Resumo do livro Fellows

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FOOD PROCESSING TECHNOLOGY
P. Fellows
PARTE 1 – PRINCÍPIOS BÁSICOS
CAPÍTULO 1 – Princípios Básicos
Características Sensoriais e Propriedades Nutricionais dos Alimentos
Para o consumidor as características sensoriais são os atributos mais importantes nos alimentos (Textura, sabor, aroma, formato e cor).
	O aquecimento é o processo que causa a maior alteração nutricional em alimentos, seguido pela oxidação. A importância na perda de nutrientes durante o processamento depende do valor nutricional do alimento em questão na dieta.
Fluxo de Fluidos
O balanço de energia quando um fluido flui através de um cano é calculado pela equação de Bernoulli:
P1 + v12 + z1g = P2 + v22 + z2g
p1 2 p2 2
Exemplo: Uma solução de sacarose flui de um tanque de mistura a 50kPa através de um cano de 5cm de diâmetro a 25m3h-1. Se o diâmetro do cano for reduzido para 3cm qual será a pressão no cano ? Densidade da solução é 1070kgm-3.
Fluxo = 25/3600 m3s-1	= 6,94 x 10-3 m3s-1
Área do cano de 5cm = (/4 . D2	= 3,142/4 . (0,05)2	= 1,96x10-3 m2
Velocidade = 6,94x10-3 / 1,96 x10-3	=	3,54 ms-1
Área do cano de 3cm = 7,07x10-4 m2
Velocidade = 6,94x10-3 / 7,07 x10-4		= 9,81ms-1
P1 + v12 + z1g = P2 + v22 + z2g
p1 2 p2 2
( 3,542 / 2 ) + ( 50x10-3 / 1070 ) + 0 = ( P2 / 1070 ) + ( 9,812 / 2 ) + 0
P2 = 56656 Pa 	P2 = 56,7 kPa
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Número de Reynolds (Re)
	Indica a característica do fluxo de fluídos em canos, ela pode ser em camadas (. Re < 2100 ) ou de modo turbulento (Re > 4000).
Trocas de Calor
	Muitas operações unitárias no processamento de alimentos envolvem transferência de calor. Existem três maneiras que isso pode ocorrer:
Radiação – Transferência por ondas eletromagnéticas (Ex: Resistências)
Condução – Transferência molecular de energia entre sólidos (Ex: Reservatórios metálicos)
Convecção – Transferência por grupos de moléculas que se movem por diferença de densidade (Ex: Ar aquecido)
Normalmente os três ocorrem simultaneamente sendo um deles predominante.
Fontes de Calor e Métodos de Aplicação em Alimentos
	O custo da energia no processamento de alimentos é a maior consideração na seleção do método de processamento. Diferentes combustíveis têm vantagens e desvantagens em termos de custo, segurança, risco de contaminação do alimento, flexibilidade de uso, capital e custo de operação do equipamento de transferência de calor. As fontes de energia usadas no processamento de alimentos são: Eletricidade, Gás (Natural ou GLP), óleos combustíveis e combustíveis sólidos.
	Os métodos de aplicação podem ser:
Diretos – Para resfriamento de alimentos apenas métodos indiretos podem ser usados. O calor e os produtos envolvidos na queima do combustível estão em contato direto com o alimento, existe um risco de contaminação por odores e combustível. Por isso apenas gás e líquidos limitados são utilizados. Energia elétrica pode ser usada diretamente através de aquecedores elétricos ou fornos microondas.
Indiretos – O calor gerado pela queima do combustível é transferido ao alimento através de trocador de calor ou pela geração de vapor.
Efeito do Calor Sobre Microorganismos e Propriedades Nutricionais
	A destruição de muitas vitaminas, compostos do aroma e pigmentos pelo calor é similar à destruição microbiana. Geralmente a composição nutricional e propriedades sensoriais são melhores mantidas pelo uso de alta temperatura por curto período de tempo. Os processos de pasteurização, esterilização e extrusão a alta temperatura baseiam-se nessa propriedade.
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PARTE 2 – PROCESSAMENTOS À TEMPERATURA AMBIENTE
CAPÍTULO 2 – Preparação de Matéria Prima
	São as operações necessárias para limpeza, classificação ou descasque.
Limpeza
	Materiais contaminantes são removidos para deixar a superfície do alimento em condições para posteriores processamentos. O descasque de frutas e vegetais também pode ser considerado como limpeza. A limpeza deve ser realizada o mais cedo possível para evitar danos aos equipamentos de processamento posteriores e para prevenir o gasto de tempo e dinheiro com o processamento de alimentos contaminados. A remoção de pequenas quantidades de alimento contaminado por microorganismos previne o crescimento microbiano durante o armazenamento antes do processamento.
	Os equipamentos para limpeza podem ser classificados em processos úmidos (spray, lavagem por flotação ou por ultra-som) e secos (separação por ar, magnetismo ou processos físicos). A seleção do processo depende da natureza do produto e do tipo de contaminante a ser removido.
	Os métodos úmidos, em geral, são mais eficientes para remoção de solo, poeira e resíduos de pesticidas de frutas e vegetais. Também geram menos poeira e causam menos danos aos alimentos. No entanto o uso de soluções de limpeza quentes acelera a degradação química e microbiológica e há a produção de grande volume de efluentes.
	Os métodos secos são usados para produtos que são menores, com resistência mecânica e com baixo teor de umidade, como grãos e nozes. Os equipamentos normalmente são menores e mais baratos e a geração de efluentes secos é mais barata para descarte. Os equipamentos desta categoria são: Classificadores a ar, separadores magnéticos, separadores baseados nas características do alimento.
Classificação
	É a separação dos alimentos em categorias com propriedades físicas mensuráveis, como tamanho, formato, peso e cor.
Classificadores por Tamanho - são equipamentos com cilindros rotatórios que formam janelas de diferentes tamanhos por onde passam apenas os alimentos compatíveis.
Processamento de Imagem – é utilizado para classificar alimentos com base no seu comprimento, diâmetro, número de defeitos na superfície. Câmeras são posicionadas para obter a imagem da superfície do alimento e compara-la a padrões, os alimentos podem ser rejeitados ou separados em grupos de características similares.
Classificação por Cor – fotodetectores medem a cor refletida do alimento e processadores comparam-na com padrões, alimentos fora dos padrões são removidos por jato de ar comprimido. Muito utilizado na classificação de arroz, nozes e pequenas frutas.
Classificação por Peso – mais preciso que os outros métodos e muito utilizado pela indústria, em especial a de ovos onde é possível classificar até 12000 por hora em seis categorias com variação de apenas 0,5g. Aspiração e flotação também são utilizados com base nas diferenças de densidades.
Descasque
	Necessária para o processamento de frutas e vegetais. Existem cinco maneiras de descasque:
Cozimento a vapor – O alimento é colocado em panelas de pressão e agitados por curtos períodos de tempo, as cascas são removidas sem que haja o aquecimento e conseqüente cozimento da parte interna do alimento.
Facas – Lâminas estacionárias são pressionadas contra a superfície de frutas e vegetais em rotação. As lâminas podem também rodar contra o alimento estacionário. Muito utilizado para descasque de frutas cítricas.
Abrasão – O alimento é colocado em contato com solução abrasiva que desgastam as cascas.
Cáustico – Pode ser efetuado em tanques com soluções diluídas de hidróxido de sódio quente ou soluções concentradas a frio. Têm a desvantagem de promover alterações de cor e seu alto custo.
Fogo – Muito utilizado com cebolas, elas são colocadas em fornalhas a 1000oC que queimam as cascas e raízes.
CAPÍTULO 3 – Redução de Tamanho
	São as operações realizadas em pedaços sólidos de alimento para a obtenção de farinhas e partículas finas ou na redução de glóbulos ou mistura de líquidos imiscíveis (homogeneização e emulsificação). O processo promove um aumento da área de superfície, o que ajuda na secagem e extração de componentes solúveis.
Redução de Alimentos Sólidos
	Pode ser realizada por forças de compressão, impacto ou atrito. Normalmente as três forças estão presentesnos equipamentos sendo uma delas predominante. Grande aquecimento é gerado em moinhos de alta velocidade, sendo necessária à refrigeração para alimentos termosensíveis. Pode-se adicionar para isso nitrogênio ou CO2 sólido ao alimento durante o processamento.
	Alimentos fibrosos, como carnes, frutas e vegetais, devem receber tratamento antes de serem cortados ou moídos (carnes são normalmente fatiadas congeladas).
	Alimentos secos são moídos em moinhos que podem ser de diversas maneiras; de bolas, de discos, de rolos, etc.
	A redução de tamanho em alimentos permite o controle sobre algumas propriedades dos alimentos, como por exemplo, textura, aroma e sabor. A ruptura de células e o aumento da superfície de contato aumentam a deterioração oxidativa e acelera a atividade enzimática e microbiológica.
Redução em Alimentos Líquidos (Emulsificação e Homogeneização)
	Emulsificação é a formação de emulsão estável pela mistura íntima de dois ou mais líquidos imiscíveis, um é disperso em pequenas gotas no segundo. Homogeneização é um processo mais severo. Ambos têm pequeno ou nenhum efeito no valor nutricional ou vida de prateleira do alimento. Os equipamentos utilizados são: misturadores de alta velocidade, homogeneizadores de pressão, moinhos coloidais e homogeneizadores ultrasonicos.
	Exemplos de emulsões são: Margarina, manteiga, patê, etc.
	Alguns efeitos sensoriais são alterados pelos processos, como por exemplo, a intensificação do aroma, da cor e sabor.
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CAPÍTULO 4 – Mistura e Formatação
	Mistura (blending) é uma operação unitária que visa à obtenção de uma mistura uniforme de dois ou mais componentes, pela dispersão de um no outro(s). É usada para combinar ingredientes e alcançar diferentes propriedades funcionais ou características sensoriais.
	Formatação molda em uma variedade de formas e tamanhos alimentos de alta viscosidade, normalmente realizada após uma operação de mistura.
Mistura
	Ao contrário de líquidos e pastas é impossível conseguir uma mistura completamente uniforme de pós secos ou partículas sólidas. O grau de mistura vai depender:
Do tamanho das partículas, formato e densidade
Da eficiência do misturador utilizado
Da tendência do material agregar
Da umidade de cada componente
Normalmente materiais com tamanhos, formatos e densidades similares formarão misturas mais uniformes. Os misturadores existentes classificam-se em:
De líquidos de baixa ou média viscosidade – Agitadores de pás simples ou compostos
De líquidos de alta viscosidade e pastas – Agitadores de pás de baixa velocidade e misturadores de facas (Z-Blade mixer)
Pós ou partículas sólidas – Agitadores de frasco giratório, ou de hélices giratórias
A ação de misturadores não tem efeito direto na qualidade nutricional ou vida de prateleira de um alimento, mas pode ter efeito indireto por permitir que os componentes da mistura reajam com maior velocidade. Tem efeito substancial nas qualidades sensoriais e propriedades funcionais dos alimentos, a uniformidade dos produtos aumenta a aceitabilidade do produto pelo consumidor.
Formatação
	Os equipamentos de formatação são normalmente específicos para os produtos individuais. Destaque para os equipamentos para o molde de pães, tortas e biscoitos. A massa pode ser cortada e moldada em cilindros perfurados (moldes).
CAPÍTULO 5 – Separações Mecânicas
	As separações mecânicas utilizadas em alimentos são:
Centrifugação – Separação de líquidos imiscíveis ou sólidos de líquidos pela aplicação da força centrífuga
Filtração – Separação de sólidos de líquidos pela passagem da mistura através de um material poroso
Expressão – Separação de líquidos de sólidos pela aplicação de pressão.
As três são muito utilizadas na indústria alimentícia na produção, purificação e concentração de ingredientes, por exemplo, sucos, enzimas, café solúvel, etc. Por não envolver aquecimento os processos causam poucos danos aos alimentos.
Centrifugação
As centrífugas são classificadas em três grupos:
Separação de Líquidos Imiscíveis – Centrífugas tubulares onde a mistura é adicionada continuamente e os líquidos são separados em camadas anulares que fluem separadamente da centrífuga.
Clarificação de Líquidos – Para remoção de pequenas quantidades de sólidos. Similares a anterior para separação de líquidos com no máximo 3% de sólidos. Usadas para óleos e cervejas.
Remoção de Sólidos – Para remoção de misturas com alto teor de sólidos.
Filtração
	Usada na clarificação de líquidos pela remoção de pequenas quantidades de partículas sólidas (Vinho, cerveja e óleos) ou para separação de líquidos das partes sólidas de um alimento (Sucos de frutas). A medida que as partículas em suspensão ficam retidas nos poros do filtro a área de filtração se torna menor incrementando a resistência do fluxo, desta maneira maiores pressões são necessárias para manter a filtração. A filtração por gravidade é um processo lento que tem pouca aplicação na indústria de alimentos. Os equipamentos utilizados funcionam com aplicação de pressão ou vácuo parcial no lado oposto. Filtros a vácuo rotatórios onde os sólidos são removidos podem operar continuamente.
	Expressão
	Usada na extração de óleos e sucos, normalmente combinada com redução de tamanho. Esses alimentos estão localizados dentro das células de modo que se faz necessário a ruptura da estrutura celular para liberá-los. O aquecimento ajuda o processo por diminuir a viscosidade dos óleos, a umidade e a pressão também diminuem as perdas de óleo. Em frutas baixas pressões são utilizadas na extração de sucos para evitar a extração de sólidos e compostos fenólicos das cascas que tornam o suco amargo.
CAPÍTULO 6 – Membranas Concentradoras
	Osmose reversa (hiperfiltração) e ultrafiltração são operações unitárias onde a água e alguns solutos em uma solução são seletivamente removidos através de uma membrana semipermeável. Ambos os processos são semelhantes e usam pressão como força para o transporte através da membrana.
A osmose reversa é usada para separação de água de solutos de baixo peso molecular, como sais, monossacarídeos e compostos de aroma que têm alta pressão osmótica, altas pressões são necessárias (4000-8000 kPa).
Membranas de ultrafiltração têm uma porosidade maior e retêm apenas moléculas maiores (proteínas e colides), solutos menores são transportados juntamente com a água. Menores pressões são necessárias (50-2000 kPa).
A principal vantagem sobre a evaporação é o não aquecimento do alimento, e consequentemente não há alterações e perdas de voláteis. Ainda apresentam menores custos de operação. Como desvantagens há a variação do fluxo conforme mudanças de concentração da solução, maior capital que evaporação, concentração máxima de 30% dos sólidos e deposição de polímeros nas membranas com conseqüente redução no tempo de operação.
Diferentes tipos de membranas rejeitam solutos com específicas faixas de peso molecular (cutoff). Para aplicações na indústria de alimentos as membranas devem permitir limpeza e sanitização. As membranas são colocadas em tubos cilíndricos.
A osmose reversa é mais econômica quando se tratando de soluções diluídas, sua maior aplicação é na indústria de queijos e sorvetes, sendo também utilizada na purificação de sucos de frutas, concentração de enzimas e óleos vegetais, clarificação de vinhos e cervejas e na desmineralização e purificação de água.
A ultrafiltração é muito usada na indústria de leite, queijos, concentração de pasta de tomate, tratamento de efluentes e concentração de enzimas e proteínas.
As propriedades sensoriais dos produtos concentrados em membranas são superiores aos dos produtos obtidos por métodos de evaporação, os valores nutricionais também são largamente retidos. Há a retenção de proteínas, gorduras e carboidratos grandes e a perda de açúcares, vitaminas e aminoácidos.
CAPÍTULO 7 – Fermentação e Tecnologia de Enzimas
A fermentação em alimentos, açãocontrolada de microorganismos selecionados, é utilizada para alterar a textura do alimento, preservar o alimento através da produção de ácidos ou álcool, ou para produzir sabores e aromas que aumentam a qualidade e valor das matérias primas. Os fatores que controlam o crescimento de microorganismos na fermentação de alimentos são a disponibilidade de fontes de carbono e nitrogênio, o pH do substrato, a temperatura de incubação, a umidade, o potencial de oxi-redução, o estágio de crescimento dos microorganismos e a presença de microorganismos competidores.
Culturas onde o crescimento celular é limitado pelo substrato no tanque de fermentação têm alta produtividade se o substrato for adicionado continuamente à cultura, ao mesmo tempo em que a biomassa ou produtos forem continuamente removidos. Nessas condições as células mantêm a fase logarítmica de crescimento.
A fermentação pode ser classificada pelas mudanças causadas pelos microorganismos nos carboidratos presentes no substrato. As fermentações láticas e etanólicas são as mais importantes comercialmente.
Mandioca – A fermentação da mandioca é usada para a produção de farinhas, durante o processo há a liberação de HCN pela hidrólise de glicosídeos cianogênicos da mandioca.
Leite – Um enorme número de produtos é obtido pela fermentação do leite, dentre eles iogurtes e mais de 700 tipos de queijos.
Pão – A fermentação e posterior cozimento alteram a textura e sabor da farinha. A fermentação não tem função de preservar e sim produzir CO2 para o crescimento e maciez do pão.
Bebidas Alcoólicas – Cerveja é produzida pela fermentação de grãos maltados cozidos e pela adição de flores de lúpulo para inserir sabor amargo.Vinhos também são produzidos pela fermentação de frutas até produção de etanol 6-14%, as células são removidas por filtração ou centrifugação e o vinho é envelhecido para redução de acidez.
Vinagre – O primeiro passo é a fermentação etanólica, em seguida o etanol produzido é oxidado por A. aceti para ácido acético e um número grande de compostos aromáticos.
Ácido Cítrico – Muito usado como acidulante em alimentos é produzido pela fermentação de açúcar por A. niger.
Produtos de soja – Molhos de soja são produzidos por fermentação em dois estágios promovidos por espécies de fungos. Tofu também é obtido por fermentação.
Substratos sólidos são incubados em tanques com temperatura e umidade controlada, enquanto líquidos são fermentados em tanques de aço inoxidável cilíndricos.
A fermentação de alimentos promove profundas alterações no alimento, textura, sabor e aroma, cor e complexas mudanças no valor nutritivo pela alteração da composição de proteínas, gorduras e carboidratos além da produção ou destruição de vitaminas.
A separação e purificação de enzimas, de células de microorganismos ou plantas, é chamada de enzimas técnicas. Aproximadamente 1% das enzimas usadas comercialmente é obtida deste modo. No processamento de alimentos as enzimas técnicas são utilizadas na redução de custos, aumento na eficiência de extrações e para aumentar a vida de prateleira e características sensoriais de alimentos. São ativas em baixa concentração mas tem um alto custo e podem causar reações alérgicas em algumas pessoas.
Carbohidrases – Hidrolisam polissacarídeos ou oligossacarídeos. Amilases, lactase, invertaes, etc.
Proteases – Usadas para hidrólise de proteínas animais ou vegetais. Papaína, etc.
Oxidases – Oxidam açúcares, glucose oxidase, ou peróxidos, catalase.
Lípases – Hidrolisam gorduras e ésteres de ácidos graxos.
CAPÍTULO 8 – Irradiação
A irradiação de alimentos com alto teor de água promove a ionização das moléculas de água, os produtos dessa ionização recombinam-se formando hidrgênio, peróxido de hidrogênio e radicais livres de hidrogênio (H.), hidroxila (HO.) e peróxidos (HO2.). Estes radicais têm vida extremamente curtas, mas suficiente para destruir células bacterianas.
PARTE 3 – PROCESSAMENTOS POR APLICALÇÃO DE CALOR
O aquecimento é um dos mais importantes métodos usados em alimentos, melhorando a digestibilidade dos alimentos, pelo efeito preservativo gerado pela destruição de enzimas e atividade microbiológica, insetos e parasitas. Além pode-se destacar a destruição de componentes antinutricionais, o aumento da disponibilidade de alguns nutrientes e a relativa simplicidade das condições do processo.
CAPÍTULO 9 – Branqueamento (Blanching)
Usado para a destruição da atividade enzimática em vegetais e algumas frutas. No processo o alimento é aquecido rapidamente a uma determinada temperatura, mantida assim por tempo determinado e em seguida resfriada a temperatura ambiente rapidamente. Caso não seja realizado indesejadas alterações nas características sensoriais podem ocorrer durante o armazenamento do alimento.
O branqueamento ainda reduz o número de microorganismos na superfície do alimento e torna os tecidos mais macios. Os equipamentos utilizados envolvem a passagem dos alimentos por atmosfera saturada de vapor ou água quente, ambos são relativamente simples e baratos.
O calor absorvido pelo alimento inevitavelmente causa algumas alterações sensoriais e nutricionais, no entanto as alterações são menores que durante o processo de esterilização. Minerais e nutrientes solúveis em água são perdidos durante o processo.
	Em geral a cor dos alimentos torna-se mais clara, são adicionados carbonato de sódio e óxido de cálcio à água do banho para proteger a clorofila e reter a cor de vegetais verdes. O aroma e sabor são pouco alterados. A textura é amaciada, o que facilita o enchimento das embalagens.
CAPÍTULO 10 – Pasteurização
Processo realizado normalmente abaixo de 100oC usado para estender a vida de prateleira de alimentos por vários dias, leite, ou meses, algumas frutas. A preservação ocorre pela inativação de enzimas e eliminação de microorganismos termo sensíveis. O processo pode ser realizado em alimentos embalados ou não. Embalagens de vidro são normalmente pasteurizadas em água quente para evitar o choque térmico e possível trinca do vidro, embalagens plásticas ou metálicas são pasteurizadas em água quente ou misturas ar e vapor. Para o resfriamento normalmente é utilizado água na forma de banho ou spray.
Líquidos de baixa viscosidade são bombeados através de placas trocadoras de calor. A capacidade deste tipo de equipamento pode chegar a 80.000 L/h. As vantagens deste processo sobre o realizado em garrafas são:
Tratamento térmico mais uniforme
Equipamentos mais simples e custos de manutenção mais baixos
Menor espaço requerido
Flexibilidade para diferentes produtos
Grande controle sobre as condições de pasteurização
Os alimentos assim pasteurizados são imediatamente engarrafados e selados para prevenir recontaminação. Por ser um processo brando a pasteurização, mesmo quando combinada com outros processos (irradiação, resfriamento, etc.) causa mínimas alterações nas características nutricionais e sensoriais dos alimentos. Alteração no leite é a perda de 5% de proteínas do soro e pequenas alterações no conteúdo de vitaminas.
CAPÍTULO 11 – Esterilização por Aquecimento
Processo no qual o alimento é aquecido a temperatura e tempo suficiente para a destruição da atividade microbiana e enzimática. Como resultado o alimento tem vida de prateleira de mais de seis meses. O tratamento produz mudanças substanciais nas qualidades sensoriais e nutricionais.
A esterilização em alimento embalado é influenciada pela resistência dos microorganismos ou enzimas presentes, pelas condições de aquecimento, pelo pH do alimento, pelo tamanho do recipiente e pelo estado físico do alimento.
Resistência térmica de microorganismos – Em alimentos de pH pouco ácidos (pH>4,5) Clostridium botulinum é o mais perigoso microorganismo resistente. Neste caso o alimento normalmente recebe mais tratamento do que o mínimo necessário. Em alimentos mais ácidos (pH 4,5-3,7) outros microorganismos como fungos e enzimas termo resistentes são usadospara estabelecer os tempo e temperaturas de processo. Em alimentos ácidos (pH<3,7) a inativação enzimática é a maior razão para o processo e as condições são menos severas.
Taxa de penetração de calor – É influenciada pelo tipo de produto, tamanho, tipo e forma do recipiente, agitação do recipiente e temperatura empregada. A taxa de penetração é medida com a colocação de um termopar no centro do recipiente.
Exaustão – Remoção de ar do recipiente antes do selamento, previne a deformação do recipiente durante o processo pela expansão do ar, corrosão interna e processos oxidativos no alimento. Pode ser realizado através do envase de alimentos quentes, aquecimento do alimento envasado parcialmente selado, remoção mecânica com bomba de vácuo, etc.
Selamento – A vida de prateleira do produto processado depende em parte da eficiência do recipiente em isolar o alimento do ambiente. 
Processamento Térmico – Pode ser realizado por vapor saturado, onde a condensação na superfície do recipiente transfere o calor, por água quente sob pressão e por chama.
Altas temperaturas por um período de tempo curto podem ser utilizadas se o produto é esterilizado antes de ser embalado. Esta é a base do processo conhecido como UHT (Ultrahigh-Temperature) usado para esterilizar uma série de alimentos como leite, sucos de frutas, creme iogurte, vinho, ovos, sorvetes, etc. Produtos assim esterilizados tem vida de prateleira de pelo menos seis meses sem a necessidade de refrigeração. O processo ainda tem a grande vantagem de independer do tipo e tamanho da embalagem, já que o envase é feito posteriormente sob condições assépticas. Outras vantagens incluem processos de embalagem mais baratos, maior produtividade, automação e eficiência energética. Como limitação há o custo elevado e complexidade das plantas, devido a necessidade de esterilizar os materiais de embalagem.
Ao se aumentar a temperatura a taxa de destruição de microorganismos aumenta mais rapidamente do que a de destruição dos nutrientes e qualidade sensorial. Os equipamentos utilizados podem ser diretos, injeção ou infusão de vapor, indiretos, placas trocadoras de calor, ou outros sistemas que usam microondas e indução elétrica.
Injeção de vapor – Vapor potável é produzido e injetado a 150oC nos alimentos, após um curto período de exposição o alimento é resfriado em câmara de vácuo. O vapor condensado, juntamente com compostos voláteis é misturado ao alimento nas proporções originais. É o método mais rápido de aquecimento e resfriamento podendo ser utilizado em alimentos mais termosensíveis. No entanto o método só pode ser utilizado para alimentos de baixa viscosidade, há relativamente pouco controle sobre o processo, há necessidade de produção de vapor potável, a regeneração de energia é baixa e a flexibilidade de troca de produtos é baixa.
Placas trocadoras de calor – Semelhante ao processo de pasteurização, no entanto existem limitações no que diz respeito ao aumento de temperatura e pressões envolvidas.
 
As alterações causadas nos alimentos pela UHT são semelhantes ao processo de enlatamento. As principais alterações nos alimentos são:
Cor- Pigmentos de carne alteram a cor mas há pouca caramelização e amarronzamento.
Sabor e Aroma – As alterações também são menos severas e os sabores e odores naturais do leite, sucos de frutas e vegetais são melhores retidos.
Textura e Viscosidade – Em leite e sucos de frutas a viscosidade é inalterada e a alteração de textura de vegetais e frutas inteiras ou em pedaços é pequena.
Valor Nutritivo – A perda de vitaminas em UHT é praticamente limitada a tiamina e ácido pantotênico, ao contrário do processo de enlatamento onde a perda ocorre em todas as vitaminas hidrossolúveis.
CAPÍTULO 12 – Evaporação
È a remoção parcial de água de alimentos líquidos por ebulição. A maioria dos alimentos concentrados é pós-processada antes do consumo. As funções da evaporação são:
Pré-concentração de sucos, leite e café antes de processos de secagem, congelamento ou esterilização para a redução de volume e conseqüente economia no armazenamento, transporte e distribuição.
Conteúdo de sólidos é aumentado durante a evaporação reduzindo a atividade de água com conseqüente preservação.
Conveniência do consumidor em usar o produto concentrado.
Alteração do sabor e cor do alimento, como na caramelização do açúcar.
Muitos aromas são mais voléteis que a água e são perdidos durante a evaporação, o que reduz as qualidades sensoriais dos concentrados. Algumas técnicas existem para reter ou recompor os voláteis do alimento: Agitação do concentrado com uma porção do alimento não concentrado, condensação e destilação fracionada do condensado com posterior reincorporação e a remoção dos voláteis do alimento com gás inerte e depois adição dos mesmos ao concentrado.
Evaporação também escurece os alimentos, parte pelo aumento da concentração de sólidos e redução da atividade de água com conseqüentes mudanças químicas.
CAPÍTULO 13 – Extrusão
Processo que combina muitas operações unitárias como agitação, cozimento, formatação, etc. Essencialmente o extrusor consiste de uma bomba de rosca onde o alimento é comprimido para formar uma massa semi-sólida, essa massa é então forçada através de uma abertura restrita que pode ser ou não aquecida. O propósito da extrusão é aumentar a variedade de alimentos pela produção de um número grande de formas, texturas, cores e sabores a partir de ingredientes básicos. O método de preservação principal na extrusão se dá através da redução da atividade de água do produto (0,1 – 0,4). É um processo muito versátil, de baixo custo, automatizado e com taxa de produção elevada além de não produzir efluentes.
A extrusão é um processo onde partículas de pequena dimensão ou farinhas são transformadas em pedaços maiores. Os dois fatores que influenciam a natureza do produto extrusado são as condições de operação do extrusor e a natureza reológica do alimento. Os parâmetros de operação são temperatura, pressão, diâmetro da abertura e velocidade de operação. Os parâmetros importantes da matéria prima que influenciam na textura e cor do extrusado são a umidade, estado físico dos componentes e sua composição química, em especial quantidades de amido, proteínas, gorduras e açúcares.
Durante o processo o amido da matéria prima é parcialmente solubilizado formando uma massa gelatinosa e plástica.
Os extrusores são classificados conforme seu método de operação:
Extrusores de Cozimento – O alimento é aquecido e consequentemente a pressão interna é elevada, a rápida queda de pressão na saída do extrusor promove instantânea expansão do gás presente formando um material de baixa densidade. A umidade é perdida por evaporação. A extensão da expansão é controlada pela pressão e temperatura geradas no extrusor e pelas propriedades reológicas da matéria prima.
Extrusor a Frio – O produto é extrusado a fluxo baixo sem cozimento ou distorção do alimento por expansão. Usado para a produção de macarrão, salsicha, etc.
Aplicações dos diferentes tipos de extrusores:
Cereais - Torradas, flocos de milho
Protéicos – Proteína texturizada de soja
Açúcares – Balas de goma
Características Sensoriais – Extrusão causa efeitos mínimos na cor natural do alimento, no entanto em alguns produtos a cor é determinada pela adição de corantes. Os voláteis que promovem sabor ao alimento são perdidos durante a expansão e normalmente são adicionados após o processo. A alteração da textura é um dos grandes propósitos da extrusão. 
Valor Nutricional – A perda de vitaminas e aminoácidos varia de acordo com o tipo de alimento, umidade, temperatura e tempo do processo.
CAPÍTULO 14 – Desidratação por Aplicação de Ar Quente
	Aplicação de calor para a remoção da maior parte da água presente no alimento por evaporação. O propósito é a redução da atividade de água e conseqüente preservação do alimento. O processo causa deterioração do valor nutricional. Exemplos de alimentos com importânciacomercial são: Açúcar, Café, Leite, Batatas, Farinhas, Chás, Temperos, etc.
	A desidratação envolve a simultânea aplicação de calor e a remoção da umidade dos alimentos. A capacidade do ar em remover a umidade do alimento depende da temperatura e quantidade de vapor de água presente no ar (Umidade absoluta).
Quando ar quente é soprado sobre o alimento úmido, calor é transferido à superfície do alimento fazendo a água evaporar, o vapor é então carregado pelo fluxo de ar. Por estar mais seca, a superfície do alimento, a água do interior migra para ela por força capilar e difusão de água e vapor.
Spray driers – Uma fina dispersão de alimento pré-concentrado é atomizada em gotas de 10 a 200 um de diâmetro em uma corrente de ar aquecido a 150-300oC em uma câmara de secagem. Devido a alta superfície de contato ocorre secagem rápida e o pó formado é recolhido no fundo da câmara. Existem diversos tipos de equipamentos disponíveis com capacidade para até 80.000Kg de leite em pó por dia.
CAPÍTULO 15 – Baking and Roasting
Trata-se da mesma operação unitária, no entanto o termo Baking é usado para produtos com base de farinha e frutas enquanto Roasting é usado para carnes, nozes e vegetais. É usado ar quente para alterar a superfície do alimento, e com a redução da atividade de água da superfície há um efeito de preservação. No entanto a vida de prateleira dos produtos é curta a não ser que haja outro meio de preservação, como refrigeração ou embalagem.
Em forno calor é irradiado para o alimento causando a secagem da superfície e a formação de uma casca. A temperatura interna do alimento não supera 100oC.
Os aromas produzidos pelo processo são uma importante característica sensorial. Há também a caramelização de carboidratos e a oxidação de ácidos graxos em aldeídos, álcoois e ésteres (responsáveis pelo aroma característico).
CAPÍTULO 16 – Fritura
Operação unitária usada para alterar a qualidade sensorial do alimento. Um efeito secundário é o efeito preservativo da destruição microbiana e enzimas além da redução da atividade de água na superfície do alimento. A vida de prateleira após a fritura é normalmente determinada pela umidade do produto final.
Quando colocado em óleo quente o alimento tem sua superfície aquecida rapidamente com vaporização da água com formação de uma casca. A temperatura interna do alimento sobe até aproximadamente 100oC e a água e vapor de água são removidos, através de capilares, e posteriormente substituídos por óleo quente.
Alimentos que retém umidade em seu interior recebem calor suficiente durante a fritura para a eliminação de microorganismos e para alterar as propriedades organolépticas.
A temperatura acelera a degradação do óleo utilizado requerendo sua troca.
CAPÍTULO 17 – Radiação Infravermelha e Microondas
Ambas são radiações eletromagnéticas transmitidas na forma de ondas aos alimentos onde são então convertidas em calor. As principais diferenças entre as duas formas de energia são:
Microondas são produzidas em específicas bandas de freqüência ( 2450MHz, 896 e 915 MHz), onde o calor irradiante é menos controlado.
A profundidade de penetração no alimento é diretamente relacionada à freqüência, quanto menor a freqüência maior a penetração.
Microondas induzem a fricção molecular da água que produzem calor, enquanto a radiação infravermelha é simplesmente absorvida e convertida em calor. A penetração da radiação infravermelha é menor.
Microondas são utilizadas para preservar alimentos enquanto radiação infravermelha mais usada para alterar as propriedades organolépticas do alimento.
Na desidratação as microondas são usadas para finalização do processo, as partes com umidade são aquecidas enquanto as partes já desidratadas não são aquecidas.
Microondas não tem efeitos diretos sobre os alimentos, em contraste com radiações ionizantes, os efeitos são decorrentes apenas do aquecimento gerado.
A radiação infravermelha é emitida por objetos aquecidos e transfere sua energia quando absorvida, a taxa de transferência de calor depende da temperatura e propriedades da superfície dos materiais envolvidos, e do formato dos materiais envolvidos.
Os aquecedores utilizados são normalmente metálicos, cerâmicos e tubos de quartzo com filamentos elétricos. Sua aplicação maior é na desidratação de alimentos de baixa umidade.
PARTE 4 – PROCESSAMENTOS POR REMOÇÃO DE CALOR
A redução de temperatura de um alimento retarda todas as mudanças que acontecem durante o seu armazenamento. Em geral quanto maior o tempo de armazenamento menor deve ser a temperatura. O uso de baixas temperaturas não esteriliza os alimentos. As alterações nas características sensoriais e nutricionais são mínimas resultando em produtos de alta qualidade.
CAPÍTULO 18 – Resfriamento e Armazenamento em Atmosfera Controlada
No resfriamento a temperatura do alimento é reduzida a faixa entre -1 e 8oC. Usado para reduzir a velocidade de alteração bioquímica e microbiológica e estender a vida de prateleira de alimentos frescos e processados. O resfriamento normalmente é utilizado juntamente com outros processos (fermentação, irradiação ou pasteurização) para estender a vida de prateleira de produtos minimamente processados. O processo requer sofisticado sistema de distribuição e cabines de exposição refrigerados para chegar ao consumidor.
Não são todos os alimentos que podem ser refrigerados, algumas frutas tropicais sofrem injúrias se resfriadas.
Um efeito preservativo acentuado é conseguido se o processo de resfriamento for acompanhado de controle da composição da atmosfera de armazenamento. Uma redução na concentração de oxigênio e aumento na de CO2 reduz a respiração de frutas e vegetais frescos além de inibir o crescimento microbiano e de insetos. A composição atmosférica pode ser alterada de três maneiras:
Armazenamento em Atmosfera Controlada (CAS) – A concentração de Oxigênio, CO2 e as vezes etileno são monitoradas e reguladas.
Armazenamento em atmosfera Modificada (MAS) - A composição gasosa de uma câmara selada é alterada normalmente pela atividade respiratória do alimento. Um controle mínimo é efetuado.
Embalagem em Atmosfera Modificada (MAP) – A composição gasosa em uma embalagem de permeabilidade conhecida é alterada depois que o alimento é colocado e antes do selamento.
Comercialmente CAS e MAS são limitados a maçãs e peras. MAP é usado em alimentos frescos e minimamente processados, incluindo sanduíches, queijos, carnes prontas, etc.
Os equipamentos de resfriamento utilizados são os refrigeradores mecânicos e sistemas criogênicos de CO2 sólido ou líquido e N2 líquido.
A alteração sensorial do resfriamento mais importante é a solidificação de gorduras e óleos.
CAPÍTULO 19 – Congelamento
Operação na qual a temperatura do alimento é reduzida abaixo da temperatura de congelamento onde uma proporção da água presente forma cristais de gelo. A imobilização da água e conseqüente concentração dos solutos na água não cristalizada reduz a atividade de água do alimento. A preservação acontece principalmente pela combinação de baixa temperatura e baixa atividade de água. Há apenas pequenas alterações nas qualidades nutricionais e sensoriais quando o congelamento e armazenamento são feitos de maneira correta. O rápido desenvolvimento da oferta de produtos congelados é devido ao aumento da venda de freezers e fornos de microondas domésticos.
Uma substancial quantidade de energia é necessária para o congelamento de alimentos, que é suprida por energia elétrica usada para comprimir gases criogênicos.
O congelamento rápido produz um número maior de cristais de gelo de pequeno tamanho. O aumento da concentração de soluto durante o congelamento produz alterações no pH, viscosidade e potencial oxi-redução da parte não congelada. À medida que a temperatura cai solutos individuais alcançam a saturação e cristalizam. A completa cristalização da água só ocorre quando todos os solutos estão cristalizados, oque ocorre a temperaturas muito baixas (-60 -70oC) de modo que em alimentos comerciais sempre há a presença de água não cristalizada.
O volume do gelo é 9% maior do que o da água então o congelamento sempre promove uma expansão do alimento. O tempo de congelamento depende da condutividade térmica do alimento, a área de contato, a espessura do alimento, da diferença de temperatura entre o alimento e o meio, do efeito de isolamento do filme de ar ao redor do alimento e o efeito da embalagem se presente.
O maior dano causado a qualidade do alimento pelo congelamento é a ruptura das células pelo crescimento dos cristais de gelo. Há perdas desprezíveis de pigmentos, aromas e componentes nutricionais importantes. A estrutura celular de carnes é mais flexível que a de vegetais, de modo que carnes são menos prejudicadas pelo congelamento.
Durante o armazenamento de alimentos congelados as principais alterações que podem ocorrer são:
Degradação de pigmentos – Clorofila é lentamente degradada e mudanças de pH alteram a coloração de antocianinas.
Perda de Vitaminas – Vitaminas hidrossolúveis são perdidas em temperaturas perto da temperatura de congelamento.
Atividade enzimática Residual – Ocorre com vegetais que foram inadequadamente branqueados para desativação enzimática.
Oxidação de Lipídeos – Reação lenta.
Alterações físicas nos cristais de gelo acontecem com a recristalização, promovendo perda de qualidade de alguns alimentos congelados.
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CAPÍTULO 20 – Secagem e Concentração por Congelamento
Na secagem com ação de calor obtém-se um efeito preservativo no alimento por redução da atividade da água, no entanto o calor promove grandes alterações sensoriais e nutricionais no alimento. Na secagem e concentração por congelamento também há o efeito da redução da atividade de água sem aquecimento e, portanto as qualidades sensoriais e nutricionais são melhores retidas. A desvantagem é que um processo mais lento que a evaporação ou desidratação. O custo e o capital necessário também são elevados. A secagem e concentração por congelamento são utilizadas industrialmente para a secagem ou concentração de alimentos caros e de delicados aromas e texturas, como café, cogumelos, temperos, etc.
O primeiro estágio da secagem por congelamento, liofilização, é o congelamento do alimento, que é feito em pequenos pedaços de maneira rápida para produzir cristais de gelo pequenos reduzindo os danos celulares. Um sistema de vácuo é então utilizado para manter a pressão do recipiente inferior à pressão de vapor da água congelada, deste modo a água sublima e é removida da atmosfera para uma câmara de resfriamento onde é retida na forma de gelo. Uma fonte de energia pode ser utilizada para acelerar a sublimação.
Alimentos assim secos têm uma alta retenção das qualidades nutricionais e sensoriais além de uma vida de prateleira maior de 12 meses quando corretamente embalados. A retenção do aroma fica na faixa de 80 a 100%. A textura é bem mantida, mas a estrutura porosa resultante torna o alimento mecanicamente frágil e suscetível à entrada de oxigênio, que pode oxidar lipídeos. Por esta razão o alimento é armazenado em embalagens com gás inerte.
Na concentração por congelamento o alimento líquido sofre cristalização fracionada da água e posterior remoção mecânica do gelo. A concentração obtida é maior do que a obtida por membranas e menor que a obtida por ebulição. Há excelente retenção de compostos de aroma voláteis, porém o custo e o capital envolvidos são elevados. Este tipo de concentração é usada somente para sucos e extratos de alto valor comercial. 
PARTE 5 – OPERAÇÕES DE PÓS-PROCESSAMENTO
Revestir com farinha, amido, sal, açúcar, corantes, chocolate ou outros produtos é usado para tornar o alimento mais atrativo, decorar, e aumentar sua variedade. Em alguns casos pode representar uma barreira para a umidade e outros gases e contra ações mecânicas. A operação tem ação mínima na qualidade nutricional do alimento, a não ser em termos de ingredientes adicionados ao alimento pelo produto utilizado.
CAPÍTULO 21 – Revestimento
	Os principais componentes utilizados são açúcar e gordura, a espessura do recobrimento é determinada em parte pela viscosidade do material, pela sua temperatura, pela velocidade do fluxo de ar e pela velocidade de resfriamento. O excesso de cobertura normalmente é removido por ventiladores.
CAPÍTULO 22 – Embalagem
	Embalar tem duas finalidades, apresentar o alimento no ponto de venda e protegê-lo para sua expectativa de vida de prateleira. Ela não deve influenciar o produto de modo a contaminá-lo ou altera-lo. Deve ainda ter tamanho e forma funcional, reter o alimento em forma conveniente e ser facilmente descartável ou reciclável, além de estar de acordo com a legislação vigente de rotulagem.
A proteção pretendida com a embalagem inclui barreira contra luz, umidade, gases, transferência de calor, microorganismos e outros animais.