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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM ALIMENTOS
FÁTIMA ZAMPA RAQUEL TEIXEIRA
EXTRAÇÃO E PASTEURIZAÇÃO
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
LONDRINA 2014
FÁTIMA ZAMPA RAQUEL TEIXEIRA
EXTRAÇÃO E PASTEURIZAÇÃO
Trabalho de Operações Unitárias de graduação, apresentado do Curso Superior de Tecnologia em Alimentos, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, campus Londrina.
Prof. Admilson Lopes Vieira
LONDRINA 2014
SUMÁRIO
1 Extração ............................................................................................................... 4 1.1 Fundamentação teórica .................................................................................. 4
1.2 Extração Líquido-Líquido ............................................................................... 4
1.3 Extração Sólido-Líquido ................................................................................. 6
2 EQUIPAMENTOS ................................................................................................. 8 3 APLICAÇÕES .................................................................................................... 12 3.1 Cana ............................................................................................................. 12
3.1.1 Extração do caldo por moendas ............................................................ 12
3.1.2 Extração do caldo de cana por difusão .................................................. 13
3.2 Mel ............................................................................................................... 13
3.3 Azeite ........................................................................................................... 13
4 EFEITOS NOS ALIMENTOS .............................................................................. 15 5 PASTEURIZAÇÃO ............................................................................................. 16 5.1 Fundamentação Teórica .............................................................................. 16
5.2 Tipos principais ............................................................................................ 16
5.3 Pasteurização Lenta..................................................................................... 16
5.4 Pasteurização Rápida .................................................................................. 17
6 Aplicações ......................................................................................................... 18 6.1 Pasteurização suco de laranja ..................................................................... 18
6.2 Pasteurização cerveja .................................................................................. 19
6.3 Pasteurização Leite ...................................................................................... 19
6.4 Pasteurização vinagre .................................................................................. 21
6.5 Pasteurização Catchup ................................................................................ 22
6.6 Pasteurização Cogumelo ............................................................................. 22
6.7 Pasteurização molho de pimenta ................................................................. 22
6.8 Pasteurização antepasto de berinjela .......................................................... 23
7 Equipamentos ................................................................................................... 24 7.1 Pasteurização de alimentos embalados ....................................................... 25
7.2 Pasteurizadores com água quente de batelada I ......................................... 25
7.3 Pasteurizadores com água quente de batelada II ........................................ 25
7.4 Pasteurização de líquidos a granel .............................................................. 25
7.4.1 Trocadores de calor de superfície raspada ........................................... 26
7.4.2 Trocadores de calor em placas.............................................................. 26
7.4.3 Trocadores de calor de tubos concêntricos ........................................... 26
8 Efeitos nos alimentos ....................................................................................... 30 8.1 Perda de vitaminas....................................................................................... 30
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 31
4
1 EXTRAÇÃO
1.1 Fundamentação teórica
A extração é um dos processos da operação unitária, que consiste em
técnica de separação e purificação de diferentes graus de solubilidade dos
constituintes. Um exemplo seria os compostos orgânicos que são mais solúveis em
solventes orgânicos e poucos solúveis a água, isso se adquiri por apresentar uma
interação/afinidade entre os compostos.
Para o soluto dissolver em algum solvente, o primeiro precisa ter uma
interação com o solvente igual ou superior às interações solvente-solvente e soluto-
solvente. Pois, assim, consegue-se fazer a extração, no qual a interação desses
compostos ira se ligar e isso ajudarão na separação (extração) do outro composto.
Em outras palavras, os compostos de uma mistura, são solúveis em certo
grau no solvente, o recomendado seria que o componente a ser extraído teria que
ser solúvel no solvente, e o outro composto da mistura ser insolúvel a esse solvente.
Assim, as duas fases imiscíveis e de diferentes densidades formadas são
denominadas de extrato (a fase solvente que acolhe o soluto) e rafinado (a fase
solvente de onde foi extraído o soluto) (BLACKADDER; NEDDERMAN, 1982).
1.2 Extração Líquido-Líquido
A extração líquido-líquido também chamada de ELL tem como objetivo o
processo de separação utilizando propriedade de imiscibilidade (que não se
misturam) de líquidos, que devem formar duas fases ou camadas separadas. Os
solventes utilizados imiscíveis em água são éter etílico, hexano, éter de petróleo e
diclorometano.
As vantagens da ELL é que esta se realiza em temperatura ambiente ou
podendo ser moderada, usa solventes com boa qualidade de extração ou seletivas,
obtém o controle do pH, força iônica e temperatura de forma que não haja
desnaturação enzimática e proteica (sistemas aquosos bifásicos de biomoléculas). A
desvantagem é que se obtém um produto intermediário e assim necessário a
5
utilização de um outro processo posterior, destilação, evaporação, para obter o
soluto livre do outro solvente (BLACKADDER; NEDDERMAN, 1982).
Assim no processo de extração, o solvente a ser extraído é solúvel no
solvente, e os outros compostos da mistura são insolúveis neste solvente., ou seja, o
soluto é o único componente transferido da mistura inicial para a fase do solvente. A
mistura inicial torna-se o refinado à medida que dela se extrai o soluto. A fase
solvente transforma-se no extrato à medida que acolhe o soluto. Na prática, todos os
componentes são possivelmente, solúveis num certo grau uns nos outros, e a
separação só é viável quando as solubilidades são suficientemente diferentes
(FOUST et al., 2011)
Um exemplo de extração seria o soluto ácido acético pode ser separado
de uma solução aquosa pelo contato com o solvente éter isopropílico. Embora a
água seja ligeiramente solúvel no éter, ela tem papel do refinado, praticamente
insolúvel. A imagem 1, esta representando a extração liquido-líquido, conforme
descrita:
Figura 1 – Processo de extração líquido-líquido (Separação de Paracetina, 2013).
6
1.3 Extração Sólido-Líquido
A extração sólido-líquido, ou a sigla ESL também chamado de lixiviação
ou lavagem, consiste em componentes de uma fase sólida que podem ser
separados pela dissolução seletiva da parte solúvel do sólido por meio e um
solvente apropriado. O material no qual quer se extrair é o sólido, mas também
podendo ser na forma líquida, por apresentar o método fácil, apenas há um contato
entre o sólido e o solvente de extração, no tipo mais simples de ESL.
(BLACKADDER; NEDDERMAN, 1982).
Um exemplo de extração sólido-líquido seria a fervura do café, no qual os
componentes solúveis do café moído são separados dos finos insolúveis pela
solubilização em água quente. Se o café for fervido durante um tempo muito longo, a
solução atingirá o equilíbrio com os sólidos restantes. A solução é separada no
coador, dos finos residuais (FOUST, et al., 2011).
A extração solido-líquido também é usada industrialmente pelas fabricas de
café solúvel, para a recuperação do café solúvel da borra. Outras aplicações incluem
a extração do óleo de soja, usando-se hexano como solvente e a recuperação do
urânio de minérios de baixo teor pela extração com soluções de ácido sulfúrico ou e
carbonato de sódio (FOUST, et al., 2011).
Extrações repetidas com porções frescas de solvente melhorarão a
recuperação, mas à custa da produção de certos extratos muitos diluídos. Segui a
figura 2, onde representa a extração sólido-líquido.
7
Figura 2 – Processo de extração sólido-líquido (Separação de Paracetina, 2013).
8
2 EQUIPAMENTOS
Nos equipamentos de extração, os mais comuns são a torre de
destilação, podendo ou não conter recheios ou bandejas. Sendo os principais
equipamentos:
Torre de dispersão – são torres mais simples, não existe equipamento no seu
interior para facilitar o maior contato entre as fases e geralmente são utilizadas
quando uma das fases tem uma densidade elevada.
Torre com recheios - chamadas colunas com contato contínuo, os recheios
possibilitam um melhor contato soluto/solvente. Nas colunas com recheios a
eficiência é maior para uma mesma altura, sendo mais econômicas, porém as
perdas de carga são mais altas que nas colunas com pratos e ocorre a formação de
caminhos preferenciais para o líquido, assim prejudica a eficiência das colunas com
recheios.
Torre com pratos – são também chamadas de colunas com contatos em
estágios e são responsáveis pela separação das fases, sendo a agitação da mistura
obtida somente através do contato entre o soluto e o solvente no interior da coluna;;
Torre agitada ou com discos rotativos (RDC) - em torres de extração mais
modernas esses discos são utilizados de modo a aumentar a eficiência no contato
entre os líquidos e garantindo maiores rendimentos e melhor qualidade do produto
extraído.
As figuras 3 e 4, a seguir, mostrarão alguns equipamentos da torre de
extração e uma coluna com recheio prato telada, respectivamente:
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Figura 3 - Equipamentos da torre de extração (BLACKADDER; NEDDERMAN R, 1982).
Prensas de batelada - Dois tipos prensas tanques e prensas de gaiola. A
prensa tanque consiste em um cilindro horizontal dividido externamente por uma
membrana. Durante um ciclo de prensagem automaticamente controlado de 1h 30
min., a máquina é alimentada por polpa de frutas por um lado da membrana e ar
comprimido é aplicado pelo lado oposto. O suco flui através de canais e, quando a
prensagem esta completa, o tanque é rotacionado para soltar e descarregar o
resíduo da prensagem. São obtidos altos rendimentos de suco de boa qualidade por
um leve aumento de pressão em capacidade variando de 3600 ate 25000 mil Kg
(VINE, 1987 apud FELLOWS, 2006). Já a prensa de gaiola, até 2 toneladas de polpa
de fruta de farinha de oleaginosas são colocados em uma armação vertical
10
perfurada ou ripada, soltas ou em sacos de panos, dependendo da natureza do
material. Em prensas maiores, placas são com suporte são usadas para reduzir a
espessura do leito de polpa ou farinha. A pressão aumentada gradualmente na placa
superior por um sistema hidráulico ou uma rosca acionada por motor e o liquido é
coletado na base da prensa. O equipamento permite um controle preciso da pressão
exercida sobre a polpa/farinha. E pode operar semi-automaticamente para reduzir os
custos de operações.
Prensas contínuas – a prensa de esteira de rosca é usada no processamento
de frutas e na extração de óleo e a prensa rotatória para o processamento de cana
de açúcar. Prensa de esteiras consiste de uma esteira continua, feita de lona e
plástico, que passa sob tensão, sobre dois cilindros ocos de aço inoxidável, sendo
um deles perfurado. Extrator de rosca consiste de uma carcaça horizontal robusta
com uma rosco helicoidal de aço inoxidável. A prensa rotatória, a polpa ou cana de
açúcar é alimentada entre pesados rolos de metal canelados nos quais o liquido flui
ao longo de ranhuras em direção a bacias coletoras.
Figura 4 - Coluna com recheio prato telada (BLACKADDER; NEDDERMAN, 1982).
Existem outros equipamentos para a extração ser mais eficiente, como as
citadas abaixo:
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Bombas – responsáveis pela alimentação da coluna extratora com a carga de
líquidos – solutos e solventes;
Compressores – permitem a alimentação no processo de extração de uma
das fases no estado liquido, de forma que, este estaria em estado gasoso e que pelo
aumento da pressão, realizado pelo compressor, foi transformado em liquido;
Trocadores de calor – promovem o aquecimento das substâncias envolvidas
no processo de forma a garantir a melhor eficiência;
Resfriadores – promove o resfriamento das partes com a finalidade de
separar uma das fases pela diferença solubilidade de forma que uma delas possa
ser encaminhada ao processo;
Tanques – estão ou serão armazenadas substâncias, como óleo, gás e vapor,
utilizados no processo extrativo.
Filtros rotativos – realiza a separação entre as substâncias, solutos, de forma
que retenha o composto mais sólido.
12
3 APLICAÇÕES
3.1 Cana
A fibra (bagaço) e o caldo da cana são separados por meio de dois
processos: moagem ou difusão.
3.1.1 Extração do caldo por moendas
A extração por moagem é feita por pressão mecânica de alguns rolos
sobre o colchão de cana desfibrilada, essas moendas podem ter até 4 rolos para
melhor prensagem da cana. Durante a passagem do bagaço de um rolo para outro,
é realizado a embebição, a adição de água ou caldo diluído, para que, assim,
consiga aumentar a extração da sacarose. Segundo Alcarde (2013), a separação é
feita pela lavagem da sacarose absorvida ao colchão de cana. A figura 6, a seguir,
mostra uma vista geral de moendas de cana- de- açúcar.
Figura 5 - vista geral de moendas de cana-de-açúcar (ALCARDE, 2013).
13
3.1.2 Extração do caldo de cana por difusão
Nesta extração, a cana é conduzida por difusores, para que a sacarose
seja diluída e removida por lixiviação ou lavagem num processo de contra- corrente.
O caldo extraído é utilizado várias vezes.
Quando observa- se que o bagaço já esta exaurido ao máximo, é lavado
com água limpa e há uma reutilização desse líquido extraído para reduzir a
quantidade de água utilizada, podendo ser efetuado de 5 a 20 vezes (ALCARDE,
2013). Sendo assim, os difusores são mais eficientes com, aproximadamente, 98%
de extração, contra 96% de caldo extraído pelas moendas.
3.2 Mel
A extração do mel ocorre, após a desoperculação dos favos (retirada da
cera que sela os alvéolos onde se encontra o néctar, através de facas ou pentes
desoperculadores), na fase de centrifugação.
Nesta fase, o mel é centrifugado lentamente, através da centrífuga
(equipamento que recebe os quadros já desoperculados e, por meio de movimento
de rotação em torno de seu próprio eixo, retira o mel dos alvéolos), para não ocorrer
a quebra dos quadros que estão cheios de mel, aumentando, assim, a velocidade
progressivamente. Quando o mel já está extraído, é retirado por gravidade,
escoando-o para um balde ou diretamente para o decantador (PEREIRA et al,
2003). Dependendo do volume, é utilizado um sistema de bombeamento. Para
ambas as possibilidades, o mel iniciará o processo de filtragem.
3.3 Azeite
Neste processo, as azeitonas são trituradas em um moinho que divide o
fruto em pedaços gerando, assim, uma massa composta por pedaços de caroços,
água, pedaços de polpa com grande conteúdo de azeite e um pouco de azeite livre.
14
A massa obtida no moinho tem uma apreciável quantidade de azeite. Com
isso, passa-se a massa em uma batedora. Nela, mediante uma contínua de
agitação, produzida por vários agitadores, consegue que os pedaços vão rompam.
A massa que sai da batedeira é bombeada para uma prensa, essa está
composta de um rotor que gira a uma velocidade de 3.000 e 4.000 rpm e que, por
força centrífuga, se separa da massa em três fases:
A externa que contém os pedaços de caroço, talos;
A fase intermediária, que é está formada principalmente pela água de
vegetação muito diluída
A terceira fase: o azeite.
Para melhorar a separação das três fases e conseguir o melhor
rendimento possível do azeite, passa-o por 3 centrífugas verticais.
15
4 EFEITOS NOS ALIMENTOS
O Limoneno tem propriedades odoríferas e sabor agradável, muito
utilizada pela indústria alimentícia e na fabricação de dentifrícios. No entanto, está
crescendo o seu uso como solvente, pois além de ser biodegradável, que se
decompõe naturalmente pelos microorganismos existentes no meio ambiente,
também é menos tóxico.
O Óleo de alecrim é obtido de folhas de alecrim por arraste a vapor. O
óleo essencial é utilizado na indústria de perfumarias, e as folhas residuais são
utilizadas na extração de antioxidantes.
Com a utilização do extrato, esses problemas são contornados e a
qualidade do produto final (extrato) depende do solvente utilizado e da matéria-
prima. Líquido- líquido: Possibilita controle de pH, força iônica e temperatura, de
forma a evitar a desnaturação de enzimas e proteínas (sistemas aquosos bifásicos
de biomoléculas).
16
5 PASTEURIZAÇÃO
5.1 Fundamentação Teórica
Na pasteurização, ocorre o extermínio parcial da flora banal, eliminação
total da flora microbiana patogênica e a inativação de enzimas prejudiciais. É um
tratamento térmico relativamente suave (temperaturas inferiores a 100 °C) que
promove o prolongamento da vida útil dos alimentos durante vários dias ou meses. A
temperatura de pasteurização e o tempo de duração utilizado dependem da carga
de contaminação do produto e das condições de transferência de calor através do
mesmo (CORREIA, L. et al. 2008).
Pasteurização é um recurso usado para retardar a deterioração dos
alimentos, sendo um tratamento indispensável e obrigatório. Além das vantagens
mencionadas, ajuda também na uniformização do produto final e melhora a ação
dos fermentos pela eliminação da concorrência de bactérias (VENTURINI;
SARCINELLI; SILVA, 2007).
O processo, se bem executado, permite destruir a totalidade das bactérias
nocivas à saúde e reduzir aquelas que não fazem mal, que apenas azedam o leite.
Devido à pasteurização o leite dura mais e não oferece riscos para o consumo
(VENTURINI; SARCINELLI; SILVA, 2007).
5.2 Tipos principais
Lenta: Baixa temperatura longo tempo – 650C por 30 minutos – Artesanal.
Rápida: Alta temperatura curto tempo – 750C por 15 segundos – Industrial.
5.3 Pasteurização Lenta
Aquece o leite a 65°C e mantê-lo a esta temperatura por 30 minutos.
Durante este tempo, o leite deve ser agitado para: evitar aderência às paredes do
recipiente, promover aquecimento uniforme de todas as suas partículas e, ao
mesmo tempo, evitar formação de espuma.
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Este processo é mais usado em pequenas indústrias onde o volume de
produção não justifica a aquisição de um pasteurizador de placas. Neste caso, é
importante rapidez no resfriamento. Lentidão, nesta fase, pode favorecer o aumento
considerável de bactérias que não fazem mal a saúde, porém acidificam o produto e
também daquelas maléficas que porventura possam entrar em contato com o
produto durante o resfriamento (VENTURINI; SARCINELLI; SILVA, 2007).
5.4 Pasteurização Rápida
Consiste em aquecer o leite a 75°C e mantê-lo, por 15 segundos, em um
equipamento com trocadores de calor de placas. É o processo mais usado em
indústrias de médio e grande porte (VENTURINI; SARCINELLI; SILVA, 2007).
A temperatura e o tempo de pasteurização foram determinados em
função de destruição da bactéria Coxieta burnetti (agente infecciosa da febre Q), que
é a bactéria patogênica mais resistente à alta temperatura e que pode estar presente
no leite (VENTURINI; SARCINELLI; SILVA, 2007).
18
6 APLICAÇÕES
Na tabela abaixo esta representada a pasteurização em diferentes alimentos (Tabela 1).
Tabela 1 – Pasteurização em diferentes alimentos (CORREIA et al, 2008).
Alimento Objetivo Condições mínimas de
processamento
pH < 4,5
Suco de Fruta Inativação enzimática
(pectinesterase e poligalacturonase)
65°C por 30’; 77°C por 1’; 88°C por 15”
Cerveja Destruição de microrganismos
deteriorantes e leveduras residuais
65-68°C por 20’ (garrafas); 72-75°C por 1 a 4’ a 900 a
1000 KPa
pH > 4,5
Leite Destruição de patógenos:
Brucella abortus, Mycobacyerium tuberculosis, Coxiella burnetti
63°C por 30’; 71,5°C por 15”
Ovo líquido Destruição da Salmonella
seftenburg patogênica 64,4°C por 2,5’; 60°C por
3,5’
Sorvete Destruição de patógenos 65°C por 30’; 71°C por 10’;
80°C por 15”
6.1 Pasteurização suco de laranja
A pasteurização é feita através de trocas térmicas do suco com vapor
aquecido em trocadores de calor do tipo de placas ou de tubos, onde o vapor
transfere calor latente para o suco aumentando, assim sua temperatura. Para o suco
de laranja normalmente é usado uma temperatura de 90°C durante 3 segundos. A
pasteurização não modifica praticamente em nada o sabor do suco e afeta muito
pouco o valor nutricional (RIBAS, 2013).
O suco de laranja também sofre um resfriamento dentro mesmo
equipamento. Esse resfriamento é feito através de contato indireto do suco que está
saindo do pasteurizador com o suco que está entrando, provocando, assim, uma
redução na temperatura do produto de saída (RIBAS, 2013).
19
Pasteurizador tubular Pasteurizador de placas
Figura 6 – Pasteurizador tubular e de placas (RIBAS, 2013).
6.2 Pasteurização cerveja
A cerveja sofre o tratamento térmico de pasteurização através de
trocadores de calor, antes do envasamento, ou por túneis após o envasamento. A
pasteurização através de trocadores de calor realiza-se elevando a temperatura da
cerveja a 75°C e a mantém por alguns segundos, é difícil assegurar que toda a
cerveja alcance realmente e esta temperatura, entre outras razões pelo obstáculo
que representa a tendência do dióxido de carbono de não solubilizar-se. Por isso,
muitas instalações de fluxo contínuo têm dispositivos de recirculação (PICCINI, 2002).
Para evitar a desgaesificação, é necessário operar-se a uma pressão, no
sentido da corrente, de 7,5 a 10 bares e uma contra-pressão de 1 a 5 bares
(PICCINI, 2002).
6.3 Pasteurização Leite
Rocha apud CORREIA, L. et al. 2008, ao revisar vários estudos, verificou
que o leite pasteurizado, em virtude das características do processo ao qual é
submetido, apresenta menores perdas de nutrientes quando comparado ao leite
esterilizado – UHT (Tabela 2). As vitaminas E, e as biotinas foram estáveis ao calor,
não apresentando perdas muito significativas nos dois métodos de processamento.
20
Já as vitaminas D, B2 e ácido pantotênico apresentaram perdas reduzidas durante a
pasteurização e esterilização UHT.
Durante a pasteurização, observaram-se perdas iguais ou inferiores a
10% de ácido fólico, vitamina B1, vitamina B6 e vitamina B12. Foram observadas
perdas mais expressivas no teor de vitamina C, o que já era esperado devido à
elevada instabilidade desta vitamina quando submetida à alta temperatura. O
conteúdo total da vitamina C (ácido ascórbico e ácido desidroascórbico) foi reduzido
de 5 a 20% na pasteurização e de 10 a 20% na esterilização UHT (CORREIA, L. et
al. 2008).
Tabela 2 – Perdas de vitaminas em leite esterilizado e pasteurizado (CORREIA et al, 2008).
Segundo a revisão de literatura realizada por Davídek et al. apud
CORREIA,L. et al. 2008. Verificou-se em leite contendo 4% de gordura e
pasteurizado em temperatura na faixa de 75-85 °C/16-18s, um conteúdo final de
vitamina B1 que variou de 63 a 68% do inicial. Em outro estudo abordado, verificou-
se que em leite pasteurizado a 75 °C/16s, o conteúdo dessa vitamina diminuiu
18,5%. Com relação ao teor de vitamina B2, também em leite pasteurizado, este se
apresentou relativamente estável, sendo observadas pequenas perdas. O teor de
niacina normalmente apresenta pequenas perdas durante a pasteurização (75-85
°C/16-18s) do leite, sendo que na produção de queijo, o processo causou perdas de
7-18% dessa vitamina. Já a vitamina B6 é relativamente estável ao processo de
pasteurização do leite.
21
Com relação ao conteúdo da vitamina B12 em leite, este apresenta uma
redução com o aumento da temperatura e com a duração do tratamento térmico,
sendo relatadas em leite pasteurizado perdas de aproximadamente 7%. O conteúdo
da vitamina B12 no leite em pó reconstituído foi aproximadamente igual ao conteúdo
no leite pasteurizado. Em leite evaporado, o conteúdo da vitamina observado foi
inferior ao valor encontrado para leite pasteurizado (CORREIA, L. et al. 2008).
Mehaia apud CORREIA, L. et al. 2008 analisando o efeito do tratamento
térmico sobre o teor de vitamina C e riboflavina em leite de camela observou uma
perda de 27% de vitamina C, quando o leite foi submetido à pasteurização lenta (63
°C/30min). Já quando o processo de pasteurização rápida (73 °C/15s) foi utilizado,
as perdas foram de 15%. O autor comparou os efeitos dos tratamentos térmicos
aplicados também ao leite de vaca. A vitamina C contida em leite de camela
apresentou maior sensibilidade aos tratamentos quando comparada aquela presente
em leite de vaca.
Este fato foi justificado pela menor desnaturação das proteínas presentes
no leite de camela, o que resultou em menor formação de compostos sulfidrílicos,
responsáveis pela proteção da vitamina C contra oxidação. Para a riboflavina, foi
observada uma perda de 4% quando o leite de camela foi submetido tanto à
pasteurização lenta, quanto à rápida. Já o leite de vaca apresentou uma perda
menor de riboflavina durante a pasteurização lenta e rápida. No estudo realizado por
Ajayi et al. apud CORREIA, L. et al. 2008 foram analisados os efeitos de várias
etapas do processamento de suco de palma sobre o conteúdo de riboflavina,
verificando-se, durante a etapa de pasteurização, perdas de 13,98 a 16,67% dessa
vitamina ( CORREIA, L. et al. 2008).
6.4 Pasteurização vinagre
Consiste em tratar o vinagre a temperaturas variáveis de 50ºC a 80ºC de
modo a destruir totalmente os microrganismos e inativar as enzimas que podem
causar alterações oxidativas do ácido acético do vinagre. O tratamento do vinagre
mediante calor pode ser uma alternativa eficaz e segura para uma melhor
conservação do produto (COSER, 2013).
A pasteurização do vinagre pode ocorrer de duas maneiras:
rápida ou alta: 75-80º por 30-40 segundos
22
baixa ou lenta: 50-65ºC por alguns minutos (20 a 30)
As baixas temperaturas somente as enzimas são inativadas e a altas
temperaturas os microrganismos também são. Por outro lado, altas temperaturas
podem influenciar na cor, aromas e no sabor do vinagre e também causar turbidez.
A pasteurização, quando bem realizada, pode melhorar as qualidades
organolépticas do produto. A pasteurização do vinagre é feita, geralmente, em
trocador de calor de placas ou em tanques de pasteurização encamisados com
vapor (COSER, 2013).
6.5 Pasteurização Catchup
A pasteurização do catchup é feita comumente a partir de dois processos
diferentes. Pode ser feita no próprio tacho de formulação encamisado, ou em
trocador de calor tubular, a 90-95°C por 15 a 20 minutos (ELY; LAKUS; BRINQUES,
2001).
Uma temperatura de 180º F (82ºC), durante 45 minutos, é comumente
considerada uma pasteurização forte o bastante para combater os microrganismos
indesejáveis (ELY; LAKUS; BRINQUES, 2001).
A pasteurização é fundamental para estabilizar o produto sob o aspecto
microbiológico, destrói os microrganismos deterioradores, que neste caso são,
principalmente, leveduras e lactobacilos (ELY; LAKUS; BRINQUES, 2001).
6.6 Pasteurização Cogumelo
O tratamento de pasteurização é realizado com os vidros contendo os
cogumelos e a salmoura, são colocados em tanques de pasteurização, onde o
aquecimento é produzido por água quente. Utiliza-se temperaturas próximas a 75ºC
por 25 minutos, seguido de resfriamento (LEITÃO et al, 2003).
6.7 Pasteurização molho de pimenta
A pasteurização do molho de pimenta tem o objetivo de eliminar
microrganismos indesejáveis ao produto que sejam sensíveis à temperatura, o que
23
proporciona por sua vez um acréscimo na vida-de-prateleira do molho de pimenta
(PETTER; LUCCHIN; SANTA MARIA, 2004).
A etapa de pasteurização deve se verificar a uma temperatura de 100°C,
por um período de tempo equivalente há 15 minutos. (PETTER; LUCCHIN; SANTA
MARIA, 2004).
6.8 Pasteurização antepasto de berinjela
A pasteurização é feita por imersão em um tanque de pasteurização com
água em ebulição por 15 minutos, tempo suficiente para que o alimento atinja 65ºC
no centro geométrico (VIDAL; GONÇALVES; KISSMANN, 2004).
É importante que a pasteurização não ultrapasse os limites de tempo e
temperatura para que não prejudique a textura da berinjela (VIDAL;
GONÇALVES; KISSMANN, 2004).
Figura 7 – Tanque pasteurização e cesto (VIDAL; GONÇALVES; KISSMANN, 2004).
Tanque de pasteurização Cesto
24
7 EQUIPAMENTOS
A figura 7 a seguir representa o equipamento Tetra Therm Aseptic Drink
10.
Figura 8 - O Tetra Therm Aseptic Drink 10 é projetado para a pasteurização asséptica de
bebidas. Há modelos para sucos de frutas, concentrado de suco de frutas, bebidas não
carbonatadas, néctares, bebidas esportivas e isotônicas e bebidas a base de chá e café (Tetra
Pak).
Destaques:
Uma produção de bebidas suave, segura e confiável desde o primeiro dia é
garantida por uma máquina totalmente validada;
90% de redução no consumo de energia pela AEH (Aseptic Energy
Hibernation) quando a máquina está no modo de espera de água;
70% de redução no consumo de energia na pré-esterilização com circuito
higiênico fechado e pressurizado;
Seqüências otimizadas e pré-esterilização mais rápida oferece maior tempo
de produção;
Produtividade maximizada pelo gerenciamento eficaz da câmara reduz a fase
de mistura na troca;
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Relatórios de produção fornecidos pela interface do operador (Tetra Pak).
7.1 Pasteurização de alimentos embalados
Alimentos líquidos (cerveja, sucos de fruta) pasteurizados na embalagem;
Quando o alimento é embalado em vidro utiliza-se água quente;
Embalagens plásticas ou de metal utiliza-se uma mistura de ar e vapor ou
água quente;
Alimentos é resfriado a aproximadamente 40ºC para minimizar a corrosão
externa da embalagem e facilitar a colocação de rótulos adesivos.
7.2 Pasteurizadores com água quente de batelada I
Banho de água no qual cestos com alimento embalado é aquecidos a um
tempo/temperatura determinados;
Água fria é bombeada no tanque para resfriar o produto.
7.3 Pasteurizadores com água quente de batelada II
Túnel dividido em várias zonas de aquecimento;
Uso de jatos finos de água quente no túnel;
Jatos de água fria;
Aquecimento mais rápido, equipamentos menores.
7.4 Pasteurização de líquidos a granel
Os alimentos podem ser pasteurizados a granel (leite, sucos de furtas, ovos,
etc.) ou embalados (sucos de frutas, cervejas, etc.). Os equipamentos mais usados
são os trocadores de calor de placas, tubulares, de superfície raspada e vasos
encamisados.
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7.4.1 Trocadores de calor de superfície raspada
Alimentos líquidos em pequena escala;
Produtos viscosos ou com pedaços de frutas;
Movimento de raspagem suave não danificando o alimento;
Baixo índice de incrustação devido à raspagem da superfície interna,
mantendo alto o coeficiente de calor.
7.4.2 Trocadores de calor em placas
Larga escala de líquidos de baixa viscosidade;
Leite, produtos lácteos, ovo líquido, cervejas e vinhos, sucos de frutas
(PINTO; GUT, 2013);
Série de placas finas verticais de aço inoxidável mantida junta numa armação
de metal (PINTO; GUT, 2013);
Formam canais paralelos onde o líquido e o meio de aquecimento são
bombeados em canais alternados, em contracorrente (PINTO; GUT, 2013);
As placas possuem orifícios nos cantos para passagem dos fluidos, são
seladas nas extremidades por gaxetas em material elastomérico. As placas são
prensadas e alinhadas, formando entre elas uma série de canais paralelos de
escoamento (PINTO; GUT, 2013);
O espaço compreendido entre duas placas é um canal de escoamento que
pode ter uma espessura de 1,5 a 5 mm. O fluido entra e sai dos canais através dos
orifícios das placas e seu caminho no interior do equipamento é definido pelo
desenho das gaxetas, pelos orifícios abertos e fechados das placas e pela
localização das conexões de alimentação (PINTO; GUT, 2013).
7.4.3 Trocadores de calor de tubos concêntricos
Produtos alimentícios mais viscosos (maionese, ketchup, alimentos para
bebês);
Consiste em várias serpentinas de aço inoxidável concêntricas;
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Alimento passa através do tubo e a água de aquecimento e ou resfriamento é
recirculado pelas paredes do tubo.
O alimento pasteurizado é embalado em caixas ou garrafas e selado para
evitar contaminação.
Podem acontecer níveis significantes de deterioração e riscos de
contaminação por m.o patogênico por meio da contaminação pós-pasteurização.
Alimento não reaquecido antes de ser consumido (leite), esses produtos deve
ser estocados em temperatura de refrigeração até serem consumidos.
As figuras 8, 9 e 10 representam equipamentos de pasteurização de
polpa de frutas e em placas.
Figura 9 - Pasteurizador de polpas de sucos, polpas de frutas, iogurte e refrigerantes. Troca
térmica tipo “Tubo com Tubo”, dotado de turbolência interna para troca térmica e melhor
homogeneização do produto pasteurizado. Sistema de aquecimento elétrico ou a vapor gerado
por caldeira (Central do Inox Indústria de Equipamentos, 2013).
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Figura 10 - Pasteurizador em placas. Utilizados em operações de resfriamento, aquecimento ou de recuperação de calor entre líquidos com temperaturas inferiores a 150
oC e pressões não
maiores que 1,5 MPa. Eles são extensivamente usados no processamento de produtos alimentícios como laticínios, sucos e cervejas. A facilidade de limpeza interna e de controle da temperatura dos trocadores de calor de placas são fundamentais para estes processos industriais (PINTO; GUT, 2013).
Figura 11 – Pasteurizador de superfície raspada. Produtos viscosos ou com pedaços de frutas
como Iogurtes, Missô, atomatados, polpa de banana, Baby Food, polpa de côco, salada de
frutas, massas especiais (MMC Equipamentos Industriais, 2013).
Alimento bombeado de um tanque pulmão para uma seção de “regeneração”;
Preaquecimento com o alimento já pasteurizado;
Aquecimento até a temperatura de pasteurização na seção de aquecimento;
Retenção num tubo pelo tempo necessário da pasteurização;
Se a temperatura não é alcançada uma válvula de desvio de fluxo é acionada
automaticamente e o produto volta ao tanque de estabilização;
Produto pasteurizado - resfriado na seção de regeneração;
Resfriado mais uma vez pela água fria (água gelada);
Mais de 97% do calor é recuperado.
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Vantagens dos trocadores de calor X processamento em garrafas
Tratamento térmico mais uniforme;
Equipamentos mais simples e menores custos de manutenção;
Menores necessidades de espaço e custos com mão-de-obra;
Maior flexibilidade para diferentes produtos;
Maior controle das condições de pasteurização.
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8 EFEITOS NOS ALIMENTOS
Redução da carga microbiana do alimento, o que prolonga a vida útil do
produto e retarda a sua deterioração, causando um mínimo de alteração. Além do
leite, vários alimentos, como sucos, cerveja, polpas de frutas, entre outros, sofrem o
processo de pasteurização (PORTO, E. 2008).
Especialmente para o leite, o processo é importante por eliminar bactérias
causadoras de doenças, o que aumenta a segurança do alimento. O processo, por
ser brando, não é capaz de eliminar todos os microrganismos presentes. Produtos
muito perecíveis, como o leite, necessitam ser mantidos sob refrigeração, mesmo
após o processo, para não deteriorarem. Outros produtos como cervejas (presença
do álcool) e sucos (acidez elevada), podem ser mantidos embalados em
temperatura ambiente (PORTO, E. 2008).
Devido ao tratamento térmico podem ocorrer perdas de alguns nutrientes
e micronutrientes como no caso do leite na pasteurização ocorre perda de 5 a 20%
de vitamina C, por exemplo. Comparado a esterilização à pasteurização tem
menores índices de perdas de nutrientes, que pode ser verificado na tabela 2
(PORTO, E. 2008).
Pequenas mudanças nas características sensoriais e nutricionais;
Vida de prateleira é aumentada de poucos dias ou semanas (em comparação
com a esterilização);
Cor, sabor e aroma;
Sucos de frutas - escurecimento enzimático pela polifenoloxidase
(necessidade de desaeração de sucos antes da pasteurização);
Leite: remoção de aromas que lembram “feno”.
8.1 Perda de vitaminas
Sucos de frutas - perdas de vitamina C e caroteno são minimizados pela
aeração;
Leite - perda de cerca de 5% das proteínas do soro e pequenas mudanças no
conteúdo de vitaminas.
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REFERÊNCIAS
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