Indústria De Alimentos

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Thatyana Nunes Soeiro Thomas Wilis Candido Pereira Victor Rocon Covre Vinicius Ribeiro Veloso Indústria de Alimentos São Mateus 2011 0 Thatyana Nunes Soeiro Thomas Wilis Candido Pereira Victor Rocon Covre Vinicius Ribeiro Veloso Indústria de Alimentos Trabalho apresentado à disciplina de Introdução à Engenharia Química. Sob a supervisão da professora Laura Marina Pinotti. Universidade Federal do Espírito Santo Centro Universitário Norte do Espírito Santo Departamento de Engenharia e Computação (DECOM) Curso de Engenharia Química São Mateus 2011 Resumo 1 Resumo A indústria de alimento se desenvolveu em sua fase inicial para resolver o problema do armazenamento de excedentes e da comercialização de alimento. Ela confere ao produto maior durabilidade e aproveitamento, o processamento é dividido em quatro fases: beneficiamento, elaboração, preservação e conservação, e armazenamento. Os métodos de conservação de alimentos é bastante empregado para aumentar a vida útil do produto. Um exemplo de indústria que usa esses conceitos é a dos refrigerantes. Nela água, açúcar e outros aditivos são misturados e depois gaseificados. A produção de chocolate é outro exemplo do uso de vários conceitos dessa indústria. Os processos de fermentação, secagem, trituração e prensagem são alguns exemplos de processos usados para fabricar esse derivado do cacau. Já o processo de processamento do leite utiliza-se os processos de homogeneização, pasteurização, clarificação e padronização e no processamento de seus derivados. No processamento do açúcar é usado processos de calagem, sulfitação, decantação, centrifugação entre outros. Palavra-chave: Indústria de Alimentos, Conservação, Processamento. 2 Sumário 1. Introdução 2. A Indústria de Alimentos 2.1. Principais Vantagens da Industrialização de Alimentos 2.2. Tipos de Indústria de Alimentos 2.3. Fases de Processamento 3. Conservação de Alimentos 3.1. Métodos de Conservação de Alimentos 3.2. Conservação por Calor 3.2.1. Branqueamento 3.2.2. Tindalização 3.2.3. Pasteurização 3.2.4. Esterilização 3.2.5. Defumação 3.3. Conservação por Radiação 3.4. Conservação por Frio 3.4.1. Refrigeração 3.4.2. Pré-refrigeração 3.4.3. Congelação 3.4.4. Supergelação 3.4.5. Liofilização (criosecagem) 3.5. Conservação por Secagem 3.5.1. Secagem Natural 3.5.2. Secagem Artificial (desidratação) 3.6. Conservação por Fermentação 3.6.1. Fermentação Lática 3.6.2. Fermentação Acética 3.6.3. Fermentação Alcoólica 3.7. Conservação por Osmose 3.8. Conservação por Adição de Elementos 4. Aditivos e Coadjuvantes 4.1. Classes de Aditivos 4.1.1. Segundo a Origem 4.1.2. Segundo o Modo que se Apresenta 4.2. Classificação dos Aditivos 5. Embalagem de Alimentos 5.1. Funções 5.2. Requisitos de Uso 6. Resíduos de Alimentos 3 5 6 6 6 7 9 9 10 11 11 11 12 14 14 15 16 16 16 16 17 17 17 17 18 18 18 18 18 18 20 20 20 20 21 22 22 22 23 7. Higiene da Indústria de Alimento 7.1. Higiene no Planejamento da Fábrica 7.2. Higiene na Fábrica em Funcionamento 8. Controle de Qualidade 9. Processamento do Leite 9.1. Resfriamento 9.2. Recepção do Leite 9.3. Tratamento do Leite 9.3.1. Padronização/Clarificação 9.3.2. Pasteurização 9.3.3. Homogeneização 9.4. Derivado do Leite: Iogurte 10. Processamento do Açúcar 10.1. Recebimento da Cana de Açúcar 10.2. Purificação e Limpeza do Caldo 10.3. Peneiragem 10.4. Clarificação 10.5. Sulfitação 10.6. Calagem 10.7. Decantação 10.8. Concentração do Caldo 10.9. Centrifugação 10.10. Secagem do Açucar 10.11. Armazenagem 11. Processamento do Chocolate 11.1. Histórico 11.2. Processamento 12. Processamento do Refrigerante 12.1. Processamento 12.1.1. Xarope Simples 12.1.2. Xarope Composto 12.1.3. Diluição/Gaseificação 12.1.4. Envase 13. A Atuação do Engenheiro Químico 14. Conclusão 15. Referências Bibliográficas 4 24 24 24 25 26 26 26 27 27 27 28 28 30 30 30 30 30 31 31 31 32 32 32 32 33 33 34 35 35 35 36 36 36 38 39 40 1. Introdução Após a fixação à terra, o homem dedicou-se às lavouras e à pecuária. Com o desenvolvimento de técnicas que permitiram o aumento da produção de alimentos, e com o crescimento da população que aumentou a sua demanda, desafiantes problemas se originaram. Entre eles, a geração de produtos excedentes, o que tornou obrigatória a troca de alimentos entre diferentes grupos. O principal empecilho para a troca de alimentos era a rápida deteriorização da maioria dos alimentos, ou seja, não seria possível estocar os produtos excedentes tempo o sulficiente para serem consumidos. Então meios empíricos de conservação de alimentos foram aos poucos introduzidos. Com o passar dos anos, a necessidade de consumir ganhou maior importância e, por consequencia, a de produção também. Esse cenário inspirou a criação e o progresso da indústria de alimentos e do desenvolvimento da tecnologia de alimentos. O valor da indústria de alimentos consiste em sua finalidade de, através de processos físicos, químicos e biológicos, tranformar matérias-primas alimentares, em produtos adequados ao consumo humano e de longa vida de prateleira. Embora o desenvolvimento da indústria de alimentos represente uma grande conquista para os consumidores, sempre haverá redução dos valores nutritivos dos alimentos industrializados. 5 2. A Indústria de Alimentos A industrialização permitiu aos alimentos apresentarem condiçoes antes ausentes, proporcionando diversas vantagens para a melhoria do produto. 2.1. Principais Vantagens Produtos Alimentícios        da Industrialização de Maior tempo de vida útil e melhor rendimento no aproveitamento, consumo e armazenamento dos produtos alimentícios; Melhoria e modificações das qualidades organoléticas; Instituição de produtos especializados (dietética, infantil etc.); Expansão da produção de produtos regionais; Presença de produtos fora da época de safra ou de regiões distantes; Inovações capazes de reduzir o tempo de preparo dos alimentos; Redução de preços. 2.2. Tipos de Indústria de Alimentos A indústria de alimentos é caracterizada pela multiplicidade de seus produtos e pela ligação direta com o indivíduo. A Associação Brasileira das Indústrias da Alimentação (ABIA) dinstigue os setores da produção de alimentos industrializados da seguinte forma: 1. Alimentos calóricos – Protéicos – SAPRO 2. Açúcar 3. Bebidas 3.1. Alcoólicas 3.2. Refrigerantes 3.3. Sucos 3.3.1. Sucos concentrados 3.3.2. Pós para sucos 3.4. Vinagres 4. Café 5. Chá 6. Carnes, embutidos etc. 7. Cereais 8. Chocolates, cacau e balas 9. Condimentos 10. Desidratados e liofilizados 6 11. Dietéticos 12. Frutas e legumes 13. Lacticínios e derivados 14. Massas, biscoitos, congêneres 15. Óleos, gorduras, azeites, margarinas e maioneses 16. Pescado e derivados 17. Sopas e caldos 18. Sorvetes 19. Supergelados 20. Afins 20.1. Aromatizantes 20.2. Embalagens 20.3. Matéria-prima para alimentos 20.4. Diversos 2.3. Fases de Processamento A produção de alimentos industrializados depende de uma sequencia de fases de processamento que abrange desde a seleção da matéria-prima, até a estocagem do produto. As principais fases de processamento da indústria de alimentos são as seguintes: beneficiamento, elaboração, preservação e conservação, e armazenamento . A fase de beneficiamento inicia-se com a limpeza do alimento e da retidada de seus pedações inaproveitáveis, reduzindo assim as cargas microbianas existentes e favorecendo a conservação do alimento. Além disso, impurezas, como terra e pedaços de corpos estranhos, podem danificar os aparelhos industriais. A fase de elaboração é a etapa de maior importância na fabricação, pois é nessa fase em que se aplica operações de diversas naturezas para as transformações que caracterizam os produtos. Pode-se aproveitar integralmente a matéria-prima ou separando os resíduos. Entre os processos empregados, destacam-se: Físicos Químicos Processos Empregados Moagem Trituração Esmagamento (prensagem) Aplicação de calor Extração (por solvente) Acidificação Emprego de aditivos Salga 7 Físico-Químicos Refinação Hidrolização Dissolução Emulsificação Caramelização Cristalização Fermentação Maturação Biológicos Quadro 2.1 – Processos Empregados na Fase de Elaboração Fonte: Evangelista,J. (2008) A fase de preservação e conservação visa especialmente eliminar a flora normal inconveniente e a patogênica e também enzimas capazes de atuar sobre o produto. Com as técnicas de conservação, os produtos garantem maior tempo de vida útil. A fase de armazenamento procura preservar o alimento da ação de agentes externos para que eles não se deteriorem. As principais causas de deteriorização do alimento que são tratadas nesta fase são: temperatura ambiente, umidade, composição do ar, imperfeição da embalagem, absorção de odores e ação de predadores. 8 3. Conservação de Alimentos Os alimentos, industrializados ou não, podem facilmente sofrer alterações por vários agentes externos, sejam biológicos (microorganismos e enzimas), químicos (oxigênio e água) ou físicos (luz e calor). A conservação de alimentos procura previnir o alimento contra a ação desses agentes. De todos esses agentes, os mais importantes são os microorganismos, por serem bastante frequentes e por poduzirem efeitos variados nos alimentos. Geralmente seus efeitos são intensos e com grande velocidade. Em relação a isso, existem dois principais tipos de processos de conservação, os preventivos e os métodos de combate. Os processos preventivos proporcionam condições hostis, para a proliferação de microorganismos por exemplo. Os processos de combate procuram eliminar os agentes já existentes. Os principais objetivos dos processos de conservação de alimentos são: Objetivos dos Processos de Conservação Por meios de prevenção Impedir as contaminações microgânicas Manter os produtos sem germes Obstar os processos enzimáticos desfavoráveis Evitar as reações químicas prejudiciais Impossibilitar as alterações provocadas pro animais Sustar as possibilidades de alterações originadas por chóques Nos processos de Eliminar os microrganismos conservação Deter a proliferação de flotas patogênicas Reduzir, casos previstos, o número de germes Destruir ou inativar as enzimas inconvenientes Atrasar as reações químicas favorecedoras de oxidações Quadro 3.1 – Objetivos dos Processos de Conservação Fonte: Evangelista,J. (2008) Muitas vezes, a aplicação de mais de um processo de preservação é exigido para que a conservação do alimento seja satisfatória. 3.1. Métodos de Conservação de Alimentos Os métodos de conservação de alimentos já eram empregados na era pré-histórica. Com a sua evolução no decorrer dos tempos, esses métodos empíricos tornaram-se precursores dos que se utilizam nos dias de hoje. O calor, o frio, a exposição ao sol e às correntes de ar aquecido, a defumação e a salga assim como o uso do vinagre, dos bálsamos, das resinas e do mel, fizeram partes desses primeiros métodos primitivos. 9 Segundo seu mecanismo de funcionamento, os processos de conservação são divididos em dois grupos como mostra o quadro a seguir. Características dos Processos de Conservação Por ação direta sobre o Por calor Branqueamento microrganismo Tindalização Pasteurização Esterilização Defumação Por radiação Radurização Radicidação Radapertização Por ação indireta sobre o Por frio Refrigeração microrganismo, modificando Congelação o substrato Supergelação Liofilização Por secagem Natural (sal) Artificial (desidratação) Instantaneização Concentração (evaporação) Por adição de Aditivos elementos Salga e cura Açúcar Revestimentos graxoa Gases Por fermentação Acética Alcoólica Láctica Por osmose Por ação de embalagens Quadro 3.2 – Características dos Processos de Conservação Fonte: Evangelista,J. (2008) 3.2. Conservação por Calor Os métodos de calor procuram através de temperaturas superiores (acima de 21ºC) eliminar microorganismos inconvenientes e impedir ou retardar o seu crescimento. Apesar de ser um método eficaz no combate aos agentes biológicos, esse método geralmente provoca alteração no valor nutritivo e modificação físicas e químicas no alimento. 10 3.2.1. Branqueamento O Branqueamento (blanching) é o processo térmico de curto tempo de aplicação, sendo empregado geralmente para inativar enzimas em vegetais e frutas. É aplicado como como pré-tratamento, pois precede o início de outros processos como o congelamento e a desidratação, já que o branqueamento não é totalmente eficaz para sustar a atividade enzimática. As operações de branqueamento podem ser realizadas por água quente ou a vapor. A duração do tratamento varia com a consistência e com o tamanho do material, podendo variar de 2 a 10 minutos, a uma temperatura de 70° a 80°C. Os vegetais que serão submetidos à desidratação e congelação devem ser tratados por correntes de ar frio após o branqueamento, isso evita o cozimento demasiado do produto. 3.2.2. Tindalização O aquecimento é feito de maneira descontínua, em recipiente fechado, a temperatura entre 60º a 90ºC. O processo deve ser repetido por vária vezes (3 a 12) e deve durar apenas alguns minutos. É indicado resfriar o produto imediatamente após a tindalização para aumentar a sua eficiência. Esse método é eficaz na manutenção dos nutrientes e das propriedades organoléticas, contudo representa um maior custo e é demorado devido aos intervalos de resfriamento, que é de 12 a 24 horas. 3.2.3. Pasteurização Tem por objetivo exterminar parcialmente a flora banal e a eliminação da flora microbiana patogênica. Na pasteurização, a temperatura não ultrapassa 100ºC e pode ser obtida por água quente, por calor seco, vapor, corrente elétrica e por radiação. Esse método é preferível quando outros métodos térmicos de temperatura mais elevada prejudicam as qualidades dos produtos, sendo especialmente indicada para o leite, manteiga, frutas, sorvetes, embutidos e cerveja. A pasteurização tem indicações conforme as características de cada produto:  para produtos que possuem substratos favoráveis aos microrganismos mesófilos, os quais não suportam temperatura superior a 65ºC;  para líquidos de pH ácido (vinhos,sucos de frutas etc), pois estes meios são desfavoráveis ao desenvolvimento de bactérias, sendo sujeitos apenas a fungos e leveduras que podem ser combatidas pela pasteurização; 11  para líquidos neutro, atingindo níveis mais altos de temperatura;  para produtos como o leite, que sofrem danos em altas temperaturas;  para destruição de agentes competitivos, como no caso do queijo, facilitando a fermentação benéfica;  para matérias primas sujeitas a microrganismos pouco resistentes ao calor. A pasteurização pode ser dividida em dois tipo segundo o tempo e a temperatura, a pasteurização lenta e de temperatura baixa (63ºC durante 30 minutos) e a pasteurização rápida e de temperatura alta (72ºC durante 15 segundos). A pasteurização lenta é um processo descontínuo e, portanto, mais caro, só é recomendado para pequenos volumes (100 a 500 litros). Realizado em tanques de paredes duplas geralmente abertos e com hélice para promover a agitação. Entre as duas paredes circula a água quente até que a mistura alcance a temperatura ideal, e então a água quente é substituida por água fria para resfria o sistema. O controle desse tipo de pasteurização não é perfeito pois não se pode conhecer a quantidade de água utilizada. É indicado para sorvetes, leites achocolatado e leite maltado. A pasteurização rápida é realizada em fluxo contínuo em trocadores de calor do tipo placas ou tubulares. São empregadas temperaturas elevadas no processo. 3.2.4. Esterilização A esterilização provoca a destruição das floras normal e patogênica presentes. A temperatura de esterilização é aquela suficiente para conseguir a morte térmica dos microrganismos, por convenção, essa temperatura é alcançada ao eliminar a bactéria Clostridium botulinum (tomado como germe padrão por sua resistência ao calor e seu risco à saúde). O processo de esterilização comercial alcança um índice de 99,99% de eliminação absoluta de microrganismos. A esterilização feita em unidades envasadas é mais conhecida por apertização, enquanto a designação esterilização é normalmente usada para processos especiais, alguns deles utilizam temperaturas mais altas. A apertização ocorre com a esterilização comercial sendo aplicada nos produtos envasados em latas, vidros ou plásticos autoclaváveis e insentos de ar. O estado físico, as condições e tipos dos alimentos, a sua disposição dentro dos envases e a composição influenciam na penetração de calor no recipiente, assim como o tamanho, a forma e a capacidade térmica da embalagem. 12 Para alimentos líquidos, a penetração de calor ocorre por convecção, sendo portando mais rápido do que para alimentos sólidos e semi-sólidos, em que o deslocamento de calor é realizado por condução. Figura 3.1 – Penetração de Calor em Latas por Convecção e Condução Fonte: Evangelista,J. (2008) A esterilização de produtos alimentícios fora das embalagens proporciona um método possível para o processamento térmico de alimentos em massa, e maior rendimento de tempo e custo. É feita através de trocadores de calor adaptados às características do alimento para serem bastante rápidos para o tratamento em alta temperatura. Os produtos podem ser esterilizados direta ou indiretamente, de acordo com sua consistência, por diferentes trocadores: Tipos de Trocadores Utilizados Para alimentos muito viscosos Trocadores de calor de superfície Para alimentos pouco viscosos Trocadores de Calor:  De placa  De vapor de água  De tubo espiral Quadro 3.3 – Tipos de Trocadores Utilizados Fonte: Evangelista,J. (2008) Os principais métodos de esterilização fora de envases são o “Flash 18”, o “Dole” e o “UHT” (ultra high temperature). 13 O processo Flash 18, o alimento é levado a uma câmara pressurizada, permanece a uma pressão de 1,2kg/cm², a temperatura inicial é de 135ºC, e em seguida sofre resfriamento até atingir 120ºC. Para produtos lácteos, pode ser utilizado o processo Dole. As latas e as tampas são esterilizadas com vapor de água e os alimentos já foram esterilizados previamente. O processo UHT de esterilização instantânea por calor e vácuo consiste no aquecimeto muito rápido até temperaturas muito altas (135ºC a 150ºC) que se mantem por curto tempo (2 a 5 segundos). Esse processo é feito de dois modos, por esterilização direta, por contato direto do produto com o calor, e por esterilização indireta, mediante trocador de calor, sem contato entre o alimento e o fluido quente. 3.2.5. Defumação A defumação não é apenas um método de conservação, mas também um processo do qual o produto adquire particularidades organoléticas. A defumação, em geral, é realizada com outros processos, como a salga e a dessecação. As carnes são os produtos em que mais se utilizam a defumação. Em contato com o calor e a fumaça, as carnes perdem água, ficam ressecadas, têm sua coloração estabilizada e adquirem o sabor e o odor característicos dos produtos defumados. 3.3. Conservação por Radiação A radiação pode ser um meio direto para a conservação de alimentos, assim como pode complementar a ação de outros processos. O emprego desse método proporciona aos alimentos estabilidade nutritiva, condições de sanidade e demais longo período de armazenamento, sendo portanto um processo bastante eficaz. Por esse efeito positivo, organizações internacionais como a FAO e OMS, e inúmeras organizações nacionais de várias nações incentivam o emprego da radiação de alimento. A aplicação comercial já ocorre nos Estados Unidos, Japão, Índia, Canadá, Israel, Suécia e Turquia. No Brasil, infelizmente ainda não existem planos para o emprego da conservação de alimentos por radiação. A radiação de alimento obtem energia radioativa de duas fontes: radioativa e mecânica. Dos elementos de fonte radioativa, o cobalto 60 é o principal, sendo obtido artificialmente através do cobalto normal. Também usase o Césio 137 em processos de pasteurização e de esterilização a frio. De fonte mecânica, pode-se obter radiação através de aparelhos aceleradores de elétrons, produzindo radiação ionizante. Muitas pessoas tem receio de consumir produtos que passaram por radiação. O processo de radiação, na realidade não apresenta perigo à saúde 14 pois não aumenta o nível de radioatividade normal dos alimentos, independentemente do tempo de exposição e da dose de radiação, isso porque a radiação gama não torna os alimentos radiantes. O processo de radiação de alimento pode ser classificado em três categorias, de acordo com a quantidade de radiação aplicada: Radurização, Radicidação e Radapertização. Processos de Radiações de Alimentos Processo Características Radurização Doses baixas: 5 a 100 Krads Utilização: produz a inivição do brotamento da cebola, batata e alho; retarda o período de maturação e deterioração de frutas e hortaliças; age sobre insetos, infestadores de cereais e leguminosas. Radicidação Ação de pasteurização. Dose média: 100 a 1000 Krads Utilização: empregada em sucos de frutas; controla a presença de salmonelas; retarda a deterioraçã ode pescado. Radapertização Ação de esterilização (comercial) Dose altas: 4,5 a 5,6 Mrads Utilização: em carnes Quadro 3.4 – Processos de Radiações de Alimentos Fonte: Evangelista,J. (2008) Apesar de ser um processo bastante eficaz, a conservação de alimentos através de radiação apresenta algumas desvantagens:  Pode provocar sabor desagradável ao alimento e alteração de cor em carnes devido a ação dos radicais livres;  As proteínas, o amido e a celulose podem ser quebrados, e algumas vitaminas podem sofrer alterações, provocando a perda de nutrientes;  Os radicais livres provocam a oxidação da gordura dos alimentos, produzindo um sabor rançoso em produtos gordurosos. 3.4. Conservação por Frio Características: Altas e baixas temperaturas com o propósito de manter, a maior quantidade possível de nutrientes indispensáveis para sua ingestão. As baixas temperaturas em seus diversos graus exercem ação direta sobre os microrganismos, que em sua temperatura sensível ficam inibidos ou destruídos; também o frio, em seus níveis correspondentes, retarda ou anula as atividades enzimáticas e as reações químicas. 15 3.4.1. Refrigeração Temperatura compreendida entre -1 ºC a 10 ºC. Não Possui ação esterilizante sobre os microrganismos, porem consegue retardar o prosseguimento de atividades contaminantes e impedir o surgimento de novos agentes deteriorantes.Objetiva em manter a qualidade original do produto até sua ingestão. 3.4.2. Pré-refrigeração Nada mais é que, um tratamento de refrigeração em curto prazo, com finalidade de dotar o produto de condições necessárias para melhor suportar o meio ambiente antes de ser consumido, sendo levado a indústria como matéria-prima ou como produto a ser novamente tratado. 3.4.3. Congelação É o tratamento de frio destinado aos alimentos que necessitam maior período de conservação. 3.4.4. Supergelação É o tratamento de congelação rápido, aplicada a uma temperatura e tempo fixo, não havendo formação de cristais que afetaram a estrutura das fibras. Temperatura Qualidade Açao antimicrorgani ca Refrigeração -4◦C ou mais Congelação -10◦C a -18◦C Qualidade Original. Manutenção da qualidade do produto e conservação de seus caracteres organoléticos. Atraso da Suspensão total do multiplicação crescimento microbiana e de microrganico, alterações retardamento e bioquímicas. suspensão da atividade metabólica. Quadro 3.5 – Conservação por Frio Fonte: Evangelista,J. (2008) 16 Supergelação Congelação abaixo de 0◦C e pressão de 4,7 mm de Hg Quase as mesmas caracteristicas da congelação. Quase as mesmas caracteristicas da congelção. 3.4.5. Liofilização(criosecagem) É um procedimento misto, em que se associa a congelação e a desidratação; após essa operação, o alimento inteiramente seco, com seu volume muito pouco diminuido e com suas caracteristicas organoléticas e nutritivas quase intactas. Vale resaltar que o alimento conservado por esse método, posteriormente necesitara de uma embalagem a vacuo ou que possua um gas inerte, para que não ocorra oxidação do alimento. 3.5. Conservação por Secagem Caracteristica: - Consiste na desitração do alimento, havendo um aumento da pressão osmotica e consequentemente é contido a proliferação de microorganismos; tambem nessa situação enzimas q provocam alterações perdem sua atividade. 3.5.1. Secagem natural Método tradicional de exposição ao sol. No qual são controladas a umidade relativa do ar e a temperatura do ar, para que não haja a formação de uma película dura sobre o alimento. 3.5.2. Secagem Artificial (desidratação) Procedimento de secagem dos alimentos, baseado na extração da água, por aquecimento, evaporação e sublimação, sob condições controladas.   Métodos de Desidratação   Por ar aquecido (calor por convenção) Por contato por superfície quente (calor por condução) Por calor de fonte radiante, de microondas e dielétrica Por congelação, sublimação e calor sob pressão muito baixa. Quadro 3.6 – Métodos de Desidratação Fonte: Evangelista,J. (2008) 17 3.6. Conservação por Fermentação Característica: Procedimento controlado pelo homem, através da escolha dos substratos, da temperatura e pH adequado.Onde ocorre um processo bioquímico em que os microrganismos retiram do meio em que vivem o material nutritivo de que necessitam, ao mesmo tempo em que, sob ação catalítica de enzimas, produzem substância das quais se utiliza a indústria. Através do antagonismo entre as espécies microbianas, ocorre extinção de uma ou mais espécie através da competição por nutrientes ou pela formação de um produto obtido a partir do substrato do alimento. 3.6.1. Fermentação lática: Atividade de microrganismos com substratos, havendo formação do acido láctico, que constitui certos alimentos, como: leite e derivado, picles, chucrute, entre outros. 3.6.2. Fermentação acética Atividade de microrganismos, na transformação de etanol em acido acético, que constitui alimentos, como: vinho, suco de maça, sidra, entre outros. 3.6.3 Fermentação Alcoólica: Atividade de microrganismos com substrato específico, havendo formação de álcool, posteriormente havendo a destilação. 3.7. Conservação por Osmose Característica: Através do mecanismo osmótico, se obtêm água potável, a partir da água do mar; e purificação e concentração de vários produtos. 3.8. Conservação por Adição de elementos Característica: Adição de ácidos, gases, aditivos, sal e certas gorduras são empregados na conservação de alimentos. 18 Salga e cura: Consiste na adição do sal e dos agentes de cura, havendo um aumento na pressão osmótica do alimento, extinguindo a atividade microrgânica. Fundamental Agentes de cura Cloreto de sódio Quadro 3.7 – Agentes de Cura Fonte: Evangelista,J. (2008) 19 Coadjuvantes Nitrato Nitrito Açúcar Especiarias Glicerina, etc. 4. Aditivos e coadjuvantes 4.1. Classe de aditivos 4.1.1. Segundo a origem: Naturais Semi-Sintéticos Sintéticos Obtidos por processos Obtidos de substâncias Obtidos em laboratórios, naturais, por por processo de síntese. extrativos. fracionamento ou síntese. Quadro 4.1 – Classe de Aditivos Fonte: Evangelista,J. (2008) 4.1.2. Segundo o modo em que se apresenta Aditivos intencionais: É toda substancia ou mistura de substancias, dotadas ou não de valor nutritivo, juntada ao alimento, com finalidade de impedir alterações, manter, conferir ou intensificar seu aroma, cor, sabor, modificar ou manter seu estado físico geral, ou exercer qualquer ação exigida para uma boa tecnologia de fabricação de alimentos. Optativos Obrigatórios Carácter facultativo, que não Se incorporam ao produto, passando a (Ex.: influencia na estrutura do produto fazer parte de sua estrutura umectantes) (Ex.: corantes) Quadro 4.2 – Conservação por Frio Fonte: Evangelista,J. (2008) Aditivos incidentais: Substâncias residuais ou migradas encontradas nos alimentos, gerados a partir da fase de beneficiamento. 20 4.2. Classificação dos aditivos Adtivos Funções Acidulante Comunica ou Intensifica o gosto acídulo dos alimentos. Antiespumífero Influi na tensão superficial dos alimentos. Antioxidadante Retarda o surgimento de processos oxidativos. Antiumectante Diminui as caracteristicas higroscopias dos produtos. Conservador Impossibilita ou atrsa a deterioração microrganica ou enzimatica, dos alimentos. Corante Confere ou intensifica a cor dos produtos. Edulcorante Transmite sabor doce. Espessante Eleva a viscosidade de soluções, emulsões e suspensões. Espumifero Modifica a tensão superficial dos alimentos Estabilizante Aromatizante Flavorizante Umectante Ajuda e conserva as caracteristicas fisicas das emulsões e suspensões. e Confere e intensificam o sabor e o aroma dos alimentos. Evita a perda de umidade dos alimentos. Quadro 4.2 – Classificação dos Aditivos Fonte: Evangelista,J. (2008) Coadjuvantes: Tem como função melhorar a ação dos aditivos. Principais coadjuvantes empregado nos alimentos: açúcar, condimentos e outras substanciam de excitação sensorial. 21 5. Embalagens de Alimentos 5.1. Funções Funções das embalagens Proteger o conteúdo do produto, sem por ela ser atacado Resguardar o produto, contra os ataques ambientais Favorecer ou assegurar os resultados dos meios de conservação Evitar contatos inconvenientes do produto Melhorar a apresentação do produto Possibilitar melhor observação do produto Favorecer o acesso ao produto Educar o consumido do produto Facilitar o transporte do produto Quadro 4.1 – Funções das Embalagens Fonte: Evangelista,J. (2008) 5.2. Requisitos de uso A embalagem designada para produtos alimentícios terá de possuir requisitos imprescindíveis, para exercer suas funções. Requisitos essenciais das embalagens Manter condições de segurança contra agentes: Microrgânicos e enzimático; físicos e químicos; ambientais. Ser isenta de toxicidade. Não Causar incompatibilidade com o produto. Ser adequada à forma, tamanho e peso do produto. Por sua aparência e poder visual propiciar a venda do produto. Qualidades funcionais: Fácil transporte e armazenamento do produto; desembaraço em seus sistemas de fechamento e abertura; dispositivos de observação de seu conteúdo. Fora dos casos excepcionais, ser de baixo custo. Educar o consumidor para a compra e uso do produto. Indicar a origem do produto, seu fabricante e seu padrão de qualidade. Contribuir o menos possível, para o agravamento do problema da poluição. Quadro 3.5 – Conservação por Frio Fonte: Evangelista,J. (2008) 22 6. Resíduos de Alimentos Resíduos são todas as partes da matéria prima não utilizadas no processamento do produto principal. Até pouco tempo, apenas uma pequena parte desses resíduos eram aproveitados para o preparo de subprodutos, contudo hoje em dia se vê incentivos a essa área. A maior utilização dos resíduos proporcionou uma nova fonte de riqueza e possibilitou o desenvolvimento de um mercado de subprodutos, tendo menores preço por se tratarem de reaproveitamento. Classificação e Características dos Resíduos de Alimentos Tipos de Resíduos Características Resíduos “in natura” Os resíduos “in natura” são aqueles que permanecem em seu estado natural e que assim são utilizados, em sua totalidade ou parcialmente. Exemplos: frutas regugadas, determinadas folhas, pendões de cana. Resíduos resultantes do Os resíduos resultantes do beneficiamento de beneficiamento de alimentos, surgem durante o preparo destes, para alimentos a sua conversão em produtos alimentícios. Pertencem a este tipo, os resíduos que não se integram aos produtos como seus componentes e que por esse motivo necesitam serem deles excluídos. Exemplos: aparas de vegetais, certas sementes, cascas e centros de frutas. Resíduos eliminados Esse tipo de resíduos é eliminado dos alimentos durante o processamento durante o seu processamento e, por manobras de alimentos tecnológicas, se tornam subprodutos. Exemplos: melaço, tortas (originadas da prensagem de sementes), bagaços. Resíduos de alimentos já Os resíduos de alimentos já processados têm a processados característica própria de serem parte do produto terminado, isto é, são resíduos “já prontos”. Exemplos: resíduos surgidos acidentalmente, por irregularidades, subprodutos impróprios ao comércio ou ao consumo humano. Quadro 6.1 – Classificação e Características dos Resíduos de Alimentos Fonte: Evangelista,J. (2008) 23 7. Higiene na Indústria de Alimento A prática da higiene na indústria é obrigatória e indispensável na fábrica, na manutenção, nas atividades de processamento dos produtos e na manipulação da matéria prima. O emprego dos preceitos de higiene evita a contaminação e a deterioração dos produtos, prevenindo malefícios contra a saúde humana e reduzindo a perda de produtos. 7.1. Higiene no Planejamento da Fábrica A escolha do local da fábrica deve atender aos interesses da engenharia, da funcionabilidade, do proprietário e também da higiene. É necessário levar em conta a disponibilidade de água, a eliminação de resíduos sólidos e líquidos e o esgoto. O local para o erguimento do prédio deve, portanto, ser escolhido de acordo com sua topografia, distância dos pólos de containação, condições de proliferação de roedores, de insetos e microrganismos e facilidade de acesso, de saída e de estocagem. 7.2. Higiene na Fábrica em Funcionamento Na indústria de alimentos em pleno funcionamento, as normas de higiene devem ser cumpridas estritamente em todos os seus setores. A limpeza de todas as instalações da fábria é essencial, incluindo as conexões com a produção e as instalações destinadas ao uso comum ou pessoal (refeitórios, vestiários, banheiros). A higiene relacionada com os manipuladores tem relação nitidamente pessoal. O manipulador deve ser admitido apenas após uma avaliação de seu grau de instrução e de sua aptidão para o trabalho. O funcionário deve também receber treinamento especial para a manipulação de alimento. 24 8. Controle de Qualidade O controle de qualidade assegura, ao industrial, a fabricação de alimento de excelente padrão e propicia, ao consumidor, um produto em boas condições de consumo. A adoção desta política gera um aumento nas despesas, porém, ao ser avaliado, o gasto com o controle de qualidade se tornará em investimento, pois o produto terá maior oportunidade de venda e maior valor agregado. Sob o ponto de vista da obtenção do produto, o controle de qualidade representa uma verdadeira radiografia, pois pode ser observado todas as etapas de produção e, portanto, reconhecer falhas no processo. Para o produtor, é possível ainda economizar, evitando as perdas de matéria prima, modernizar a fábrica e trazer inovações para o produto. Sob o ponto de vista do consumidor, o produto ganhar maior aceitação do mercado, pois possui garantia de ser um produto de qualidade. 25 9. Processamento do Leite 9.1. Resfriamento A temperatura do leite na ocasião da ordenha (± 35°C) é bastante favorável à multiplicação dos germes e, conseqüentemente é prejudicial à fabricação de derivados. O resfriamento do leite é uma medida bastante eficaz no que diz respeito à contenção da acidificação causada pelas bactérias. 9.2. Recepção do Leite A recepção do leite é efetuada através de esteiras transportadoras as quais permitem inspeção prévia da sua qualidade. Esta inspeção tem por objetivo evitar o ingresso de leite de baixa qualidade na Usina.   O processamento do leite pode ser feito com duas finalidades: Produção de leite para consumo (Leite pasteurizado ou leite UAT); Produção de derivados. Figura 9.1 – Operações Unitárias do Beneficiamento do Leite Fonte: UOL 26 9.3. Tratamento do leite 9.3.1. Padronização/Clarificação Padronização é a retirada parcial da gordura do leite, feita por desnatadeiras centrífugas. Mantém constante o teor no produto final. O leite padronizado tipo C e UHT é, padronizado com 3% de gordura. O laticínio usa para si o creme retirado para a fabricação de derivados do leite. Os leites tipo A e B não sofrem padronização, devem ser integrais. Na clarificação, as impurezas do leite são eliminadas através de um clarificador centrífugo (2000-3000 rpm), que utiliza a maior densidade dos sedimentos em relação ao leite para provocar sua separação. Os sedimentos eliminados do leite são formados por partículas vegetais, pêlos, terra, células somáticas, bactérias, etc. O total de sedimentos do leite pode chegar a 1 kg / 10 000 litros. No clarificador centrífugo, o leite é introduzido pelos canais de separação e flui de forma radial pelo interior dos mesmos até o eixo de rotação; então, abandona os canais através de uma saída axial superior. No decorrer do caminho, pelos canais, as impurezas sólidas são separadas e arranjadas, de forma a ficarem acomodadas na periferia do rotor do clarificador. 9.3.2. Pasteurização Obtém-se a pasteurização aquecendo-se o leite a determinadas temperaturas, durante tempo pré-estabelecido e, fazendo em seguida o seu resfriamento imediato, visando eliminar bactérias patogênicas e reduzir as deterioradoras e aumentar a vida útil do leite, sem alteração sensível da sua composição nutricional e sensorial. O processo de pasteurização normalmente ocorre em um equipamento denominado "trocador de calor a placas". Esse equipamento é composto de várias placas de aço inox, dispostas verticalmente em uma estrutura rígida. As placas individuais estão separadas por juntas que formam o limite de circulação dos fluídos e que se distribuem na periferia das mesmas. Também estão ligadas entre si, alternadamente, através de tubulações. Dessa maneira, é possível que em placas alternadas, circulem o fluído a ser tratado termicamente (leite) e o fluído de troca de calor (água quente ou fria), na temperatura desejada. Como as placas são finas e apresentam uma grande área superficial, normalmente com rugosidades na superfície interna, um regime turbulento é estabelecido, otimizando o processo de troca térmica. Pasteurização Lenta: Consiste no aquecimento do leite em tanque cilíndricovertical, de parede dupla, munido de agitador para evitar aderência às paredes do recipiente, promover aquecimento uniforme de todas as suas partículas e, ao mesmo tempo, evitar formação de espuma. Aquece-se o leite, com agitação constante, a 65º C e mantê-lo nessa temperatura por 30 minutos. O aquecimento é feito através de água quente circulando nas paredes duplas do aparelho. Em seguida resfria-se a 4 a 5º C, através da circulação de água gelada nas paredes duplas do aparelho. Este tipo de pasteurização é utilizado 27 somente por pequenas indústrias, pois se trata de um processo mais demorado. Pasteurização Rápida: Consiste no aquecimento do leite em tanque cilíndrico-vertical, de parede dupla, munido de agitador. O aparelho utilizado consta de um conjunto de placas, todo em aço inoxidável. O leite é aquecido e resfriado circulando entre as placas, em camadas muito finas, em circuito fechado, ao abrigo de ar e da luz sob a pressão, à temperatura de aquecimento de 71 a 75ºC, durante 15 segundos e resfriado com água gelada a uma temperatura de 2 a 3ºC. 9.3.3. Homogeneização A homogeneização é utilizada para impedir a formação de nata no leite pasteurizado, aumentar a viscosidade ou para criar uma melhor textura nos produtos lácteos, deixa o leite mais branco, melhorando o aspecto, palatabilidade e digestão e ainda melhora a qualidade do queijo e iogurte. O processo causa a ruptura dos glóbulos de gordura em uma emulsão. O processo de homogeneização deve ser realizado em temperatura superior a 54°C, de maneira que toda a gordura esteja em estado líquido. No homogeneizador, uma bomba de alta pressão faz passar o leite através de válvula com furos muito pequenos, em que a contra-pressão atinge de 15 a 20 kPa (em torno de 150-200 kg/cm2), onde se produz a ruptura e a divisão dos glóbulos de gordura. Em seguida o leite é resfriado a 5°C e armazenado em tanques de estocagem isotérmicos até o seu envaze ou para processamento de derivados. 9.4. Dedrivado do Leite: Iogurte Para a produção de iogurte, o leite é padronizado para 2,5% de gordura e colocado em pasteurizador maturador lento onde é adicionado de 1111,5% de sacarose (açúcar cristal) e aquecido a 85-90°C, onde permanece a esta temperatura durante 30 minutos. Decorrido os 30 minutos, é resfriado a 43-45°C, quando então é inoculado com o fermente láctico. Os microorganismos básicos utilizados na fabricação do iogurte são o Lactococcus thermophilus e o Lactobacillus bulgaricus, normalmente encontrado na proporção de 3:2, respectivamente. Este fermento é previamente preparado em laboratório e inoculado na razão de 1,5% em relação ao volume de leite. O leite inoculado de fermente láctico permanece nos tanques maturador lento por um período de 3-4 horas, controlando-se a temperatura até a formação da coalhada. O ponto final da fermentação é controlado por meio da acidez Dornic. Uma boa acidez pode ser considerada em torno de 70°D. Logo após ter atingido a acidez desejada, é iniciada a refrigeração do produto. Durante a fermentação, as bactérias do iogurte, S. termophilus e L. bulgaricus, crescem simbioticamente, produzindo acido lático e compostos 28 aromáticos, além de formar o coágulo. No inicio da fermentação, a acidez do leite (menor que 20º D) favorece o crescimento do S. termophilus, estimulado por alguns aminoácidos livres (especialmente a valina) produzidos pelo L. bulgaricus, o que provoca um aumento de acidez. Nesta fase, o S. termophilus libera acido fórmico estimulante do desenvolvimento do L. bulgaricus. Ao se atingir aproximadamente 46º D, o meio se torna pouco propício ao S. termophilus, favorecendo o rápido desenvolvimento do L. bulgaricus, com produção de acetaldeído, o principal responsável pelo aroma característico do iogurte. Com o aumento de acidez, o pH se aproxima de 4,6 e tem-se a coagulação. O ponto final da fermentação é controlado por meio da acidez Dornic. Uma boa acidez pode ser considerada em torno de 70°D. Logo após ter atingido a acidez desejada, é iniciada a refrigeração do produto. A refrigeração da coalhada é feita primeiramente fazendo-se circular água fria pelas paredes do pasteurizador maturador, até que a temperatura atinja 30-32°C, fazendo-se em seguida a circulação de água gelada até a temperatura do iogurte abaixar para 9-10°C. Neste ponto o produto deverá atingir uma acidez em torno de 85°D com aroma e flavor característicos. Procede-se então a quebra da coalhada no próprio tanque, dotado de agitador mecânico. Para a aromatização com frutas adicionam-se ao processo as polpas de frutas (morango, pêssego, abacaxi, etc.). Após a adição das polpas de frutas, o iogurte é envasado e colocado em câmaras de refrigeração de estocagem e mantido a temperatura de 4°C até o momento de sua comercialização. 29 10. Processamento do Açúcar 10.1. Recebimento da Cana de açúcar Após a colheita da cana-de-açúcar ela é transportada à indústria através de caminhões adaptados para o serviço, na usina a cana é descarregada por um guincho hilo, até as mesas alimentadoras, para passarem pelo processo de lavagem. Após a preparação da cana, é feita a extração da sacarose, através do esmagamento da cana pelos ternos da moenda, onde na primeira moenda sofre duas compressões: uma entre o cilindro superior e o anterior e, outra entre o rolo superior com o posterior. O caldo produzido no primeiro terno das moendas é chamado de caldo primário, o qual é utilizado na fabricação do açúcar. 10.2. Purificação e Limpeza do Caldo O caldo extraído da cana-de-açúcar é uma solução diluída de sacarose, que contém impurezas dissolvidas e em suspensão. Assim, o objetivo da purificação é obter um líquido claro, límpido e brilhante, através da eliminação das impurezas. A purificação do caldo consta de duas operações: peneiragem e clarificação. A primeira visa às impurezas grosseiras do caldo e a segunda, especialmente a eliminação das impurezas coloidais. 10.3. Peneiragem Durante esta operação procura-se eliminar as impurezas grosseiras do caldo, como bagacilho, terra, pedras, etc., visando impedir o efeito abrasivo e o entupimento de canalizações e bombas, a redução das incrustações nos aquecedores e evaporadores. 10.4. Clarificação A clarificação do caldo é conseguida pela remoção dos colóides do caldo, através da formação de um precipitado insolúvel que absorve e arrasta as impurezas coloidais, responsáveis pela turbidez do caldo. Basicamente, a clarificação é obtida por uma mudança de reação do meio (pH) e pelo aquecimento. 30 10.5. Sulfitação É o processo de adição de anidrido sulfuroso (SO2) ao caldo peneirado, com o objetivo de abaixar o seu pH normal de 5,2 - 5,5 para 3,8 - 4,3 e formação de um precipitado insolúvel. Tem como objetivos principais, inibir reações que causam alterações de cor indesejável no açúcar; diminuir a viscosidade do caldo e, consequentemente do xarope, massas cozidas e méis, facilitando as operações evaporação e cozimento. A sulfitação é realizada usualmente em uma coluna de absorção que possui em seu interior, pratos perfurados. O caldo então é bombeado na parte superior da torre e desce por gravidade através dos pratos, em contracorrente com o SO2, aspirado por um exaustor ou ejetor instalado no topo da coluna. Devido à grande solubilidade de SO2 na água, pode-se obter uma absorção de até 99,5% com este equipamento. O SO2 gasoso é produzido na usina através da queima do S (enxofre) na presença de ar, em fornos especiais. 10.6. Calagem Consiste na mudança de reação do caldo peneirado ou sulfitado pela adição de leite de cal, CA (OH)2, passando o pH de 3,8 a 4,3 para 7,0 - 7,2, O leite de cal é produzido a partir da queima da cal virgem (CaO) em mistura com água, sendo a operação de caleagem realizada em tanques por processos intermitentes ou contínuos (com ou sem controle automático de pH). O caldo é enviado para o aquecimento, onde a temperatura é elevada a 102 - 105ºC, a fim de promover a floculação dos colóides com maior rapidez e facilidade. O aquecimento é realizado em aquecedores tubulares (horizontais ou verticais), nos quais o caldo circula em alta velocidade. 10.7. Decantação É realizada em decantadores contínuos, consiste na sedimentação e remoção das impurezas floculadas ou flotadas em conseqüência do tratamento a que o caldo foi submetido. Estas impurezas são chamadas de lodo ou de borras. A operação seguinte é a filtração, juntamente com o lodo é arrastada a uma quantidade significativa de caldo, que pode ser recuperada através de uma filtração. Esta operação é realizada por filtros rotativos a vácuo, que recebem uma mistura de lodo e bagacinho, onde é submetida a aspiração, lavagem e secagem. Da filtração resulta uma mistura de caldos filtrados (turvo e claro) que retorna ao processo de clarificação e de uma torta de filtro que é utilizada na lavoura, principalmente na recuperação de solos fracos. Após todas essas etapas, o caldo deve sofrer um tratamento térmico a fim de torná-lo isento de qualquer contaminação microbiana. 31 10.8. Concentração do Caldo O caldo purificado é enviado ao grupo de evaporação de múltiplo efeito, que tem como objetivo evaporar a água contida no caldo. Em geral, o caldo purificado e clarificado, entra nos evaporadores com um brix de 14 a 16º e deixa o último efeito do evaporador em torno de 65 a 70º brix, já com o aspecto de um xarope grosso. O xarope é conduzido ao sistema de clarificação por flotação, onde são eliminadas mais impurezas e então enviado aos cozedores a vácuo. Nos cozedores a vácuo continua-se a concentrar o xarope até que pela supersaturação do meio possa ocorrer o fenômeno da cristalização. Quando a solução atinge a supersaturação a fim de que se formem cristais os mais homogêneos possíveis. Aos cristais formados envoltos por solução açucarada chamada mel, denomina-se massa cozida. 10.9. Centrifugação A massa cozida resfriada segue para o sector de centrifugação e é descarregada nas centrífugas. Estas são construídas por um cesto perfurado, fixado a um eixo e acionando por um motor que o gira a alta velocidade. A ação da força centrífuga faz com que o mel atravesse as perfurações da tela do cesto, ficando retidos, em seu interior, somente os cristais de sacarose. O processo se completa pela lavagem do açúcar com água e vapor, ainda no interior do cesto. O mel removido é coletados em um tanque e retorna aos cozedores para recuperação do açúcar dissolvido ainda presente, até que se atinja um maior esgotamento do mesmo. A partir deste ponto, o mel passa a ser denominado mel final ou melaço e é enviado para a fabricação de álcool. 10.10. Secagem do açúcar Após a centrifugação, o açúcar ainda úmido é enviado a um secador modelo spray dryer que faz a secagem do açúcar por atomização, através da passagem de ar aquecido em um tempo extremamente rápido, para evitar a queima do açúcar. O açúcar seco é enviado para os silos de estoques e, embalados automaticamente. 10.11. Armazenagem Após a secagem o açúcar cristal é ensacado em volumes de 50 kg, utilizando-se uma balança mecânica automática ou eletrônica para o controle físico. Os sacos têm as bocas costuradas e são encaminhados para empilhamentos (armazenagem). O açúcar tem, depois de produzido, um controle tecnológico de classificação por qualidade, cor, etc. Este controle é feito pelo laboratório industrial, o qual classifica a qualidade do produto. 32 11. Processamento do Chocolate O chocolate é produzido a partir da semente do cacau. O cacaueiro é uma árvore tropical com muitas peculiaridades. Primeiro o fruto “nasce” no tronco, ao invés de nascer nos galhos como em varias árvores comuns. Ela é muito sensível ao sol, de modo que o seu plantio é feito á sombra de árvores mais altas. É interessante mencionar que esse fato salvou muitos hectares de mata atlântica nativa. O plantio do cacau sempre teve presença na America, o que era de se esperar já que é a terra natal da planta. Mas a disseminação da pratica do cultivo do cacaueiro foi mais acelerada na África e Ásia. Por isso que hoje os maiores produtores de cacau estão nessas regiões. O Brasil já foi o maior produtor de cacau entre 1905 e 1910, e apesar da produção nacional ter continuado a crescer, outros países tomaram a frente. (Ofner, 2010) A produção chegou a um máximo em 1989 com cerca de 450 mil toneladas da fruta. De lá pra cá a produção sofre uma brusca queda, chegando hoje a cerca de 150 mil toneladas de cacau. Essa mudança acentuada se da pelo aparecimento da praga vassoura-de-bruxa no estado da Bahia. Muito esforço tem sido gastado na luta contra esse fungo e a principal estratégia é a introdução de clones resistentes a doença. 11.1. Histórico A história da fabricação do chocolate começa na America central. Foi lá que os maias e astecas descobriram como usar o fruto do cacau para fazer uma bebida afrodisíaca e divina. O chocolate era naquela época um produto para os nobres, mas a semente de cacau era usada como moeda em toda a America central. (Mindel, 2010) Quando Cristovam Colombo chegou a America, foi um dos primeiros europeus a provar a bebida, mas deu pouca atenção ao chocolate. (Lima, 2007) Só quando Henrique Cortez veio conquistar as culturas mesoamericanas, e que o chocolate ganhou o interesse europeu. Quando o imperador asteca recebeu Cortez, ele o ofereceu chocolate quente. (Mindel, 2010) Depois de ter destruído o império asteca, Cortez levou mudas da cacaueira para ilhas espanholas no caribe. Deste modo a Espanha por muito tempo teve o monopólio do chocolate. Isso persistiu ate que algumas dessas ilhas foram capturadas pela Inglaterra. (Mindel, 2010) Daí então o chocolate conquistou a Europa, apesar de ainda só ser acessível às classes altas devido ao seu alto preço. Só com a chegada da industrialização que o chocolate ficou mais barato. Junto com a revolução industrial também veio a invenção do chocolate sólido. A seguir é descrito um dos mais básicos processos de fabricação de chocolate. Na realidade, algumas etapas podem ser adicionadas e outras podem ser puladas, mas em geral esse é o modo com que o chocolate é produzido. 33 11.2. Processamento As técnicas de produção de um bom chocolate começam na plantação de cacau. O cacaueiro é uma planta interessante no sentido que ela tem, ao mesmo tempo, frutos, flores e brotos.(Ofner, 2010) Por essa razão a colheita deve ser feita a mão, já que o uso de maquinas pode prejudicar a próxima colheita dessa frágil árvore. Depois de colhidos, os frutos são quebrados, e as sementes retiradas. Cada fruto tem em média 50 sementes. Após a quebra as sementes são contaminadas com microrganismos essenciais para a fermentação. Na fermentação ocorrem reações químicas que são vitais para o desenvolvimento do sabor do chocolate. Algumas enzimas e microrganismos prejudiciais ao produto final também são destruídos nesse processo. Mas cuidado deve ser tomado para que o aquecimento excessivo não prejudique o sabor do chocolate. A fermentação leva de 5 a 8 dias. Depois da fermentação as sementes de cacau só necessitam ser secadas para serem enviadas para a fábrica. A secagem ideal é ao ar livre exposta ao sol, porém condições climáticas e a ineficiência deste método fazem com que a secagem com fornalha seja usada. Cuidado deve ser tomado com esse método, já que temperaturas muito altas prejudicam a qualidade do produto. (Ofner, 2010) Após a secagem as “amêndoas” são ensacadas e enviadas para o processamento. Ao chegarem à fábrica as amêndoas são torradas. Como na fermentação, essa etapa é necessária para desenvolver o sabor do produto final, mas ela também diminui a umidade das amêndoas e torna a retirada da casca possível. O que sobra é denominado “nib”, e os nibs são refinados para diminuir seu tamanho e selecionar os de maior teor de polpa.Estes são triturados de modo a formar o licor de chocolate. Esse é o “chocolate puro”, apesar de ser muito amargo. É possível prensar esse liquido viscoso para retirar o excesso de gordura, a ”manteiga de cacau”. O licor é misturado com açúcar, leite e outros aditivos e segue para a conchagem. Na conchagem a mistura do licor, manteiga, açúcar e leite é massageada e homogeneizada. Dependendo do tempo e modo da conchagem, qualidades diferentes de chocolate são produzidas. A conchagem demora de 2 a 6 dias. Em seguida o chocolate é aquecido para derreter a gordura e depois resfriado vagarosamente para que a gordura cristalize na configuração apropriada. Isso é necessário, já que essa configuração cristalina tem um alto ponto de fusão (38ºC), que faz com que o chocolate derreta na boca e não na mão. 34 12. Processamento do refrigerante A historia do refrigerante começa na água mineral. Durante o século XVIII era considerado saudável beber e tomar banho em água carbonada natural, e logo processo foram criados para carbonar a água artificialmente. Essa “água carbonada” era vendida em farmácias e remédios e ervas eram adicionados a bebida para dar a ela mais gosto e torná-la mais saudável. Quando os “soft drinks” ganharam popularidade não demorou para o processo ser industrializado, marcas começarem a aparecer e a industria dos refrigerantes se espalhar pelos Estados Unidos e pelo mundo. O Brasil é o terceiro maior mercado de refrigerantes no mundo, com mais de 750 mil pontos de venda espalhados pelo país. Só para ter uma idéia, em 2004 foram consumidos mais de 800 milhões de litros de refrigerantes de guaraná![2] No Brasil essa indústria teve inicio logo depois da popularização dos refrigerantes nos Estados Unidos, mas com vários sabores diferentes, como tutti frutti, guaraná, etc. Recentemente uma nova geração de refrigerantes vem sendo fabricada. São os refrigerantes diet, light e zero. Os produtos light apresentam uma redução de no mínimo 30 % de algum componente. Já os diet tem a ausência de algum componente (não necessariamente açúcar). Agora os refrigerantes zero realmente tem a ausência de açúcar, e são fabricados para as pessoas que não podem ingerir açúcar. O gosto doce dos refrigerantes zero vem de substancias artificiais chamadas edulcorantes. É importante saber o que esta nas bebidas para fazer as melhores escolhas em relação a saúde.(ABIAD, 2010) 12.1. Processamento A produção de refrigerante é dividida em quatro etapas: o preparo do xarope simples, a obtenção do xarope composto, a diluição e gaseificação do xarope composto e a envase. Essas etapas são explicadas a seguir: 12.1.1. Xarope Simples O xarope simples consiste em água tratada, açúcar e ácidos orgânicos. Primeiro, água tratada é aquecida de modo que a dissolução com o açúcar seja rápida. Depois açúcar é dissolvido na água e em seguida a mistura é cozida a 85-100oC para retirar as impurezas que possam causar problemas com odor posteriormente. Toda essa mistura e filtrada tratada para assegurar a higiene do produto. O xarope simples passa por vários trocadores de calor que diminuem sua temperatura para 20oC. 35 Figura 9.1 – Operações Unitárias do Beneficiamento do Leite Fonte: CETESB 12.1.2. Xarope Composto A diferença entre os refrigerantes esta no xarope composto. Com a exceção dos refrigerantes dietéticos, todos os refrigerantes têm o mesmo xarope simples. No xarope composto está o gosto, odor e a aparência da bebida. Depois do preparo do xarope simples, são adicionados sucos naturais de frutas, extratos vegetais, estabilizantes, conservantes, corantes, antioxidantes, entre outros. A mistura é homogeneizada por agitação mecânica. 12.1.3. Diluição / Gaseificação Diversas pequenas empresas, ou mesmo algumas plantas de empresas maiores, realizam apenas esta parte do processo, recebendo o xarope composto já pronto para diluição, carbonatação e envase. Na diluição, água tratada é misturada com o xarope composto concentrado. Mais uma vez a mistura é homogeneizada por agitação mecânica. Depois da diluição, o “refrigerante” entra na fase da carbonatação. Nessa fase pressão é aplicada na mistura, de modo que o gás carbônico injetado tenha uma maior solubilidade no refrigerante. Depois dessa etapa a bebida pode realmente ser chamada de refrigerante. 12.1.4. Envase A envase é o processo pela qual o refrigerante é embalado. As embalagens de refrigerantes normalmente são garrafas de vidro, garrafas PET, ou latas de alumínio. Quando elas chegam na fabrica, elas são inspecionadas e lavadas para assegurar o armazenamento higiênico da bebida. Por lei todo o processo deve ser mecanizado, sendo a envase manual proibida. Antes de fechar a embalagem um excesso de gás carbônico é injetado para ajudar a 36 conservar o produto. É isso que da o som de gás escapando quando se abre a garrafa pela primeira vez. Uma novidade lançada a pouco tempo é o PlantBottle. É uma garrafa PET que contém 30 % de material de origem vegetal, especificamente da cana-de-açúcar. O destino das embalagens de refrigerantes é de enorme preocupação para a sociedade. As velhas garrafas de vidro retornáveis podiam ser 100% recicladas e recentemente voltaram em menor escala. Latinhas também são altamente recicláveis, e seu reaproveitamento diminui o preço do produto final e a energia gasta no processo de fabricação das latinhas. Os refrigerantes são uma das bebidas mais populares. Essa popularidade torna o seu método de fabricação de enorme interesse para a população que os consome. As inovações como o PlantBottle e refrigerantes Diet tentam corrigir alguns problemas causados pelo consumo dessa bebida. Com essa preocupação e espírito inovador é seguro dizer que os refrigerantes vão ser parte da sociedade moderna por muito tempo. 37 13. Atuação do Engenheiro Químico Qual o seu nome? Thiago Soprani Tessarolo Onde você obteve sua formação? Faculdade de Aracruz Quanto tempo você trabalha nessa industria? 1 anos na sucos mais Qual a sua função na empresa? Conte um pouco da sua rotina diária. Trabalho no setor de Sistema de Qualidade do alimento. Faço avaliação de senso 5S em áreas divididas pela minha equipe e acompanhamento do programa TPM (Manutenção Produtiva Total), visita as linhas produtivas incluindo processos e participação em reuniões de rotina fabril. Você usa conceitos variados na sua rotina, ou sempre os mesmos? Varia, dependendo dos problemas encontrados. Mas 90% dos dias são sempre os mesmos. Você precisa aplicar muitos dos conhecimentos que você aprendeu na graduação, como cálculo, química, física e programação? A profissão que a maioria dos Engenheiros Químicos sempre sonha é estar em contato direto com planejamento, projetos e processos químicos, lidar com análise termodinâmica, balanço de massa e de energia, operações unitárias, entre outras. Onde todas estas matérias citadas na questão estão aplicadas. Porém no Espírito Santo a indústria química está em crescente, e estágios para estudantes de Engenharia Química atuarem na área especificamente dita é um pouco complicado, pelo menos é o que eu vejo na minha região, onde empresas contratam estagiário para a área de logística e laboratório e outras funções, mas é claro que eu conheço estudantes lá da faculdade que estão com estágios onde a aplicação das matérias profissionais é muito grande, como Evonik e White Martins. Na empresa onde eu trabalho existe oportunidade para estágio na área de produção, laboratório (área também muito boa aplicação de Química), e em Qualidade do alimento. O mais importante é estar em contato com empresas que envolvam processos, pois mesmo não estando atuando na área foco, procuro sempre conhecer os processos da empresa, conhecer os equipamentos da indústria, visitar a área de tratamento de efluentes entre outras. 38 O que te atraiu para essa profissão? Eu sempre gostei muito de Química, Física e Matemática e buscava um curso que se aplica tudo isto, para começar, fiz um curso de técnico em mecânica onde não me identifiquei muito, porém encontrei professores que eram Engenheiros Químicos e que sempre conversávamos sobre o curso. Com isso, consegui uma bolsa de estudos, e para ser sincero até me surpreendi, pois é uma profissão mais fascinante do que eu imaginava. Você já trabalhou em outra empresa? E em outro ramo? Se sim, conte um pouco sobre como era trabalhar nelas. Sim. Trabalhava como técnico em manutenção em aparelho celular, antes de começar a fazer curso técnico e faculdade. Análise de falhas, elaboração de laudos técnicos e manutenção. Algum conselho para estudantes de Engenharia Química? Faça de cada matéria como a mais importante de todas, agregue muito conhecimento durante o curso, conheça no mínimo duas línguas, não desanime, e a melhor: faça o curso que você se identifique, pois gostar do que você faz é o 1º passo para um bom profissional. 39 14. Conclusão A indústria alimentícia é extremamente importante para a sociedade, porque está diretamente em contato com as necessidades básicas do consumidor, ela é responsável por transformar matérias-primas em produtos alimentícios de qualidade, mesmo que seja necessário a redução dos valores nutritivos. Isso é evidenciado em todas as indústrias alimentícias, incluindo a indústria do leite e seus derivados. O processamento do leite, por exemplo, aumenta a vida útil do produto e elimina grande parte dos organismos patogênicos, prevenindo assim o consumidor de contaminações. No caso do refrigerante, muitos processos químicos e físicos são empregados na sua fabricação. Exemplos desses são a diluição, esterilização, a gaseificação e envase. O processo de industrialização do alimento contribuiu com o melhor aproveitamento das matérias primas alimentícias, aumentando a eficiência e reaproveitando resíduos, e ao mesmo tempo aumentando a produtividade e vida útil dos produtos. Enfim conclui-se que a indústria de alimentos representa uma grande área de atuação para o engenheiro químico, uma vez que necessita de processos químicos, físicos e biológicos no processamento dos alimentos, ou seja, grande parte das habilidades inerentes à engenharia química podem ser empregadas na indústria. 40 15. Referências Bibliográficas 1. EVANGELISTA, J.Tecnologia de Alimentos. 2ª edição. São Paulo: Atheneu, 2008. 2. SHREVE, R. N.; BRINK JR., J.A. Indústrias de Processos Químicos. 4ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara, 1980. 3. UNIVERSIDADE FEDERAL DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DE PORTO ALEGRE. Faculdade de Ciências Médicas. Conservação pelo calor. Porto Alegre, 2006. 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