conservação pelo frio a

8/3/2019 Conservao pelo frio a

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CONSERVAO DOS ALIMENTOS PELO FRIO

1. HistricoUm dos primeiros problemas bsicos do homem foi encontrar meios de preservar seu

alimento. Assim, desde tempos remotos descobriu que a defumao, a secagem, a adio de sal eo emprego de cavernas frias, neve das montanhas e o clima frio ajudavam a conservar os

alimentos por perodos mais longos.No se pode precisar quando estes mtodos forma descobertos como meio deconservao de alimentos, sendo que muitos desses mtodos antigos, descobertosempiricamente, so ainda hoje incorporados nas modernas tcnicas de conservao, que foramrefinadas quando no comeo do sculo 19 foi inventada a esterilizao trmica dos alimentos.

Com relao ao uso do frio na conservao de alimentos, o mesmo foi se tornando demaior importncia medida que as melhorias das tcnicas foram preservando a qualidade dosprodutos, reduzindo as perdas e os desperdcios provenientes do aumento da fronteira agrcola eda maior produtividade alcanada.

2. Desenvolvimento do processoPara se ter uma idia da evoluo nos procedimentos realizados para o desenvolvimento

da produo e uso do frio na conservao dos alimentos, so relacionados alguns eventos:.

- Em 1820, registros indicam que j existiam armazns de frio, onde os alimentosficavam em contato com gelo.- Em 1824 Carnot descreveu seus estudos sobre a expanso e compresso dos gases

(Ciclo de Carnot), base do processo de produo do frio- Em 1844, John Gonie inventou e patenteou uma mquina de fazer gelo e passou a

produzir ar frio em seu hospital.- Em 1850 na Frana, foi produzido frio industrial com o uso de amnia, e, em 1859 foi

instalada a primeira unidade frigorfica numa cervejaria de Marselha, ambas realizadas por Carr.- Em 1862, foi industrializada a mquina inventada por Carr.- Em 1865 nos USA, peixes eram congelados pela mistura, em bandejas, de gelo e sal.- Em 1870 seis vages carregados com frangos congelados em Wisconsin com gelo e

sal foram remetidas a Nova York.O congelamento comercial de carnes de cordeiro comeou a ser praticado na Nova

Zelndia de forma a manter o produto em boas condies durante o transporte para a Inglaterra.

Em 1891 foram exportados mais de dois milhes de carcaas de cordeiro congeladas da NovaZelndia para a Inglaterra. O congelamento comercial de frutas iniciou, mais ou menos em 1905nos USA, e o congelamento de verduras somente em 1937 que se tornou de importnciacomercial.

3. Conservao dos alimentosQuando funes vitais de animais e vegetais so interrompidas tm incio uma srie de

transformaes com caractersticas de fenmenos putrefativos, que sucedem com rapidez temperatura ambiente. As alteraes observadas em produtos perecveis dependem de diversosfatores, tais como:

- alteraes de origem fsica, produzidos pela luz, calor, umidade e aes mecnicas;- alteraes de origem qumica, produzidas por agentes como oxignio, dixido de

carbono e contaminantes;

- alteraes de origem biolgica, produzidas por agentes como enzimas,microrganismos, insetos e outros parasitas.

A ao da reduo da temperatura nos alimentos tem o efeito de retardar as reaesqumicas deteriorantes, a atividade enzimtica e retardar ou inibir o crescimento e a atividademicrobiana, obtendo-se um maior tempo de preservao dos mesmos.

Esta ao do frio na conservao dos alimentos tanto mais eficiente quanto mais baixafor a temperatura e quanto mais rpido for resfriado o alimento. Entretanto, a ao do frio nosmicrorganismos bacteriosttica, afetando seletivamente os mesmos, sendo que abaixo de 7 o Csomente os psicrfilos podem causar deteriorao, pois as baixas temperaturas no permitem


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crescimento elevado dos patognicos, que na sua maioria so mesfilos. Por exemplo, Salmonellano cresce abaixo de 6o C.

As enzimas continuam atuando mesmo em baixas temperaturas, sendo que a atividadeenzimtica aumenta com o aumento da temperatura, de forma que a ao do frio sobre frutas elegumes depende da temperatura e da durao do tempo de estocagem.Os alimentos perecveisdevem ser refrigerados to logo obtidos, aps matana, ordenha, captura ou colheita, de forma areduzir a velocidade das transformaes microbianas e bioqumicas que reduzem a vida til dosmesmos.

A aplicao do frio na conservao dos alimentos denomina-se Frigorificao e estdividida em duas categorias, refrigerao e congelamento.

3.1. refrigeraoPor refrigerao de alimentos entende-se a operao unitria na qual a temperatura do

alimento reduzida e mantida entre -1 C e 8 C, dessa forma inibindo a atividade microbiana eenzimtica, mas no tendo efeito esterilizante sobre o alimento. Dessa forma, os processos demanipulao e de envasamento desses alimentos devero ser feitos sob um estrito controle dascondies higinicas. Como no h mudana no estado fsico dos alimentos, no se verificamefeitos fisiolgicos graves sobre o tecido vegetal.

Para refrigerar um alimento necessrio eliminar tanto o calor sensvel como o calorgerado pela atividade respiratria, alm do calor que penetra pelo isolamento da cmara. Osalimentos de origem animal tm padres de refrigerao mais ou menos semelhantes, ao passoque os produtos de origem vegetal apresentam caractersticas diferentes, sendo que a refrigeraonem sempre aplicada a todos vegetais, pois para alguns a baixa temperatura pode ocasionar ochilling injury ou ento estes produtos apresentam valor econmico baixo, que no compensagastos com sua refrigerao.

Ao contrrio dos produtos animais, que aps o abate cessa todo o processo aerbio einicia a fase anaerbia, a maioria dos vegetais depois de colhidos mantm seus processos vitais,seguindo ciclo de maturao. Para evitar que estas atividades metablicas reduzam o perodo devida dos alimentos pelo consumo de acares e amolecimento dos tecidos, deve-se fazer um pr-resfriamento do alimento logo aps a colheita.

Frutas, hortalias e tubrculos so organismos vivos que continuam com processosmetablicos mesmo aps a colheita, cujo principal a respirao. No processo de refrigerao devegetais deve ser considerado se nos mesmos ocorre um aumento no nvel de respirao de

certas frutas, conhecidas como climatricas, como ma, pra, abacate e banana. O climatrio caracterizado pelo aumento da taxa de respirao at um pico de valor mximo e depois vaidecrescendo gradativamente, sendo que este pico do climatrio separa o perodo de maturao doperodo de senescncia e morte do vegetal (figura 3).

Com o aumento da taxa de respirao das frutas climatricas h, conseqentemente,aumento na evoluo de calor de respirao dentro das cmaras de estocagem refrigerada quedeve ser considerada nos clculos da carga trmica. A respirao pode ser representada pelaseguinte equao:

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + calor (674 kcal)Assim, para cada miligrama de dixido de carbono produzido, ter-se- a liberao de

10,7 J, assumindo que o calor liberado provm da reao exotrmica da oxidao da glicose.Por outro lado, se a temperatura de estocagem de algumas frutas e vegetais ficar abaixo

de um valor timo, sero provocadas algumas modificaes indesejveis nestes alimentos,chamadas de chilling injury, ou defeitos de refrigerao. Estes defeitos so o pardeamento internoe externo, a incapacidade de maturao e o aparecimento de manchas na pele. Como exemplo,limes no podem ser conservados abaixo de 14 C, as mangas abaixo de 10-13 C, abacaxis etomates a menos de 7-10C.

Nos tecidos animais, aps o abate o fluxo de sangue oxigenado cessa, dessa forma arespirao aerbia tambm cessa e se inicia a respirao anaerbia (na qual o glicognio transformado em cido lctico), dessa maneira provocando a reduo do pH do tecido e iniciando odenominado rigor mortis, que torna o tecido muscular duro e inextensvel.


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Para que a contaminao microbiana seja reduzida e a carne adquira cor e texturaadequadas, a mesma dever ser resfriada durante o perodo do rigor. Se a carne for resfriadaantes de se implantar o rigor, a mesma poder sofrer o que se denomina de cold shortening, ouo enrugamento dos tecidos em decorrncia do frio, que um dos defeitos da aplicao do friosobre os tecidos animais.

Figura 3 comportamento respiratrio de frutas climatricas (classe A) e noclimatricas (classe B)

A tabela abaixo mostra a influncia das taxas de respirao de alguns vegetais sobre operodo de vida til de estocagem.

Tabela 1: Vida de estocagem de vegetais x taxa de respiraoTipo de vegetal Velocidade de respirao

(relativa)Vida til mxima

(Semanas a 2C)Aspargo 40 0,5Alface 11 2

Cenouras 5 20Batatas 2 50

3.2. Congelamento

O congelamento a operao unitria na qual a temperatura do alimento reduzidaabaixo do ponto de congelamento, sendo que uma proporo da umidade do alimento formacristais de gelo. A imobilizao da gua na forma de gelo e o aumento da concentrao dos solutosna gua no congelada reduzem a atividade de gua do alimento. Dessa forma, a conservaodos alimentos por congelamento obtida por um efeito combinado de baixas temperaturas e baixaatividade de gua.

O processo de congelamento inicia com a eliminao do calor sensvel do alimento (calordo campo), at alcanar a temperatura de congelamento. Nos alimentos vegetais frescos tem queser eliminado tambm o calor gerado pela respirao. Posteriormente, retirado o calor latente decongelamento, o que provoca a formao dos cristais de gelo.


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Como na grande maioria dos alimentos a proporo de gua elevada, e seu calor latentede congelamento elevado (335 kJ/kg), a energia dispendida para o congelamento grande. Parase ter uma idia do teor de gua e da correspondente temperatura de congelamento de algunsalimentos, apresenta-se a seguinte tabela.

Tabela 2: Teor de gua e temperatura de congelamento de alguns alimentosTipo de alimento Teor de gua (%)

Temperatura de congelamento (

C)Verduras 78-92 - 0,8 a 2,8Frutas 87-95 - 0,9 a 2,7Carnes 55-70 - 1,7 a 2,2

Pescados 65-81 - 0,6 a 2,0Leite 87 - 0,5Ovos 74 - 0, 5

Para se ter uma idia do processo de congelamento, pela retirada de calor da gua noestado lquido haver menor atividade de suas molculas e, como resultado desta reduo detemperatura as molculas tendem a se agregar em cristais. Esta passagem de um arranjo aleatriopara o ordenado do estado slido tem o nome de nucleao, processo que uma combinao demolculas em uma partcula ordenada de dimenso suficiente, servindo como local de crescimento

do cristal.O ponto de congelamento de um alimento a temperatura em que coexistem, emequilbrio, gua e cristais de gelo. Para que se formem cristais de gelo em um alimento deve serproduzida a nucleao, que pode ser de dois tipos:

Nucleao homognea, que a orientao aleatria de molculas de gua;Nucleao heterognea, que a formao de ncleos sobre partculas em suspenso ou

sobre a parede celular, que o tipo mais corrente em alimentos.A eliminao rpida de calor do alimento d lugar formao de um grande nmero de

ncleos de cristalizao, originando, conseqentemente, de um grande nmero de cristais de gelo.Esta formao de cristais de gelo no alimento controlada pela velocidade de transferncia decalor, portanto, a durao necessria para a temperatura de um alimento atravessar a zona crticade formao de cristais (figura), determina o nmero e o tamanho dos cristais.

Quando um alimento congelado lentamente a gua nele contida tende a formar cristaisde tamanho grande, os quais dilaceram as paredes celulares do alimento e, quando o mesmo

descongelado, os nutrientes celulares escoam com a gua. A fase mais crtica do processo decongelamento do alimento a zona de mxima cristalizao, que vai de 0 a -4C, e que deve serultrapassada to rpido quanto possvel.

Aps ter sido congelado, o alimento dever ficar estocado em temperatura bem reduzida(cerca de -30 C), onde as modificaes metablicas sero menos significativas do que naestocagem a -18 C, onde inevitavelmente ocorrem oscilaes de temperatura que afetam osteores de gua livre. Na temperatura de -30C h menor incidncia de recristalizao, menor taxade sublimao e menores velocidades nas reaes qumicas e bioqumicas.

Se durante a estocagem de alimentos congelados houver flutuao de temperatura dentroda cmara, podem ocorrer os seguintes tipos de recristalizao nos alimentos estocados:

a) Recristalizao isomssica transformao da forma ou estrutura interna doscristais de gelo, reduzindo sua relao superfcie/volume;

b) Recristalizao acresciva quando dois cristais que se acham em contato seunem, formando cristal maior. O nmero de cristais no alimento se reduz;c) Recristalizao migratria ocorre o aumento do tamanho dos cristais custa dos cristais menores, sendo este tipo de recristalizao a que mais prejudica osalimento, pois propicia a desidratao da superfcie dos mesmos.A recristalizao migratria a mais importante que se produz nos alimentos e tem

lugar, principalmente, como conseqncia de flutuaes na temperatura de armazenamento.Quando o calor penetra numa cmara a superfcie do alimento se aquece levemente, o que fazcom que os cristais de gelo se fundam parcialmente, os cristais grandes ficando mais pequenos eos pequenos desapaream. A fuso dos cristais aumenta a presso de vapor e faz com que a gua


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migre para zonas com presso de vapor mais baixa, o que provoca que as partes prximas dasuperfcie se desidratem.

Quando a temperatura abaixa novamente, no se formam novos ncleos, mas sim que oscristais existentes aumentem de tamanho, dando uma perda de qualidade semelhante a que seproduz no processo de congelamento lento.

3.3. tempo e velocidade de congelamentoSe a temperatura do alimento for monitorada no centro trmico do alimento (o ponto que se

resfria mais lentamente) conforme o calor for sendo removido, vai ser obtida uma curva com asseguintes caractersticas:

De acordo com a figura, tem-se:Segmento AS o alimento resfriado abaixo de sua temperatura de congelamento, o

qual, com exceo da gua pura, sempre abaixo de 0 C. No ponto S a gua permanece noestado lquido, embora a temperatura esteja abaixo do ponto de congelamento. Este fenmeno chamado de super-resfriamento, podendo ocorrer at 10C abaixo do ponto de congelamento.

Segmento SB a temperatura aumenta rapidamente para o ponto de congelamentoconforme cristais de gelo comeam a ser formados e calor latente de cristalizao liberado.

Segmento BC calor removido do alimento na mesma taxa de antes, mas o calorlatente sendo liberado pela formao de cristais de gelo faz com que a temperatura permaneaquase constante. O ponto de congelamento vai diminuindo pelo aumento da concentrao desolutos no lquido no congelado e a temperatura decresce lentamente. neste estgio que seforma a maior parte do gelo.

Segmento CD um dos solutos se torna supersaturado e cristaliza, liberando calor latentede cristalizao e a temperatura aumenta at a temperatura euttica do soluto.

Segmento DE cristalizao da gua e solutos continua e o tempo total no plat decongelamento determinado pela taxa na qual o calor removido.

Segmento EF a temperatura da mistura gua-gelo decresce at alcanar a temperatura

do congelador.Assim, o tempo de congelamento pode ser definido como o tempo decorrido desde o

incio do estgio de congelamento at que a temperatura final seja atingida.J a taxa de congelamento, dada em C/h, a diferena entre a temperatura inicial e final

dividida pelo tempo de congelamento. Deve ser estabelecida numa regio do produto, geralmenteentre o centro trmico e a superfcie.

A velocidade de congelamento, dada em cm/h, pode ser avaliada pela velocidade dedeslocamento da frente de gelo atravs do produto. maior prximo superfcie e mais lento


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prximo do centro. o valor que parece indicar com mais clareza o que vem a ser congelamentorpido ou lento.

Por exemplo, no processo de congelamento lento a velocidade de congelamento de at0,2cm.h-1; no congelamento rpido, que pode ser obtido por circulao forada de ar, por imerso,fluidizao, placas, dixido de carbono ou nitrognio, a velocidade de congelamento varia de 0,5 a3,0 cm.h-1. J no congelamento ultra-rpido, a velocidade de congelamento pode variar de 5 a 100cm.h-1.

A conseqncia mais significativa da velocidade de congelamento reside no tamanho doscristais de gelo, sendo que a maior velocidade de retirada de calor ensejar a formao de grandequantidade de pequenos cristais, ao passo que a velocidade lenta proporcionar a formao demaiores cristais, os quais podero romper os tecidos, como mostra a figura a seguir:

A figura a seguir mostra como varia a temperatura de um produto alimentcio e osintervalos de tempos e temperaturas que so crticos para obteno de um produto em condiesde se manter congelado por um tempo longo.


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4. Instalaes mecnicasA segunda metade do sculo 19 foi o marco da industrializao do frio a partir do

desenvolvimento da refrigerao mecnica. Apesar deste desenvolvimento tecnolgico naproduo industrial do frio, o crescimento das indstrias de alimentos congelados foi lento,principalmente devido a trs fatores:

1 Fatores econmicos pelo fato de que o processo utilizando frio caro devido aoinvestimento na construo das cmaras, no equipamento de produo de frio e tambm pelocusto da estocagem dos produtos congelados;

2 Fatores tecnolgicos pela inexistncia de uma cadeia de frio e problemas dedistribuio dos alimentos refrigerados ou congelados devido a falta de entrepostos paraestocagem adequada;

3 Fatores sociais tendo em vista que nem sempre os processos iniciais derefrigerao ou congelamento geraram produtos de boa qualidade, associado a preconceitos, faltade equipamentos de conservao domstica e hbitos alimentares, dificultou a disseminaodestes produtos.

As instalaes industriais de produo e manuteno de condies de baixas temperaturaspodem ser divididas na cmara propriamente dita e no sistema de produo de frio. A cmarafrigorfica um elemento de importncia no processo de frigorificao, sendo um recinto totalmenteisolado utilizado para condies controladas de estocagem com auxlio de refrigerao. Ascmaras podem ser dos seguintes tipos:

- instalaes com temperaturas acima de 0o C (cmaras de refrigerao);- instalaes a baixas temperaturas, onde reconhecida a necessidade de valores

inferiores a 18o C (cmaras de congelamento e estocagem);


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- instalaes com atmosfera controlada (cmaras com adio ou retirada de algumcomponente do ar de seu interior).

O sistema de produo de frio est baseado na compresso, liquefao e expanso de umgs, denominado fluido frigorgeno ou refrigerante, e o sistema mecnico como um todo composto de trs partes distintas:

Compressor: equipamento que tem a funo de aspirar os gases do fluido frigorgenoproduzidos no evaporador, propiciando forte compresso ao fluido refrigerante, fornecendo aomesmo o calor perdido pelo mesmo no evaporador e enviando-o ao condensador.

Condensador: parte do sistema de frio formado por um conjunto de tubos que soresfriados por imerso em gua ou por corrente de gua. Dessa forma, o gs provindo docompressor liquefaz-se pela retirado do calor de compresso e o calor absorvido no evaporador,da sendo encaminhado ao depsito. Os condensadores podem ser resfriados a gua, a ar e pelacombinao gua e ar.

Evaporador: a parte de baixa presso do sistema, na qual o refrigerante lquido evapora,absorvendo calor a medida que muda de estado. um equipamento composto por uma srie detubos que podem ser lisos ou aletados situados dentro da cmara. A evaporao do fluidorefrigerante, controlado por uma vlvula solenide, retira do ambiente o calor latente devaporizao, dessa forma resfriando o ar da cmara e retornando ao compressor para novacompresso e retorno ao sistema. o evaporador que realiza o propsito fundamental do sistema,a refrigerao do ambiente.

Os fluidos refrigerantes devem ter baixo ponto de ebulio, no serem inflamveis ouexplosivos, ter altos calores latente de vaporizao e no serem corrosivos, como o dixido decarbono, a amnia e os hidrocarbonetos fluorados, como o freon 11 tricloro monofluor metano e ofreon 12 dicloro difluor metano.

5. Transmisso de calor nos alimentosO calor uma forma de energia que pode ser transportada ou transmitida de um sistema

para outro, pela diferena de temperatura. Como a tendncia natural do calor passar do corpoquente para o frio, a refrigerao e o congelamento necessitam criar um fluxo de calor no sentidocontrrio ao do gradiente trmico natural, exigindo dispndio de energia utilizvel.

Chama-se Potncia frigorfica ou Carga Trmica a quantidade de calor a ser retirada deum sistema pela instalao frigorfica na unidade de tempo. medida em frigorias, quecorresponde a uma quilocaloria retirada ou negativa. baseado no clculo da Carga Trmica que

se calcula a potncia de uma instalao frigorfica, dessa forma, se a quantidade de produtoestocado numa cmara superar o valor da Carga Trmica prevista para a mesma, as condies deestocagem no sero as ideais,

A transmisso de calor nos alimentos pode ser feita por conduo ou conveco. Natransmisso de calor por conduo em um alimento slido o frio vai progredindo atravs doalimento pela retirada de calor. H formao de um gradiente trmico em direo ao centro doalimento (ponto mais quente). Nos alimentos com teor de umidade intermediria h predominnciadesse tipo de transmisso de calor.

Na transmisso de calor por conveco, para os alimentos lquidos ou pastosos, a retiradado calor formam correntes frias de conveco, que descem pela regio do centro do alimento, epelas abordas sobem as correntes quentes, de menor densidade.

6. A gua nos alimentos

A gua o principal componente dos alimentos, chegando a compor em alguns vegetaisfrescos 97 a 98% do peso. Portanto, a natureza e fora de sua associao com outroscomponentes tm papel importante nas propriedades e estabilidade dos alimentos refrigerados,tanto resfriados como congelados. Considerando uma curva de resfriamento da gua puraconstata-se que existem as seguintes partes:

- Primeiro ramo, que corresponde retirada do calor sensvel da gua;- Patamar de temperatura, que perdura por determinado tempo, exatamente enquanto

ocorre a cristalizao da gua. Varia em funo:- a) da quantidade de gua;- b) da capacidade do equipamento.


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O estacionamento da temperatura em 0C devido dissipao do calor latente de fusoou congelamento. Aps este patamar, quando toda gua estiver congelada, ocorre novoabaixamento da temperatura, devido a retirada do calor sensvel, formando o terceiro ramo dacurva. Nos materiais biolgicos a gua se encontra em quatro formas:

a) gua livre: o soluto de todos os lquidos biolgicos, contendo compostosqumicos do material, cada um em sistemas especficos e grau de disperso.

Solidificando como gelo puro.b) gua de constituio: est presente nos sistemas macromoleculares, masque pode ser separada como gelo, induzindo morte das clulas.

c) gua de adsoro: aquela ligada diretamente aos compostos slidos e nocongela mesmo nas baixas temperaturas. Por exemplo, no processo deliofilizao s removida no segundo estgio, ao passo que a gua livre e deconstituio so retiradas no primeiro estgio.

d) gua de cristalizao: como apresenta ligaes extremamente fortes e fazparte do sistema cristalino do produto atravs dos hidratos, somente pode serretirada sob condies extremas de temperatura, aps destruio da estruturacristalina.

Como se pode ver, o congelamento um processo extremamente complexo, sob influncia

de grande nmero de variveis, como colides, emulses e gases, alm de estruturas celulares.Nem todo o contedo de umidade do alimento congela com o processo de abaixamento datemperatura, pois a percentagem de gua congelada varia em funo da temperatura e do produto,como mostra a tabela a seguir:

Tabela 3: Porcentagem de gua congelada em diferentes produtos etemperaturas

Produto % de gua % de gua congelada-5C -10C -15C -20C -30C

Gema de ovo 50 80 85 86 87 87Suco frutas 88 72 85 90 93 96Ervilha 76 64 80 86 89 92Espinafre 90 88 93 95 96 97

Carne magra 74 74 82 85 87 88

Para os sistemas biolgicos o processo de congelamento complexo em funo de umgrande nmero de variveis, sendo que a temperatura de congelamento da gua dos vegetaisdepende do seu teor de solveis. As frutas e hortalias contm, de forma geral, 75 a 95% de gua,4 a 23% de slidos solveis e de 0,5 a 8% de slidos insolveis. Devido larga faixa de slidossolveis, o congelamento desses produtos varia de temperaturas que vo de 0,5C a 3,5C.

Quando a temperatura atinge o valor de congelamento o gelo formado nessa primeiraetapa , na verdade gua retirada da soluo e provocar uma concentrao maior da soluorestante, o que exigir que a temperatura seja novamente reduzida para continuidade docongelamento.


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Figura 2 Porcentagem de gua congelada na carne.

No processo de congelamento, a progressiva separao de gua como gelo reduz o graude hidratao, principalmente no congelamento lento, em decorrncia da floculao da casena. Noproduto resfriado, com o decorrer do tempo ocorre o processo denominado sinerese, onde ocorre aliberao de soluo coloidal, podendo ocorrer em pudins ou recheios.

7. Temperatura de estocagemO principal objetivo do congelamento a conservao do produto alimentcio em

condies de oferecer uma qualidade desejvel para o consumo dentro de custos convenientes.

Um ponto a ser observado o que corresponde estocagem frigorificada, que pode reduzir asvantagens de um bom processo de congelamento. A temperatura tem importante papel namanuteno da qualidade, recomendando-se valores abaixo de 18o C, pois o crescimentomicrobiano inibido, mas certas reaes enzimticas e no enzimticas prosseguem, porm emtaxas muito pequenas.

Assim, quanto mais baixa for a temperatura de estocagem maior ser o tempo que oproduto resistir semperder qualidade. H que se distinguir:

Tempo de Alta Qualidade (TAQ), que definido como o tempo decorrido entre ocongelamento e o momento que se observa uma variao sensorial.


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Tempo Prtico de Estocagem (TPE), que o perodo de estocagem aps ocongelamento em que o produto retm suas propriedades caractersticas e continua adequado aoconsumo. A figura mostra a diferena entre os dias de estocagem de produtos com e semmetabolismo e na forma de produtos refrigerados e congelados.

Quando o produto refrigerado ou congelado ter-se- uma carga trmica formadabasicamente pela retirada de calor de forma a reduzir sua temperatura at o nvel desejado. J naestocagem dos produtos deve-se levar em conta o isolamento trmico, abertura da porta,iluminao, pessoas e motores. No caso de frutas e hortalias frescas refrigeradas deve-setambm levar em considerao o calor de respirao.

No entanto, a parcela de calor que precisa ser retirada durante o processo de resfriamentoou congelamento dos produtos bem maior quando comparada com a de estocagem refrigeradaou congelada dos produtos. Por exemplo, na estocagem de 20 toneladas de um produto a -25 Cso necessrios a retirada de 2.500 kcal/hora, com uma capacidade instalada de 4 HP; ao passoque o congelamento de 1 tonelada de produto por hora at -25 C necessita de uma potncia de100 HP para a retirada de 100.000 kcal/hora.

8. Mtodos e equipamentos de congelamentoOs equipamentos de refrigerao e congelamento de alimentos podem ser agrupados em

funo do meio de transmisso trmica nas seguintes categorias:


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contato direto congeladores de placas, de correia e de tambor; congeladores por ar forado cmaras frigorficas, tneis de congelamento, etc; congeladores criognicos utilizam nitrognio ou dixido de carbono lquido. congeladores por imerso utilizam a imerso do produto em soluo refrigerante.Destes tipos de equipamentos os mais amplamente utilizados na indstria de alimentos

so os congeladores de placas (contato direto) e circulao forada de ar (tneis).

Os equipamentos de refrigerao e congelamento tambm podem ser classificados como:- Sistemas de refrigerao mecnicos, nos quais um fluido refrigerante evaporado

e comprimido num circuito fechado. Estes congeladores usam como meio de congelamento o arfrio, um lquido ou superfcies frias.

- Congeladores criognicos, que utilizam o anidrido carbnico, o nitrognio lquidoou o freon, que entram em contato direto com o alimento.

A escolha do sistema de congelamento adequado deve levar em considerao asseguintes condies:

(1) a velocidade de congelamento exigida pelo alimento;(2) - o tamanho, forma e sistema de embalagem do alimento;(3) - se o sistema de congelamento contnuo ou descontnuo.

Outro sistema de classificao dos equipamentos se baseia na velocidade que migra a

frente de congelamento dentro do alimento a seguinte: congeladores lentos (0,2 cm/h) (slow freezers). A este grupo pertencem os sistemasde congelamento por conveco e os armazns de estocagem congelada.

congeladores semi-rpidos (0,5 3,0 cm/h) (quick freezers) como os tneis de arforado e os congeladores de placas.

congeladores rpidos (5 10 cm/h) (rapid freezers), como os congeladores em leitofluidizado.

congeladores ultra-rpidos (10 100 cm/h) (ultrarapid freezers), que so oscongeladores criognicos.A preservao de alimentos pelo frio pode ser dividida em duas fases principais. A primeira

refere-se ao clculo das necessidades de frio para o processo de resfriamento, congelamento ouestocagem, podendo assim dimensionar o sistema completo de refrigerao em funo do valor datemperatura do refrigerante exigida por condies do processo.

A segunda parte refere-se seleo do resfriador propriamente dito, que englobabasicamente trs requisitos:- obteno de informaes necessria para a taxa de resfriamento exigida sob o ponto

de vista da qualidade;- determinar a combinao de condies externas (meio de resfriamento, temperatura

e vazo deste meio) que permitir a obteno da taxa de resfriamento tima doproduto em funo de suas propriedades;

- selecionar o equipamento que permitir a obteno das condies de operaoprevistas.

A Congeladores de contato diretoA.1 congeladores de placasBaseados na transferncia de calor por conduo entre o produto e as superfcies de duas

placas metlicas entre as quais disposto o produto. Podem ser horizontais ou verticais, com 15 a20 placas mveis montadas dentro de um gabinete isolado, sendo acionadas por um sistema deelevador para exercer presso sobre o produto. Estas placas so ocas, no interior das quais circulao fluido frigorgeno a - 40. Podem ser de funcionamento contnuo, semicontnuo ou descontnuos,destinados para alimentos planos ou de pouca espessura (fils de peixe, hambrgueres, etc.), osquais ficam em contato ntimo com as superfcies de contato, evitando a deformao eaumentando a taxa de transmisso do frio.

Os produtos devem estar colocados em embalagens com dimenses uniformes,retangulares, com espessuras usuais de 25 a 100 mm. O tempo de congelamento de vegetais emembalagens com 25, 50 e 100 mm de espessura de aproximadamente 30, 90 e 240 minutos. A


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ttulo de ilustrao, para uma embalagem de 50 mm de espessura o tempo de congelamento sermetade quando comparado com circulao forada de ar.

A capacidade das instalaes descontnuas varia de 90 a 2.700 kg/h, tendo comovantagem o baixo custo de operao, ocupar pouco espao, elevado coeficiente de transfernciade calor e ocasionar pouca desidratao dos alimentos. Como desvantagem, podem ser citados ocusto do investimento inicial e ter aplicao apenas para produtos de pouca espessura.

As vantagens do congelador de placas so as seguintes:1) produzem uma embalagem uniforme e de boa forma, com um mnimo de vazios;2) requerem uma rea mnima de superfcie;3) congelam fils de peixe embalados rpida e economicamente;4) no requerem degelo das placas se a unidade for operada corretamente.

As desvantagens desse tipo de congelador incluem:1) requer muito manuseio na carga e descarga do produto;2) congela produtos embalados com espao de ar muito lentamente;3) limitado para produtos embalados em caixas de papelo.

B. congeladores com ar foradoEstes equipamentos so baseados no princpio de transferncia de calor por conveco,

utilizando ar em alta velocidade (3 a 8 m/s) e baixa temperatura (-30 a -45 C). Em certos casos,alimentos de grande massa, como carcaas bovinas ou grandes caixas de produtos socongelados em cmaras com circulao natural ou forada de ar. O congelamento por ar foradoocorre em boas condies quando se tm equipamentos projetados para tal fim, como tneis,congeladores de correia, de leito fluidizado, etc.


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B.1. congeladores de correiasServem para congelar camadas delgadas de produtos lquidos ou pastosos, que so

colocados sobre correia de ao inoxidvel ou entre duas correias, onde a espessura do produtopode alcanar at 40 mm. Podem ter uma s correia, correias superpostas ou em espiral. Na maiorparte dos congeladores o ar insuflado verticalmente e forado atravs dos produtos, que devemestar numa camada de espessura adequada.

B.2 congeladores de tambor um congelador de correia mais compacto, com o tambor podendo ser horizontal ou

vertical, podendo congelar os mesmos produtos dos congeladores de correia. Geralmente utilizado para congelar camadas delgadas de produtos lquidos ou pastosos, carnes preparadas efils de pescado.

B.3. Cmaras frigorficasAs cmaras de congelamento so utilizadas para congelar produtos em grande

quantidade. As paredes so cobertas por tubos para a evaporao direta do fluido frigorgeno(normalmente amnia) e o ar move-se pouco. A temperatura geralmente de 25o C, podendo serutilizadas para qualquer produto.

B.4. Tneis de congelamentoSo as cmaras dotadas de evaporadores e ventiladores, onde o ar frio circula sobre os

produtos colocados em bandejas dispostas sobre carros que percorrem o tnel, isolados ou emsrie. A disposio dos evaporadores e ventiladores permite que o fluxo de ar possa ser feito nosentido transversal ou longitudinal, sendo que se ter melhor distribuio da temperatura nosentido transversal. A transferncia de calor depende das dimenses e formas dos produtos(espessura), da condutividade trmica de cada produto e do coeficiente de transferncia trmicasuperficial (parmetro essencial para congelamento por ar forado, que aumenta com a velocidadedo ar).

um equipamento muito flexvel, adaptando-se a produtos de todas as dimenses eformas, sendo mais conveniente utilizar produtos embalados, pois o congelamento a granel poderformar aglomerados ou congelar o produto na superfcie da esteira, causando danos quandoretirados mecanicamente, bem como para evitar que os mesmos percam peso pela desidratao.


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B.5. Leito fluidizadoEquipamento adequado para produtos de pequenas dimenses o congelador de leito

fluidizado, processo que apresenta vantagens para produtos uniformes e pequenos, consiste emmanter o produto flutuando ou em constante movimento em fluxo de ar com baixa temperatura. Amelhor distribuio do ar e o deslocamento do produto so feitos atravs do emprego de umaesteira que se desloca no interior do tnel , com o ar sendo lanado de baixo para cima.

Outro tipo tem uma bandeja perfurada fixa, na qual tem intensa trepidao para evitaraglomerao do produto. Atravs da trepidao e do fluxo intermitente de ar frio promovido o

deslocamento do produto ao longo do tnel. A fluidizao uma boa combinao de altavelocidade de congelamento, custo aceitvel e qualidade, porm exige pequenas dimenses dosprodutos, sendo que o produto dever ser selecionado, a esteira no ficar sobrecarregada eexecutar correta operao do equipamento.

Este mtodo de congelamento apresenta algumas vantagens ao congelamento de correiatransportadora:

a) o produto verdadeiramente congelado de forma individual, inclusive quando tem atendncia natural de aglomerar-se;

b) se a carga se reduz, esta no afeta a distribuio de ar;c) um leito fluidizado profundo pode ser utilizado para produtos que tenham muita umidade.


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C Congeladores criognicosProcesso que envolve a exposio do produto a uma atmosfera abaixo de 60 o C, para o

que utilizado o nitrognio lquido ou o dixido de carbono, cujas temperaturas de evaporaoso, respectivamente, de 195o C e 78o C presso atmosfrica, mudando de estado em funodo calor que absorve do produto.. O produto movimentado atravs de esteiras ou disposto emcarrinhos no interior do gabinete. O nitrognio lquido aspergido sobre a esteira e os vaporescirculados por meio de ventiladores em contra-corrente com o produto fresco, submetendo-o a umresfriamento prvio.

Quando o nitrognio entra em contato com o alimento, 48% de sua capacidade de

congelamento (entalpia) corresponde ao calor latente de congelamento que rouba do alimento parapassar ao estado gasoso. Os 52% de sua entalpia fica no gs resfriado e por ele que onitrognio, em forma gasosa, recirculado para aproveitar toda sua capacidade de congelamento.

A capacidade de congelamento destas instalaes varia de 500 a 9.000 kg. h-1, sendo queo processo tem a vantagem de reduzir o tempo de congelamento, a desidratao e melhora aqualidade do produto. As desvantagens so o alto custo do refrigerante e o risco do alimentocaptar uma quantidade excessiva do refrigerante. Em alguns pases, a concentrao mximapermitida de 300 mg.kg-1. Tanto o nitrognio como o dixido de carbono so incolores, inodorose inertes.


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Bibliografia recomendada

Alimentos congelados - Procesado y Distribucin. Instituto Internacional del Frio. Ed. Acribia, 1990Toledo, R.T. Fundamentals of Food Process Engineering. Second Edition, Van Nostrand, 1990Curso de Alimentos Desidratados. Instituto de Tecnologia de Alimentos. Campinas, 1981Brennan et al. Las operaciones de la ingenieria de los alimentos. Ed. Acribia, 1980Fellows, Peter. Food processing technology: principles and practice. Cambridge, England:Woodhead Pub. 2000. CD-ROMGava, A.J. Principios de tecnologia de alimentos, Novel, 1998Singh, P. Heldman, D.R.. Introduccin a la ingenieria de los alimentos. Ed. Acribia, 1998Pereda, J.O. Tecnologa de los Alimentos. Vol. I Componentes de los alimentos y procesos. Ed.

Sntesis, 1998.Silva, J.A. Tpicos da Tecnologia dos Alimentos. Livraria Varela, 2.000Stoecker, W.F.; Saiz Jabardo, J.M. Refrigerao Industrial, Edgar Blcher Ltda. 2.002Mujumdar, A.S. Handbook of Industrial Drying, 2th Ed. Marcel Dekker, Inc. 1995.IBF - Instituto Brasileiro do Frio ABRAVA Associao Brasileira de Refrigerao, ArCondicionado e Aquecimento Ed. Lincoln Camargo Campinas 1991Alimentos Enlatados Princpios de Controle do Processo Trmico, Acidificao e Avaliao doFechamento de Recipientes Food Processors Institute USA traduzido por membros doInstituto de Tecnologia de Alimentos Campinas SP 2001.Princpios de Esterilizao de Alimentos Manual tcnico n 10 2a Edio Coord. Silvia P.M.Germer, Silvia Cristina S.R. de Moura Instituto de Tecnologia de Alimentos Campinas SP -1995Resfriamento e Congelamento na Indstria da Carne Coord. Manuel Pinto Neto Centro detecnologia de Carnes (CTC/ITAL) Campinas SP 1996.Lewis, Michael. Continuous thermal processing: pasteurization and UHT sterilization. Gaithersburg,Maryland: Aspen, 2000. CD-ROM.Food preservation techniques. Boca Raton: CRC Press, 2003. CD-ROM.Thermal technologies in food processing. Boca Raton: CRC Press. 2001. CD-ROM.Greensmith, M. Practical dehydration. Cambridge: Woodhead Publishing, 1998. CD-ROM.Brennan, J.G. Food dehydration: a dictionary and guide. London: Butherworth Heinemann, 1994Handbook of food engineering practice. Boca Raton: CRC Press, 1997.


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Efeito dos processos de congelamento nos tecidos vegetais, sendo o processo (a) decongelamento lento, enquanto o processo (b) mostra o resultado do congelamento rpido.

conservação pelo frio a

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