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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
TAÍS MEDEIROS COSTA
PRODUÇÃO DE BISCOITO DO TIPO PETIT FOUR
NATAL 2019
TAÍS MEDEIROS COSTA
PRODUÇÃO DE BISCOITO DO TIPO PETIT FOUR
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Alimentos. Orientadora: Profa. Dra. Katherine Carrilho de Oliveira
NATAL 2019
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Costa, Taís Medeiros.
Produção de biscoito do tipo petit four / Taís Medeiros
Costa. - 2019.
70 f.: il.
Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande
do Norte, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia de
Alimentos.
Orientadora: Profa. Dra. Katherine Carrilho de Oliveira.
1. Biscoito petit four - Monografia. 2. Produção contínua
- Monografia. 3. Massa curta - Monografia. I. Oliveira,
Katherine Carrilho de. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 664.681
Elaborado por Ana Cristina Cavalcanti Tinôco - CRB-15/262
TAÍS MEDEIROS COSTA
PRODUÇÃO DE BISCOITO DO TIPO PETIT FOUR Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Alimentos.
BANCA EXAMINADORA
___________________________________ Profa. Dra Katherine Carrilho de Oliveira
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Professora Orientadora
___________________________________ Profa. Dra Kátia Cristina Borges
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Membro Avaliador
Natal, 30 de maio de 2019.
Aos imagengineers espalhados pelo mundo.
AGRADECIMENTOS
Agradeço aos meus pais (Patrícia B. M. Costa e Iranilson S. Costa) e avós (Ilma C. Costa
in memorium, Geraldo E. da Costa in memorium, Barrozo L. de Medeiros e Iaponira B. de
Medeiros), pelos ensinamentos, pela educação dada e pela dedicação aplicada ao longo da
minha formação e do meu crescimento pessoal e, principalmente, por todo esforço e apoio
realizado com o intuito de fornecer o melhor a minha educação. Agradeço aos meus familiares
que torcem pelo meu sucesso e, com carinho, agradeço a minha irmã, Ana Clara M. Costa, que
me ajudou na elaboração da embalagem deste trabalho. Agradeço a Thiago J. Dantas por todos
os dias de companhia, atenção, amor e carinho.
Agradeço aos meus professores do Curso de Engenharia de Alimentos, Profª Dra
Roberta Targino, Profª Dra Kátia Borges, Profª Dra Katia Matsui, Profª Dra Beatriz Salomão,
Profª Dra Marcia Pedrini, Profª Dra Magna Angélica e Profª Dra Camila Gambini, por todos os
conhecimentos ministrados, sem os quais não poderia estar obtendo esta nova conquista.
Em especial, agradeço a minha orientadora Profª. Dra Katherine Carrilho por aceitar a
orientação deste trabalho. Obrigada pela atenção, por sanar todas minhas dúvidas e por
conseguir livros tão maravilhosos sobre biscoitos. Espero que tenha se apaixonado mais ainda
por este mundo tão interessante, e saboroso, dos alimentos.
Agradeço aos meus colegas de curso e meus companheiros desta jornada de seis anos
(no início tão longos, mas agora tão breves), Rose Mary, Igor Pazzini e Natalia Farias, sem
vocês, minha formação estaria incompleta. Não foram apenas trabalhos realizados juntos, foram
muitos momentos de convivência, risada, “aperreios”, alegrias, dificuldades, tristezas e
descobertas, afinal, em 06 anos muita coisa acontece.
Também agradeço a aqueles que fizeram parte da minha turma, mas que se
redescobriram e estão em outros cursos ou outras faculdades pelo Brasil ou mundo a fora.
Desejo muito sucesso e alegrias aos meus amigos Thaise Maryane, Samarone Xavier e Lennon
Martins, saudades de vocês.
RESUMO
Os biscoitos e bolachas podem ser adquiridos em praticamente todos tipos de lojas de
artigos comestíveis e em uma variedade capaz de satisfazer a todos os gostos. Não é de
surpreender que, somente no ano de 2018, os brasileiros consumiram 1,17 milhões de toneladas
de biscoitos. Dentre tantas opções de biscoitos e bolachas, é comum encontrar tipos
consagradamente estrangeiros (grissini, macaroons), nacionais (polvilho, raivinha) ou
regionais (pingo de mel, três de maio), assim como é possível deparar-se com tipos não usuais,
como é o caso do biscoito tipo petit four, disponível na sua forma sec ou frais. Desta forma, o
presente trabalho de conclusão de curso (TCC) possuí a finalidade de apresentar o processo
produtivo do biscoito tipo petit four configurado em uma linha de produção contínua.
Considerando o tipo de massa, o biscoito tipo petit four pode ser classificado como mole/curta,
já que na sua composição é utilizada quantidade significativa de açúcar e gordura. Por meio
desta classificação, esquematizou-se o processo de fabricação (recebimento das matérias
primas, pesagem dos ingredientes, mistura da massa, deposição da massa, cozimento e
resfriamento e embalagem do produto). O balanço de massa realizado estimou que a
composição centesimal do biscoito tipo petit four é de 7,1% de proteína, 24,2% de gordura,
0,8% de cinzas, 1,3% de fibra e 12,3% de umidade e que a capacidade produtiva é de 17.698
embalagens/dia. Já o balanço de energia determinou que o calor específico total para processo
é de 2,05 kJ/Kg°C e que seriam necessários 246.468,00 kJ para a evaporação de 10,925 kg de
água na etapa de cocção do alimento. Por fim, a análise econômica demonstrou que o biscoito
tipo petit four possuí custo unitário de R$1,38, sendo comercializado a R$2,35, gerando um
lucro bruto de 70%. Com esse preço de venda, estima-se que o retorno ao investimento inicial
realizado com a compra dos equipamentos que compõem a linha de produção seja de 26 dias.
O trabalho demonstra que a implementação de uma linha de produção contínua é extremamente
vantajosa para as indústrias alimentícias e que a taxa de retorno do investimento inicial é célere,
possibilitando o desenvolvimento econômico e social da região o qual a indústria está inserida.
Palavras-chave: biscoito petit four, produção contínua., massa curta.
ABSTRACT
Cookies and biscuits can be purchased in virtually every type of grocery store and in one piece
that can satisfy every taste. Not surprisingly, in 2018 alone Brazilians consumed 1.17 million
tons of biscuits. Among the many biscuit and cookies options, it is common to find consecrated
international (grissini, macaroons), national (polvilho, raivinha) or regional types (pingo de
mel, três de maio), as well as unusual types, as is the case of petit four biscuit, available in its
sec or frais form. In this way, the present work of conclusion of course (TCC) has the purpose
of presenting the production process of the biscuit type petit four configured in a continuous
production line. Considering the type of dough, the petit four biscuit can be classified as
soft/short, since in its composition a significant amount of sugar and fat is used. By means of
this classification, the manufacturing process (material reception, ingredient weighing, mixing
of the mass, mass deposition, baking and cooling and product packaging) was schematized. The
mass balance was estimated to be 7,1% of protein, 24,2% of fat, 0,8% of ash, 1,3% of fiber and
12,3% of humidity and that the productive capacity is 17.698 packages/day. The energy balance
determined that the total specific process heat is 2,05 kJ/kg°C and that 246.468,00 kJ would be
required for the evaporation of 10.925 kg of water in the cooking step of the food. Finally, the
economic analysis showed that the petit four biscuit had a unit cost of R$1,38, and it was sold
at R$2,35, generating a gross profit of 70%. The work demonstrates that the implementation of
a continuous production line is extremely advantageous for the food industries and that the rate
of return of the initial investment is rapid, allowing the economic and social growth of the
region in which the industry is inserted.
Keys-word: Cookie petit four, continuos production, short dough.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Diversos tipos de biscoitos comercializados no Brasil 13
Figura 2 - Produção de biscoitos recheados (sandwiching machine) 14
Figura 3 - Misturador descontínuo horizontal 16
Figura 4 - Variedade de biscoitos tipo crackers 17
Figura 5 - Exemplo da técnica de moldagem 18
Figura 6 - Exemplo da técnica de extrusão 19
Figura 7 - Exemplo da técnica de lamination 20
Figura 8 - Exemplo de forno intermitente tipo rotativo 21
Figura 9 - Tipos de embalagens primárias para biscoitos 22
Figura 10 - Exemplo de embalagem terciária e máquina embaladora 22
Figura 11 - Exemplo de máquina de embalagem flow pack (horizontal flow pack machine) 23
Figura 12 - Efeito da redução do teor de gordura na formulação de biscoitos. 25
Figura 13 - Biscoitos tipo petit four sec 27
Figura 14 - Biscoitos tipo petit four frais 28
Figura 15 - Processo para fabricação do biscoito tipo petit four 29
Figura 16 - Balança com célula de carga de 50 kg 32
Figura 17 - Batedeira planetária de 140 litros 33
Figura 18 - Elevador de baldes 140 litros 34
Figura 19 - Máquina de envase e formação do biscoito 35
Figura 20 – Forno a gás de funcionamento contínuo 35
Figura 21 – Sistema de resfriamento 36
Figura 22 - Exemplo de máquina de embalagem vertical (vertical form fill seal machines) 37
Figura 23: Representação das correntes de entrada e saída globais do processo 40
Figura 24: Representação das correntes de entrada e saída da primeira etapa de mistura 41
Figura 25 - Representação das correntes de entrada e saída da segunda etapa de mistura 42
Figura 26 - Representação das correntes de entrada e saída globais do processo 43
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Formulação utilizada para a fabricação de biscoitos tipo petit four 41
Tabela 2 – Porcentagem da composição inicial média da matéria-prima empregada na
fabricação de biscoito tipo petit four 44
Tabela 3 – Dados normalizados da composição inicial média da matéria-prima empregada na
fabricação de biscoito tipo petit four 44
Tabela 4 – Fração mássica por componente equivalente a 200 gramas do biscoito tipo petit
four 46
Tabela 5 – Fração mássica por componente da massa crua de biscoito tipo petit four 48
Tabela 6 – Cálculo do Cp (J/kg°C) da massa crua do biscoito tipo petit four 48
Tabela 7 – Investimento com equipamentos industriais para produção do biscoito tipo petit
four 51
Tabela 8 – Consumo Energético dos Equipamentos Industriais 52
Tabela 9 – Custos e Atribuições dos Colaboradores necessários para a implementação da linha
de Produção do Biscoito tipo petit four 53
Tabela 10 – Custo Diário dos Insumos de Produção 54
Tabela 11 – Custo Unitário do Biscoito tipo petit four 55
Tabela 12 – Pesquisa de Mercado de Biscoitos tipo petit four 55
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 11
2 REVISÃO DE LITERATURA 13
2.1 O biscoito 13
2.2 Descrição do processamento de biscoitos 15
2.2.1 Mistura da massa 16
2.2.2 Formação do biscoito 18
2.2.3 Cozimento 20
2.2.4 Embalagem 21
2.3 A função dos ingredientes utilizados na produção de biscoitos 23
2.3.1 Amaciadores 24
2.3.2 Estruturadores 26
2.4 O biscoito tipo petit four 27
3 DESCRIÇÃO DO PROCESSO 29
3.1 Descrição do processamento 29
3.1.1 Recebimento da matéria prima 30
3.1.2 Pesagem dos ingredientes 31
3.1.3 Mistura da massa 32
3.1.4 Formação do biscoito 33
3.1.5 Cozimento e resfriamento 35
3.1.6 Embalagem 37
3.2 Layout da indústria 38
4 BALANÇO DE MASSA E DE ENERGIA 39
4.1 Balanço de massa 39
4.1.1 Balanço de massa global para a etapa de mistura 40
4.1.2 Balanço de massa global para a etapa de cozimento e resfriamento 42
4.1.3 Balanço de massa global por componente do processo 43
4.2 Balanço de energia 46
4.2.1 Quantidade de calor na etapa de cocção (forno a gás) 47
5 ANÁLISE ECONÔMICA 50
5.1 Investimento inicial com equipamentos 50
5.2 Custo energético de produção 51
5.3 Custo de mão de obra 52
5.4 Custos relacionados à produção do produto 53
5.5 Análise da viabilidade financeira 54
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 56
REFERÊNCIAS 57
APÊNDICE A – FRENTE DA EMBALAGEM 64
APÊNDICE B – VERSO DA EMBALAGEM 65
APÊNDICE C – PLANTA BAIXA ADMINISTRAÇÃO 66
APÊNDICE D – PLANTA BAIXA VESTIÁRIOS 67
APÊNDICE E – PLANTA BAIXA REFEITÓRIO 68
APÊNDICE F – PLANTA BAIXA PRODUÇÃO 69
APÊNDICE G – VISÃO TOTAL DA FÁBRICA 70
11
1 INTRODUÇÃO
De acordo com os dados da Associação Brasileira de Biscoitos, Massas Alimentícias e
Pães & Bolos Industrializados (ABIMAPI), o Brasil foi responsável pela comercialização de
1,17 milhões de toneladas de biscoitos em 2018 e possui percentual de penetração de 99,6 nos
domicílios (ABIMAPI, 2019). As mais recentes pesquisas de mercado demonstram que a região
nordeste é responsável pelo segundo maior consumo nacional (34%), perdendo apenas para a
região sudeste com 45% (MDIAS BRANCO, 2018).
Dessa forma, o cenário econômico para este segmento industrial é motivador e a
ascensão social da população brasileira vem estimulando o consumo de mais produtos
alimentícios, dentre eles, os biscoitos. Com isso, o nível de exigência com relação a qualidade
e variabilidade desses produtos também só crescem. Algumas empresas adaptam os seus
produtos a uma determinada região e adotam terminologias que são familiares para aquele
público.
É comum existir, para muitos brasileiros, uma discussão sobre a terminologia correta
para designar biscoito ou bolacha e, possivelmente, essa discussão tem origem pelas diferenças
de regionalidade e de cultura da população. Semanticamente, o termo biscoito é do latim bis
coctus e possui como significado cozido/assado duas vezes, remetendo ao típico processo de
fabricação dos biscoitos de origem italiana. Já o termo bolacha vem da união da palavra bolo
acrescido do sufixo diminutivo “acha”, podendo ser entendido como um bolo pequeno
(KINNAIRD, 2015).
A única legislação vigente para biscoitos e bolachas não faz diferenciação entre os
termos e os definem como o produto obtido “... pela mistura de farinha (s), amido (s) e ou fécula
(s) com outros ingredientes, submetidos a processos de amassamento e cocção, fermentados ou
não. Podem apresentar cobertura, recheio, formato e textura diversos” (BRASIL, 2005).
Essa mesma legislação trata da designação contida na embalagem e os biscoitos ou
bolachas podem ser designados “... por denominações consagradas pelo uso, podendo ser
acrescida de expressões relativas ao ingrediente que caracteriza o produto, processo de
obtenção, forma de apresentação, finalidade de uso e ou característica específica” (BRASIL,
2005). Assim, as indústrias podem denominar seus produtos livremente, respeitando as
diferentes questões culturais e semânticas do país.
Com a globalização mais difundida, termos de origem estrangeira vem sendo adotados
pelas indústrias produtoras de biscoitos/bolachas, como é o caso dos petit fours, cookies, biscuit,
cream crackers, waffles, grissini entre muitos outros. Independentemente da nomenclatura, os
12
biscoitos ou bolachas estão disponíveis para venda em supermercados, padarias, confeitarias e
em quase todas as lojas de artigos comestíveis do mercado brasileiro, e em uma variedade capaz
de satisfazer a todos os gostos. Por conveniência, o presente documento utilizará a terminologia
biscoito para se referir ao produto do tipo petit four objeto desse estudo.
Dentro desse contexto o trabalho tem o objetivo de apresentar o processo produtivo do
biscoito tipo petit four estruturado em uma linha de produção contínua. Para tanto, a primeira
seção aborda uma breve revisão da literatura, onde são apresentados a classificação dos tipos
de biscoitos, descrição do processamento industrial comumente utilizado pelas principais
fabricantes deste produto, a função dos principais ingredientes e a definição técnica de um
biscoito tipo petit four. Em seguida, descreve-se o processo de fabricação, sendo detalhadas as
informações técnicas das etapas de recebimento das matérias primas, pesagem dos ingredientes,
mistura e sova da massa, formação do biscoito, cozimento e resfriamento da massa e
embalagem do produto. Ao longo desse tópico, discorre-se sobre o tratamento destinado aos
principais resíduos gerados na fabricação do biscoito tipo petit four. Posteriormente é
apresentada uma proposta de layout de uma linha de produção de biscoitos tipo petit four. Por
sequente, é discorrido sobre o balanço de massa e energia das etapas produtivas e a análise
econômica, onde são considerados os principais custos envolvidos no processo, assim como a
viabilidade econômica do produto. Por fim, são inferidas as considerações finais do trabalho.
13
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 O biscoito
Atualmente, é possível encontrar uma grande variedade de biscoitos que se apresentam
em formatos, texturas, sabores, coberturas e recheios distintos. Além das características
sensoriais diversificadas, os biscoitos podem ser comercializados com nomes que remetem ao
seu formato, sabor, aspecto visual, pela consagração da marca ou como são conhecidos em
outras regiões do país ou do mundo.
Segundo a ABIMAPI (2015) existem no mercado brasileiro mais de 200 tipos de
biscoitos denominados como: recheados, cream cracker, água e sal, tortinha, maisena/maria,
salgados, wafers, rosquinhas, cookies, champagne, polvilho, entre outras nomenclaturas. A
Figura 1 exemplifica a variedade desses tipos de produtos no Brasil.
Figura 1 - Diversos tipos de biscoitos comercializados no Brasil
Fonte: Lima (2017)
A massa do biscoito, originalmente composta por cereais como a farinha de trigo, é
enriquecida principalmente com gordura e açúcar e, posteriormente, a composição possível é
praticamente infinita, já que há disponível no mercado uma grande variedade de ingredientes
(ex: chocolates, castanhas, nozes, frutas secas e aditivos químicos).
Dessa forma, definir uma classificação padrão para este tipo de alimento não é uma
atividade simples. Segundo os autores Moretto e Fett (1999), os biscoitos podem ser
classificados de acordo com a característica da massa elaborada (dura, mole ou fermentada),
ingredientes que os caracterizam (ex: sal, açúcar) ou pela sua forma de apresentação (ex:
14
rosquinhas, palitos). Já para o pesquisador Manley (2001), os biscoitos podem estar
classificados pelo tipo de enriquecimento da receita, em que são analisados, por exemplo, os
teores de sal, açúcar ou gordura, ou podem estar classificados pelo método de formação da
massa (laminação, moldagem, extrusão ou deposição). Outras classificações consideram
processos secundários como necessidade de coberturas, recheios (Figura 2) ou banhos de
hidróxido de sódio.
Figura 2 - Produção de biscoitos recheados (sandwiching machine)
Fonte: Gea Group [2019d]
Todavia, independentemente da classificação adotada, sabe-se que o método de
preparação do biscoito escolhido está diretamente relacionado com o tipo da massa (dura, mole
ou fermentada) obtido após a etapa de mistura. Isso se dá pelo fato de que os maquinários não
possuem capacidade para adaptar o tratamento da massa de acordo com a mudança de
consistência. Dessa forma, a consistência ideal da massa e a manutenção da viscosidade em
valores fixos é vital para o bom funcionamento e a estabilidade do processo produtivo, sem
necessidade de interrupções, seja por operadores in line ou por sensores (MANLEY, 2001).
Manley, 1998b, define que a diferença entre as massas tipo mole e dura se dá pela
quantidade de água necessária para hidratá-la. Juntamente com esse processo de hidratação é
necessária a ação mecânica (amassamento) para a formação do glúten, dessa forma a massa
dura também pode ser denominada como trabalhada ou desenvolvida, referindo-se a essa ação
mecânica. Além disso, as massas duras possuem níveis relativamente baixos de gordura e
açúcar. Na massa tipo curta, apesar de ocorrer o processo de hidratação, o desenvolvimento do
glúten é dificultado devido aos níveis altos de gordura e açúcar e baixo nível de água. Assim,
uma massa elástica e com pouca extensibilidade é dita como “curta”.
15 Portanto, é fundamental ter conhecimento técnico sobre as etapas envolvidas na
produção de biscoitos, bem como, categorizar a massa em mole, dura ou fermentada, para
melhor escolha dos equipamentos responsáveis pelo processamento, principalmente com
relação ao maquinário responsável pela formação do biscoito.
2.2 Descrição do processamento de biscoitos
Como descrito na seção anterior, os biscoitos podem ser classificados com relação ao
seu tipo de massa e a forma como o processo industrial é configurado está relacionado com as
características dessa massa (mole, dura ou fermentada). De acordo com Marcelino e Marcelino,
2012, os biscoitos seguem, basicamente, as seguintes etapas de processo:
a. Pesagem das matérias-primas: Todas as matérias primas sólidas devem ter a sua massa
aferida e os aditivos devem ter pesagem exata a fim de evitar superdosagens que possam
acarretar problemas de saúde aos consumidores. As matérias primas líquidas podem ter
seu volume ou peso verificados de acordo com a formulação padrão do produto a ser
produzido.
b. Mistura da massa: O processo de mistura da massa objetiva a homogeneização dos
ingredientes, a dispersão das matérias-primas sólidas e líquidas nos líquidos, a
solubilização ingredientes sólidos nos líquidos, o desenvolvimento do glúten na farinha
de trigo, bem como promover a aeração da massa.
c. Formação do biscoito: A massa recém misturada passa pelos processos de extrusão,
moldagem, laminação ou deposição e, em seguida, pode passar por um processo de corte,
bem como por um processo de estampagem (decoração).
d. Cozimento: Nesta etapa fornos contínuos de esteira ou intermitentes promovem, através
da ação térmica, a perda de água de até 28% da massa inicial do produto, além de
proporcionarem diversas reações químicas e físicas, como: caramelização, reação de
maillard, formação de dióxido de carbono, gelatinização do amido, coagulação do glúten,
fusão da gordura, reação de queima da dextrose e redução e expansão da solubilidade do
gás.
e. Resfriamento: Após a etapa de cocção, o biscoito apresenta-se mole e úmido e, sem o
adequado resfriamento, os produtos podem se tornar quebradiços ou apresentar trincas.
Em seguida, os biscoitos podem passar pelo processo de adição de recheio, quando
pertinente.
16
f. Embalagem: Esta etapa consiste em envolver o produto em uma ou mais embalagens a
fim de protegê-lo contra impactos mecânicos e contaminações microbiológicas, bem como
torná-lo mais atrativo ao consumidor final. As embalagens utilizadas podem ser de
plástico, metal ou vidro.
Nos próximos subtópicos será descrito mais detalhes referentes ao processamento
industrial comumente aplicado para as massas tipo mole, dura ou fermentada.
2.2.1 Mistura da massa
A etapa de mistura da massa é extremamente importante para o processo produtivo de
biscoitos porque a medida que o batimento prossegue, há um desenvolvimento de calor na
massa, o que potencializa a velocidade das reações e afeta a viscosidade da mesma. A
consistência resultante não é estável porque o processo de hidratação da massa continua e a
firmeza desta aumenta devido a um fenômeno conhecido como tixotropia (MANLEY, 2001).
No mercado existe a disponibilidade de misturadores com diferentes tamanhos,
capacidades, potências e com os mais modernos tipos de controle. De acordo com Manley,
1998b, os misturadores podem ser classificados em contínuos ou descontínuos. Para aqueles
que trabalham de forma descontinuada, podem se apresentar na forma vertical e horizontal
(Figura 3) e, de forma geral, os do tipo horizontal apresentam maior potência de batimento do
que os que se configuram na forma vertical.
Figura 3 - Misturador descontínuo horizontal
Fonte: Haas Food Equipment (2019c)
17
Segundo Manley (1998b), para massas tipo mole, a etapa de mistura envolve dois objetivos
principais: formar uma boa emulsão de água e gordura e limitar a formação de glúten, por isso,
o batimento é dividido em duas etapas. Primeiramente, é formado um creme composto pela
mistura de gorduras, açúcares, ovos, leite e água. Somente após a formação dessa emulsão,
acrescenta-se a farinha de trigo e, nesse segundo estágio, a homogeneização deve ocorrer de
forma rápida para evitar o desenvolvimento do glúten e o consequente endurecimento da massa.
Já para as massas tipo dura, o objetivo é promover o desenvolvimento do glúten através
da ação mecânica e, geralmente, o processo é de um estágio, onde todos os ingredientes são
adicionados uma única vez (MANLEY, 1998b).
Por fim, para massas fermentadas através de ação biológica, o processo frequentemente
é subdividido em dois estágios: a formação da esponja e adição do fermento (massa reformada).
Conforme descrito por Marcelino e Marcelino (2012), o fermento biológico é adicionado
juntamente com água e 60% a 70% da massa total de farinha de trigo utilizada na formulação
padrão, deixando-a fermentar por até 20 horas. Os demais ingredientes são acrescentados e a
massa passa por novo processo fermentativo por até 5 horas.
Para aquelas que utilizam fermentos químicos é necessário homogeneizá-lo nos
ingredientes sólidos, garantindo uma adequada dispersão deste produto químico,
posteriormente, acrescenta-se os ingredientes líquidos (MARCELINO e MARCELINO, 2012).
São exemplos de produtos de massa tipo fermentada (Figura 4) os cream crackers, água e sal,
soda crackers, ritz crackers, TUC crackers e cocktail crackers.
Figura 4 - Variedade de biscoitos tipo crackers
Fonte: Roundeye Supply [2016]
18
2.2.2 Formação do biscoito
A forma de apresentação dos biscoitos está relacionada com o tipo de formação de
biscoito utilizado no processo fabril, que podem ser do tipo laminado (ex: biscoitos tipo cream
cracker), moldado (ex: biscoitos recheados), depositado (ex: biscoito de polvilho) e extrusado
(ex: biscoitos tipo rosquinhas). De acordo com Haas Food Equipment (2019a), as técnicas de
moldagem, extrusão e deposição são aplicadas a massas tipo curta, enquanto para massa dura e
fermentada é exclusivamente utilizada a técnica de laminação.
A técnica de formação de biscoitos por moldagem (Figura 5) se dá através de cilindros
de moldagem e é indicada para massas curtas porque esta massa precisa ser forçada nos moldes
e, para isso, necessita de fluidez. O excesso de massa é raspado por facas no molde. Embora as
massas curtas possam ser submetidas a outros processos de formação, as vantagens dessa
técnica são: não é necessário a formação de uma folha de massa; a redução da dificuldade de
controle e medição; não há massa de aparas de corte que deva ser reincorporada no processo
(MANLEY, 1998c). Além disso, a forma do molde permite um contorno de padrão muito mais
complexo, como desenhos e a impressão da marca fabricante.
Figura 5 - Exemplo da técnica de moldagem
Fonte: Gea Group [2019c]
A técnica de extrusão (figura 6) consiste em pressurizar a massa, por meio de rolos ou
bombas, através de furos em uma placa matriz (cabeçote). Segundo Manley (1998c), a
vantagem dessa técnica é a possibilidade de utilização com massas que contém chocolates,
19
aveia ou castanhas em suas formulações. Atrelados ao processo de extrusão pode haver corte a
fio ou coextrusão. Para o autor, a deposição é uma forma de extrusão e de acordo com ele, se a
consistência da massa é macia, lisa e quase líquida, é possível produzir peças de massa
depositadas em vez de cortadas com arame, dessa forma substitui-se a placa matriz por um
conjunto de bicos de tubulação.
Figura 6 - Exemplo da técnica de extrusão
Fonte: Gea Group [2019b]
Manley (1998c), considera a existência de três processos envolvidos na laminação da
massa: sheeting, gauging e lamination. Segundo o autor, o termo gauging expressa o processo
de redução da espessura da massa quando a mesma é submetida a pressão de um par de rolos.
Já o processo sheeting (figura 7) é a etapa projetada, com a ação de 3 a 4 rolos, para produzir
folhas com espessura não padronizada. Esta etapa também é denominada como pré-laminação.
Já o termo lamination retrata que a massa foi reduzida a uma folha de espessura desejada
e essa folha foi empilhada em várias camadas, com ou sem a introdução de outro material entre
as camadas (como a gordura, tipicamente introduzida na produção de biscoitos folhados). Esse
processo promove a compressão da massa, facilitando a remoção de ar e o desenvolvimento do
glúten (Manley, 1998c).
20
Figura 7 - Exemplo da técnica de lamination
Fonte: Gea Group [2019e].
2.2.3 Cozimento
Para que as alterações físico-químicas anteriormente citadas sejam efetivadas, a massa
precisa passar pela etapa de cozimento. Nesse estágio são utilizados fornos que funcionam de
forma intermitente ou continuamente e utilizam a eletricidade, gás ou óleo para promoverem
trocas térmicas. Os fornos elétricos são fáceis de iniciar e parar e são o tipo de forno mais fácil
de controlar, contudo o custo energético é alto, dificultando a ampliação do uso (MANLEY,
1998d).
No caso dos fornos intermitentes (Figura 8), bandejas com as massas alimentícias são
colocadas manualmente no forno e removidas após o tempo necessário de cocção. Já nos fornos
de funcionamento contínuo, existem de uma a quatro zonas que são controladas e aquecidas de
forma independente, assim os biscoitos são submetidos ao processo de cocção ao longo do
comprimento do forno.
O levantamento realizado por Carzino (2006), demonstrou a evolução tecnológica dos
fornos que podem ser do tipo túnel, volta dupla, volta simples, carrossel, placa rotativa, gaveta
e peel. Enquanto Manley (1998d), apresenta os fornos mais utilizados nas indústrias de
biscoitos e define-os em três classificações: combustão direta, combustão indireta e fornos
híbridos.
21
Figura 8 - Exemplo de forno intermitente tipo rotativo
Fonte: Prática Klimaquip, 2018.
Em fornos de combustão direta, os aquecedores encontram-se dentro da câmara de
cozimento e estão dispostos acima e abaixo da faixa de cozimento. Os fornos de queima indireta
são assim chamados porque os aquecedores estão fora da câmara de cozimento, por isso deve
existir um sistema de trocador de calor para aquecer a atmosfera do forno. Por fim, os fornos
híbridos normalmente combinam o funcionamento de uma ou duas zonas de queima direta com
zonas de queima indireta. O uso mútuo de energia elétrica com energia de micro-ondas ou outro
tipo de fonte energética também é uma característica desse tipo de forno (MANLEY, 1998d).
A escolha do forno para utilização no processo de fabricação de biscoitos depende,
principalmente, do custo envolvido nesta aquisição. De forma geral, os fornos híbridos e
elétricos necessitam de um maior investimento financeiro. Portanto, é importante considerar o
custo-benefício do equipamento, o custo de manutenção do mesmo e as perspectivas de
crescimento da empresa.
2.2.4 Embalagem
É a partir da embalagem que o consumidor obtém as informações do produto como: data
de fabricação e validade, peso, informações nutricionais, empresa responsável pela fabricação
e outras informações exigidas por lei. Mas além disso, a embalagem estabelece uma barreira
contra deteriorações químicas (oxidação das gorduras), microbiológicas (contaminação
cruzada) e ações mecânicas, aglomera biscoitos até a obtenção do peso correto para venda e
torna o produto mais atrativo aos consumidores.
22 É muito comum encontrar biscoitos com mais de uma embalagem para garantir a
qualidade do produto final. Segundo Manley (1998e), a embalagem primária é a prova de
umidade, evitando a absorção da mesma e os biscoitos podem ser envoltos isoladamente, em
uma única coluna, grupo de colunas ou misturados (Figura 9). A embalagem secundária
objetiva agrupamento dos pacotes primários e é neste tipo de embalagem que as informações
obrigatórias por lei são exibidas. Por fim, a embalagem terciária (Figura 10) tem o propósito de
facilitar o armazenamento e o transporte e normalmente são utilizadas caixas de papelão para
desempenhar tal função.
Figura 9 - Tipos de embalagens primárias para biscoitos
Fonte: Manley (1998e).
Figura 10 - Exemplo de embalagem terciária e máquina embaladora
Fonte: Videojet Technologies Inc. [2019].
As latas, caixas plásticas rígidas e vidros, embora atrativos para o consumidor, são caros
e difíceis de envasar automaticamente. Foram desenvolvidas máquinas que juntam e despejam
biscoitos nas latas, mas o mecanismo é tão elaborado que o custo só se justifica para tipos caros
23
de biscoitos. Além disso, as latas e vidros possuem alto custo de armazenamento por
necessitarem de um espaço relativamente grande (MANLEY, 1998e).
De acordo com Manley, 1998e, as máquinas responsáveis pelo processo de embalagem
dos biscoitos mais comumente utilizadas são: vertical form fill seal machines (Figura 11),
horizontal flow pack machines, folded film machines e cartoning machines.
Figura 11 - Exemplo de máquina de embalagem flow pack (horizontal flow pack machine)
Fonte: Videojet Technologies Inc. [2019].
2.3 A função dos ingredientes utilizados na produção de biscoitos
Cada ingrediente utilizado na elaboração de um produto possui funções que atuam com
propósitos pré-definidos e, em caso de ausência ou excesso de um componente, pode ocorrer o
comprometimento da qualidade do produto final. Portanto, ao se conhecer a funcionalidade de
um ingrediente alimentício ou de um aditivo químico torna-se possível elaborar um parecer
técnico capaz de avaliar, por exemplo, problemas decorrentes do processamento industrial ou a
procedência de reclamações de consumidores.
De forma geral, Moretto e Fett (1999) classificam os ingredientes em amaciadores
(açúcar, gorduras e fermentos) e estruturadores (farinha, ovos, leite, água e sal). Para a produção
de biscoitos as indústrias vêm utilizando aditivos químicos como, bicarbonato de sódio,
metabissulfito de sódio e lecitina de soja a fim de melhorar diversas características do processo
ou do produto final (MANLEY, 1998a). A seguir será discorrido sobre a função dos principais
ingredientes utilizados para a fabricação de biscoitos.
24
2.3.1 Amaciadores
O nível de maciez é uma característica sensorial bastante importante podendo ser
considerada um atributo de identidade e qualidade já que a partir dele pode-se diferenciar os
tipos de biscoito. A pesquisa realizada por Chevallier et al. (2000), determinou que a textura
dos biscoitos é resultante das interações entre os ingredientes e a massa não pode ser
considerada simplesmente como a adição de todos os componentes.
O açúcar é um ingrediente amplamente utilizado nas formulações de biscoitos e está
disponível em várias granulometrias. Usualmente, quanto menor o tamanho do cristal, mais
rapidamente o açúcar se dissolve na massa. Na produção de biscoitos, a sacarose é largamente
utilizada e também se empregam os monossacarídeos, como a dextrose e frutose, maltodextrina,
xarope de milho com alto teor de frutose (HFCS), extrato de malte e mel, assim como polióis
como sorbitol, manitol e xilitol (MANLEY, 1998a).
Em massas moles, normalmente não há água suficiente na formulação para permitir que
todo o açúcar se dissolva, de modo que o tamanho do cristal da sacarose afeta as características
do biscoito cozido (MANLEY, 1998a). Os açúcares são utilizados não somente na fabricação
da massa do biscoito, mas também na fabricação de recheios e coberturas, como geleias e
chocolates.
Classicamente, o açúcar é responsável por conferir sabor doce e cor aos produtos.
Entretanto, o estudo realizado por Manohar e Rao (1997), estabeleceu que o nível e o tipo de
açúcar influenciam as características reológicas da massa de biscoito, reduz o tempo de
extrusão, consistência, dureza, viscosidade e espessura, bem como retarda o desenvolvimento
do glúten. A utilização de açúcares redutores como dextrose, xarope invertido, glicose líquida
e xarope de milho com alto teor de frutose alterou as características reológicas de maneira
semelhante ao uso da sacarose.
As gorduras são utilizadas na produção de biscoitos para conferir maciez e sabor ao
produto final. Pareyt et al. (2009), observou que a densidade da massa diminui à medida que
ocorre o aumento da quantidade de gordura e concluiu que isso ocorria devido a incorporação
de ar durante a etapa de mistura. Também evidenciou que a dureza da massa, possivelmente
pela mesma explicação, diminuiu linearmente com o teor de gordura como pode ser observado
na Figura 12.
25
Figura 12 - Efeito da redução do teor de gordura na formulação de biscoitos.
Fonte: Pareyt et al. (2009).
Os pesquisadores Mamat e Hill (2018), também verificaram que quando são misturadas
com a farinha antes de sua hidratação, as moléculas de gordura envolvem as partículas de
farinha e impedem a formação da rede de glúten, produzindo uma massa menos elástica. Além
disso, a gordura promove interação com o amido, modificando seu potencial de hidratação e
retarda a retrogradação dos amidos (CHANDAN, 1997).
De acordo com Manley (1998a), a manteiga é utilizada principalmente pela sua
contribuição ao sabor, contudo o uso desta tornou-se um grande obstáculo, principalmente em
larga escala, devido a sua necessidade de armazenamento sob refrigeração. Conforme
explanado pelo autor, as margarinas, além de mais baratas que a manteiga e tolerarem maior
temperatura de armazenamento, podem ser modificadas usando gorduras com temperaturas de
fusão específicas, uma característica que é extremamente importante para o efeito pós cocção
dos biscoitos.
Um outro componente que confere maciez às formulações é o fermento biológico.
Manley (1998a), destaca que a Saccharomyces cerevisiae é a principal levedura utilizada no
processo de fermentação na indústria de panificação. Seu uso se dá pela capacidade de produzir
gás carbônico. Segundo o autor, a levedura é comumente adquirida na forma fresca, seca ou
instantânea e, qualquer que seja, a concentração de sal (até 2%) e açúcar (até 5%) deve ter um
limite de concentração por oferecer inibição ao processo fermentativo. Além disso, as indústrias
podem utilizar as leveduras com o intuito de enriquecer nutricionalmente os seus produtos e
este foi o tema do trabalho realizado por Santucci et al. (2003), o qual demonstrou que o uso
de 5% de extrato da levedura Saccharomyces cerevisiae foi capaz de elevar em
aproximadamente 13,5% o teor final de proteínas de biscoitos tipo água e sal.
26
2.3.2 Estruturadores
Para a produção de biscoitos pode ser utilizada farinha de cereais como a aveia, centeio,
soja ou arroz. Alternativamente, outras fontes de farinha são pesquisadas como meio de
enriquecimento nutricional da formulação dos biscoitos, como é o caso da farinha de banana
(FASOLIN et al., 2007), farinha de feijão-caupi (FROTA et al., 2009), farinha de albedo de
laranja (SANTOS et al., 2011), farinha de berinjela (PEREZ; GERMANI, 2007) e farinha de
uva-do-japão (CUNHA; REINERI; LOSS, 2015).
Todavia o ingrediente estruturador amplamente empregado para a fabricação de
biscoitos é o trigo, principalmente pela sua capacidade de formar uma massa viscoelástica. Essa
formação se dá através da hidratação do glúten e do amido e da ação mecânica na etapa de
mistura (MANLEY, 1998a). De acordo com o autor, a qualidade do glúten varia quanto a sua
capacidade de extensibilidade e de elasticidade e, de forma geral, os grãos com altos teores de
proteína são mais elásticos contudo, menos inextensíveis e são comercialmente denominados
de farinha forte.
Os trigos com menores teores de proteína são conhecidos como moles ou fracos e a
farinha deste tipo é mais extensível e menos elástica. Manley (1998a), define que o teor de
proteína das farinhas fortes está geralmente na faixa de 10,5 a 14,5%, já a farinha de trigo média
de 8,5-10,5% e as farinhas fracas com menos de 8,5% de proteína.
Dependendo da formulação, os leites podem ser utilizados na forma líquida (ex: leite
pasteurizado ou esterilizado), reconstituído (ex: leite em pó integral ou desnatado) ou produtos
em que o teor de água foi reduzido (ex: leite condensado). Devido ao baixo custo, o uso de soro
de leite em pó é bastante difundido nas unidades produtoras de biscoitos (MANLEY, 1998a).
Assim como a água, o leite e o ovo são a parte líquida da formulação responsável pela
hidratação da farinha. A pesquisa desenvolvida por Silva, Façanha e Silva (1998) demonstrou
que, no caso dos biscoitos que utilizam amido de mandioca, como o biscoito tipo polvilho, a
água é fundamental para a expansão da massa e formação da estrutura do biscoito, devido ao
fato de ocorrer a gelatinização do amido.
Outro fator importante a se considerar, é que a gema de ovo além de ser rica em gordura
contém a lecitina, um emulsificante natural. Para a maioria das formulações de biscoitos, o uso
de gema de ovo é caro e a obtenção de gorduras ou propriedades emulsificantes podem ser
obtidos de outras fontes mais acessíveis (MANLEY, 1998a).
27 Por fim, o sal é usado em quase todas as receitas por suas propriedades de realce de
sabor. Este produto é higroscópico na maioria das condições atmosféricas, fazendo com que ele
se torne úmido, sem fluxo livre e irregular (MANLEY, 1998a).
2.4 O biscoito tipo petit four
A expressão petit four surgiu no século XVIII e referia-se a biscoitos pequenos,
delicados e que poderiam ser doces ou salgados. O petit four possui como tradução livre “forno
pequeno” e tem sua semântica explicada pelo fato desses biscoitos serem assados com o calor
residual que permanecia no forno depois de preparadas outras receitas com maior demanda
energética (BONOMETTI, 2017).
Ao passar do tempo, os biscoitos tipo petit four conquistaram os paladares da culinária
francesa, inglesa, americana e, finalmente, brasileira. No exterior, são comumente servidos
como aperitivos em jantares requintados, como sobremesas após um almoço, na hora do chá
(teatime), recepções ou coquetéis de negócios (CHOATE, 2009).
De acordo com Choate (2009), os biscoitos tipo petit four podem ser categorizados em
secos (sec) ou frescos (frais). A classificação petit four sec (Figura 13) remete a uma variedade
de biscoitos pequenos, massas folhadas, macaroons e merengues que podem ser servidos com
sorvetes, sorbets e cremes. Podem conter recheios de geléias, creme de manteiga ou ganache.
Já a classificação petit four frais (Figura 14) é subdividida em três: miniatura de bolos,
gelado/glaceados cobertos por chocolate ou fondant e a base de frutas açucaradas ou
cristalizadas.
Figura 13 - Biscoitos tipo petit four sec
Fonte: Amaretticaffe, 2018.
28
Figura 14 - Biscoitos tipo petit four frais
Fonte: Princesse Mia [2018].
No Brasil, o biscoito tipo petit four é comumente encontrado na forma seca (sec) nos
supermercados e somente nas docerias especializadas é possível encontrá-lo na forma fresca
(frais). São, portanto, um mercado clássico, mas ainda novo e tímido no território nacional e
que pode crescer de forma vertiginosa ao atender públicos que procuram inovação,
particionamento das porções e praticidade.
Considerando o tipo de massa, o biscoito tipo petit four pode ser classificado como
mole/curta, já que na sua composição é utilizada quantidade significativa de açúcar e gordura.
29
3 DESCRIÇÃO DO PROCESSO
O processo de fabricação de biscoito tipo petit four (figura 15) proposto no presente
trabalho é baseado no estudo de Manley (2001) e no fluxograma tradicional de produção de
biscoitos apresentado por Moretto e Fett (1999). A formulação utilizada segue a proporção
mássica de gordura e açúcar proposta por Manley (2001) para biscoitos amanteigados.
Figura 15 - Processo para fabricação do biscoito tipo petit four
Fonte: Adaptado de Manley (2001).
É importante ressaltar que o biscoito tipo petit four é isento da obrigatoriedade de
registro sanitário de acordo com a RDC n° 240/2018 por se enquadrar na categoria 4300151 -
Produtos de cereais, amidos, farinhas e farelos (BRASIL, 2018). Todo o processo produtivo
está configurado em conformidade ao que é exigido pela legislação vigente de boas práticas de
fabricação e possui todos os documentos comprobatórios necessários consoante ao que é
estabelecido pela RDC n°275/2002 (BRASIL, 2002c). Destaca-se também que a indústria segue
os padrões microbiológicos para alimentos vigentes (BRASIL, 2001), bem como os
procedimentos atuais para o recolhimento de alimentos (BRASIL, 2015a).
3.1 Descrição do processamento
30 A seguir, as etapas que constituem o processo de fabricação do biscoito tipo petit four
são descritas apresentando as respectivas escolhas de equipamentos para o processo em questão,
bem como explorando alguns pontos de controle pertinentes para a elaboração de um produto
final de qualidade. Em algumas etapas do processo produtivo, foram escolhidos equipamentos
com menor capacidade produtiva porque quanto maior o equipamento, maior a probabilidade
dele de ser produzido por projeto ou encomenda, o que torna mais difícil encontrar informações
técnicas sobre o produto (consumo energético, preço de venda, capacidade, dimensões e etc).
Salienta-se que foi priorizado a escolha de equipamentos que possuem design sanitário,
ou seja, máquinas que possuem a mínima quantidade possível de componentes que dificultam
a limpeza e propiciam a formação de biofilmes, como juntas e soldas. De acordo com Cramer
(2006), o desenvolvimento de biofilmes é um dos maiores desafios enfrentados pelas indústrias
alimentícias, visto que os mesmos podem ter um profundo impacto na segurança e qualidade
dos produtos fabricados já que há um risco da introdução de microorganismos patogênicos
(Staphylococcus aureus, Escherichia coli O157:H7, Salmonella spp.) ou deterioradores
(Pseudomonas fragi, Enterococcus spp.). Ainda, segundo o autor, é importante que sejam
adotadas etapas eficientes de limpeza e sanitização, bem como que seja realizado ações de
inspeção (ex: ensaios microbiológicos) para verificar com antecedência a formação dos
biofilmes.
Para este trabalho, foi adotado o sistema de Clean In Place (CIP) e Clean Out Place
(COP) para higienização de todos equipamentos e, levando em consideração os ingredientes
utilizados para a fabricação do biscoito tipo petit four, foram escolhidas as seguintes etapas de
higienização: pré-lavagem a quente, uso de detergente alcalino, enxague a quente e uso de
sanitizante com registro obrigatório no Ministério da Saúde.
3.1.1 Recebimento da matéria prima
As matérias primas que serão utilizadas para a fabricação do biscoito tipo petit four,
como margarina, ovos, farinha e açúcar devem passar por uma análise de recebimento, onde
serão verificados itens como a integridade da embalagem, data de validade e, no caso de
produtos refrigerados, temperatura de recebimento. Essas análises são essenciais porque evitam
a entrada de produtos vencidos, violados e contaminados no estoque que, consequentemente,
impossibilitam que os mesmos sejam utilizados no processamento do alimento.
A análise da integridade da embalagem averigua a existência de violações decorrentes
da fabricação ou transporte dessas matérias-primas, o que pode ocasionar contaminação
31
microbiológica do produto e degradações físico-químicas, como oxidação ou mudanças de
texturas. Já a análise da data de validade evita que os produtos sejam enviados com data
expirada ou muito próxima à data de vencimento, causando prejuízos financeiros bem como
acarretando contaminações ao produto final. Os insumos refrigerados devem ter a temperatura
de recebimento aferida, visto que temperaturas acima de 15 °C afetam diretamente a qualidade
do produto ao tornar mais suscetível à reprodução microbiana.
Com relação a farinha de trigo, devem ser realizadas as análises dos teores de umidade
e proteína visto que as variações desses parâmetros influenciam na consistência final da massa
(MANLEY, 1998a). Também deve-se coletar uma amostra para análise visual deste produto,
pois infestações de Sitophilus oryzae e o Sitophilus granarius, mais popularmente conhecidos
como carunchos, gorgulhos ou bicudos, é comum em cereais e seus derivados. De acordo com
Santos (2002), à medida que a taxa de reprodução desses insetos aumenta, maior será a
depreciação da matéria-prima durante o armazenamento, pois há redução da massa do produto
já que os insetos utilizam os cereais como alimento. Com isso, as propriedades reológicas da
farinha podem estar comprometidas, diminuindo a qualidade do produto final.
Por fim, dá-se preferência para que seja utilizado o ovo pasteurizado, visto que este
apresenta menor risco a contaminações microbiológicas e não gera riscos de contaminação
física (casca de ovo), além de ser mais prático e higiênico. Para as embalagens, devem-se adotar
as análises de inspeção visual e controle de espessura a fim de que seja detectada qualquer
imperfeição ou contaminação física.
3.1.2 Pesagem dos ingredientes
Os ingredientes passarão por pesagem a fim de que seja garantida a padronização das
bateladas, em conformidade ao que é definido na ficha técnica do produto. A padronização dos
produtos é fundamental para garantia da qualidade, pois atestam a uniformidade e o controle
do processo. Ademais, sabe-se que as perdas decorrentes de pesagens ou calibrações erradas e
manutenções corretivas anormais podem impactar o processo (TOLEDO, 2019). Por isso,
estabeleceu-se que a balança terá sua célula de carga aferida semestralmente por uma empresa
de instrumentação terceirizada e independente.
A balança a ser utilizada (Figura 16) tem plataforma e célula de carga de aço inox (para
maior durabilidade), com capacidade para 50 kg e sistema de proteção contra pós (como a
farinha) e sobrecargas de pesos. Além disso, a balança tem precisão de duas casas decimais,
pés regulares e antiderrapantes, sendo compacta, leve e de fácil manuseio e limpeza.
32
Figura 16 - Balança com célula de carga de 50 kg
Fonte: Toledo (2019)
Complementarmente, a balança tem a possibilidade de interligação a sistemas
automatizados, visto que a automação industrial facilita a rotina e aumenta a confiabilidade do
processo. Por isso, acoplado a plataforma de pesagem, será escolhido um terminal de pesagem
de bancada que permite a fácil visualização da massa aferida, identificação do produto (receitas
pré-programadas no software do terminal), gabinete de aço inoxidável, fácil conectividade
(cabos USB e Seriais) e bateria de longa duração.
Destaca-se que nessa etapa é gerada uma grande quantidade de resíduos plásticos
oriundos das embalagens dos produtos utilizados como ingredientes. Como medida paliativa, é
recomendado o uso de produtos a granel e o envio de todo resíduo plástico a coleta seletiva.
3.1.3 Mistura da massa
Após a pesagem de todos os ingredientes, o açúcar, a margarina, os ovos e a gema de
ovos serão misturados e, gradualmente, a farinha de trigo é acrescentada em velocidade lenta
para melhor incorporação e homogeneização dos ingredientes. A mistura dos ingredientes foi
subdividida em dois estágios com o objetivo de, na primeira etapa, dissolver ao máximo o
açúcar e emulsificar a gordura. De acordo com Manley (2001), o processo de mistura da massa
tipo curta utiliza velocidade lenda de mistura, não deve exceder em três minutos e deverá
resultar em uma massa macia, curta e pouco pegajosa.
33 Todo esse processo será realizado em um misturador industrial vertical com capacidade
para 140 litros (Figura 17). O misturador possuirá estrutura em aço inoxidável, rodas
(facilitando a movimentação ou manutenção), variação de 20 velocidades de batimento e
comando digital. Além disso, a estrutura é preparada para fixação ao piso e é equipada com
elementos de batido tipo pinha, pá e gancho, permitindo a ampliação do uso do equipamento
para preparação de recheios e coberturas para os biscoitos tipo petit four.
Figura 17 - Batedeira planetária de 140 litros
Fonte: Ferneto (2019a)
3.1.4 Formação do biscoito
Com o objetivo de assegurar a continuidade do processo, foi escolhido um elevador de
baldes (Figura 18) que possibilitasse o despejo da massa homogeneizada diretamente no
equipamento responsável pela formação dos biscoitos. Este equipamento tem capacidade para
elevar 120 kg a uma inclinação de 120°.
34
Figura 18 - Elevador de baldes 140 litros
Fonte: Ferneto [2019b].
Apesar do método mais comum aplicado para as massas tipo curtas ser o de moldagem
(MANLEY, 2001), esse trabalho propõem a utilização da técnica de deposição visto que essa
escolha pode diversificar as possibilidades de formatos e coberturas de biscoitos tipo petit four,
permitindo a produção das variedades sec ou frais, bem como pode ser ampliado para
fabricação de outras variedades de biscoitos (ex: biscoito tipo polvilho ou goiabinha). Portanto,
a seleção desse tipo de equipamento torna-se um excelente investimento para uma unidade
fabril que busca a diversificação do seu portfólio de produtos.
Desse modo, o equipamento escolhido (Figura 19) é capaz de depositar ou extrusar os
produtos formados e é constituído de dois cabeçotes (para massa e recheio), painel digital e
componentes físicos, como rolos, estampos, bicos, desmontáveis e de fácil limpeza e
sanitização. A máquina é de fácil programação, o que possibilita ajustar ao tamanho da esteira
utilizada, adequar o espaçamento a ser utilizado e a quantidade de colunas desejada. Ademais,
o equipamento possui memória para o cadastramento de receitas, facilitando o tempo de set up
do processo.
35
Figura 19 - Máquina de envase e formação do biscoito
Fonte: Gea Group [2019b].
3.1.5 Cozimento e resfriamento
Após a formação dos biscoitos, a massa crua segue por meio de chapas contínuas de aço
para a etapa de cozimento, onde um forno a gás de funcionamento contínuo e de combustão
convectiva indireta (Figura 20) está acoplado no processo. Optou-se pelo forno a gás para
reduzir o custo, visto que os fornos de produção contínua evidentemente já necessitam de um
alto investimento.
Figura 20 – Forno a gás de funcionamento contínuo
Fonte: Gea Group [2019a].
Em massas tipo curtas há muito menos água para extrair e não há necessidade de
remoção completa deste componente (MANLEY, 2001). Por este motivo, escolheu-se um forno
de transferência de calor convectiva indireta para que a transmissão de energia ocorra de forma
36
gradual ao decorrer do seu comprimento. De acordo com Manley (2001), é indicado que o
cozimento de biscoitos amanteigados ocorra em temperaturas de 205 °C a 230 °C por cerca de
11 minutos e essa pode ser a faixa de teste que pode ser adotada para a definição do binômio
tempo e temperatura para produção de biscoitos tipo petit four.
É importante que o alimento passe pelo processo de resfriamento (Figura 21) antes de
seguir para a área de empacotamento a fim de evitar a formação de gotículas de água na
embalagem, devido à condensação do calor latente e também, conforme exposto anteriormente,
os produtos podem se tornar quebradiços ou apresentar trincas (MARCELINO e
MARCELINO, 2012). Foi escolhido um equipamento que injeta ar comprimido para acelerar
a perda de calor até que se chegue à temperatura ambiente.
Figura 21 – Sistema de resfriamento
Fonte: Haas Food Equipament [2019b].
Deve ser realizado o acompanhamento periódico das temperaturas de cocção e o tempo
médio em que o biscoito ficou submetido à ação de calor. A mesma verificação deve ser
realizada na etapa de resfriamento visando a manutenção da eficiência do sistema (forno e
sistema de resfriamento) e a antecipação da detecção de possíveis problemas mecânicos.
Adicionalmente, deve-se realizar análise visual para verificar se os produtos estão sendo
fabricados de acordo com os padrões de cor, bem como análise do peso do produto final com o
objetivo de evitar desvios da faixa de controle (peso unitário padronizado de 5 ± 0,5 g). Também
é efetuado a análise sensorial para controle dos lotes produzidos.
37
3.1.6 Embalagem
Após serem resfriados, os biscoitos são conduzidos a área de embalagem e serão
envasados em uma máquina tipo vertical form fill seal machines (Figura 22). Foi escolhido
trabalhar com este equipamento pela facilidade de aquisição em mercado nacional e por ser um
maquinário facilmente configurado para envase de biscoitos. Além disso, encontram-se
prontamente empresas no estado que fabricam bobinas de embalagens plásticas para este tipo
de equipamento.
Figura 22 - Exemplo de máquina de embalagem vertical (vertical form fill seal machines)
Fonte: Indiamart Intermesh Ltd [2019].
Os biscoitos são envasados até atingirem 200 gramas e selados termicamente e passam
por uma impressão a laser para registro do lote e hora de fabricação bem como sua data de
validade. Os pacotes passam por uma balança acoplada na esteira para que seja rejeitado
embalagens fora da faixa de controle (mínimo 200 gramas, máximo 210 gramas).
Todas as embalagens também são inspecionadas por um detector de metais com a
finalidade de diminuir as chances de que o produto final seja adquirido com algum componente
metálico (risco físico). Toda embalagem descartada devido ao excesso de peso, defeito visual,
erro de selagem térmica ou presença de componente metálico deve ser enviada a área de coleta
seletiva da fábrica.
A embalagem possui como público alvo crianças e adolescentes e, por este motivo, foi
desenvolvida um layout que atraísse essa faixa etária de consumidores (Ver APÊNDICE A e
38
B). A rotulagem foi elaborada de acordo com os seguintes regulamentos técnicos: rotulagem de
alimentos embalados (BRASIL, 2002a), porções de alimentos embalados para fins de
rotulagem nutricional (BRASIL, 2003b), rotulagem nutricional de alimentos embalados
(BRASIL, 2003c) e rotulagem obrigatória dos principais alimentos que causam alergias
alimentares (BRASIL, 2015b).
Na construção da rotulagem também foi considerado o Decreto-Lei n° 986/1969, que
dispõem as normas básicas sobre alimentos (BRASIL, 1969), assim como a Lei n° 10.674/2003,
que obriga a informação da presença de glúten (BRASIL, 2003a). Também foi observado o
regulamento Técnico Metrológico que estabelece a forma de expressar o conteúdo líquido a ser
utilizado nos produtos pré-medidos (BRASIL, 2002b).
3.2 Layout da indústria
A implantação da linha de produção de biscoitos tipo petit four proposta neste trabalho
foi realizada em uma indústria produtora de biscoitos recheados que objetivava sua expansão
comercial a partir do aumento da variabilidade do seu portfólio de produtos. Essa indústria
possuí 1.200 m² de área total e 850 m² de área construída. É constituída por quatro seções
principais: administração (APÊNDICE C); vestiários (APÊNDICE D); refeitório (APÊNDICE
E); e produção (APÊNDICE F).
Ressalta-se que o layout da indústria (APÊNDICE G) foi planejado tendo em vista os
dispositivos legais vigentes pela Portaria n° 1.428/1993, que dispõe entre outros assuntos, as
diretrizes para o estabelecimento de boas práticas de produção e de prestação de serviços na
área de alimentos (BRASIL, 1993) e a Portaria n° 326/1997 que aprova o regulamento técnico
“condições higiênicos-sanitárias e de boas práticas de fabricação para estabelecimentos
produtos/industrializadores de alimentos (BRASIL, 1997).
39
4 BALANÇO DE MASSA E DE ENERGIA
Nas indústrias alimentícias, os produtos fabricados são elaborados através da
transformação física ou química dos insumos utilizados e, frequentemente, são necessárias
múltiplas transformações nas entradas antes de se chegar aos produtos finais desejados
(BENALLOU, 2018). De forma geral, as transferências de energia e massa são as mais
significativas e envolvem a manipulação de várias operações unitárias.
Diferentemente do balanço de massa, que foca nas correntes e composições que entram
e saem do sistema, o balanço de energia considera o estado do sistema. Portanto, esse tipo de
balanço envolve a interação entre as propriedades inerentes ao fluido, como entalpia e energia
interna, e as grandezas de interação com o sistema, como calor e trabalho (PESSOA FILHO,
2016). Dependendo do tipo de fase e os constituintes do fluido, o estado do sistema é regulado
principalmente pela sua temperatura e pressão.
Os próximos subtópicos irão explorar os balanços de massa e energia envolvidos no
processo produtivo do biscoito tipo petit four com o objetivo de estimar a quantidade de energia
necessária para assar e resfriar esse alimento e determinar a quantidade de insumos necessários
para a fabricação de 3,5 toneladas de biscoito tipo petit four, bem como sua composição
centesimal final.
4.1 Balanço de massa
A proposta do presente trabalho é a instalação de uma linha de produção contínua de
biscoitos tipo petit four, deste modo, anulou-se o termo de acúmulo visto que os balanços de
massa foram estimados levando em consideração a adoção do regime permanente. Sendo assim,
o balanço de massa global segue a seguinte equação:
(1)
𝑚𝑒̇ = 𝑚𝑠̇
Onde:
∑ 𝑚𝑒̇ = somatório de todas as massas que entram no sistema
∑ 𝑚𝑠̇ = somatório de todas as massas que saem do sistema
40 O balanço de massa foi realizado para estimar as quantidades de matéria-prima
necessárias para produção diária de 3.500 kg de biscoitos tipo petit four, que equivale a 17.500
embalagens/dia de 200 g. Para melhorar o entendimento foi elaborado um fluxograma que
representa as correntes de entrada e saída do processo (Figura 23).
Figura 23: Representação das correntes de entrada e saída globais do processo
Fonte: Autoria própria (2019).
As correntes de entrada estão representadas em vermelho, o processo de fabricação em
azul e as correntes de saída em roxo. As correntes de entrada são os ingredientes utilizados para
a fabricação do produto final e as correntes de saída são o biscoito tipo petit four e o vapor
gerado na etapa de cozimento do alimento. Descartou-se a realização do balanço de massa nas
etapas de pesagem, formação do biscoito e embalagem por subtender que nestas etapas não há
nenhum processo químico ou físico que possa acarretar alguma alteração no produto. Além
disso, nos cálculos do balanço de massa foram desconsideradas eventuais perdas e acúmulos de
massa nos equipamentos, visto que esses valores não são conhecidos e não há como estimá-los
teoricamente.
4.1.1 Balanço de massa global para a etapa de mistura
A quantidade e os ingredientes utilizados para a fabricação de biscoitos tipo petit four
foram determinados de acordo com a proporção utilizada por Manley (2001) para biscoitos
amanteigados. Os ingredientes e as respectivas quantidades utilizadas para a fabricação de
biscoitos tipo petit four estão discriminadas na Tabela 1.
41
Tabela 1 - Formulação utilizada para a fabricação de biscoitos tipo petit four
Ingrediente Quantidade (kg)
Farinha de Trigo 50,00
Margarina 30,00
Açúcar 16,50
Ovos 8,50
Gema de Ovo 4,25
Fonte: Autoria Própria (2019).
Para a primeira etapa do processo de mistura, é adicionado a margarina, açúcar, ovos e
gema de ovo conforme representação pelo fluxograma (Figura 24).
Figura 24: Representação das correntes de entrada e saída da primeira etapa de mistura
Fonte: Autoria própria (2019).
Onde:
MG: Vazão mássica de gema de ovos [kg/ciclo de mistura]
MO: Vazão mássica de ovos [kg/ciclo de mistura]
MM: Vazão mássica de margarina [kg/ciclo de mistura]
MA: Vazão mássica de açúcar [kg/ciclo de mistura]
M1: Vazão mássica de massa resultante da 1° etapa de mistura [kg/ciclo de mistura]
Então, pelo balanço de massa global:
(2)
𝑚𝑒̇ = 𝑚𝑠̇
𝑀𝐺 + 𝑀𝑂 + 𝑀𝑀 + 𝑀𝐴 = 𝑀1
4,25 + 8,50 + 30,00 + 16,50 = 𝑀1
42
𝑀1 = 59,25𝑘𝑔
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜
Para a segunda etapa do processo de mistura, considera-se o acréscimo de 50 kg de
farinha de trigo, conforme representação pelo fluxograma (Figura 25):
Figura 25 - Representação das correntes de entrada e saída da segunda etapa de mistura
Fonte: Autoria própria (2019).
Onde:
M1: Vazão mássica de massa resultante da 1° etapa de mistura [kg/ciclo de mistura]
MF: Vazão mássica de farinha de trigo [kg/ciclo de mistura]
M2: Vazão mássica de massa resultante da 2° etapa de mistura [kg/ciclo de mistura]
Logo, pelo balanço de massa global:
(3)
𝑚𝑒̇ = 𝑚𝑠̇
𝑀1 + 𝑀𝐹 = 𝑀2
59,25 + 50,00 = 𝑀2
𝑀2 = 109,25𝑘𝑔
𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜
4.1.2 Balanço de massa global para a etapa de cozimento e resfriamento
Para a etapa de cozimento e resfriamento foi considerado uma perda total de água
aproximada de 10% do valor da massa crua por considerar os efeitos de evaporação dos
componentes líquidos constituintes da massa (Figura 26). Este valor percentual foi determinado
através de testes in loco na produção do biscoito tipo petit four.
43 Figura 26 - Representação das correntes de entrada e saída globais do processo
Fonte: Autoria própria (2019).
Onde:
M2: Vazão mássica de massa resultante da 2° etapa de mistura [kg/ciclo de mistura]
MB: Vazão mássica de biscoito tipo petit four [kg/ciclo de mistura]
MF: Vazão mássica de vapor gerado [kg/ciclo de mistura]
Assim:
(4)
𝑀𝐵 = 0,9𝑀𝑈 = 0,9𝑥109,25 = 98,325
𝑀𝑉 = 0,1𝑀𝑈 = 0,1𝑥109,25 = 10,925
Portanto, um ciclo produtivo é capaz de produzir 98,325 kg de biscoitos, logo seriam
necessários 36 ciclos para a produção aproximada de 17.698 embalagens. De acordo com o que
foi estimado na descrição do processamento, estipula-se que o tempo total de um ciclo é de,
aproximadamente, 30 minutos. Sendo assim, 36 ciclos corresponderiam a 18 horas de produção
contínua.
4.1.3 Balanço de massa por componente
Nesta seção demonstraremos a composição centesimal do produto acabado com relação
aos teores de gordura, carboidrato, proteína, umidade, cinzas e fibras (Tabela 2). As
informações foram obtidas através da Tabela Brasileira de Composição de Alimentos
(Universidade de São Paulo, [2017]). Essas informações também foram utilizadas para a
confecção da tabela nutricional demonstrada na rotulagem proposta do produto no apêndice B
do presente trabalho.
44
Tabela 2 – Porcentagem da composição inicial média da matéria-prima empregada na
fabricação de biscoito tipo petit four
Ingredientes Açúcar Margarina Farinha
de Trigo Ovos
Gema de
Ovo
Carboidrato 98,40% 0,00% 75,60% 2,10% 4,30%
Proteína 0,40% 0,00% 10,80% 11,30% 15,80%
Gorduras 0,00% 71,20% 1,40% 9,10% 27,70%
Cinzas 0,50% 1,00% 0,60% 0,90% 1,70%
Fibra 0,00% 0,00% 2,60% 0,00% 0,00%
Umidade 0,80% 28,60% 11,80% 76,70% 50,70%
100,10% 100,80% 102,80% 100,10% 100,20%
Fonte: Adaptado de Universidade de São Paulo [2017]
Todos os ingredientes apresentarem teor percentual maior que 100,00% ao serem
somados os teores de carboidrato, proteínas, gorduras, cinzas, fibra e umidade. Possivelmente,
essa diferença numericamente positiva ocorreu porque os valores foram obtidos através da
média amostral de vários fornecedores do insumo. Sendo assim, foi necessário normalizar os
dados (Tabela 3) para obter-se a porcentagem da composição final média da matéria-prima
empregada na fabricação de biscoito tipo petit four.
Tabela 3 – Dados normalizados da composição inicial média da matéria-prima empregada na
fabricação de biscoito tipo petit four
Ingredientes Açúcar Margarina Farinha
de Trigo Ovos
Gema de
Ovo
Carboidrato 98,30% 0,00% 73,54% 2,10% 4,29%
Proteína 0,40% 0,00% 10,51% 11,29% 15,77%
Gorduras 0,00% 70,63% 1,36% 9,09% 27,64%
Cinzas 0,50% 0,99% 0,58% 0,90% 1,70%
Fibra 0,00% 0,00% 2,53% 0,00% 0,00%
Umidade 0,80% 28,37% 11,48% 76,62% 50,60%
Total 100,00% 100,00% 100,00% 100,00% 100,00%
Fonte: Adaptado de Universidade de São Paulo [2017]
45 A partir das frações recalculadas conforme exposto na tabela 3 foi possível calcular os
componentes por cada fração (carboidrato, proteína, gordura, cinzas, fibra e umidade) para o
biscoito tipo petit four.
a. Balanço de massa por componente fração carboidrato (Xc)
(5)
𝑀𝐴. 𝑋𝑐𝑎 + 𝑀𝑀. 𝑋𝑐𝑚 + 𝑀𝐹. 𝑋𝑐𝑓 + 𝑀𝑂. 𝑋𝑐𝑜 + 𝑀𝐺. 𝑋𝑐𝑔 = 𝑀𝐵. 𝑋𝑐𝑏 + 𝑀𝑉. 𝑋𝑐𝑣
16,50.0,9830 + 50,00.0,7354 + 8,50.0,0210 + 4,25.0,0429 = 98,325. 𝑋𝑐𝑏
𝑋𝑐𝑏 = 0,5426
b. Balanço de massa por componente fração proteína (Xp)
(6)
𝑀𝐴. 𝑋𝑝𝑎 + 𝑀𝑀. 𝑋𝑝𝑚 + 𝑀𝐹. 𝑋𝑝𝑓 + 𝑀𝑂. 𝑋𝑝𝑜 + 𝑀𝐺. 𝑋𝑝𝑔 = 𝑀𝐵. 𝑋𝑝𝑏 + 𝑀𝑉. 𝑋𝑝𝑣
16,50.0,0040 + 50,00.0,1051 + 8,50. 0,1129 + 4,25.0,1577 = 98,325. 𝑋𝑝𝑏
𝑋𝑝𝑏 = 0,0707
c. Balanço de massa por componente fração gordura (Xg)
(7)
𝑀𝐴. 𝑋𝑔𝑎 + 𝑀𝑀. 𝑋𝑔𝑚 + 𝑀𝐹. 𝑋𝑔𝑓 + 𝑀𝑂. 𝑋𝑔𝑜 + 𝑀𝐺. 𝑋𝑔𝑔 = 𝑀𝐵. 𝑋𝑔𝑏 + 𝑀𝑉. 𝑋𝑔𝑣
30,00.0,7063 + 50,00.0,0136 + 8,50. 0,0909 + 4,25.0,2764 = 98,325. 𝑋𝑔𝑏
𝑋𝑔𝑏 = 0,2422
d. Balanço de massa por componente fração cinzas (Xz)
(8)
𝑀𝐴. 𝑋𝑧𝑎 + 𝑀𝑀. 𝑋𝑧𝑚 + 𝑀𝐹. 𝑋𝑧𝑓 + 𝑀𝑂. 𝑋𝑧𝑜 + 𝑀𝐺. 𝑋𝑧𝑔 = 𝑀𝐵. 𝑋𝑧𝑏 + 𝑀𝑉. 𝑋𝑧𝑣
16,50.0,0050 + 30,00.0,0099 + 50,00.0,0058 + 8,50. 0,0090 + 4,25.0,0170
= 98,325. 𝑋𝑧𝑏
𝑋𝑧𝑏 = 0,0083
e. Balanço de massa por componente fração fibras (Xf)
(9)
𝑀𝐴. 𝑋𝑓𝑎 + 𝑀𝑀. 𝑋𝑓𝑚 + 𝑀𝐹. 𝑋𝑓𝑓 + 𝑀𝑂. 𝑋𝑓𝑜 + 𝑀𝐺. 𝑋𝑓𝑔 = 𝑀𝐵. 𝑋𝑓𝑏 + 𝑀𝑉. 𝑋𝑓𝑣
50,00.0,0025 = 98,325. 𝑋𝑓𝑏
46
𝑋𝑓𝑏 = 0,0129
f. Balanço de massa por componente fração umidade (Xu)
(10)
𝑀𝐴. 𝑋𝑢𝑎 + 𝑀𝑀. 𝑋𝑢𝑚 + 𝑀𝐹. 𝑋𝑢𝑓 + 𝑀𝑂. 𝑋𝑢𝑜 + 𝑀𝐺. 𝑋𝑢𝑔 = 𝑀𝐵. 𝑋𝑢𝑏 + 𝑀𝑉. 𝑋𝑢𝑣
16,50.0,0080 + 30,00.0,2837 + 50,00.0,1148 + 8,50.0,7662 + 4,25.0,5060
= 98,325. 𝑋𝑢𝑏
𝑋𝑢𝑏 = 0,1233
Por meio desses resultados, foi possível estabelecer a composição final do biscoito tipo
petit four em embalagens cujo conteúdo líquido é de 200 g como mostra a Tabela 4.
Tabela 4 – Fração mássica por componente equivalente a 200 g do biscoito tipo petit four.
Componentes do produto Fração mássica Quantidade (g/200g)
Carboidrato 0,543 108,520
Proteína 0,071 14,134
Gorduras 0,242 48,450
Cinzas 0,008 1,669
Fibra 0,013 2,572
Umidade 0,123 24,656
Fonte: Autoria Própria (2019).
4.2 Balanço de energia
O balanço de energia realizado para o processo de fabricação de biscoito tipo petit four
visa quantificar a quantidade de energia necessária para assar e resfriar os biscoitos. Sendo
assim, o cálculo foi aplicado apenas para a etapa de cozimento e resfriamento, desprezando-se
a transferência de calor da etapa de mistura (oriunda da ação mecânica do elemento de batido
sob a massa), formação dos biscoitos (aquecimento da massa ao longo do tempo) e embalagem
(troca térmica decorrente da ação de selagem do equipamento), por entender que a etapa que
demanda maior consumo energético é a de cocção e resfriamento do alimento.
A primeira Lei da Termodinâmica explica a conservação de energia em um sistema e é
representada pela seguinte equação matemática:
47
∆𝑈 + ∆𝐸𝑘 + ∆𝐸𝑝 = 𝑄 − 𝑊 (11)
Onde:
∆𝑈: Variação de energia interna
∆𝐸𝑘: Variação de energia cinética
∆𝐸𝑝: Variação de energia potencial
𝑄: Calor
𝑊: Trabalho
Para o processo de fabricação de biscoito tipo petit four, a fórmula (11) foi simplificada
porque foi considerado que não há geração/disponibilidade de energia potencial, energia
cinética e trabalho no sistema estudado.
(12)
∆𝑈 + ∆𝐸𝑘 + ∆𝐸𝑝 = 𝑄 − 𝑊
∆𝑈 = 𝑄
∆𝑈 = 𝑚. 𝑐𝑝. ∆𝑇
4.2.1 Quantidade de calor na etapa de cocção (forno a gás)
Pode-se calcular o calor específico de um alimento a partir de sua composição
centesimal, já que para a gordura, carboidrato, proteína, umidade, cinzas e fibras são conhecidos
os valores de calor específico (cp) a uma determinada temperatura.
Para o cálculo do cp foi considerado que a massa crua do biscoito tipo petit four, antes
de entrar no forno, está a temperatura ambiente, ou seja, 25 °C. É importante salientar que a
composição da massa crua do biscoito tipo petit four não sofreu perdas e nem ganhos ao longo
do processo, portanto considera-se apenas a contribuição dos ingredientes ao formarem esta
base, conforme demonstrado na tabela 5.
48
Tabela 5 – Fração mássica por componente da massa crua de biscoito tipo petit four
Componentes do produto Fração mássica
(Xm)
Carboidrato 0,543
Proteína 0,071
Gorduras 0,242
Cinzas 0,008
Fibra 0,013
Umidade 0,123
Fonte: Autoria própria (2019).
A partir das equações propostas por Rao, Rizvi e Datta (2005), pode-se determinar o
valor de cp (Tabela 6). Salienta-se que os dados foram obtidos considerando que o valor da
temperatura é igual a 25 °C.
Tabela 6 – Cálculo do cp (J/kg°C) da massa crua do biscoito tipo petit four
Componentes Fórmula Cp
Carboidrato 1548,8 + 1,9625t – 5,9399 x 10-3 x t² 1594,1501
Proteína 2008,2 + 1,2089t – 1,3129 x 10-3 x t² 2037,6020
Gorduras 1984,2 + 1,4373t – 4,8008 x 10-3 x t² 2017,1320
Cinzas 1092,6 + 1,8896t – 3,6817 x 10-3 x t² 1137,5389
Fibra 1845,9 + 1,8306t – 4,6509 x 10-3 x t² 1888,7644
Umidade 4176,2 – 0,0909t + 5,4731 x 10-3 x t² 4181,8932 Fonte: Adaptado de Rao, Rizvi e Datta (2005)
O valor do calor específico total (Cpt) foi calculado a partir da equação abaixo:
(13)
𝐶𝑝𝑡 = 𝐶𝑝. 𝑥𝑚
Sendo assim, o valor obtido de cpt foi igual a 2,05 kJ/Kg°C.
Também foi possível o cálculo do calor latente, que é determinado pelo produto da
massa que sofreu transformação e pelo calor latente de vaporização. Sabendo que o calor latente
49
de vaporização para a água é de, aproximadamente, 2.256,00kJ/kg e que entra no processo de
cocção 109,25 kg de massa crua do biscoito tipo petit four, estima-se que sejam necessários
246468,00 kJ para a evaporação de 10,925 kg de água (correspondentes a 10% da quantidade
de água original do biscoito).
50
5 ANÁLISE ECONÔMICA
A análise econômica foi realizada com o intuito de se obter o custo unitário do produto,
seu preço de venda e a margem de lucro obtida. Para isso, considerou-se os custos envolvidos
diretamente na fabricação do biscoito tipo petit four tais como os custos energéticos dos
equipamentos, os custos com mão-de-obra e os custos com insumos e embalagens. Também foi
estimado o investimento inicial necessário para a aquisição dos equipamentos que compõem a
linha de produção do biscoito tipo petit four, bem como estipulou-se o tempo necessário para o
retorno desse investimento.
5.1 Investimento inicial com equipamentos
A partir da descrição do processo produtivo do biscoito tipo petit four, foi possível
determinar os equipamentos necessários para a fabricação desse produto bem como projetar o
valor do investimento inicial com a compra do maquinário (Tabela 7). Os valores foram
estimados a partir das informações prestadas pelos fornecedores dos equipamentos
determinados na seção 3 deste trabalho ou por maquinários similares ao que foi proposto
disponíveis para venda em sites nacionais.
É importante ressaltar que, como o processo é do tipo contínuo, os equipamentos
utilizados nesse tipo de fabricação possuem produção tipo de projeto, ou seja, são fabricados
por encomenda e construídos sob medida, o torna muito mais difícil estipular o preço de
aquisição desses tipos de equipamentos.
51
Tabela 7 – Investimento com equipamentos industriais para produção do biscoito tipo petit
four.
Quantidade Equipamentos Valor Unitário (R$)* Total (R$)
2 Balança Industrial 50Kg 8.000,0 16.000,0
1 Câmara Fria 15.000,0 15.000,0
1 Elevador de Baldes¹ 30.000,0 30.000,0
1 Batedeira Industrial 140L 50.000,0 50.000,0
1 Máquina de Envase e
Formação de Biscoitos² 75.000,0 75.000,0
1 Forno a gás de funcionamento
contínuo³ 200.000,0 200.000,0
1 Máquina de embalagem
vertical 60.000,0 60.000,0
TOTAL 446.000,0
Fonte: Autoria própria (2019). *Valores obtidos com os fornecedores em abril/2019.
¹ Preço estimado por equipamento análogo (elevador de carga). ² Preço estimado por equipamento de outro fabricante (Bralyx).
³ Preço estimado por equipamento de forno tipo lastro.
5.2 Custo energético de produção
Para o cálculo do custo energético de produção foi considerado que o empreendimento
funcionará 24 horas diárias durante todos os dias de um mês, já que foi estipulado que a
produção será do tipo contínua. Contudo, deve-se considerar que podem existir paradas no
processo, como limpeza e sanitização (CIP ou COP) da linha ou paradas de manutenção. Dessa
forma é estimado que os maquinários irão funcionar interruptamente por 18 horas. O único
equipamento que irá operar 24 horas por dia será a câmara fria que é utilizada para
armazenamento dos ingredientes refrigerados.
O cálculo do consumo energético é realizado através do produto entre a potência elétrica
de cada equipamento, obtido pela ficha técnica ou pelos sites dos fornecedores, e a quantidade
de horas em um mês que o equipamento estará em uso. Sabendo que a indústria pertence ao
grupo B3 (Consumo Próprio/Industrial/P. Público), o valor de 0,65009464 reais por kWh foi
estabelecido através da Tabela de Tarifas e Preços Finais de Energia Elétrica Grupo B, da
companhia Energética do Rio Grande do Norte (COSERN), com vigência de 01 a 21 de abril
52
de 2019. Assim, com base nessas informações, determinou-se os valores apresentados na
Tabela 8.
Tabela 8 – Consumo Energético dos Equipamentos Industriais.
Quantidade Equipamentos
Consumo
Total
(KWh/mês)
Custo Total
(R$)
1 Elevador de Baldes 604,80 589,77
1 Câmara Fria 8.524,80 5.541,93
1 Batedeira Industrial 140L 1.440,00 1.404,20
1 Máquina de Envase e Formação
de Biscoitos 349,20 340,52
1 Máquina de embalagem vertical 540,00 526,58
TOTAL 8.402,99
Fonte: Autoria Própria (2019).
5.3 Custo de mão de obra
Para a implementação da linha de produção proposta por este trabalho, a indústria terá
que celebrar 13 novas contratações sob regime celetista. Por serem assegurados pela
Consolidação das Leis do Trabalho, não podem receber valor inferior ao salário mínimo
vigente, que atualmente está definido em R$998,00, de acordo com o Decreto N° 9.661/2019 o
qual regulamenta a Lei n° 13.152, de 29 de julho de 2015, que dispõe sobre o valor do salário
mínimo e a sua política de valorização ao longo prazo (BRASIL, 2019).
Sendo assim, a partir do salário base, adicionou-se os valores referentes as provisões
para 13° salário, férias, 1/3 férias, bem como os respectivos FGTS e INSS. Além disso, tributos
como FGTS (8%) e INSS (20%) e pagamento de vale alimentação (R$200,00) e vale transporte
(R$250,00) foram adicionados ao valor total pago para cada colaborador, mensalmente (ver
Tabela 09).
Planeja-se que a nova equipe irá trabalhar em revezamento nos três turnos de
funcionamento da fábrica, com jornadas diárias de 7 horas e 20 minutos, e que foi necessário a
contratação de um Engenheiro de Alimentos, para exercício da função de Supervisor de
Qualidade com Anotação de Responsabilidade Técnica (ART). Este profissional irá atuar na
indústria durante 4 horas diárias e a sua remuneração estará de acordo com a proporcionalidade
53
definida pela legislação em vigor que dispõem remuneração de profissionais diplomados em
Engenharia (BRASIL, 1966).
Tabela 9 – Custos e Atribuições dos Colaboradores necessários para a implementação da linha
de Produção do Biscoito tipo petit four.
Quantidade Função Salário Bruto
Unitário (R$)
Salário +
Encargos (R$)
Total (R$)
3 Forneiro 998,00 1.915,95 5.747,85
6 Auxiliar de Produção 998,00 1.915,95 11.495,70
3 Técnico de Qualidade 1.497,00 2.648,93 7.946,79
1 Supervisor de Qualidade 3.992,00 6.313,80 6.313,80
TOTAL: 31.504,14
Fonte: Autoria própria (2019).
5.4 Custos relacionados à produção do produto
Os custos dos insumos para a produção do biscoito tipo petit four estão detalhados e
mensurados na Tabela 10. Através de pesquisas com os fornecedores e cálculos de proporções
para a quantidade necessária em um dia produtivo (18 horas), foi calculado que cada pote do
produto apresenta um custo com insumos de R$ 1,30. Esse cálculo considerou que em um dia
são produzidos 3.539 kg do produto, o que totaliza 17.698 embalagens/dia de 200 g.
54
Tabela 10 – Custo Diário dos Insumos de Produção
Ingredientes Unidade de
Medida
Quantidade
(kg)
Valor
Unitário* (R$)
Custo Total
(R$)
Açúcar Kg 594,00¹ 1,20 712,80
Margarina c/ sal Kg 1.080,00² 6,00 6.480,00
Farinha de Trigo Kg 1.800,00² 3,85 6.930,00
Ovos Kg 306,00³ 9,00 2.754,00
Gema de Ovo Kg 153,00³ 21,98 3.362,94
Embalagem Und 1.7698,00 0,16 2.831,68
CUSTO TOTAL POR DIA: 23.071,42
CUSTO TOTAL POR
CICLO:
640,87
CUSTO UNITÁRIO: 1,30
Fonte: Autoria própria (2019). *Todos os preços referentes a abril/2019, proporcional a 1 kg ou 01 unidade.
¹Preço praticado pelo fornecedor Mar Vermelho ²Preço praticado pelo fornecedor Bunge ³Preço praticado pelo fornecedor Avine Preço praticado pelo fornecedor MD8
5.5 Análise da viabilidade financeira
Após obter os custos relativos a todos os itens relacionados com a produção, é possível
calcular o valor unitário de um pacote de 200 g do biscoito tipo petit four que foi estimado em
R$1,38 (Tabela 11). Logo, o custo para produção de 1 kg do produto é de R$6,90.
Para chegar a esses valores, calculou-se o valor gasto por dia com a energia para
funcionamento dos equipamentos, com a mão de obra necessária para o funcionamento da linha
de produção e com os insumos necessários para a alimentação do processo. Em seguida, esse
valor é dividido pela quantidade de embalagens de 200 g produzidas em um dia efetivo de
trabalho.
55
Tabela 11 – Custo Unitário do Biscoito tipo petit four.
Tipo de Custo Valor (R$)
Energia 0,02
Mão-de-Obra (com encargos) 0,06
Insumos diretos 1,30
Custo Unitário 1,38
Fonte: Autoria própria (2019).
A fim de estimar o valor de venda do produto, foi realizada uma pesquisa de mercado
do biscoito tipo petit four em três redes de supermercados do município de Parnamirim/RN
(Ver Tabela 12).
Tabela 12 – Pesquisa de Mercado de Biscoitos tipo petit four
Estabelecimento Preço
(kg)*
Preço
(200g)
Rede Mais 17,99 3,60
Super Show 10,98 2,20
Favorito 26,90 5,38
Preço Médio 18,62 3,73
Fonte: Autoria própria (2019). *Pesquisa de preços realizadas no mês de maio/2019
A tabela 12 mostra que o preço médio é de R$18,62 por quilograma de produto e R$3,73
para 200 gramas de biscoito. Assim sendo, foi determinado que o preço de venda em atacado é
de R$2,35, gerando uma margem de lucro bruto em torno de 70% sobre cada embalagem de
200g. Portanto, é pretendido que o produto chegue ao consumidor final com valor competitivo
aos atualmente praticados no mercado, tornando-se uma opção acessível ao público ao qual se
destina.
Tendo em vista que foi necessário a realização de um investimento inicial R$446.000,00
reais para a aquisição de equipamentos necessários para a implementação da linha de produção
do biscoito tipo petit four, calculou-se o tempo necessário para obter-se o retorno deste valor
investido. Sabe-se que o processo possuí capacidade produtiva de 17.698 embalagens/dia e que
a margem de lucro é de R$0,97, assim estima-se um retorno em 26 dias.
56
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho teve como objetivo o estudo da obtenção do biscoito tipo petit four
a partir da montagem de uma linha de produção independente a ser implementada em uma
indústria produtora de biscoitos que desejava aumentar o seu portfólio de produtos finais. O
biscoito proposto segue formulação similar a formulação tradicional de biscoitos amanteigados
e a massa base proposta pode ser enriquecida de vitaminas e minerais, tornando esse produto
mais nutritivo ao consumo de crianças e adolescentes.
Para a produção do biscoito tipo petit four, foi desenvolvido o seu processo produtivo,
a partir do planejamento das etapas produtivas e da escolha dos equipamentos necessários para
a produção desse tipo de biscoito. Sendo assim, para a fabricação desse produto é necessário
realizar as etapas de: recepção da matéria; pesagem dos ingredientes; mistura da massa;
formação do biscoito; cozimento; resfriamento; embalagem. A execução desse fluxograma
produtivo garante uma produção contínua, sem interrupções não programadas no processo, bem
como a fabricação de um produto com qualidade e com segurança alimentar.
Assim, a partir da concepção do processo produtivo, foi calculado o balanço de massa
para encontrar a quantidade de ingredientes necessários para a produção diária de 3,5 toneladas
de biscoitos tipo petit four. O balanço de energia mostrou os gastos energéticos nas etapas de
maior consumo: cocção e resfriamento do biscoito tipo petit four.
Com base nas informações de custo energético, mão de obra e insumos para produção,
obteve-se o valor de custo de R$1,38 por embalagem. A partir disso, foi possível valorar a
venda do produto em atacado ao custo de R$2,35, o que proporcionaria a indústria uma margem
de lucro de 70%. Também foi possível calcular o tempo de retorno do investimento inicial
necessário para a montagem da linha de produção do biscoito tipo petit four, estimado em 26
dias.
Ressalta-se que o trabalho demonstrou que a implementação de uma linha de produção
contínua é extremamente vantajosa para as indústrias alimentícias e que a taxa de retorno do
investimento inicial é célere, possibilitando o crescimento econômico e social da região o qual
a indústria está inserida.
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REFERÊNCIAS
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APÊNDICE A – FRENTE DA EMBALAGEM
65
APÊNDICE B – VERSO DA EMBALAGEM
66
APÊNDICE C – PLANTA BAIXA ADMINISTRAÇÃO
67
APÊNDICE D – PLANTA BAIXA VESTIÁRIOS
68
APÊNDICE E – PLANTA BAIXA REFEITÓRIO
69
APÊNDICE F – PLANTA BAIXA PRODUÇÃO
70
APÊNDICE G – VISÃO TOTAL DA FÁBRICA
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