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Entende-se por operações unitárias na indústria de alimentos, os procedimentos que
imprime algum tipo de transformação da matéria prima em processamento. Estes
procedimentos podem implicar no emprego de mão-de-obra, maquinários específicos e
fontes de energia como a elétrica e a calorífica. Normalmente, os maquinários são
construídos considerando fundamentos físicos, químicos e de engenharia, como também as
características físico-químicas das matérias primas. Por exemplo, na Figura 7 é apresentado
o esquema básico de um trocador de calor tipo placa, princípio este empregado em
equipamentos como pasteurizadores e evaporadores.
Figura 7 – Desenho esquemático de um trocador de calor de placas
Conforme a Figura 6 tem-se que pelas placas justapostas circulam dois tipos de
substâncias a temperaturas diferenciadas. Estas substâncias podem ser, por exemplo, (i)
água gelada e leite aquecido; ou (ii) vapor superaquecido e leite cru. Assim por meio das
placas é promovida a troca de calor. O tempo de exposição ao processo de troca de calor irá
depender fundamentalmente da velocidade que as substancias circulam pela placa.
Os pasteurizadores industriais, Figura 8, são projetados tendo por fundamento o
trocador de calor apresentado na Figura 7.
1.
2.
3.
4.
Deposito
Bomba
Seção de pré-aquecimento
Seção de aquecimento
5.
6.
7.
Seção de resfriamento
Desareador
Bomba
Figura 8 – Fluxograma básico de um pasteurizador de leite
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Normalmente, conforme representado na Figura 8, os pasteurizadores de leite são
divididos em três seções 3, 4 e 5. Na seção 3 o leite cru é pré-aquecido, aproveitando o calor
a ser retirado do leite pasteurizado proveniente da seção 4. Nesta seção é aquecido a
temperatura de 72 a 75 oC por um período de tempo de 15 a 20 segundos. Para promover o
aquecimento pode ser empregado vapor super aquecido, representado na Figura 8 como
meio de aquecimento.
O leite aquecido pode ser conduzido ao aerador, que é um equipamento dispensável
em pequenas instalações. Neste equipamento o leite é turbilhonado de tal forma que
substâncias voláteis que conferem odor ao leite sejam retiradas.
O leite que sai do aerador retorna ao corpo do pasteurizador para ter a sua
temperatura reduzida a 4 oC para então ser armazenado ou acondicionado em embalagens.
Na seção 3 o leite aquecido cede calor ao leite cru. Isto é uma forma de reaproveitamento de
calor. Na seção 5 por meio das placas o leite aquecido tem contato com água a temperatura
próxima de 0oC, assim o leite atinge a temperatura desejada. Caso o leite venha a ser
utilizado em algum processo industrial, por exemplo, fabricação de iogurte ou queijo,
necessariamente, a sua temperatura não precisa ser reduzida 4 oC.
Conforme as normas vigentes “o pasteurizador, Figura 9, deve ser de placas e possuir
painel de controle, termo-registrador automático, termômetros e válvula automática de desvio
de fluxo, bomba positiva ou homogeneizador, sendo que a refrigeração a 4°C (quatro graus
Celsius) máximos após a pasteurização deve ser feita igualmente em seção de placas”
(Instrução Normativa Nº 51, De 18 De Setembro De 2002).
Figura 9 – Pasteurizador de leite e ao fundo o equipamento de envasamento.
Na Figura 10 é apresentado o fluxograma de uma linha de beneficiamento de leite em
equipada com aerador e homogeneizador. O emprego de homogeneizador é obrigatório se a
validade do produto for superior a 24 h (vinte e quatro horas). A função básica desse
equipamento é promover a redução dos tamanhos dos glóbulos de gordura promovendo a
melhor distribuição deste constituinte por toda a solução.
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1.
2.
3.
4.
5.
Pasteurizador
Desareador
Controlador de fluxo
Separador (centrífuga)
Unidade de padronização
6.
7.
8.
9.
Homogeneizador
Tubo de retenção
Bomba secundária
Bomba de vácuo
Figura 10 - Fluxograma de uma linha de beneficiamento de leite equipada com aerador e
homogeneizador.
Na Figura 11 é apresentado o conjunto de equipamentos convencionais aplicados a
produção de queijo. O tanque de coagulação é o local em que é promovida a coagulação do
leite por meio do coalho ou outras enzimas coagulantes apropriadas. Os agitadores são
empregados para nos momentos iniciais promover a homogeneização da mistura leite e
substância coagulante. Como também após o corte da massa por meio das liras de corte.
O tanque dispõe de dreno para o escoamento do soro e caso necessário pode ser
empregado uma bomba para conduzir o soro a uma outra seção do laticínio.
O exemplo de tanque apresentado na Figura 11 pode ser confeccionado em aço
inoxidável ou metal pintando com tinta esmalte. Porém estes tanques podem ser construídos
em alvenaria e revestidos com azulejos, respeitando as normas especificadas pelo Ministério
Da Agricultura, Pecuária e Abastecimento.
É importante ser ressaltado que alguns tanques podem ser dotados de tubulações
para introduzir vapor a massa em coagulação para acelerar e otimizar o processo. Neste
caso o vapor terá contato direto com o produto. Portanto, a água utilizada na caldeira deve
possuir qualidade sob aspecto microbiológico.
Na Figura 12 é apresentado o atomizador, equipamento utilizado na produção de leite
em pó. O funcionamento deste equipamento foi explicado quando do estudo de secagem e
desidratação.
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1.
2.
3.
4.
5
Tanque de coagulação
Agitadores
Lira de cortes
Drenador
Bomba de drenagem do soro
6
7
8
9
Formas para queijos circulares
Suporte de fixação
Sistema hidráulico
Faca para queijo
Figura 11 - Conjunto de equipamentos convencionais aplicados a produção de queijo.
1.
2.
3.
4.
Câmara de secagem
Ar aquecido
Tanque de leite concentrado
Bomba de alta pressão
5.
6.
7.
8.
Válvula para pulverização do liquido
Ciclone principal
Ciclones transportadores
Ventiladores de sucção
Figura 12 – Atomizador – tipo de secador empregado para produção de leite em pó.
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Para o beneficiamento de leite tipo UAT (UHT) deve ocorrer a exposição do produto a
temperatura de 130 a 140 oC durante 2 a 4 segundos. Para que isto ocorra pode ser
empregado trocadores de calor tipo placa, Figura 13, ou do tipo superfície Figura 14.
O ideal é que o produto seja envasado logo após a aplicação do tratamento térmico
em embalagem apropriada. Caso não seja possível o leite deve ser acondicionado em
tanques assépticos até o momento do envasamento.
Geralmente, os fluxos esquematizados nas Figuras 13 e 14 apresentam montados
compactamente constituindo um só equipamento.
1a
1b
2
3
4
5
6
Tanque regulador de leite
Tanque regulador de água
Bomba de alimentação
Trocador de calor tipo placas
Bomba
Injetor comandado por vapor
Tubo de retenção
7
8
9
10
11
12
Câmara de expansão
Bomba de vácuo
Bomba centrífuga
Homogeneizador asséptico
Tanque asséptico
Envasador asséptico
Figura 13 – Fluxograma de beneficiamento de leite UAT com trocador de calor tipo placas
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1
1b
3
3a
3b
3c
Tanque de produto
Bomba
Trocador de calor
Seção de pré-aquecimento
Seção final de aquecimento
Seção de resfriamento
3d
3e
4
6
7
Seção de resfriamento
Seção de resfriamento
Tubo de retenção
Tanque asséptico
Envasador asséptico
Figura 14 – Fluxograma de beneficiamento de leite UAT com trocador de calor tipo superfície.
Na Figura 15 é apresentado o fluxograma para fabricação de manteiga. O creme é
obtido antes da pasteurização do leite por meio de uma centrifuga (no. 3). Normalmente, após
está operação o creme é armazenado em tangues refrigerados para então ser utilizado. Para
que o creme seja beneficiado será necessário proceder a pasteurização (no. 4).
No caso de alguns tipos especiais de manteiga pode ser necessário proceder a
fermentação do creme o que pode ocorrer no tanque de maturação (no. 7). Em seqüência o
creme é conduzido a batedor de bateladas (no. 9) para que seja eliminado o excesso de soro
que poderá ser empregado na fabricação de bebidas lácteas. Encerrado o período de
bateção a manteiga obtida é envasada.
No fluxograma da Figura 15 também é apresentado o batedor contínuo (no. 10), este
equipamento tem por principio a malaxagem, ou seja, internamente este equipamento conta
com uma rosca sem-fim que processa a compressão do creme para retirada do excesso de
soro.
Na Figura 16 é apresentado um complexo para fabricação de iogurte que inicia com a
pasteurização do leite. Em seqüência o leite é incubado utilizando fermento lácteo
apropriado. Em seqüência a mistura segue aos tangues de fermentação (no. 7), o produto
obtido tem sua temperatura reduzida em um refrigerador de placas (no. 10). No mixer ao
produto fermentado é acrescido extrato de frutas ou substância flavorizantes e corantes. Por
fim o produto é envasado e mantido sobre temperatura de refrigeração.
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1
2
3
4
5
6
Recepção do leite
Pré-aquecimento e pasteurização
Separação do creme
Pasteurização do creme
Aerador a vácuo (opcional)
Preparador de cultura (opcional)
7
8
9
10
11
12
13
Tanque de maturação
Temperatura do tratamento
Batedor por bateladas
Batedor continuo
Coletor de liquido
Silo de armazenagem
Máquina de empacotar
Figura 15 – Fluxograma para produção de manteiga e cremes.
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6
Tanques de incubação
10
7
8
9
Tanques de fermentação
Refrigerador de placas
Tanques depósitos
11
12
Tanque de extrato de frutas ou substância
flavorizantes
Mixer
Envazamento
Figura 16 – Fluxograma para produção de iogurte.
Nota: Os desenhos esquemáticos utilizados neste capítulo foram obtidos no site da: University of
Guelph http://www.foodsci.uoguelph.ca/dairyedu/home.html