PQI 2405 Eng. de Alimentossites.poli.usp.br/d/pqi2405/PQI 2405_1_2009.pdf · Processamento térmico descontínuo 3. ... doce e valor de pH próximo da neutralidade. ... Dimensionamento

Fonte: Bylund, 1995 Fonte: Fernandes et al., 2004

PQI 2405 Eng. de Alimentos

Conteúdos:

1. Operações unitárias em laticínios2. Processamento térmico descontínuo3. Processamento térmico contínuo4. Congelamento5. Panificação


LEITE FLUIDOComposição e Valor Nutritivo

n Definição:n O leite é um líquido secretado da glândula mamária das fêmeas dos

mamíferos após o nascimento da cria.

n É um líquido de composição complexa, branco e opaco de sabor doce e valor de pH próximo da neutralidade.

n A função natural do leite é ser um alimento exclusivo do jovem mamífero durante o período crítico de sua existência após o nascimento.

n Denomina-se leite, sem outra especificação, o produto normal, fresco, integral oriundo da ordenha completa e ininterrupta de vacas sadias

( Decreto nº 30.691 de 29.03.52 ).


n Composição:Composição Média Leite de Mulher Leite de VacaÁgua g/l 870 870Proteínas g/l 16 35Caseína g/l 5 a 7 27Lipídios g/l 35 35 a 40Ác. graxos essenciais g/l 3,5 1Carboidratos g/l 76 51Lactose g/l 70 49Sais Minerais g/l 2,1 7Vitaminas

C mg/100 ml 4 2,1B1 µg/ 100 ml 16 40B2 µg/ 100 ml 40 150B12 µg/ 100 ml 0,18 0,5A UI/ 100 ml 250 160D UI/ 100 ml 0,4 a 5,0 0,3 a 4,0E µg/ 100 ml 1.000 60 a 150


Bioquímica do leiten Sistema complexo: suspensão coloidal de glóbulos de

gordura e micelas protéicas dispersas na fase aquosa.n pH do leite: 6,5 a 6,7

X0,6Cinzas

X4,7Lactose

X3,5Proteínas

X4,0Lipídios

87,0Umidade

Solução verdadeira

Solução coloidal/suspensão

Emulsãoóleo/água

Composição média(%)

Status bioquímico do leite


Sistema protéico do leite:

caseína (fosfoproteínas): 80%

- β lactoglobulina: 10%- α lactoalbumina: 2%

Fração caseínica: ponto isoelétrico: 4,7

- αs caseína: 50%- β caseína: 30%- κ caseína: 15%- γ caseína: 5%


Status elétrico da proteína do leite:

n Se a pH 7,0 e a 37 ºC, com adição de íons Ca++:

ü αs coagula; β precipita; κ não é afetadaü αs e β juntas precipitamü αs , β e κ juntas, não tem efeito

pH = 6,6

pH ≅ 4,7 pH ≅ 1 pH ≅ 14


Estrutura da Caseína

grupos PO4

submicela

cadeia protéica

fosfato de Ca

κ caseína


Bioquímica do leite

n Lipídios:ü triglicerídios 97 a 99%ü fosfolipídios e ésteres (colesterol)ü Triglicerídios:

ácidos graxos saturados 60 a 70%ácidos graxos de cadeia curta voláteis: odor característico

Tamanho: 0,1 a 20 µm

Tamanho médio: 3 a 4 µm


Bioquímica do leite

n Carbohidratos:ü lactose ou galactose 1-4 glicose: dissacarídio de

sabor pouco açucarado, substrato da fermentação das bactérias lácticas.


Bioquímica do leiten Valor Nutricional:

ü Alimento líquido com matéria seca próx. a de numerosos alimentos sólidos (10 a 13%)

ü Valor energético: 700 kcal/ litro ü Excelente suporte de Ca, K e riboflavina

0,010,002D

30 – 100 5 – 20C

2 – 4 1,7B2

1 – 20,4 B1

1 – 20,2 - 2A

mg/dia/adultomg/LVitamina

Necessidade Qtde.


0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 4 8 12 16 20 24 28

Tempo (h)

Bac

téri

as x

106 (

UF

C/m

L)

T = 30ºC T = 25ºC T = 20ºC T = 15ºC T = 4ºC

Obtenção higiênica do leiten Qualidade do leite:

Seleção do gado, quantidade e qualidade das proteínas. Pagamento pelo conteúdo graxo.Fatores que afetam a qualidade: alimentação e higiene do gado, condições da ordenha, temperatura abaixo de 5ºC.


Seleção e classificação do leite

n Leite A Granja leiteiraq estabelecimento destinado à produção, pasteurização e

envase do leite Pasteurizado tipo A para consumo humano

n Leite B Estábuloq estabelecimento destinado à produção, resfriamento e

transporte do leite tipo B para o estabelecimento industrial onde será submetido ao beneficiamento

n Leite C Fazenda Leiteiraq estabelecimento destinado à produção e transporte do leite

tipo C, sem ser submetido a qualquer tratamento térmico, para o estabelecimento industrial, onde será submetido ao beneficiamento posterior


Classificação:Requisito Leite tipo A Leite tipo B Leite tipo C

Cru Past. Cru Past. Cru Past.

Contagem

padrão3

(UFC/mL)**

máx.

1×104

n=5;c=2;

m=5×102

M=1×103

máx.

5×105

n=5;c=2;

m=4×104

M=8×104

máx.

1×106

n=5;c=2;

m=1×105

M=3×105

Coliformes (30 -

35ºC) NMP/mL**

n=5; c=0;

m=1

n=5; c=2;

m=2; M=5 n=5; c=2;

m=2; M=4

Coliformes (45ºC)

NMP/mL**

n=5; c=0;

m=aus

n=5; c=1;

m=1;M=2 n=5; c=1;

m=1;M=2

Salmonella ssp/

25mL**

máx.

6×105

n=5; c=0;

m=aus

máx.

6×105

n=5; c=0;

m=aus

máx.

1×106

n=5; c=0;

m=aus

**padrões microbiológicos a serem observados até a saída do estabelecimento industrial produtor

NMP: número mais provável

n: nº de unidades a serem coletadas aleatoriamente de um mesmo lote e analisadas

individualmente

c: é o nº máx. aceitável de unidades de amostras com contagem entre os limites m e M m: é o número mínimo de contagem encontrado entre as amostras

M: é o número máximo de contagem encontrado entre as amostras

Fonte: Brasil (2002)(1)


Ordenha


Ordenha:

n Sabor e odorn Limpezan Sedimenton Higienen Contagem de

células somáticas

n Contagem de bactérias

n Conteúdo de proteína

n Conteúdo de gordura

n Ponto de congelamento


Armazenamento de leite cru:n 1 - agitadorn 2 - porta de

inspeçãon 3 - indicador de

temperaturan 4 - eletrodo de

nível inferiorn 5 - indicador

pneumático de nível

n 6 - eletrodo de nível superior

n Volume: 25.000 a 150.000 L


O marco Louis Pasteur

Suas descobertas revolucionaram o conhecimento:

Ø 2ª metade do século XIX: interesse pelos problemas de deterioração na cerveja e no vinho

Ø 1864: reportou a Academia de Ciências da França que uma vegetação microscópica era responsável pela deterioração

Ø Suas descobertas criaram a fundamentação teórica de processo térmico Pasteurização


O conceito Pasteurização

Ø O processo de pasteurização está entre os métodos que usam o calor para conservar os alimentos

Ø Tem como objetivo destruir microrganismos patogênicos que causam danos à saúde

Ø Largamente aplicado em leite por ser veículo de microrganismos causadores de doenças

Ø 1º desenvolvido: “pasteurização lenta”


Invento Trocador de calor a placas TCP

Pasteurização contínua HTST

Retorno produto cru


Pasteurização: indicador biológicon Dois propósitos distintos:q Aspecto de saúde pública:n destruir todas as bactérias que podem causar danos à

saúde (as patogênicas);

q Manutenção da qualidade do leiten destruir algumas enzimas indesejáveis e diminuir o nível

de bactérias deterioradoras viáveis;

n A extensão da inativação microbiana depende da combinação da temperatura-tempo de retenção empregada.

n A temperatura mínima necessária pelo mínimo tempo de retenção para a pasteurização de leite é baseada no microrganismo mais termo resistente encontrado no leite, Coxiella burnetti.


Pasteurização: indicador biológicon No Brasil, como em outros países, a enzima

fosfatase alcalina presente no leite cru é considerada o indicador biolindicador biolóógicogico do processo de pasteurização de leite, ou seja, o leite é considerado adequadamente pasteurizado se a enzima foi inativada.

Temperatura (°C)

Tem

po


0,1

1

10

100

1000

75 80 85 90 95 100 105 110 115

Temperatura (ºC)

D (

min

)

Patogênicos (z = 10ºC) Vitaminas (z = 25ºC)

Caso Leite: Destruição dos MO patogênicos e

vitaminas

Não destruição dos MO patogênicos e

vitaminas


Pasteurização


Exemplo: capacidade da planta: 20.000 L/h, 7 dias por semana. Entrada de leite cru com 3,8 % de gordura e a temperatura de + 4°C; saída de leite padronizado com 3,0% de gordura a temperatura de + 4ºC; saída de creme de leite padronizado com 40% de gordura e a + 5ºC.

1. Tanque de recepção provido de controle de nível

2. Bomba de alimentação

3. Controlador de fluxo4. Trocador de calor a

placas5. Centrífuga6. Válvula de pressão

constante7. Transmissor de fluxo8. Transmissor de

densidade9. Válvula de regulagem10. Válvula de

interrupção de fluxo11. Válvula para checar o

fluxo12. Homogeneizador13. Bomba auxiliar14. Tubo de retenção15. Válvula diversora de

fluxo16. Painel de controle

n Leiten Cremen Leite

desnatadon Leite

padronizadon Meio

aquecedorn Meio

resfriadorn Fluxo

redirecionado


Padronização do leiten Exemplo: Quantos quilos de creme com 40% de

gordura devem ser misturados com leite desnatado com 0,05% de gordura para fazer uma mistura de leite padronizado com 3% de gordura?

leite padronizado

Creme excedente


Invento para a separação do creme do leite

ω

rr×ω2

Leite integral

Creme de leite

Leite desnatado


Homogeneização do leitea

b

n Redução dos glóbulos de gordura a aproximadamente 1 µm de diâmetro, a qual é acompanhada por um aumento de 4 a 6 vezes a superfície interfacial gordura/plasma.


Análise da distribuição de tamanho

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tamanho do glóbulo (microns)

Dis

trib

uiç

ão d

o v

olu

me

de

go

rdu

ra (

%)

250 bar 100 bar sem homogeneização


Consumo de energia e influência sobre a temperatura

Bomba pistão

1ºestágio

2ºestágio

Fluxo: 18.000 L.h-1

T = 65ºC

Pin = 200 kPa

P1 = 20 MPa P2 = 4,8 MPa

Pout = 400 kPa


Dimensionamento do Pasteurizador de Leite:

n Os mais importantes parâmetros para dimensionar adequadamente um pasteurizador de leite são:q vazão desejada do produtoq propriedades físicas dos líquidosq programa de temperaturaq perda de carga máxima permitida em ambas as

correntesq máxima temperatura de operaçãoq máxima pressão admissível


Programa de temperatura:n O esquema mostrado abaixo indica os perfis de

temperatura em uma seção do trocador, geralmente constituída de um arranjo de placas onde as correntes do fluido quente e do fluido frio ocorrem em sentido contra-corrente:

Temperatura Temperatura

T2

T3

T1

T4


Trocador de Calor a Placas Trocador de Calor a Placas -- TCPTCP

1923: 1º TCP• Placas de bronzeApós 1930:• Placas prensadas • aço inox

Principal aplicação:• Pasteurização de leite e

sucosEquipamento versátil:• Fácil limpeza• Compacto• Alta taxa de troca térmica• Infinidade de arranjos• Máx. pressão: 2,5 MPa• Máx. Temp: 150ºC


Trocador de Calor a Placas Trocador de Calor a Placas -- TCPTCP

Padrões típicos


ConfiguraConfiguraçções de arranjos TCP 8 canaisões de arranjos TCP 8 canais

4141

×× (a) U

(c) Z(b)

1414

××

4122

××

(d)

Nc = 8 144 configurações possíveis

Nc = 80 1024 configurações possíveis

n Leiten Cremen Leite desnatadon Leite padronizadon Meio aquecedorn Meio resfriadorn Fluxo redirecionado

Exemplo:

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