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.

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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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64

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