1

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.

5

? ?

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

7

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

15

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

EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA

16EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA

17

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

20

FIMFIM

ENCHIMENTO A QUENTE

21

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).

27

Assepsia das embalagens

28

Ação esporicida

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

29

30

31

Mercado nacional de sistemas assépticos

32

33

34

35

PESQUISAS SOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOS

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

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA

36

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

37

INFRAESTRUTURA

Planta Piloto

Trocadores de Calor

Sistema de Esterilização

Sala Limpa

38

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%)

40

EQUIPAMENTO PARA ASSEPSIA EQUIPAMENTO PARA ASSEPSIA

DE EMBALAGENS DE EMBALAGENS

41

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

43

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

44

OPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADO

45 AMOSTRAS DA BEBIDA ISOTÔNICA OBTIDA PELO NOVO PROCESSO

46

PRODUTO ASSÉPTICO COMERCIALMENTE

47

DESAFIOS ENCONTRADOS

Produtos d baixa acidez

Atividade enzimática residual

48

ENVASE ASSÉPTICOENVASE ASSÉPTICO DE LEITE UHT DE LEITE UHT

49

Água de coco / processo asséptico com inativação enzimática

50

Água de coco / processo asséptico sem inativação enzimática

51

Leite Longa Vida em Flexíveis

52

OBRIGADO PELA ATENÇÃOOBRIGADO PELA ATENÇÃO