Redução de tamanho de alimentos

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Redução de tamanho
É a operação unitária na qual corta-se ou rompe-se alimentos, para se diminuir o tamanho médio de suas partículas para elaboração do produto final, mediante forças mecânicas.
Quando aplicada a produtos sólidos, a redução de tamanho é chamada de trituração, moagem ou corte. Para produtos líquidos, há três tipos: atomização, homogeneização e emulsificação.
Objetivos da redução de tamanho no processamento das matérias-primas alimentícias
Aumento da relação superfície/volume, o que aumenta a eficiência das operações posteriores, baseadas na transferência de energia ou de massa, como por ex.: aquecimento, resfriamento, extração, desidratação, etc...
Uniformidade do tamanho das partículas do produto, auxiliando na homogeneização de produtos em pó ou na solubilização dos mesmos (p. ex.: sopas secas, achocolatados, misturas para bolos, etc...)
Obtenção de produtos específicos que tenham propriedades funcionais adequadas (especiarias, açúcar cristal, etc...)
Aumento da gama de produtos (p. ex.: embutidos)
Promover facilitação de manejo e transporte.
Em alimentos sólidos
As forças mecânicas atuantes na redução de tamanho de alimentos sólidos são a compressão, impacto, cisalhamento ou atrito e corte. As forças de compressão são as mais importantes na trituração de materiais espessos, enquanto que as de cisalhamento estão mais associadas à moagem ou a redução para obter produtos de tamanho bem menor em pó. Trituração e moagem são muito ineficazes do ponto de vista energético, pois somente uma pequena parte da energia é empregada de fato para a ruptura ou fragmentação do sólido. A maior parte se dirige para a deformação dele e a criação de novas linhas de sensibilidade para produzir a ruptura sucessiva dos fragmentos (depende de características do alimento como dureza, friabilidade e conteúdo de água). O resto da energia se dissipa na forma de calor.
A escolha do equipamento de redução adequado depende das características do produto inicial e das que se desejam no produto final.
Moinhos de martelo
Os moinhos de martelo são usados para reduzir o material de tamanho entre intermediário a pequeno. Este tipo de moinho é utilizado para fragmentar materiais frágeis ou moles, não abrasivos. Utiliza-se igualmente para materiais fribosos, como milho, soja e café, pois uma parte da ação de fragmentação é por corte. Também é muito utilizado para trituração de legumes e frutas, que irá posteriormente ser extraído o seu suco através de peneiras. Neste tipo de moinho, um rotor montado em um cilindro horizontal gira em alta velocidade promovendo a trituração do material. As forças de interesse são as de impacto e cisalhamento.
 
 
Os moinhos de rolos giram em direções opostas e a velocidades diferentes. Sua superfície sofre muito desgaste. Também existem os moinhos de rolos únicos giram contra uma superfície fixa. São utilizados geralmente para sementes tipo mostarda, torta de cacau, amendoim, etc.
Os moinhos de disco de atrito dependendo o tipo de alimento podem ser de disco simples ou disco duplo. No moinho de disco simples é formado por um disco giratório que gira comprimindo o alimento em um disco estacionário. O alimento é introduzido através do centro do disco estacionário e encontra o disco giratório que é provido de ranhuras, ocorrendo a trituração do mesmo. O moinho de disco duplo possui dois discos giratórios dotado de ranhuras para a execução do trabalho de trituração do alimento, forçando o alimento moído atravessar uma tela perfurada na saída do moinho São utilizados para alimentos fibrosos como milho, arroz e castanha de cacau.
- Moinho de bolas
Na sua forma mais simples consiste em um tambor cilíndrico rotativo com dimensões regulares, que, em funcionamento é preenchido parcialmente com bolas. O material a moer é alimentado no tambor, junto com as bolas, e à medida que ele gira, as bolas caem sobre o material, promovendo a fragmentação. O moinho de bolas é muito eficaz para moagem fina de pós tais como: moagem fina de cobertura de chocolate e polpa de cacau, nozes, castanha, amendoim, amêndoas, etc. O efeito da moagem se realiza no espaço entre o recipiente de trabalho cônico o estator e um rotor cônico. O movimento do rotor provoca o movimento radial do alimento (esferas). O movimento é aumentado progressivamente à medida que avança no moinho, de modo que o esforço constante aplicado ao alimento moído aumenta constantemente durante a operação de moagem. 
- Moinho coloidal
A aplicação principal do moinho coloidal é a trituração de produtos em suspensão, emulsões extremamente viscosas (margarina, maionese). No moinho coloidal, os ingredientes da mistura são forçados a passar através de uma válvula com ranhuras muito estreita. Esta válvula é composta de uma parte fixa e outra giratória que é o rotor (figura-5), e ocorre a dispersão em toda a mistura
- Moinho de facas
O moinho de facas é utilizado especificamente para operação de redução de tamanho em formas de cubos, fatias e tiras dos alimentos. Os equipamentos utilizados para esta operação são chamados de cubeteadoras e, possui uma série de facas circulares, em forma de ele “L” e serrilhadas, que dão a forma desejada ao produto final (figura- 6). Este tipo de equipamento é bastante utilizado para queijos, e legumes em geral. Esse aparelho proporciona um corte limpo e granulometria regular. A carne é impulsionada pela força centrífuga e arrastada até as bordas das lâminas. Para fragmentação em cubos, emprega-se equipamento similar, junto com a lâmina redonda horizontal que divide as fatias em tiras, que vão para um conjunto de lâminas perpendiculares, onde são cortadas para tomar a forma de cubos. 
 
 MOINHO DE FACAS TIPO WILLYE - NL-226-02
-Moinho dispersor
Dispersores são moinhos especiais utilizados para a redução da mistura, em fragmentos muito pequenos fazendo com que os mesmos fiquem em suspensão. Os moinhos dipersores promovem a homogeneização de misturas pastosas, deixando um aspecto cremoso ao produto. Este tipo de moinho efetua o cisalhamento dos sólidos quebrando-os em partículas extremamente minúsculas. É uma unidade de mistura e dispersão para a produção de produtos líquidos e semisólidos com uma variedade de viscosidade. Se adapta especialmente aos produtos mais viscosos e àqueles com uma alta proporção de ingredientes sólidos (misturas para tortas, queijos derretidos, pasta de amendoim, xaropes, geléias).
O cuter é um dos equipamentos mais importantes da indústria da carne, que além da redução também mistura e amassa os ingredientes necessários para a elaboração de embutidos. A redução de tamanho obtida depende da forma e da quantidade das lâminas, bem como do tempo em que o produto fica na cuba. Pode se empregar vácuo para evitar a oxidação dos ingredientes processados.
“Desvantagens” da Redução de tamanho
Em geral, não prolonga o tempo de vida útil dos alimentos. Por promover a ruptura dos tecidos, liberam-se enzimas que estavam compartimentadas nos tecidos intactos e possíveis substratos para o crescimento de microrganismos. Já que uma maior superfície do produto fica exposta ao ar, isso favorece reações de oxidação, outras reações químicas e enzimáticas e o crescimento microbiano;
Pequenas perdas nutritivas e sensoriais (cor);
Redução da vida útil do produto, sobretudo quando não se controla a temperatura. 
Em alimentos líquidos
Atomização: fragmentação de um líquido em pequenas gotas de tamanho uniforme para se obter aspersão. Um dos atomizadores mais comuns da indústria alimentícia é o centrífugo, que maneja fluidos bem viscosos, não se fecha facilmente se houver partículas no líquido de alimentação, é resistente à abrasão e não se observam grandes variações no tamanho das gotas com o passar do tempo. O líquido é introduzido em um disco que gira à alta velocidade e que tem ranhuras, de onde emergem gotas de tamanho bem uniforme.
 
Emulsificação
Operação na qual se obtém a dispersão de um líquido(fase descontínua ou interna) em forma de gotas muito pequenas em outro (fase contínua ou externa), sendo ambos os líquidos imiscíveis. Os tipos básicos resultantes da mistura de uma fase aquosa e de uma lipídica são os de óleo em água (leite) e as de água em óleo (manteiga). Mas a maioria das emulsificações alimentícias é mais complexa, já que além das duas fases líquidas imiscíveis, costuma haver partículas sólidas e borbulhas de gás (sorvetes). Muitas vezes é preciso usar compostos surfactantes para se reduzir o requisito energético, como lecitina e proteínas; e emulsificadores, para dar estabilidade à uma emulsão. Uso de forças de cisalhamento de grande intensidade.
Homogeneização: a redução de tamanho e o aumento do nº de partículas da fase dispersa de uma emulsão já formada, para se obter uma suspensão permanente, evitando que as partes de menor peso se separem do restante dos componentes e subam para a superfície. 
 Misturador para massas industria alimentar
 
misturador p/ massa de pão esquema de homogeneizador a pressão
Principais aplicações
Fabricação de:
Manteiga, por inversão da emulsão natural do leite
Margarinas
Leite homogeneizado, no qual a emulsão natural do leite se estabiliza, reduzindo os tamanhos dos glóbulos de gordura]
Sorvetes, emulsão complexa cujas textura final e estabilidade, são obtidas pelo congelamento da emulsão formada em estado líquido
Emulsões cárneas, como salsichas e patês, nas quais tratamento térmico dá estabilidade
Maionese
Biscoitos e produtos de padaria de fase contínua complexa.
Efeitos nos alimentos
Modificam as propriedades funcionais e organolépticas dos alimentos.. A viscosidade aumenta, a textura muda (sendo necessário congelamento nos sorvetes a aplicação de calor nas emulsões cárneas e produtos de panificação). Há variação da cor e o sabor e o aroma melhoram
Diminui o tamanho de partículas de gordura e protéicas, favorecendo sua digestibilidade
A vida útil não muda, mas são necessários um processamento higiênico e um procedimento de conservação, para evitar a proliferação de eventuais microrganismos contaminadores presentes na matéria-prima. 
Referências Bibliográficas
- ORDONEZ, Juan A. Tecnologia de Alimentos: Volume 1 - Componentes dos Alimentos e Processos. Artmed; 1ª edição, 2004.