Aula TRAT TÉRMICO1 [Modo de Compatibilidade]

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AQUECIMENTO E 
REFRIGERAÇÃO NOS 
PROCESSOS PROCESSOS 
AGROINDUSTRIAIS
TRATAMENTO TÉRMICO
Cocção (cozimento)
Branqueamento
Pasteurização
EsterilizaçãoEsterilização
Concentração
Secagem / Desidratação
Eliminar as formas vegetativas
74°C ou mais
70°C por 2 minutos
65°C por 15 minutos
OBS: Não elimina esporos
Redução da carga microbiana
Inativação de enzimas
Eliminação dos gases contido nos tecidosEliminação dos gases contido nos tecidos
Normalmente precede outros processos de 
conservação
Uso de vapor ou água fervente por curto tempo
PEROXIDASE – enzima mais termorresistente
Altera sensorialmente e nutricionalmente vegetais
90oC/ 3 min.
pH ótimo 3,0 – 7,0
Inibidores químicos – dióxido de carbono ou sulfitos
ENZIMA + Sol. Guaicol + H2O2 tetraguaiacol (cor)
Eliminar os patogênicos
Reduzir os deteriorantes
HTST - 72 – 75°C por 15 a 20 segundos
LTLT - 60 – 65°C por 30 minutos
Temperaturas menores que 100oC
Requer método de conservação complementar: refrigeração
Substratos favoráveis para microorg. mesófilos 
Alimentos líquidos com pH ácido, sujeitos a leveduras
Contínuos (tubulares, placas)
Descontínuos (tanques encamisados)
Produtos sensíveis à temperatura
Onde há necessidade de eliminação de agentes 
competitivos
Trocador de calor por placas
Esterilidade comercial 
Eliminar patogênicos e deteriorantes (celulas 
vegetativas e esporos)
Temperaturas acima de 100oC
Produtos envasados - apertização 
Produtos a granel – processo UHT
Exaustão – retirada de Oxigênio
Enchimento à quente 
Túnel de exaustão
Fechamento hermético
Tratamento térmico 
Injeção de vapor
Recravadeira à vácuo
Verticais ou horizontais 
Contínuos e descontínuos 
Estáticos e dinâmicos 
Esterilizador Contínuo
Esterilizador Contínuo
Monitor de temperatura 
Registrador de 
temperatura 
Medidor de 
Temperatura
Monitor de temperatura - ELAB
Carga microbiana inicial do produto
Tipo de microrganismo presenteTipo de microrganismo presente
Fatores intrínsecos
Tipo de equipamento utilizado
Temperatura inicial
Mecanismo de transmissão de calor
Valor D
Valor Z
F0
Taxa da reação – valor k
Energia de ativação (Ea)
Types of heat transfer
Foodteca 19
Conduction Convection
Material Temperatura (oC) Condutividade térmica (W/m.K) 
Prata 0 428 
Cobre 0 403 
Cobre 100 395 
Alumínio 20 218 
Vidro 0 0,1 – 1 
Gelo 0 2,3 
Pêssego desidratado 0 4,18 x 10-2 
Amido (pó compactado) 0 0,15 
Carne bovina -10 1,37 
 
Lewis, M. J., 1987
Material Difusividade térmica (Btu/h.ft2.oF) 
Ar 1 Ar 1 
Ar em movimento 10 
 
Líquidos com baixa 
viscosidade (leite, água, 
sucos de frutas, soluções 
diluídas) 
100 - 200 
 
Líquidos com alta 
viscosidade (cremes, 
pastas, suspensões) 
10 - 100 
 Lewis, M. J., 1987
t (minutos)
T (°C)
104
5 10 15 20 25
100
101
102
103
104
t (min) a T constante
D
102
10-1
100
101
102
z
230 240 250
Temperatura (°F)
220
Microorganismos Valor D (min) Valor Z (oC)
CÉLULAS VEGETATIVAS
Escherichia coli D65=0,1
Salmonella spp D65=0,02-0,25
Staphylococcus aureus D65=0,2-2,065
Listeria monocytogenes D60=5,0-8,3
Campylobacter jejuni D55=1,0
Lactobacillus spp D65=0,5-1,0 4,4-5,5
Leuconostoc spp D65=0,5-1,0 4,4-5,5
Fungos e leveduras D65=0,5-1,0 4,4-5,5
ESPORULADOS
Bacillus coagulans D121,1=0,01-0,07 7,7-10
Bacillus stearothermophylus D121,1=4,0-5,0 7,7-12
C. botulinum D121,1=0,1-0,2 7,7-10
� Define-se, então, a velocidade ou taxa da 
reação como sendo:
(EQ)
n
A
A
Ck
dt
dC
).(=
−
n
A
A
Ck
dt
dC
).(=
−
n
A
A
Ck
dt
dC
).(=
−
(EQ)
Onde,
CA = concentração do componente A.
t = tempo de reação.
n = ordem da reação.
CA0 = concentração do componente A em t = 0.
Determinação isotérmica de valores de k para L-valores
50
35
40
45
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
tempo (h)
L
-
v
a
l
o
r
e
s
T= 65ºC
T= 75ºC
T= 80ºC
T= 90ºC
T= 95ºC
BA →
RTE aekk
/
0 .
−=
Freqüência das colisões
Fator probabilidade
Fator energia
(Modelo de ARRHENIUS)
Teoria das colisões:
Determinação isotérmica da Energia de Ativação de Arrhenius (Ea ) para L-valores
0,200
0,400
y = -5642,3x + 15,523
R2 = 0,9794
-1,400
-1,200
-1,000
-0,800
-0,600
-0,400
-0,200
0,000
0,002700 0,002750 0,002800 0,002850 0,002900 0,002950 0,003000
Temp. (K)
K
 
(
h
^
-
1
)
Z
1,121T
10IL
−
=
∫
t
0
ILdt
1,0
Processo 
ideal ou 
equivalente
0 40 0 4
Processo 
original
IL
Curva de penetração de calor (temperatura x 
Tempo T (aut.) T (PF) I.L.
0 55 40 0,000
1 110 42 0,000
2 121 48 0,000
3 121 56 0,000
4 121 78 0,000
5 121 89 0,001
6 121 105 0,025
7 121 108 0,049
IL = 10 (Tpf – Tref)/Z
Fo desejado = 7 minutos
Qual é o Fo obtido no processo?
Ë necessário mudança no processo?
Curva de penetração de calor (temperatura x 
tempo)
0
20
40
60
80
100
120
140
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
tempo
t
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
 
7 121 108 0,049
8 121 112 0,123
9 121 115 0,245
10 121 118 0,490
11 121 120 0,776
12 121 120 0,776
13 95 119 0,617
14 82 116 0,309
15 65 108 0,049
16 52 101 0,010
17 45 93 0,002
18 45 81 0,000
19 40 65 0,000
20 40 55 0,000
Indice letal x Tempo
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
tempo
i
n
d
i
c
e
 
l
e
t
a
l
Melhoria de produtos, minimizando perda de 
qualidade;
Desenvolver produtos;
Prever a vida-de-prateleira;
Estabelecer condições de armazenamento e 
processo.
Retenção de 60% A
Retenção de 80% B
F0 = 6
Retenção de 40% A
Temperatura
Tempo