EDUARDO AUGUSTO DE OLIVEIRA
CONTROLE DE QUALIDADE
EM
REFRIGERANTE
Londrina
2007
EDUARDO AUGUSTO DE OLIVEIRA
CONTROLE DE QUALIDADE
EM
REFRIGERANTE
Monografia apresentada no Curso de
Pós-Graduação, em Engenharia de
Produção com enfoque em Pesquisa
Operacional, da Universidade Estadual de
Londrina, como requisito para conclusão
do Curso.
Orientador: Prof. Dr. WALDIR MEDRI
Londrina
2007
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS
DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Catalogação na publicação elaborada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da Universidade Estadual de Londrina.
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
O48c
Oliveira, Eduardo Augusto de.
Controle de qualidade em refrigerante / Eduardo Augusto de Oliveira. –
Londrina, 2007.
44f. : il.
Orientador: Waldir Medri.
Monografia (Especialização em Engenharia de Produção com enfoque em
Pesquisa Operacional ) − Universidade Estadual de Londrina, Centro de
Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção com
enfoque em Pesquisa Operacional, 2007.
Inclui bibliografia.
1. Controle de qualidade – Monografias. 2. Refrigerantes – Indústrias –
Controle de qualidade – Monografias. 3. Engenharia de produção – Métodos
estatísticos – Monografias. I. Medri, Waldir. II. Universidade Estadual de
Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós – Graduação em
Engenharia de Produção com enfoque em Pesquisa Operacional. III. Título.
CDU 658.56
EDUARDO AUGUSTO DE OLIVEIRA
CONTROLE DE QUALIDADE EM REFRIGERANTE
Monografia apresentada no Curso de
Pós-Graduação, em Engenharia de
Produção com enfoque em Pesquisa
Operacional, da Universidade Estadual de
Londrina, como requisito para conclusão
do Curso.
COMISSÃO EXAMINADORA
______________________________________
Prof. Dr. WALDIR MEDRI (Orientador)
Universidade Estadual de Londrina
______________________________________
Prof. Dr. LEONARDO STURION
Universidade Estadual de Londrina
______________________________________
Prof. Ms. JOSÉ CARLOS C. LOURENÇO
Universidade Estadual de Londrina
Londrina, ____ de __________ de 2007.
DEDICATÓRIA
À
memória
de
meu
pai,
Izidoro
Francisco de Oliveira, exemplo de vida,
honestidade e sucesso. Representação
maior do significado da vitória.
A minha esposa Ana Paula e meu filho
Vinícius Augusto.
A minha mãe Maria Aparecida, as
minhas irmãs Iara e Ieda e meus
sobrinhos Paulo Henrique, Ney Rafael,
Luiz Felipe e Vitor Amâncio.
AGRADECIMENTOS
A Deus, em primeiro lugar, por iluminar meus caminhos, sempre
estar me acompanhando e me ajudando nos momentos de dificuldade.
Ao Prof. Dr. WALDIR MEDRI, pela incondicional amizade, pelo
apoio durante a realização deste trabalho. Meu respeito e admiração.
Aos meus colegas de pós – graduação pela agradável convivência e
troca de experiências.
À minha família, que me incentivou e contribuiu para que esse sonho
se tornasse realidade, em especial a minha esposa, Ana Paula, que acreditou, me
compreendeu nas horas mais complicadas deste processo e a todos os familiares e
amigos em especial àqueles que acreditaram e confiaram em meus propósitos.
Aos professores da Engenharia de Produção, pala capacidade,
dedicação, cientificismo e dignidade nas informações ministradas.
Ao senhor Antenor Balan, pelo incentivo e apoio na realização
deste curso, pela valiosa ajuda e apoio à minha carreira profissional.
À empresa Irmãos Balan & Cia Ltda a qual desenvolvo minhas
atividades, que proporciona um grande laboratório para minha vida profissional,
meus respeitosos agradecimentos.
Enfim, a todos que me apoiaram, ajudaram, estimularam e
souberam compreender meus períodos de ausência.
"As
pequenas
oportunidades
são,
freqüentemente, o início de grandes
empreendimentos."
Demóstenes
Oliveira, Eduardo Augusto. Controle de Qualidade em Refrigerantes. 2007.
Monografia (Especialização em Engenharia de Produção) – Universidade Estadual
de Londrina.
RESUMO
No mundo globalizado, a crescente competitividade entre as indústrias de
refrigerantes traz a necessidade de oferecer produtos com qualidade e,
principalmente, com baixo custo, capazes de satisfazer o mercado e o consumidor
cada vez mais exigente. Este trabalho tem como objetivo mostrar a importância do
controle de qualidade aliado às ferramentas do controle estatístico de processo, em
especial as cartas controles, um modo simples, mas muito eficaz, de controle de
processo usando como parâmetro o brix do produto. Desta maneira foi possível
através de dados coletados durante o período de um ano demonstrar claramente a
importância das ferramentas de controle estatístico de qualidade visando à
lucratividade da empresa, sem prejudicar qualidade do produto. Este estudo não tem
a pretensão de exaurir o tema, mas servirá de mais uma fonte de pesquisa para
futuros trabalhos.
Palavras Chaves: refrigerante, controle de qualidade, brix, controle estatístico de
processo.
ABSTRACT
Nowadays, the growing competition between the soft drinks industries shows the
need of offering high–quality products with low costs, which are able of satisfying the
market and the increasing demand from consumers. This study aims to show the
quality control’s importance when associated with tools from the statistical control of
process, especially control cards, a simple and effective type of process control using
as parameter the product’s brix. Collecting data along one year, it was possible to
clearly demonstrate the importance of applying tools from the statistical control of
process in order to improve the company’s profit, without harming the product’s
quality. This study hasn’t the objective of closing the subject, but it will be a model for
future researches.
Keywords: soft drinks, quality control, brix, statistical control of process.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Estrutura Molecular do Açúcar ....................................................................18
Figura 2 Picnómetro Utilizado na Determinação da Densidade do Produto..............26
Figura 3 Refratômetro de Bancada Modelo RE 20 B BRIX .......................................27
Figura 4 Sacarímetros Utilizados para Leitura de ºBrix de Bebida e Xarope.............29
Figura 5 Flutuação do Sacarímetro na Amostra ........................................................29
Figura 6 Leitura do sacarímetro.................................................................................30
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 Carta Controle Anual de Produção de Refrigerante de Guaraná ...............31
Gráfico 2 Carta Controle Mensal do Mês de Julho 2005 ...........................................32
Gráfico 3 Carta Controle Mensal do Mês de Agosto 2005 ........................................32
Gráfico 4 Carta Controle Mensal do Mês de Setembro 2005 ....................................33
Gráfico 5 Carta Controle Mensal do Mês de Outubro 2005.......................................33
Gráfico 6 Carta Controle Mensal do Mês de Novembro 2005 ...................................34
Gráfico 7 Carta Controle Mensal do Mês de Dezembro 2005 ...................................34
Gráfico 8 Carta Controle Mensal do Mês de Janeiro 2006 ........................................35
Gráfico 9 Carta Controle Mensal do Mês de Fevereiro 2006.....................................35
Gráfico 10 Carta Controle Mensal do Mês de Março 2006........................................36
Gráfico 11 Carta Controle Mensal do Mês de Abril 2006 ..........................................36
Gráfico 12 Carta Controle Mensal do Mês de Maio 2006..........................................37
Gráfico 13 Carta Controle Mensal do Mês de Junho 2006 ........................................37
Gráfico 14 Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná do dia
16/08/2005.................................................................................................................38
Gráfico 15 Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná do dia
01/11/2005.................................................................................................................39
Gráfico 16 Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná do dia
02/02/2006.................................................................................................................39
Gráfico 17 Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná do dia
11/05/2006.................................................................................................................40
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................13
1.1 Objetivo do trabalho ............................................................................................15
2 DESENVOLVIMENTO............................................................................................16
2.1 EXTRATO...............................................................................................................16
2.1.1 Extrato em Porcentagem Peso / Peso (% p/p) .................................................16
2.2 AÇUCAR ................................................................................................................16
2.2.1 Tipos de Açúcar................................................................................................17
2.2.2 Etimologia.........................................................................................................18
2.3 Conservantes ......................................................................................................18
2.3.1 Função dos Conservantes................................................................................19
2.3.2 Ácido Benzóico.................................................................................................20
2.3.2.1 Aplicação do ácido benzóico .........................................................................21
2.3.3 Ácido Sórbico ...................................................................................................21
2.3.3.1 Aplicação do ácido sórbico ............................................................................23
2.4 Acidulante............................................................................................................24
2.4.1 Ácido Cítrico .....................................................................................................24
2.4.1.1 Aplicação do ácido cítrico ..............................................................................25
2.5 MÉTODOS..............................................................................................................25
2.5.1 Método Picnométrico ........................................................................................26
2.5.2 Método Refratométrico .....................................................................................27
2.5.3 Método Aerométrica .........................................................................................27
2.5.3.1 Preparo da amostra .......................................................................................28
2.5.3.2 Procedimento de leitura.................................................................................30
2.5.3.3 Cálculo do resultado ......................................................................................30
3 RESULTADOS .......................................................................................................31
4 CONCLUSÃO.........................................................................................................41
REFERÊNCIAS .........................................................................................................42
13
1 INTRODUÇÃO
Refrigerante é um gênero de bebida, normalmente com elevadas
quantidades de corantes e conservantes, e que quando não são nas suas versões
light ou diet contêm também um elevado teor de açúcar, com aroma sintetizado de
fruta e gás carbônico dando o aspecto borbulhante.
Os refrigerantes apareceram em 1676, em Paris, por iniciativa da
empresa Limonadiers, que apresentou uma bebida que misturava água com sumo
de limão e açúcar.
Quase um século depois, em 1772, Joseph Priestley foi o primeiro a
fazer experiências para gaseificar líquidos, mas foi só em 1830 que se iniciou a
comercialização da água mineral, tanto natural como artificial. Foi nesta época que
se vulgarizou a venda de água engarrafada graças ao desenvolvimento do processo
industrial de engarrafamento.
Entretanto,
os
farmacêuticos
através
da
combinação
de
ingredientes foram tentando desenvolver as propriedades curativas das bebidas
gaseificadas, o que levou ao aparecimento de refrigerantes com novos sabores,
como ginger ale, lima limão e o sabor cola, lançado em 1886 pela famosa CocaCola.
A massificação dos refrigerantes deu-se no século XX, muito por
causa da publicidade que levou a que marcas como a Coca-Cola ou a Pepsi-Cola se
tornassem conhecidas por todo o mundo. (Enciclopédia)
O Brasil é o 3º maior mercado de refrigerante do mundo, depois dos
Estados Unidos com 49 bilhões de litros e México com 14 bilhões de litros, (Berto,
2001).
O mercado brasileiro de refrigerantes tem grande potencial para
expansão, uma vez que o consumo per capita do Brasil é baixo quando comparado
14
com os índices de consumo de países cujas características geográficas e climáticas
não são propícias ao consumo de refrigerantes durante o ano todo (Excessiva,
2000). O Brasil é o 25º país em consumo (69 Litros/ pessoa/ ano) de refrigerantes
(Berto, 2001). O brasileiro consome em média 65 litros de refrigerantes ao ano, o
que o coloca em 17º lugar no ranking mundial de consumo per cápita (ABIR, 2007).
A produção de refrigerantes durante todo ano de 2006 foi de 13
bilhões de litros, já os meses de janeiro, fevereiro e março de 2007 de 3,7 bilhões,
foram melhores do que o mesmo período de 2006 em todos os segmentos do setor.
O setor de refrigerantes e bebidas não alcoólicas é composto por
835 fabricantes de refrigerantes, 512 fabricantes de sucos, 238 fabricantes de outras
bebidas não alcoólicas (chá, isotônicos, energéticos, água de côco, etc) e 505
fabricantes de águas. A maior concentração ocorre nas regiões Sudoeste e Sul.
Uma
das
operações
mais
importantes
na
fabricação
dos
refrigerantes e o processo da fabricação do xarope simples, o qual pode ser definido
como a solução de açúcar em água potável, que segundo a legislação, deve ter uma
concentração mínima de 62 gramas de açúcar por 100 gramas de solução (Manual
de Métodos Físico – Químicos, 1997).
Quando ocorre a adição de conservantes, sucos, essências, ácidos
e corantes, etc., o xarope simples dá origem ao que podemos chamar de xarope
composto, o qual está diretamente associado ao tipo de refrigerante que se deseja
produzir.
Desta forma parâmetros como extrato, acidez e cor devem permitir
a obtenção de refrigerantes que atendam aos padrões pré estabelecidos para cada
tipo de produto (Manual de Métodos Físico – Químicos, 1997).
Na fabricação dos refrigerantes a base de açúcar, uma das formas
mais empregadas para o controle de processo de produção pelo controle de
qualidade das indústrias, é através do “Brix” da bebida, o qual garante que todos os
15
componentes da formulação estejam em conformidade com a legislação e com o
padrão previamente estabelecido para cada tipo de refrigerante, garantindo assim
suas características organolépticas e microbiológicas.
Através das boas práticas de fabricação, juntamente com análise
do Brix, podemos garantir a qualidade do produto minimizando variações do
processo, atingindo produtividade e reduzindo custos de produção.
O controle estatístico é uma ferramenta utilizada em vários
segmentos, tendo uma maior aplicabilidade na indústria com o objetivo de medir a
variabilidade existente nos processos. No mundo globalizado precisamos nos tornar
altamente competitivos e para tanto eliminamos as barreiras protecionistas dos
nossos produtos, a gestão da qualidade por meio de ferramentas estatísticas vem
melhorando nosso desempenho operacional (BOMFIM, 2007).
1.1 OBJETIVO DO TRABALHO
Este trabalho visa à implementação do controle estatístico na
produção de refrigerante, tendo como objetivo melhorar a gestão dos recursos
disponíveis, diminuindo desperdícios de matéria – primas, detectando falhas de
processos, aumentando assim a produtividade, preservando a qualidade, tornando o
produto mais competitivo no mercado.
16
2 DESENVOLVIMENTO
Este trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Controle de
Qualidade da Indústria de Bebidas Irmãos Balan & Cia Ltda, uma franquia do Grupo
Ambev, situada na Avenida Tiradentes, nº 6631, no município de Londrina – PR, o
qual cedeu suas instalações e resultados de rotina do controle de qualidade, as
quais foram utilizadas para análise dos dados.
2.1 EXTRATO
Fração solubilizada composta basicamente de açúcar, ácidos e sais
presente nos refrigerantes.
2.1.1 Extrato em Porcentagem Peso / Peso (% p/p)
Conhecida como graus Brix, o qual expressa a relação entre a
quantidade em gramas de extrato por 100 gramas de refrigerante.
2.2 AÇÚCAR
O açúcar é uma forma possível dos hidratos de carbono; a forma
mais comum de açúcar consiste em sacarose no estado sólido e cristalino. É usado
para alterar (adoçar) o gosto de bebidas e alimentos. É produzido comercialmente a
partir de cana-de-açúcar ou de beterraba. Também pode ser extraído do milho,
sendo chamado nesse caso de frutose.
Quando o açúcar não é refinado, recebe o nome de açúcar
mascavo.
17
2.2.1 Tipos de Açúcar:
Açúcar refinado granulado - Puro, sem corantes, sem umidade ou
empedramento e com cristais bem definidos e granulometria homogênea, o açúcar
refinado granulado é muito utilizado na indústria farmacêutica, em confeitos, xaropes
de excepcional transparência e mistura seca, em que são importante aspecto visual,
escoamento rápido e solubilidade.
Açúcar refinado amorfo - Com baixa cor, dissolução rápida,
granulometria fina e brancura excelente, o refinado amorfo é utilizado no consumo
doméstico, em misturas sólidas de dissolução instantânea, bolos e confeitos, caldas
transparentes e incolores.
Glaçúcar - O conhecido açúcar de confeiteiro, com grânulos bem
finos, cristalinos, produzido diretamente na usina, sem refino e destinado à indústria
alimentícia, que o utiliza em massas, biscoitos, confeitos e bebidas.
O xarope invertido - Com 1/3 de glicose, 1/3 de frutose e 1/3 de
sacarose, solução aquosa com alto grau de resistência à contaminação
microbiológica, que age contra a cristalização e a umidade, é utilizado em frutas em
calda, sorvetes, balas e caramelos, licores, geléias, biscoitos e bebidas
carbonatadas.
O xarope simples ou açúcar líquido - Transparente e límpido, é
também uma solução aquosa, usada quando é fundamental a ausência de cor, caso
de bebidas claras, balas, doces e produtos farmacêuticos.
Açúcar orgânico - Produto de granulação uniforme, produzido sem
nenhum aditivo químico, na fase agrícola como na industrial, e pode ser encontrado
nas versões clara e dourada. Seu processamento segue princípios internacionais da
agricultura orgânica e é anualmente certificado pelos órgãos competentes. Na
produção do açúcar orgânico, todos os fertilizantes químicos são substituídos por
um sistema integrado de nutrição orgânica para proteger o solo e melhorar suas
18
características físicas e químicas. Evitam-se doenças com o uso de variedades mais
resistentes, e combatem-se pragas, como a broca da cana, com seus inimigos
naturais – vespas, por exemplo.
2.2.2 Etimologia
A palavra açúcar tem sua origem primitiva no termo sânscrito
sharkara que significa "grão", "areia grossa". Chegou à língua portuguesa
provavelmente pelo árabe al zukkar.
Representação estrutural da molécula do açúcar
Figura 1 – estrutura molecular do açúcar
2.3 CONSERVANTES
A preocupação com a possibilidade de proliferação microbiana em
refrigerantes, deixando-os impróprios para o consumo, existe desde o início do
crescimento desta indústria de bebida e atualmente encontra-se em estágio muito
avançado no ramo alimentício (ALMEIDA, 1995).
Os
microorganismos
são
os
principais
responsáveis
pelas
alterações dos alimentos, sendo assim, quase todos os métodos de conservação
são baseados na eliminação total ou parcial destes agentes microbianos ou então na
criação de condições que desfavoreçam o seu crescimento. Com a evolução da
indústria química, várias substâncias foram identificadas com ação antimicrobiana.
Hoje várias delas são permitidas pela legislação brasileira para serem adicionadas
em determinados alimentos numa concentração máxima (GAVA, 1984).
19
O conservante ideal tem que inibir o crescimento de mofo, bactérias
e leveduras; não ser tóxico; ser facilmente metabolizado pelo corpo humano; ser
estável e não reagir com outros aditivos ou componentes naturais dos alimentos
(ROBACH, 1980).
Nos refrigerantes as características físico-químicas específicas,
formam um meio seletivo do ponto de vista microbiológico. Microorganismos
acidófilos como leveduras e bactérias lácticas, bolores e bactérias acéticas,
encontram nestes produtos, excelente meio de nutrição. A porcentagem mais
representativa em termos de contaminação é causada pelas leveduras (ALMEIDA,
1995).
O uso de conservantes em alimentos e a quantidade máxima a ser
utilizada são prescritos pelos órgãos reguladores através do decreto 55.871 de 26
de março de 1965.
2.3.1 Função dos Conservantes
Os conservantes são usados para prevenir ou retardar a
deterioração química ou biológica dos alimentos. Com a seleção correta dos
conservantes, o tempo de prateleira dos produtos pode aumentar substancialmente
(IRIE, 1991).
Em refrigerantes, o desenvolvimento de microorganismos pode ser
ocasionado por dois tipos de fatores: intrínsecos e extrínsecos.
No primeiro caso são aqueles próprios da formulação da bebida
onde se têm variáveis como atividade da água, nutrientes e inibidores, acidez,
carbonatação, potencial de oxi - redução e presença de conservantes químicos
(ALMEIDA, 1995).
Os fatores extrínsecos independem da formulação, mas dependem
do meio externo, tais como natureza, condições e número de microorganismos
20
contaminantes, processo de elaboração da bebida (aquecimento, filtração,
tubulações e equipamentos), materiais de embalagem, condição de armazenamento
(ALMEIDA, 1995).
Quando esses dois fatores são estudados e controlados com
tecnologia e boas práticas de fabricação, a principal função dos conservantes
químicos empregados nos refrigerantes passa a ser de simplesmente um veículo de
segurança para o produto.
2.3.2 Ácido Benzóico
A ação conservadora do ácido benzóico foi descrito pela primeira
vez por H.Freck, no ano de 1.875 quando pesquisava um substituto para o ácido
salicílico. A partir do início do século, entre 1.907 e 1.909, o benzoato de sódio é
aprovado como bom conservante, após extensos estudos coordenados pela
Secretaria de Agricultura dos Estados Unidos (ALMEIDA, 1995).
Ácido
Benzóico
(C6H5COOH)
é
um
pó
cristalino,
branco,
praticamente inodoro de massa molecular 122,12, ponto de fusão 122ºC e com
gosto fracamente ácido (Conservante Bayer ,1993).
Tem sido usados em cosméticos, remédios e na indústria de
alimentar, sendo encontrado naturalmente em ameixa, cravo da índia, canela,
arando, benjoim e ainda nas cenouras (Conservante Bayer, 1993).
O Benzoato de Sódio (C7H5O2Na), o sal sódico do ácido benzóico,
é um pó praticamente inodoro, de sabor fracamente adocicado (Conservante Bayer,
1993). Possui massa molecular 144,11; é mais solúvel em água do que o ácido
benzóico, devido a esta propriedade, é mais utilizado nas indústrias.
Em relação ao consumo humano, o Departamento de Agricultura
dos Estados Unidos, através de testes de toxidade sub – aguda mostraram que o
21
Benzoato de Sódio, em pequenas doses (0,5 gramas por dia) não é prejudicial à
saúde. Em grandes doses (acima de 4,0 gramas por dia), misturado com alimentos
não tem efeito prejudiciais a saúde. No entanto, tem como característica alterar
ligeiramente certos processos biológicos, não alterando o valor biológico dos
alimentos onde ocorre sua utilização (SIMÃO, 1958).
2.3.2.1 Aplicação do ácido benzóico
Ácido Benzóico e Benzoato de Sódio são mais adequados a
alimentos e bebidas que possuam naturalmente pH abaixo de 4,5 ou possam ser
induzidos dentro desta faixa de pH por acidificação. A principal vantagem deste
conservante é a facilidade de incorporação nos produtos, a ausência de cor
(BRANEN, & DAVIDSON, 1983), bem como seu baixo custo (LUECK, 1980).
Apesar dos benzoatos serem geralmente reconhecidos como
inócuos para utilização em alimentos, é estabelecido um nível máximo de 0,1%.
Quando utilizados em maiores concentrações acarretam o efeito
adverso de sensação de queimação das mucosas bucais. Pode também provocar
mudança de aroma principalmente em produtos de frutas como conseqüência da
esterificação do ácido benzóico (BIELITZ & CROSH, 1980).
2.3.3 Ácido Sórbico
O ácido sórbico foi preparado pela primeira vez em 1.859 por A. W.
von Hofmann, um químico alemão que trabalhava em Londres.
Sua ação antimicrobiana foi descoberta em 1.939 por E. Müller na
Alemanha e poucos meses depois por C. M. Geoding nos Estados Unidos,
independente um do outro (ALMEIDA, 1995).
O ácido sórbico (C6H8O2), um pó cristalino, branco, possui massa
molecular de 112,12 e ponto de fusão em torno de 134ºC. É um ácido gordo não
22
saturado, existe na natureza como substância contida nos frutos da solveira. Possui
um gosto fracamente ácido, volatiliza no vapor de água e é sublimável. Dissolve-se
0,16% na água a 20ºC (Conservante Bayer, 1993).
O ácido sórbico é sensível ao calor e a luz quando não diluído,
razão pela qual deve ser guardado ao abrigo da incidência de um e outro. Forma,
com álcalis, sorbatos alcalinos facilmente solúveis na água.
O Sorbato de Potássio (C6H7O2K), sal potássico do ácido sórbico,
de massa molecular 150,22; tem uma solubilidade de aproximadamente 50% na
água. Em numerosos casos é esta a forma mais simples de utilizar o ácido sórbico.
100 gramas de sorbato de potássio correspondem, quanto ao efeito, a 74 gramas de
ácido sórbico (Conservante Bayer, 1993).
O ácido sórbico e o sorbato de potássio não prejudicam a saúde,
caracterizam-se ambos por uma boa tolerância. Exercem ação inibidora sobre
fungos do bolor e leveduras; entretanto, a eficácia na inibição de bactérias é apenas
parcial.
A atividade antimicrobiana do ácido sórbico depende do pH, sendo
esta, maior com a diminuição do pH do substrato, característica pelo qual é muito
usado nos refrigerantes.
Quanto ao aspecto sanitário do ácido sórbico e seus sais, o qual
possui Ingestão Diária Aceitável (IDA) de 0 a 25 mg/Kg, após estudos realizados
pela Secretaria de Agricultura dos Estados Unidos, chegou-se a seguinte conclusão:
1. O sorbato de potássio não possui ação mutagênica e nem
teratogênica.
2. Tanto o ácido sórbico como o sorbato de potássio não
apresentam ação cancerígena por via oral.
23
3. No organismo animal, o ácido sórbico se degrada por βoxidação.
O ácido sórbico é quimicamente similar à gordura (ácido capróico
em específico), sendo metabolizado pelo organismo humano a CO2 e H2O, deste
modo, o mesmo é utilizado como alimento e fonte de energia (ANTUNES &
CANHOS, 1983).
4. Ação antimicrobiana do ácido sórbico se deve à inibição de
diversas enzimas na célula, especialmente enzimas dos hidratos de carbono.
2.3.3.1 Aplicação do ácido sórbico
Ácido sórbico e seus sais são os conservantes alimentares mais
usados no mundo. Estes compostos encontram aplicação em produtos alimentares,
como: chocolate, carnes, margarinas, sucos de frutas, bem como nos refrigerantes.
Em bebidas não alcoólicas, muitas vezes considera-se suficiente
conservar as matérias-primas, os concentrados ou as essências para a fabricação
de refrigerantes e refrescos. Para a sua conservação, geralmente bastam adições
de 0,1% de sorbato de potássio.
Em produtos acabados, tendo em vista a diluição que ocorre na
formulação, na maioria dos casos a quantidade de conservantes introduzido no
produto é insuficiente para uma conservação segura da bebida pronta, por isso,
deve-se reconservar aumentando o conservante, em torno de 0,03 a 0,04% de
sorbato de potássio, em refrigerantes gaseificados (Ácido Sórbico Hoechst, 1992).
24
2.4 ACIDULANTE
2.4.1 Ácido Cítrico
O ácido cítrico é dos ácidos vegetais, o mais difundido na natureza.
Esta presente em frutas, vegetais, leite e em todos os organismos vivos que geram
energia através do ciclo de krebs. Os seres humanos produzem o ácido e o
metaboliza na produção de energia, segundo esse mesmo ciclo (Manual de Métodos
Físico – Químicos, 1997).
Por fornecer características refrescantes e sabor semelhante a
frutas, o ácido cítrico é o acidulante de maior utilização nas indústrias alimentícias,
de bebidas e farmacêuticas. Sua versatilidade permite ainda o uso em diversos
processos químicos. Possui característica natural de total biodegradabilidade,
contribuindo para a preservação do meio ambiente.
O ácido 2-hidróxi-1,2,3-propanotricarboxílico ou simplesmente ácido
cítrico, de formula C6H8O7, possui peso molecular de 192,12 na forma anidra e de
210,14 na forma monohidratada.
Apresenta – se na forma de cristais, pó ou em solução, anidro ou
com uma molécula de hidratação (tornando neste caso, anidro a 55°C). É inodoro e
de sabor ácido. Quando sólido, seus cristais podem ser incolores, translúcidos ou
brancos. Seu ponto de fusão situa – se entre 152 a 155°C.
Possui grande solubilidade sendo que 1 grama dissolve – se em 0,5
mL de água, 2 mL de álcool, 30 mL de éter.
É comercializado nos graus farmacêuticos, alimentício e industrial.
25
2.4.1.1 Aplicação do ácido cítrico
De um modo geral, o ácido cítrico atua como acidulante, podendo
ser empregado também pelas suas demais propriedades, como sequestrante,
antioxidante, tamponante e agente flavorizante (Manual de Métodos Físico –
Químicos, 1997).
Nas indústrias de bebidas, particularmente nas de refrigerantes, a
adição de ácido cítrico, tem como função básica:
• proporcionar o balanço do sabor residual dos edulcorantes;
• diminuir o pH, facilitando a preservação do produto com relação
ao crescimento microbiológico, além de conferir acidez refrescante;
• prevenir a turbidez;
• catalisar a inversão da sacarose;
• auxiliar na retenção da carbonatação,
• potencializar a ação dos conservantes, transformando o
benzoato e o sorbato para a forma ácida, a qual possui maior poder de conservante.
2.5 MÉTODOS
Existem vários métodos que permitem a determinação do teor de
extrato em refrigerantes, porém, as técnicas mais utilizadas são a picnométrica, a
aerométrica e a refratométrica.
As substâncias empregadas no preparo dos refrigerantes, embora
quantitativamente variáveis, em função das matérias primas e do tipo de refrigerante
a ser produzido, constituem o conjunto de sólidos dissolvidos no mesmo.
26
A densidade do refrigerante é função da quantidade desses sólidos
dissolvidos. Portanto, sua determinação possibilita a obtenção direta do valor do
extrato.
2.5.1 Método Picnométrico
É de execução demorada e trabalhosa, razão pela qual vem sendo
substituído pelos métodos aerométrico e refratométrico. É entretanto, o mais preciso,
servindo de base para o controle dos demais métodos.
O método Picnométrico consiste na utilização de um picnómetro, o
qual deve – se conhecer sua massa e volume específico que possibilitará achar a
densidade do produto analisado.
É principalmente utilizado para determinar a densidade de amostras
líquida, mas eventualmente pode ser usado em amostras sólidas. São feitos de vidro
resistente, com baixo coeficiente de expansão térmica. Existem vários modelos
diferentes, porém o mais comum é o mostrado na Figura 2.
Apresentado geralmente em volumes de 25,0 mL ou 50,0 mL e tem
precisão até a quarta casa decimal.
Figura 2: Picnómetro utilizado na determinação da densidade do produto
27
2.5.2 Método Refratométrico
A determinação do extrato através do método refratométrico é
muito utilizado nas rotinas de laboratório, dada sua praticidade de operação e
obtenção de resultados satisfatórios.
O método, porém, faz uso de equipamento de alto custo e
necessita de mão–de–obra especializada. Por este motivo, encontra aplicação
somente nos laboratórios de controle de qualidade das grandes indústrias, enquanto
que o controle de processo é feito, com maior freqüência por aerometria. A Figura 3
apresenta o Refratômetro de Bancada.
Figura 3: Refratômetro de Bancada Modelo RE 20 B BRIX utilizado na determinação
Brix do produto
2.5.3 Método Aerométrica
A determinação do extrato por aerometria é um método simples, de
fácil execução, que fornece resultados com relativa precisão. É freqüentemente
utilizado nas rotinas de laboratórios e principalmente no controle de produção.
28
2.5.3.1 Preparo da amostra
O preparo da amostra consiste primeiramente no acerto da
temperatura para 20ºC, na desgaseificação e retirada do ar da amostra utilizando um
Banho Ultra Sonic Cleaner para que não ocorra interferência no resultado da leitura
e por fim colocar a mostra em uma proveta limpa e seca sem presença de matéria
orgânica, de capacidade e diâmetro adequado a um volume mínimo de líquido que
permita a flutuação do sacarímetro.
O sacarímetro por ser uma vidraria de analise quantitativa, deve
estar sempre aferido, seco, limpo e acondicionado em ambiente climatizado, 20°C,
de maneira a não interferir no resultado da análise.
Fluxograma do Preparo da amostra
Acerto
de
Temperatura
Eliminação
de
CO2 e Ar
Amostra
na
Proveta
Flutuação
do
Sacarímetro
Leitura
da
Amostra
As figuras 4 e 5 mostram respectivamente, os sacarímetros
utilizados para a realização da leitura de Brix e o comportamento de flutuação do
sacarímetro quando mergulhado da proveta contendo amostra do produto.
29
Figura 4 - Sacarímetros utilizados para leitura de ºBrix de Bebida e Xarope
Figura 5 – Flutuação do sacarímetro na amostra
30
2.5.3.2 Procedimento de leitura
Para a determinação do extrato do refrigerante devemos proceder à
leitura da graduação do sacarímetro e da temperatura da amostra.
2.5.3.3 Cálculo do resultado
E = L ± Ct ± Cs
onde,
E = extrato do refrigerante, em º Brix
L = valor obtido na escala do sacarímetro, em º Brix
Ct = correção da temperatura da amostra
Cs = correção do sacarímetro devido aferição, caso houver
A Figura 6 esta mostrando como proceder para fazer a leitura do
sacarímetro.
Figura 6 - Leitura do sacarímetro
31
3 RESULTADOS
Brix é a porcentagem em massa de sólidos solúveis contida em
uma solução de açúcar, quimicamente pura, sendo um dos parâmetros mais
importantes do controle de qualidade da produção de refrigerantes.
O padrão estabelecido para o Brix do refrigerante de Guaraná pela
Ambev é de 9,90 a 10,10, sendo estes parâmetros seguidos por todas as fábricas do
grupo.
Um refrigerante com Brix 9,90 possui 0,102732 g/cm³ de açúcar,
enquanto que refrigerantes com Brix 10,10 possui 0,104891 g/cm³ de açúcar,
segundo a tabela Density values of pure sucrose solutions at 20ºC
A carta controle, (Gráfico 1) refere–se a média de produção
realizada no período de julho de 2005 a junho 2006, onde observa-se a ausência de
pontos fora do LIC (Limite Inferior de Controle), bem como LSC (Limite Superior de
Controle), podendo assim garantir a normalidade do processo produtivo.
Carta Controle Anual
(Julho 2005 à Junho 2006)
10,15
Média Mensal
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
9,95
LSC Amostra
9,9
LM Amostra
9,85
LIC Amostra
jun-06
mai-06
abr-06
mar-06
fev-06
jan-06
dez-05
nov-05
out-05
set-05
ago-05
jul-05
9,8
Meses
Gráfico 1 – Carta Controle Anual de Produção de Refrigerante de Guaraná
32
As cartas controles (Gráficos 2 a 13) referem – se as médias das
produções mensais de Refrigerante de Guaraná, onde podemos observar, nos
gráficos 2, 5, 6, 9, 10, 11, alguns pontos fora do LSC da amostra, mas preservando
o Limite Superior de Controle Padrão (LSC Padrão) e o Limite Inferior de Controle
Padrão (LIC Padrão), especificados pelo Grupo Ambev os quais foram corrigidos
durante o processo produtivo, garantindo assim a qualidade do produto.
Carta Controle Julho 2005
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
Dias
Gráfico 2 – Carta Controle Mensal do Mês de Julho 2005
Carta Controle Agosto 2005
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC amostra
9,85
0
5
10
15
Dias
Gráfico 3 – Carta Controle Mensal do Mês de Agosto 2005
33
Carta Controle Setembro 2005
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
20
Dias
Gráfico 4 – Carta Controle Mensal do Mês de Setembro 2005
Carta Controle Outubro 2005
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
LIC Padrão
10
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
Dias
Gráfico 5 – Carta Controle Mensal do Mês de Outubro 2005
34
Carta Controle Novembro 2005
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
Dias
Gráfico 6 – Carta Controle Mensal do Mês de Novembro 2005
Carta Controle Dezembro 2005
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
20
Dias
Gráfico 7 – Carta Controle Mensal do Mês de Dezembro 2005
35
Carta Controle Janeiro 2006
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
Dias
Gráfico 8 – Carta Controle Mensal do Mês de Janeiro 2006
Carta Controle Fevereiro 2006
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
Dias
Gráfico 9 – Carta Controle Mensal do Mês de Fevereiro 2006
36
Carta Controle Março 2006
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
20
Dias
Gráfico 10 – Carta Controle Mensal do Mês de Março 2006
Apesar de observarmos um ponto abaixo do limite inferior controle
padrão, isto é, brix = 9,89, no Gráfico 11, a diferença é de 0,01 ° brix, muito pequena
a ponto de prejudicar o produto quanto as suas características organolépticas.
Por se tratar de casos momentâneos, que pode ocorrer durante o
processo produtivo, a fabricação é continuamente monitorada por colaboradores
capacitados, os quais são treinados para tomar medidas corretivas rapidamente, de
modo a não deixar o produto sair dos padrões pré estabelecidos.
Carta Controle Abril 2006
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
5
10
15
Dias
Gráfico 11 – Carta Controle Mensal do Mês de Abril 2006
37
Carta Controle Maio 2006
10,15
Média Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
2
4
6
8
10
Dias
Gráfico 12 – Carta Controle Mensal do Mês de Maio 2006
Carta Controle Junho 2006
10,15
Médias Diária
10,1
LSC Padrão
º Brix
10,05
LM Padrão
10
LIC Padrão
LSC Amostra
9,95
LM Amostra
9,9
LIC Amostra
9,85
0
2
4
6
Dias
Gráfico 13 – Carta Controle Mensal do Mês de Junho 2006
38
As cartas controles (Gráficos 14 a 17) referem–se ao controle diário
de produção de Refrigerante de Guaraná, onde podemos observar que no gráfico
15, houve uma não conformidade no início do processo produtivo acarretando um
ponto fora do Limite Superior de Controle Padrão (LSC Padrão) e no gráfico 17
houve uma não conformidade no meio do processo produtivo abaixo do Limite
Inferior de Controle Padrão (LIC Padrão), os quais foram solucionados rapidamente
durante o processo produtivo, garantindo assim a qualidade do produto.
Esse tipo de não conformidade pode ocorrer, devido a aspectos
como, diferença de polarização do açúcar que pode acarretar diferença no brix do
produto, problemas decorrentes de falha no equipamento.
No
processo
produtivo
observado
no
gráfico
15
a
não
conformidade foi devido a um teste inicial de processo para obter padrões de início
de produção futura, enquanto que no processo produtivo observado no gráfico 17 a
não conformidade foi devido a uma falha momentânea do equipamento que foi
solucionada rapidamente não acarretando prejuízos significativos.
10,15
10,10
10,05
10,00
9,95
9,90
9,85
9,80
9,75
Amostra
LSC Padrão
LM Padrão
LIC Padrão
LSC Amostra
17:00
16:00
15:00
14:00
13:00
11:00
10:00
9:00
8:00
LM Amostra
7:30
º Brix
Carta Controle Diária
(16/08/2005)
LIC Amostra
Horas
Gráfico 14 – Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná do
dia 16/08/2005
39
10,40
10,30
10,20
10,10
10,00
9,90
9,80
9,70
9,60
9,50
Amostra
LSC Padrão
LM Padrão
LIC Padrão
LSC Amostra
17:00
16:00
15:00
14:00
13:00
11:00
10:00
9:00
8:00
LM Amostra
7:30
° Brix
Carta Controle Diária
(01/11/2005)
LIC Amostra
Horas
Gráfico 15 – Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná do
dia 01/11/2005
Carta Controle Diária
(02/02/2006)
° B rix
10,20
10,10
Amostra
10,00
LSC Padrão
9,90
LM Padrão
LIC Padrão
9,80
LSC Amostra
1 7 :0 0
1 6 :0 0
1 5 :0 0
1 4 :0 0
1 3 :0 0
1 1 :0 0
1 0 :0 0
9 :0 0
8 :0 0
7 :3 0
9,70
LM Amostra
LIC Amostra
Horas
Gráfico 16 – Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná
do dia 02/02/2006
40
10,15
10,10
10,05
10,00
9,95
9,90
9,85
9,80
9,75
9,70
Amostra
LSC Padrão
LM Padrão
LIC Padrão
LSC Amostra
1 7 :0 0
1 6 :0 0
1 5 :0 0
1 4 :0 0
1 3 :0 0
1 2 :0 0
1 1 :4 0
1 1 :0 0
1 0 :0 0
9 :0 0
8 :0 0
LM Amostra
7 :3 0
° B rix
Carta Controle Diária (11/05/2006)
LIC Amostra
Horas
Gráfico 17 – Carta Controle de Produção de Refrigerante de Guaraná
do dia 11/05/2006
Para exemplificar a importância do controle estatístico de processo,
podemos pegar como exemplo, um processo produtivo que produza 20.000 hectos/
Litros de bebida por mês.
Neste processo o consome de açucar será de 209,782 toneladas,
usando como parâmetro uma brix de 10,10.
O mesmo processo usando o brix de 9,90 o consumo de açucar
será de 205,464 toneladas, acarretando ao longo de 12 meses uma economia de
51,816 toneladas de açúcar, num total de US$ 24.328,20, segundo cotação do dólar
comercial em 13 de janeiro de 2006.
41
4 CONCLUSÃO
No mundo globalizado, as empresas têm como objetivo aumentar a
qualidade de seus produtos, competitividade e sua lucratividade não esquecendo de
satisfazem seu consumidor. Esses objetivos podem ser alcançados através de
programas de qualidade os quais possuem ferramentas importantes para alcançar
tais objetivos.
O sucesso do controle estatístico de processo (CEP) depende de
alguns fatores, entre eles podemos citar: envolvimento total da gerência, treinamento
de colaboradores, tomadas de ações corretivas na ocorrência de alguma não
conformidade do processo.
Harvey citado por Sulek, Marucheck e Lind (2005), no Journal of
Operations Management comentou que o controle estatístico de processo ainda
ganha muitos elogios como um dos melhores caminhos para a administração de
qualidade total quando usado nas indústrias.
Desta maneira podemos concluir que com o uso de boas práticas
de fabricação, uma equipe de colaboradores especializados e o uso do controle
estatístico de processo, podemos atingir de maneira eficaz lucratividade industrial,
sem perder a qualidade do produto final.
42
REFERÊNCIAS
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Alcoólicas. Disponível em: < http://www.abir.org.br>. Acesso em: 04 jun. 2007.
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n.º 38. Barueri: Gráfica Círculo S/A, 1995.
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alimentos, Secretária da Indústria e Comércio e Tecnologia de São Paulo, 1983.
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Álcool. Disponível em:<http://www2.al.senai.br/rmal/administracao/noticias/arquivos/
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Series of Monografias. Marcel Dekker, Inc. 1983.
BRASIL, Leis e Decretos. Dec. Lei 55.871 de 26/03/1965. D. O. U. 29/04/1965.
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Conservante Bayer para indústria de gêneros alimentícios; Boletim Informativo
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enciclopedia.asp?title=Refrigerante >. Acesso em: 04 jan. 2007.
EXCESSIVA carga tributária impede expansão de refrigerantes. Engarrafador
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GAVA, A. J.; Emprego de conservadores em alimentos. Bol. SBCTA, 1984.
IRIE, E. M.; Conservantes Químicos em Alimentos. Londrina: UEL, 1991.
LUECK, E.; Antimicrobial Food Additives, Springer-Verlang. New York, 1980.
43
Manual de Métodos Físico Químicos. Grupo Antarctica, São Paulo v. II – A e v. II –
B, 1997.
Micronal – Precisão em Soluções. Refratômetros. Disponível em: < http://
www.micronal.com.br/Produtosnovosite/quimicaumida/refratometros.htm >. Acesso
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Jornal of Operations Management. Disponível em: < www.elsevier.com/locate/dsw >.
Acesso em 17 ago. 2005.