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2.4 Descascamento

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Capítulo 2   Preparação das matérias-primas   183

descoloração verde em batatas. A clorofila aparece branca no visor, enquanto todo o resto, incluindo as manchas marrons nos vegetais e insetos da mesma cor, não transformam a energia a laser e aparecem em preto. Equipamentos que têm sistemas de visão de raio X podem detectar falhas internas ou condições fisiológicas que não são detectáveis pelo escaneamento da superfície do produto.

Cubeddu et al. (2002) descrevem técnicas

ópticas que fornecem informações tanto da superfície como das propriedades internas de frutas, incluindo sua textura e composição química. Isso pode ser utilizado para classificar frutas de acordo com sua maturidade, firmeza ou presença de defeitos, ou quantidades de clorofila, açúcar ou ácido. Um classificador descrito por Bühler (2016) pode categorizar cenouras como aceitáveis, descoloridas ou com pedaços com má formação, com capacidade para até 10 t h1. Aplicações na indústria de panificação incluem seleção de pães, biscoitos e cookies baseadas na avaliação tridimensional e na cor, para remover produtos com má formação e evitar o trancamento dos equipamentos automáticos de embalagem. Técnicas tridimensionais são também importantes quando os produtos são empilhados para caber em embalagens de tamanho específico. Pelo monitoramento da altura de cada produto individualmente, a altura da pilha pode ser calculada para garantir que irá caber na embalagem. Mais informações e exemplos de operações e aplicações de sistemas de máquinas de visão são apresentados por Graves e Batchelor (2013), e mais informações sobre os produtos estão disponíveis em AIA (2016) e pelos fabricantes de equipamentos (Bühler,

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Leituras sugeridas

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308   PARTE II   Processamento em temperatura ambiente

LEITURAS SUGERIDAS

Mistura

Cullen, P.J. (Ed.), 2009. Food Mixing: Principles and Applications. John Wiley and Sons, Chichester.

Ghanema, A., Lemenanda, T., Della Vallea, D., Peerhossainic, H., 2014. Static mixers: mechanisms, applications and characterization methods - a review. Chem. Eng.

Res. Des. 92, 205-228, http://dx.doi.org/10.1016/j. cherd.2013.07.013

Paul, E.L., Atiemo-Obeng, V.A., Kresta, S.M. (Eds.), 2003.

Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice.

John Wiley and Sons, Hoboken, NJ.

Modelagem e cobertura

Baldwin, E.A., Hagenmaier, R., Bai, J. (Eds.), 2011. Edible

Coatings and Films to Improve Food Quality. 2nd ed.

CRC Press, Boca Raton, FL.

Manley, D., 2011. Manley’s Technology of Biscuits, Crackers and Cookies. 4th ed. Woodhead Publishing, Cambridge

(Sheeting, gauging and cutting), pp. 445-452 (Laminating), pp. 453-466 (Rotary moulding), pp. 467-476 (Extruding and depositing).

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4.1 Redução de tamanho de alimentos sólidos

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230   PARTE II   Processamento em temperatura ambiente

4.1  REDUÇÃO DE TAMANHO

DE ALIMENTOS SÓLIDOS

é, então, liberada como som e calor, com apenas

1% da energia aplicada utilizado para redução de tamanho. Acredita-se que o alimento se rompa em níveis de estresse mais baixos se a força for aplicada por períodos mais longos. A extensão da redução de tamanho, a energia dispendida e a quantidade de calor produzida no alimento dependem, portanto, tanto da intensidade das forças aplicadas quanto do tempo a que o alimento se encontra submetido a essas forças. Como o tamanho de cada peça é reduzido, existe um número menor de linhas de fragilidade disponíveis, e o estresse de rompimento que precisa ser superado aumenta.

Quando não persiste nenhuma linha de fragilidade, novas fissuras devem ser criadas para reduzir ainda mais o tamanho das partículas, o que exige um acréscimo de energia. Há, portanto, um aumento substancial na energia necessária para reduzir o tamanho das partículas à medida que elas diminuem de tamanho (veja Problema-exemplo

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3.5 Separação por membrana

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Capítulo 3   Extração e separação dos componentes dos alimentos   211

3.5  SEPARAÇÃO POR MEMBRANA

A separação ou concentração dos componentes alimentares utilizando membranas é amplamente utilizada, especialmente nas indústrias de processamento de frutas, de derivados do leite e de bebidas alcoólicas. Ela também é utilizada para purificar água de processamento e tratar águas residuais (veja Seção 1.7.2) em uma ampla variedade de indústrias de alimentos. A emulsificação por membrana é descrita na Seção 4.2.3. Existem sete tipos de sistemas de membrana em uso nas indústrias de alimento, agrupados da seguinte maneira, de acordo com a força reponsável pelo transporte através de membranas:

1. Sistemas de pressão hidrostática – Osmose reversa, nanofiltração, ultrafiltração, microfiltração e pervaporação (Figura 3.16).

2. Sistemas em que a diferença de concentração

é a força propulsora – Troca iônica e eletrodiálise (veja Seção 3.5.3.1).

Detalhes adicionais da separação por membrana e concentração são fornecidos por Cassano et al. (2014), Singh e Heldman (2014c), Berk

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24.4 Impressão

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812  PARTE V  Operações de pós-processamento

24.4 IMPRESSÃO

Tintas de impressão para filmes e papéis consistem em um pigmento que é disperso em uma mistura de solventes e uma resina que forma um verniz. Os solventes devem ser cuidadosamente removidos após a aplicação da tinta para impedir que os odores contaminem o produto e façam com que o filme “bloquear” durante o uso. A tinta deve ser barata e compatível com o filme para alcançar uma adesão elevada.

Existem seis processos para a impressão de filmes e papéis:

1. Flexográfico (ou “em relevo” ou “tipografia”) que imprime em até seis cores, apre-

senta alta velocidade e é adequado para linhas ou blocos coloridos. Uma tinta de secagem rápida é aplicada ao filme por uma placa de borracha flexível com caracteres em relevo. A placa é pressionada contra um cilindro com tinta para cobrir as partes em relevo com tinta e em seguida contra um filme ou papel (Figura 24.9A). Ele é utilizado, por exemplo, para papelões que não necessitam de alta qualidade de impressão.

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5.1 Mistura

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Mistura, moldagem e cobertura

A mistura (ou blending) é uma operação unitária fundamental na maioria das indústrias de alimentos, utilizada para aumentar a homogeneidade, reduzindo a não uniformidade ou os gradientes na composição de dois ou mais componentes.

A mistura dos líquidos, sólidos e/ou gases tem aplicações muito amplas: p. ex., combinar ingredientes, preparar caldas e salmouras e dissolver ou dispersar materiais. A operação não gera efeito de conservação e se destina unicamente a ser um processo auxiliar para alcançar diferentes propriedades funcionais ou características sensoriais.

Em alguns alimentos, o grau correto de mistura

é utilizado para garantir que a proporção de cada componente esteja de acordo com os padrões da legislação (p. ex., vegetais misturados, nozes misturadas, salsichas e outros produtos de carnes cominuídas). Extrusores (veja Seção 17.2) e alguns tipos de equipamentos de redução de tamanho (veja Seção 4.1.2) também apresentam uma ação misturadora.

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25.5 Fechamentos com indicador de adulteração e fechamentos antiviolação

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Capítulo 25   Envase e fechamento de recipientes   871

to é geralmente necessário para firmar um pacote embalado de forma mais frouxa, ao passo que embalagens que contornam o produto requerem uma razão maior de encolhimento. Existem dois tipos de embalagem por encolhimento: encolhimento do tubo e sobre-embalagem. O tamanho do filme necessário para embalar por encolhimento um pacote por encolhimento do tubo é calculado usando

Largura 5 A 1 ¾C (25.4)

10% de tolerância

Comprimento 5 2(B 1 C) 1 de encolhimento  

(25.5) onde A (m) 5 largura do pacote, B (m) 5 comprimento do pacote e C (m) 5 altura do pacote.

A massa total de filme utilizada é igual à largura multiplicada pelo comprimento, dividida pelo rendimento (o inverso da densidade do filme)

2

21

(m kg ). O tamanho do filme necessário para embalar por encolhimento uma sobre-embalagem utilizando um filme centrado é encontrado usando

10% de tolerância de encolhimento

�(25.6)

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21.2 Equipamentos

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Capítulo 21  Resfriamento  709

PROBLEMA-EXEMPLO 21.1 (Continuação)

Então,

Calor da respiração

Assumindo que os contêineres têm a mesma mudança de temperatura que as frutas e que o número de contêineres é 2.500/250 = 10,

Calor removido dos contêineres

e,

Calor liberado por operadores e luzes

Da Eq. (1.41) para teto e paredes com área de 60 + 60 + 100 = 220 m2,

Calor perdido pelas paredes e teto

Finalmente,

Calor perdido pelo piso (área 5 100 m2)

Portanto, a perda total de calor é a soma de todas as cargas térmicas

Assim, uma planta de refrigeração de 5 kW seria adequada.

são descritos por Zorrilla e Rubiolo (2005a,b), Hu e Sun (2000) e Trujillo e Pham (2003). Os cálculos são mais simples no resfriamento de alimentos processados, já que não ocorre atividade respiratória.

21.2 EQUIPAMENTOS

Os equipamentos de refrigeração são projetados para reduzir a temperatura de um produto a uma taxa pré-estabelecida até a temperatura final, enquanto uma câmara fria é projetada para manter os alimentos a uma temperatura definida, sendo os alimentos resfriados antes de serem estocados na câmara fria (veja Seção 26.2.2.1)

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Referências

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766   PARTE IV   Processamento pela remoção de calor

•• No controle do nível de álcool em vinhos de alta qualidade.

•• Para concentrar essências de laranja e hortelã, leite de soja e concentrado proteico de soro.

Entretanto, as condições suaves do processamento também apresentam pouco ou nenhum efeito sobre enzimas e microrganismos, embora a atividade de água reduzida em produtos concentrados tenha algum efeito na inibição do crescimento microbiano. Detalhes adicionais dos efeitos do congelamento e concentração na atividade microbiana estão apresentados na Seção 22.4 e na

Seção 13.1.4, respectivamente.

REFERÊNCIAS

Ahrens, G., Kriszio, H., Langer, G., 2001. Microwave vacuum drying in the food processing industry. In: Willert-Porada, M. (Ed.), Advances in Microwave and Radio

Frequency Processing. Report from the 8th International

Conference on Microwave and High Frequency Heating,

Bayreuth, Germany, 3-7 September, pp. 426-435.

American Lyophilizer, 2016a. General Principles of Freeze

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9.1 Aspectos teóricos

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Capítulo 9  Branqueamento  425

PROBLEMA-EXEMPLO 9.1 (Continuação)

Portanto,

Da Eq. (1.55),

Do gráfico de transferência de calor em estado transiente para uma esfera (Figura 1.44):

Da Eq. (1.56),

Portanto, para calcular o tempo de branqueamento (t):

um pré-tratamento que, em geral, é realizado entre o preparo da matéria-prima (veja Seções 2.1 a 2.4) e operações posteriores (principalmente esterilização pelo calor, secagem e congelamento [veja Seções

12.1, 14.1 e 22.1]). O branqueamento também é realizado em combinação com o descascamento e/ ou limpeza do alimento (veja Seções 2.2 e 2.4), para reduzir o consumo de energia, espaço e custos com equipamentos. Mais detalhes são fornecidos por

Varzakas et al. (2015).

9.1  ASPECTOS TEÓRICOS

O branqueamento é um exemplo de transferência de calor no estado transiente ou não estacionário (Seção 1.8.4), envolvendo aquecimento convectivo na superfície por vapor ou água quente e condução de calor da superfície para o interior do alimento. A transferência de massa para e do alimento (veja Seção 1.8.1) é também importante

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Leituras sugeridas

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Capítulo 24  Embalagem  849 com/brochures/PP_castandblown_film.pdf (acesso em: fevereiro de 2016).

Tzia, C., Tasios, L., Spiliotaki, T., Chranioti, C., Giannou,

V., 2015. Edible coatings and films to preserve quality of fresh fruits and vegetables. In: Varzakas, T., Tzia, C.

(Eds.), Handbook of Food Processing: Food Preservation. CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 531-570.

UC Rusal, 2016. Aluminium: How Is It Produced? UC Rusal.

Disponível em: www.aluminiumleader.com/en/facts/extraction (acesso em: fevereiro de 2016).

UNEP, 2009. Converting Waste Plastics into a Resource:

Compendium of Technologies. United Nations Environmental Programme. Disponível em: www.unep.org/ietc/

InformationResources/Publications/tabid/56265/Default. aspx#wpr2 (www.unep.org > search ‘Converting Waste

Plastics into a Resource’) (acesso em: fevereiro de 2016).

Vakkalanka Sr., M., D’Souza, T., Ray, S., Yam, K.L., 2012.

Emerging packaging technologies for fresh produce. In:

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21.1 Aspectos teóricos

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Capítulo 21  Resfriamento  707

friamento são estabelecidos por Giannakourou e

Giannou (2014) e Brown (2008d).

21.1  ASPECTOS TEÓRICOS

Para resfriar alimentos frescos, é necessário tanto remover o calor sensível (também conhecido como “calor do campo”) como o calor gerado pela atividade respiratória. A produção de calor por atividade respiratória a 20 °C e pela pressão atmosférica é fornecida pela Eq. (21.1), e a taxa de desenvolvimento de calor em diferentes tem-

peraturas de armazenamento é apresentada na Tabela 21.2 para algumas frutas e vegetais.

(21.1)

O tempo de processamento necessário para o resfriamento de um produto é calculado por meio de equações de transferência de calor no estado transiente (Seção 1.8.4), que são descritas em detalhe por Pham (2001). Modelos matemáticos para o cálculo da carga de calor e a taxa de resfriamento

TABELA 21.2  Taxas de calor liberado a partir de frutas e vegetais armazenados em diferentes temperaturas

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Leituras sugeridas

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Capítulo 21  Resfriamento  717

Lucas, T., Chourot, J.-M., Raoult-Wack, A.-L., Goli, T., 2001.

Hydro/immersion chilling and freezing. In: Sun, D.-W.

(Ed.), Advances in Food Refrigeration. Leatherhead Publishing, LFRA Ltd, Leatherhead, Surrey, pp. 220-263.

Man, C.M.D., 2008. Shelf-life of chilled foods. In: Brown, M.

(Ed.), Chilled Foods: A Comprehensive Guide, third ed.

Woodhead Publishing, Cambridge, pp. 573-598.

Marth, E.H., 1998. Extended shelf-life refrigerated foods: microbiological quality and safety. Food. Technol. 52 (2),

57-62. Mascheroni, R.H., 2001. Plate and air-blast cooling/freezing. In: Sun, D.-W. (Ed.), Advances in Food Refrigeration. Leatherhead Publishing, LFRA, Leatherhead,

Surrey, pp. 193-219.

Mesa, 2016. CheckPoint Wireless Temperature Monitoring

System, including a video of its operation. Mesa Labs,

Inc. Disponível em: http://monitoring.mesalabs.com/checkpoint (acesso em: fevereiro de 2016).

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2.3 Seleção e classificação

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Capítulo 2   Preparação das matérias-primas   175

TABELA 2.4  Resumo das técnicas utilizadas para a detecção de corpos estranhos

Técnica

Comprimento de onda

Produto alimentício

Contaminante

Micro-ondas

1–100 mm

Frutas

Sementes e caroços de frutas

Ressonância magnética

1–100 mm 1 campo magnético

Frutas e hortaliças

Sementes e caroços de frutas

Infravermelho

700 nm–1 mm

Nozes, frutas, hortaliças

Cascas de nozes, caroços e sementes

Óptica

400–700 nm

Frutas e hortaliças

Pedras e galhos

Ultravioleta

1–400 nm

Carne, frutas e hortaliças

Gordura, nervos, caroços e sementes

Raios X

 1 nm

Todos os alimentos a granel ou embalados

Pedras, plástico, metal, vidro, borracha, ossos

Capacitância

N/D

Produtos com espessura

 5 mm

Magnética

N/D

Alimentos a granel ou embalados

Metais

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17.2 Equipamentos

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618   PARTE III.B   Processamento utilizando ar quente ou superfícies aquecidas tura ou os efeitos de líquidos não newtonianos. Na prática, a modelagem é muito complexa porque as mudanças nos líquidos não newtonianos são significativamente mais complicadas. As considerações feitas nas equações podem, portanto, limitar sua utilidade para predizer o comportamento do fluxo ou condições de operação, mas elas podem ser usadas como ponto de partida para estudos experimentais. Durante muitos anos, a compreensão das interações dos ingredientes durante a extrusão foi desenvolvida de forma empírica, mas o modelo matemático do fluxo de líquido e transferência de calor dentro do canhão do extrusor levou a um maior entendimento da operação e controle dos extrusores. A maioria dos fabricantes dos extrusores usa uma combinação de modelo matemático e experiência prática das relações entre forma da trefila, construção do extrusor e características do produto para projetar seu equipamento. Li (1999) descreve um modelo que pode simular e prever o comportamento do extrusor (p. ex., pressão, temperatura, fator de preenchimento, distribuição do tempo de permanência e força do eixo) sob diferentes condições de operação da taxa de alimentação, velocidade da rosca, temperatura/umidade da matéria-prima e temperatura do canhão, que pode ser usado para controlar as condições de operação do extrusor. A situação dos extrusores com rosca dupla é ainda mais complexa: mudanças no grau de entrelaçamento das roscas (veja Seção 17.2) ou a direção de rotação alteram de forma significativa as características de fluxo no extrusor e tornam as equações de modelagem muito complexas. A modelagem é descrita em detalhes por

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