1 Sistemas de Embalagens (assépticos e outros) José de Assis Fonseca Faria Faculdade de Engenharia...

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Sistemas de Embalagens

(assépticos e outros)

José de Assis Fonseca Faria

Faculdade de Engenharia de Alimentos da Unicamp

TA623/2009

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Sistemas Assépticos

José de Assis Fonseca Faria

Faculdade de Engenharia de Alimentos da Unicamp

TA623-711/2008

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A QUALIDADE DO PRODUTO IN NATURA DEVERIA SER O

REFERENCIAL

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OBJETIVO DO SISTEMA OBJETIVO DO SISTEMA ASSÉPTICOASSÉPTICO

Comercialização de alimentos à temperatura ambiente, com boa qualidade e vida útil suficiente para atender ao mercado.

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? ?

APLICAÇÃO DE TECNOLOGIA PARA APLICAÇÃO DE TECNOLOGIA PARA OBTENÇÃO DA ESTABILIDADE DO PRODUTO À OBTENÇÃO DA ESTABILIDADE DO PRODUTO À

TEMPERATURA AMBIENTETEMPERATURA AMBIENTE

INATIVAÇÃO MICROBIOLÓGICA E INATIVAÇÃO MICROBIOLÓGICA E ENZIMÁTICAENZIMÁTICA

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Esquema Básico deEsquema Básico de Sistemas Sistemas AssépticosAssépticos

PRODUTO EMBALAGEM

EMBALAGEM ASSÉPTICA

Área Limpa

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ESTERILIZAÇÃO COMERCIAL DO PRODUTO

ESTERILIZAÇÃO DA EMBALAGEM

ACONDICIONAMENTO ASSÉPTICO

PRODUTO ASSÉPTICO

FECHAMENTO E MANUTENÇÃO DA INTEGRIDADE DA EMBALAGEM

COMPONENTES DOS SISTEMAS ASSÉPTICOS

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ALTERNATIVAS DE PROCESSOS E SISTEMAS DE PARA ALTERNATIVAS DE PROCESSOS E SISTEMAS DE PARA PROBIÓTICOS LÍQUIDOSPROBIÓTICOS LÍQUIDOS

Resfriamento

Envase a frio(adição de

conservadores) Resfriamento

Envase a quente

Fechamento

Elaboração do Produto

Tratamento térmico

Envase e fechamentoassépticos

Resfriamento

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PROCESSO TÉRMICO CONVENCIONAL

CONVENCIONAL ESTERILIZAR O PRODUTO E A EMBALAGEM

ENLATAMENTO

ENCHIMENTO A QUENTE

(REQUER EMBALAGENS TERMORESISTENTES)

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Características do produtoCaracterísticas do produto

Alta acidez (pH < 4,5)

Esterilidade comercial

Baixa acidez (pH > 4,5)

Pasteurização Tratamento UHT

Acondicionamento asséptico

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PROCESSOS DE INDUSTRIALIZAÇÃO PROCESSOS DE INDUSTRIALIZAÇÃO PARA SISTEMAS ASSÉPTICOSPARA SISTEMAS ASSÉPTICOS

TÉRMICOS (CONVENCIONAIS: HTST E UHT)

PROCESSOS ALTERNATIVOS:

IRRADIAÇÃOCAMPO MAGNÉTICO

PULSO ELÉTRICOALTA PRESSÃO

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Efeito cascata de pressões

ΔP1 ΔP2

AC

SISTEMA DE DUTOS DE AR

Fonte: Petrus (2007)

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Contaminação ambiental

Ar sala limpaAr sala limpa

Ar ambienteAr ambiente

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TROCADOR DE CALOR A PLACASTROCADOR DE CALOR A PLACASTROCADOR DE CALOR A PLACASTROCADOR DE CALOR A PLACAS

EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA

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TROCADOR DE CALOR TUBULAR E SUPERFÍCIE TROCADOR DE CALOR TUBULAR E SUPERFÍCIE RASPADARASPADA

EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA

16EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA

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EFEITO DO EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO TRATAMENTO TÉRMICO NONO LEITE LEITEEFEITO DO EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO TRATAMENTO TÉRMICO NONO LEITE LEITE

EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA

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QUAIS SERÃO AS QUAIS SERÃO AS CARACTERÍSTICAS DAS CARACTERÍSTICAS DAS

EMBALAGENS ?EMBALAGENS ?

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EMBALAGENS TERMORESISTENTES

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FIMFIM

ENCHIMENTO A QUENTE

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TERMOSENSÍVEIS

PP Coex

PET?

22

FIMFIM

ENCHIMENTO A QUENTE ?

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Tratamento Térmico de AlimentosMicrorganismos Temperatura ( º C ) Valor  D ( min)

Esporos    

Bacillus stearothermophilus 121,1 4,0 - 5,0

Clostridium botulinum 121,1 0,1 - 0,2

Células Vegetativas de Bactéria    

Brucella spp 65,5 0,5 - 1,0Salmonella spp 65,5 0,02 - 0,25Staphylococcus aureus 65,5 0,2 - 2,0Lactobacillus spp 65,5 0,5 - 1,0Bolores e Leveduras    

Células Vegetativas e Micélio 65,5 0,5 - 3,0

Zygosaccharoyces bailii 60,0 7,0 - 14,2

Saccharomyces cerevisiae 60,0 8,2 - 22,2

Cálculo do tempo de tratamento a uma determinada temperatura:

Tempo = D * (log (contagem inicial) – log(contagem final))

Esterilização comercial

Pasteurização

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Requerimentos para Embalagens

Alimentos enchidos à quente:

- Resistência mecânica às diferenças de pressão

- Formação de vácuo dentro da embalagem

- Colapsagem

- Resistência Térmica

- Enchimento à 88ºC, manutenção por 3 minutos

- Se polimérica, não pode atingir Tg

Alimentos enchidos à frio:

- Ambiente Asséptico Segurança/ $$$$

- Com adição de conservantes

(McLellan e Padilla-Zakour, 2005)

(Ansari e Datta, 2003)

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Embalagens Plásticas – Enchimento a Quente

Ponto fusão Falta rigidez

Colapso da embalagem

DeformaçãoPerda de

hermeticidade

Contração da parede por

diferença de pressão

Perda de

estrutura no

fechamento (Board, Steele e Kelly, 2001)

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Embalagens Plásticas – Enchimento a QuenteAlterações propostas

nas geometrias das embalagens:

A, US 4.610.366 (1986).B, US 0129598 (2004).C, US0125743A1

(2007). D, US 0039918A1

(2007).

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Assepsia das embalagens

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Ação esporicida

Efeito da temperatura sobre esporos de B. subtilis var. globigii expostos a solução de ácido peracético 0,03%. 8ºC (▼), 20ºC (●) e 40ºC (♦)

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31

Mercado nacional de sistemas assépticos

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PESQUISAS SOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOS

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOSFACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA

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DESENVOLVIMENTO E ADEQUAÇÃO EM ESCALA PILOTO DE

PROCESSAMENTO E ENVASE ASSÉPTICO EM EMBALAGENS

PLÁSTICAS

DE LEITE FLUIDO, SUCOS, BEBIDAS ISOTÔNICAS E ÁGUA DE

COCO

PESQUISAS PESQUISAS SOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOSSOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOS

NA UNICAMP NA UNICAMP

PESQUISAS PESQUISAS SOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOSSOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOS

NA UNICAMP NA UNICAMP

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INFRAESTRUTURA

Planta Piloto

Trocadores de Calor

Sistema de Esterilização

Sala Limpa

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TANQUE DE RECEPÇÃO/PREPARO DE MATÉRIA-PRIMA (200L)

TANQUE DE EQUILÍBRIO (70L)

TROCADOR DE CALOR A PLACAS (300L/h)

CONTENTOR ASSÉPTICO

VÁLVULA DE ENVASE

SALA LIMPA

LINHA DE PROCESSAMENTO

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FILTRO DE ÁGUA BIOLÓGICO

EQUIPAMENTO DE ASSEPSIA POR

ASPERSÃO

ÁGUA DE ENXÁGÜE ESTÉRIL

ASSEPSIA DE GARRAFAS

SOLUÇÃO ESTERILIZANTE (0,1 – 0,5%APA)

SANIFICAÇÃO DA SUPERFÍCIE EXTERNA DAS EMBALAGENS (APA 0,05%)

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EQUIPAMENTO PARA ASSEPSIA EQUIPAMENTO PARA ASSEPSIA

DE EMBALAGENS DE EMBALAGENS

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CLASSE DE LIMPEZA

100

1 000

10 000

100 000

NÚMERO DE RECIRCULAÇÕES/H

> 150

> 65

> 35

> 15

PRESSÃO AMBIENTAL (mmca)

> 1,2

> 1,2

> 1,2

> 1,2

CONVENÇÕES DE MEDIDAS PARA SALAS LIMPASCONVENÇÕES DE MEDIDAS PARA SALAS LIMPAS

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SALA LIMPA CLASSE 10.000SALA LIMPA CLASSE 10.000SALA LIMPA CLASSE 10.000SALA LIMPA CLASSE 10.000

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SALA LIMPA PARA ENVASE ASSÉPTICO ISO CLASSE 7 (CLASSE 10 000)

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OPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADO

45 AMOSTRAS DA BEBIDA ISOTÔNICA OBTIDA PELO NOVO PROCESSO

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PRODUTO ASSÉPTICO COMERCIALMENTE

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DESAFIOS ENCONTRADOS

Produtos d baixa acidez

Atividade enzimática residual

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ENVASE ASSÉPTICOENVASE ASSÉPTICO DE LEITE UHT DE LEITE UHT

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Água de coco / processo asséptico com inativação enzimática

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Água de coco / processo asséptico sem inativação enzimática

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Leite Longa Vida em Flexíveis

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OBRIGADO PELA ATENÇÃOOBRIGADO PELA ATENÇÃO