pela 
embalagem e pelo produto. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 22 
Sistemas com ar frio 
Esquema básico de 
um túnel estático de 
congelamento com 
ar forçado 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 23 
Sistemas com ar frio 
Túneis 
Câmaras isoladas com circulação forçada de ar super resfriado 
em trocadores de calor com fluidos refrigerantes 
 O produto é colocado em bandejas ou carrinhos 
 Podem ser estáticos ou contínuos 
Túneis Contínuos 
 carrinhos com bandejas 
 bandejas em esteiras 
 ganchos/correntes transportadoras 
Fluxo de ar 
 Paralelo ao movimento 
 Cruzado (perpendicular ao movimento) 
 - Este é mais usado atualmente pois minimiza perdas de 
 ar frio 
 - Condições térmicas são mais controladas (umidade) 
 “Air Impingement Blast Freezer” (sobre o produto) 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 24 
Sistemas com ar frio 
Condições Operacionais 
 altamente eficientes 
 baixo custo operacional 
Aplicações 
 Produtos de formas variadas 
 Diversos tamanhos 
 Embalados (ou não) 
Desvantagens 
 área ocupada muito grande 
 pode provocar perda de peso nos produtos 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 25 
Túneis contínuos com esteiras flexíveis 
As esteiras são construídas em aço inoxidável e 
projetadas para diminuir espaço por unidade de 
produção e podem ser: 
 Lineares 
 Espirais ou helicoidais 
Operam com velocidades de ar de, no máximo 20 
m/s, o que melhora a eficiência de troca térmica. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 26 
Sistemas com ar frio 
Entrada do túnelde congelamento 
Túneis contínuos 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 27 
Sistemas com ar frio 
Elevador do túnel de congelamento 
Túneis contínuos 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 28 
Sistemas com ar frio 
Caixas dentro do túnel de congelamento 
Túneis contínuos 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 29 
Sistemas com ar frio 
Monitoramento das caixas no túnel 
Túneis contínuos 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 30 
Sistemas com ar frio 
Túnel de congelamento contínuo com esteira flexível 
do tipo espiral 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 31 
Sistemas com ar frio 
Aplicações 
 Produto sem partículas na superfície 
 Produtos sem embalagens 
 Frango inteiro 
 Hambúrguer 
 Cortes cárneos 
 Peixes 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 32 
Túnel de congelamento contínuo com esteira 
flexível do tipo espiral 
Sistemas com ar frio 
Leito Fluidizado 
Consiste em uma câmara com piso perfurado pelo qual flui 
ar super resfriado. 
O produto a ser congelado é disposto no piso e o ar é 
insuflado no sentido de baixo para cima, por entre a 
camada de produto. 
A expansão da camada de produto é feita pelo ajuste da 
velocidade do ar. 
Apropriado para congelamento do tipo IQF (Individually 
Quick Freezing) 
A aplicação para carnes e produtos cárneos é limitada. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 33 
Sistemas com ar frio 
Congelador do tipo leito fluidizado 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 34 
Sistemas com ar frio 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Meio de congelamento 
 Sublimação 
 Evaporação 
Substâncias mais utilizadas 
 CO2 (sólido ou líquido) 
 N2 (líquido) 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 35 
Sistemas Utilizados 
 Túneis 
 Câmaras 
 Imersão e pulverização 
 Ar/criogênico 
 Criogênico/Refrigeração mecânica 
Não necessitam uma central de refrigeração. A extração do 
calor é feita somente com a mudança de fase do meio 
refrigerante. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 36 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Processo de congelamento criogênico por imersão e 
atomização 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 37 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Processo de congelamento criogênico por atomização 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 38 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Sistemas com CO2 
CO2 sólido – (Gelo Seco) 
Mais empregado em pequenas câmaras 
Temperatura -78ºC (sublimação) 
CO2 líquido 
 Pressurizado em cilindros a 300 psig, expande em bicos 
aspersores em condições atmosféricas a -78ºC, formando 
gás e neve carbônica. 
 Extrai 135 BTU/lb, sendo 85% extraído pela neve e 15% 
pelo gás. 
A forma de aplicação em túneis geralmente é em um ponto 
próximo ao ponto de carga, acompanhando o fluxo do produto. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 39 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Sistemas com Nitrogênio líquido 
 Pode ser utilizado como líquido ou gás. 
Ponto de ebulição em condições atmosféricas: - 196ºC 
Extrai 155 BTU/lb, sendo 48% do calor removido 
 como líquido 52% como gás. 
É mais eficiente que o gás carbônico em razão da menor 
temperatura de ebulição. 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 40 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Seu uso é justificado em produtos de alto valor e pequenas 
dimensões geométricas. 
A aplicação pode ser feita por: 
 imersão (fluxo de calor ~ 30.000 W/m2) 
 aspersão (coeficiente de troca térmica ~ 1.500 W/ºCm2) 
A aplicação desta tecnologia é interessante para: 
“Fast Food” (padronização) 
 Produtos de conveniência derivados do frango, tipo 
 “nuggets” (combinados) 
Sistemas com Nitrogênio líquido 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 41 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Características Importantes 
– Diminui perda de água (peso) no processo de 
congelamento; 
– Ausência de oxigênio; 
– A velocidade de congelamento garante produtos de alta 
qualidade; 
– Sistema flexível, versátil e simples; 
– Poucos danos no produto. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 42 
Sistemas com Nitrogênio líquido 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Os sistemas com N2 líquido utilizam, atualmente, mais 
capacidade de refrigeração do gás do que a ebulição do 
líquido. 
A capacidade de resfriamento é controlada pelo volume 
de nitrogênio líquido aspergido sobre o alimento. 
Um arranjo comum é feito em três estágios: 
♦ Pré resfriamento com gás 
♦ Congelamento com “spray” líquido 
♦ Estágio de equilíbrio com gás 
Sistemas com Nitrogênio líquido 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 43 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Armário de 
congelamento 
criogênico 
Um outro arranjo é feito somente com gás que resfria 
câmaras em série, controladas termostaticamente 
(produção contínua), ou apenas uma câmara no caso de 
produção em batelada 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 44 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Ar (criogênico) 
Nova tecnologia que utiliza ar ambiente como meio 
refrigerante, simulando os efeitos de líquido e gases 
criogênicos. 
O ar é injetado a -157ºC em câmaras de 
congelamento com esteiras em formato espiral. 
Essa temperatura é obtida pela compressão, 
resfriamento e expansão do ar. 
Para frango, o tempo de congelamento é 1/3 e a perda de 
peso é a metade, se comparado à refrigeração mecânica. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 45 
Sistemas com duas fases (criogenia) 
Comparação dos Sistemas 
Custos 
 N2 líquido tem maior custo operacional 
 CO2 (custo intermediário) 
 Ar criogênico (custo intermediário) 
 Ar forçado, Placas, Leito Fluidizado têm 
o menor custo operacional 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 46 
Comparação dos Sistemas 
A seleção do método deve abranger todo o processo 
e ser baseado em custo e qualidade. 
– Pré congelamento 
– Congelamento 
– Armazenamento 
– Descongelamento e Cozimento 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 47 
Descongelamento 
Aparentemente, a operação de descongelamento 
teria as mesmas dificuldades e cuidados que o 
congelamento. 
Nos processos industriais, o descongelamento 
apresenta muito mais dificuldades e problemas que 
o congelamento. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 48 
Descongelamento 
Muitos processos industriais utilizam a carne parcialmente 
congelada para processamento. 
O estágio de congelamento parcial denominado têmpera, a 
carne possui temperaturas entre -5 e -2ºC, e permanece 
firme mas não quebradiça. 
Portanto, o descongelamento pode ser classificado em três 
casos, conforme a utilização posterior: 
– Descongelamento para cocção 
– Descongelamento parcial (têmpera) 
– Descongelamento total com resfriamento 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 49 
Procedimentos industriais de 
descongelamento 
O calor necessário para fusão dos cristais de 
gelo e para o aquecimento do produto podem 
ser aplicados pela superfície, ou gerado no 
interior do produto. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 50 
Procedimentos industriais de descongelamento 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 51 
Aquecimento externo 
 Água 
 Ar 
 Vapor 
Aquecimento interno 
 Microondas 
 Rádio freqüência 
 Ôhmico 
Descongelamento com ar 
É o procedimentode maior duração e pressupõe a 
colocação de cortes ou peças de carnes em câmaras 
frias (5 a 7ºC) com ventilação forçada. 
Em temperaturas maiores, pode ocorrer crescimento 
microbiano nas partes externas. 
O uso de câmaras com ar aquecido circulante acelera o 
processo, com escalonamento de temperatura e tempo, 
de modo que a superfície da carne não ultrapasse 6ºC. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 52 
Descongelamento com água 
Possui melhor coeficiente de troca térmica e é 
bastante utilizado (500w/m2ºC). 
Pode ser feito com água parada ou corrente. 
Risco de crescimento microbiológico é alto. 
Arraste de nutrientes pode ocorrer se o produto não 
for embalado. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 53 
Descongelamento com vapor de água 
O descongelamento é realizado em câmaras onde é 
mantido água em ebulição sob vácuo parcial. 
1230 Pa 10ºC 
2340 Pa 20ºC 
O calor fornecido ao produto é o de condensação do vapor, 
e o coeficiente de troca térmica é alto (5000 w/m2ºC). 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 54 
Descongelamento com microondas 
O produto é submetido a um campo eletromagnético 
alternado de alta freqüência (2450 MHz), promovendo 
uma agitação molecular e gerando calor no interior do 
produto. 
A absorção de energia é maior nas partes periféricas e 
aliado ao fato de a água absorver maior quantidade de 
energia, faz ocorrer heterogeneidade na distribuição de 
temperatura, podendo ocorrer focos de 
superaquecimento. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 55 
Descongelamento com microondas 
– O descongelamento total só ocorre em produtos com 
espessura menor que 5cm. 
– Esta tecnologia é mais adequada ao processo de tempera 
de carnes, e para produtos com formatos regulares e 
uniformes. 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 56 
Utilização 
 Doméstica 
 Comercial 
 Industrial - equipamentos contínuos 
Aplicações comerciais exigem o descongelamento no 
menor tempo possível. 
Descongelamento (comentários finais) 
O processo de descongelamento adequado e com 
maior rapidez, está atrelado ao processo de 
congelamento. 
• Congelamento rápido Descongelamento rápido 
– Descongelamento lento origina cristais grandes e 
excesso de exsudação. 
– Os efeitos adversos de um congelamento lento 
podem ser minimizados por um descongelamento 
lento. 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 57 
BIBLIOGRAFIA BÁSICA 
 • PRÄNDL, O.et al. Tecnología e Higiene de la Carne Ed. Acribia,S.A., Zaragoza 1994 
 
• VARNAM, A.H.& SUTHERLAND, J.P. Carne y productos cárnicos – Série Alimentos Básicos 3 
Ed. Acribia, S.A., Zaragoza 1998 
 
• AGUILERA, J.M. Ed. Temas en Tecnología de Alimentos 1 Instituto Politécnico Nacional, 
México 1997 
 
• MASCHERONI, R. H. Physical and chemical changes en foods during cooling and Freezing 
Resfriamento e congelamento na indústria da carne Centro de Tecnologia de Carnes, 
Campinas 1996 
 
• GIRARD, J.P. Tecnología de la carne y de los productos cárnicos Ed. Acribia, S.A. Zaragoza, 
1991 
 
• GIGIEL, A. Thawing techniques Resfriamento e congelamento na indústria da carne Centro 
de Tecnologia de Carnes, Campinas 1996 
 
2013 Curso de Especialização em Tecnologia de Carnes 58 
	Slide Number 1
	Slide Number 2
	Tempo de congelamento
	Tempo de congelamento
	Slide Number 5
	Slide Number 6
	Contato com superfícies sólidas
	Slide Number 8
	Slide Number 9
	Slide Number 10
	Slide Number 11
	Slide Number 12
	Slide Number 13
	Esteiras
	Slide Number 15
	 Contato com líquidos
	Slide Number 17
	Slide Number 18
	Contato com gases 
	Sistemas com ar frio
	Slide Number 21
	Slide Number 22
	Slide Number 23
	Slide Number 24
	Slide Number 25
	Slide Number 26
	Entrada do túnel de congelamento
	Elevador do túnel de congelamento
	Caixas dentro do túnel de congelamento
	Monitoramento das caixas no túnel
	Slide Number 31
	Slide Number 32
	Slide Number 33
	Slide Number 34
	Slide Number 35
	Slide Number 36
	Slide Number 37
	Slide Number 38
	Slide Number 39
	Slide Number 40
	Slide Number 41
	Características Importantes
	Slide Number 43
	Slide Number 44
	Slide Number 45
	Slide Number 46
	Comparação dos Sistemas
	Slide Number 48
	Descongelamento
	Slide Number 50
	Procedimentos industriais de descongelamento
	Slide Number 52
	Slide Number 53
	Slide Number 54
	Slide Number 55
	Descongelamento com microondas
	Descongelamento (comentários finais)
	BIBLIOGRAFIA BÁSICA�