1

w Escolha Alimento a ser congelado

wTecnologia de Congelamento

wFatores Pós-Congelamento

Morfologia Cristal Gelo importante propriedade sensorial Alimento quando consumido

congelado

Textura Sorvete grande número pequenos Cristais Gelo (tamanho < 50 mm

não percebido pelo Paladar

forma Cristal Gelo Lisa e arredondada proporcionando Textura suave ao Sorvete

Picolé Cristal Gelo com borda irregular forma desigual e superficie aspera

Sorvete

Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciências Rurais Departamento de Tecnologia e Ciência dos Alimentos Disciplina: Tecnologia de Frutas e Hortaliças Professor: Dra. Marta Weber do Canto

Preservação Qualidade Produto Congelado

Resistente: Melão, Kiwi, Mirtilo, Castanha, Maçã, Cenoura, Alcachofra, Cebola, Feijão, Batata, Ervilha e Alho-Poró Média resistência: Pêra, Pêssego, Damasco, Feijão verde, Erva-Doce, Pimenta, Salsa, Aipo e Abóbora Pouco resistente: Morango, Amora, Framboesa, Groselha, Aspargos, Brócolis, Couve-Flor, Cogumelo, Beringela, Tomate, Espinafre e Abobrinha

2

Resistência Manipulação Fruta/Hortaliça

5.1. DEFINIÇÕES

Alimento Congelado segundo IIR (International Institute of Refrigeration) (1986) e Resolução CNNPA n° 35 de 27/dezembro/1977

Alimento Congelado Processo Congelamento em Equipamento projetado para manter determinada Qualidade Inicial alta conversão H2O em Gelo {acima 80% da H2O Livre no Alimento}

manutenção neste Estado durante Armazenamento minimizando alterações Físicas, Bioquímicas e

Microbiológicas evitando deteriorar Fruta/Hortaliça

Alimento Super Congelado sofre "resfriamento choque“ (T°C 60°C a -40°C) sem alteração no Tecido Fruta/Hortaliça nem Sabor/Aroma

{não podem sofrer processo Ovo cozido/Alface/Tomate sem casca}

Alimento Super Resfriado (super gelado) T°C Alimento 1-2°C inferior Ponto de Congelamento Inicial

Armazenamento Alimento Congelado T°C mantida -18°C ou + baixa com mínimo flutuação

manutenção Qualidade determinado Período Velocidade Congelamento apropriada

3

Importante: Branqueamento Fruta/Hortaliça Atividade Enzimática mínima 10% ou destruição 90%

Atividade Enzimática com adição Ácido Ascórbico e/ou Açúcar/Sal ou Dióxido Enxofre {Proteção contra

Oxidação}

5.2.1. Limpeza e Lavagem

5.2.2. Tratamento Térmico Fruta/Hortaliça

Branqueamento/Sulfitação (SO2)/Cobertura Comestível

Em outros Alimentos

Pasteurização (Patogênico sensível Calor)

Cozimento: Lagosta, Caranguejo e Camarão

5.2. PRÉ-TRATAMENTO NO ALIMENTO ANTES DO PROCESSO DE CONGELAMENTO

5.3. FUNDAMENTO DO PROCESSO DE CONGELAMENTO

CONSERVAÇÃO do ALIMENTO por

CONGELAMENTO depende ESSENCIALMENTE de 2 FATORES

4

Microbiológico: abaixo -8oC Microrganismo não se multiplica

Bioquímico: abaixo -15oC desaparecimento Reação Bioquímica

Água (dissolvente) permite processo Difusão como consequência

ocorrência reação Química/Bioquímica solidificação Água

inibe processo Difusão

Alimento = Solução

H2O {Solvente} + Sólido {Soluto} presença Soluto quantidade

H2O disponível

T°C

Efeito [Soluto] em relação [H2O]

5

T°C sistema abaixo O°C superação Barreira Energética grande Força Motriz {máxima

formação Gelo} {0ºC e – 3,8ºC} contínua T°C sem Mudança de Fase = Super-Resfriamento (Estado

Termodinâmico Instável) até Submicrons H2O formarem Agregados formando Núcleo, Embrião = Semente

Cristalização T°C (4 lado posterior) enorme Transformação Líquido-Sólido no Ponto FusãoGelo

Na formação de Gelo existindo Soluto [soluto] porção Não Congelada Força Iônica na Solução devido moléculas carregadas Agregação Biopolímero Precipitação Biopolímero alteração

consistência Alimento dano Membrana Celular Perda Nutrientes

T°C Solução Não Congelada limita reações químicas rápido T°C proporciona > Taxa Reação

Moléculas de Gelo se aproximam força de atração se acentua originando Estrutura Cristalina

6

PRIMEIRO PONTO CONGELAMENTO = Inicio CRISTALIZAÇÃO

NUCLEAÇÃO {importante controlar distribuição e Tamanho dos Cristais de Gelo durante Cristalização} crescimento

Cristais de Gelo SEGUNDO PONTO CONGELAMENTO T°C {H2O não + Congela}

T°C

Núcleo Gelo começa crescer na Solução Soluto rejeitado da

FaseGelo Soluto se acumula na interfase do

Líquido [Soluto] no gradiente

Líquido da Frente

Gelo causando divergência

propriedade física Água

devido alta

[Soluto]

Solução com Soluto consegue-se Graus muito maiores de

Super-Resfriamento que Água pura

7

5.4. VELOCIDADE DE CONGELAMENTO

Velocidade deslocamento da frente Gelo através Alimento maior + próximo Superfície e menor + próximo

centro do Alimento

Estágios Congelamento

Primeiro Estágio Resfriamento: Início processo Alimento alta T°C Término quando Alimento atinge T°C Início cristalização H2O

Segundo Estágio Congelamento: T°C sofre pequena variação e > parte H2O muda Fase passando Gelo

Terceiro Estágio Congelamento: período ou T°C maior parte H2O converte-se Gelo

uniformização T°C Alimento T°C qualquer parte Alimento inclusive Centro Térmico será =

8

T°C menor que Ponto Fusão Gelo (0°C) Nucleação Rápida formação numerosos

Germes de Cristalização múltiplos Cristais Gelo pequeno tamanho e forma arredondada

T°C ao Ponto Fusão Gelo (0°C) Nucleação Lenta formação pequeno número

Germe de Cristalização Cristal relativamente grande na forma Agulha dano mecânico Estrutura Celular

Pressão Atmosférica

TABELA: Velocidade Congelamento (cm/h) por Métodos e Sistemas

Métodos Velocidade

(cm/h)

Sistemas

Lento 0,2 A Granel em Câmaras Frias

Rápido 0,4 - 0,3 Ar Forçado ou em Placas

Muito Rápido 5 - 10 Leito Fluidizado

Ultra Rápido 10 - 100 Nitrogênio Líquido (-196°C)

Congelamento Lento: forma Cristal Gelo Grande célula

Alimentoencolhe Qualidade Alimentoinferior

Congelamento Rápido: forma Cristal Gelo pequeno Cristalização

Uniforme melhor preservação Alimento Qualidade

Alimentosuperior Congelamento Pressão Atmosférica

T°C Água 0°C Gelo

9

Figura: Efeito da Taxa Congelamento na microestrutura do Tecido/Parenquima Mirtilo: (a) Fresco; (b) Congelado Imersão em Nitrogênio Líquido (-196°C); (c) Congelamento Placa (d) Congelamento Estático -18°C. Método Congelamento Rápido (b, c) produziu quase nenhum dano Parede Celular enquanto que Método Congelamento Lento prejudicou significativamente (d)

10

5.5.FENÔMENOS ENVOLVIDOS

CONGELAMENTO

5.5.1. CRISTALIZAÇÃO

Cristalização formação da Estrutura de rede Cristalina

Fases sucessivas a Cristalização Nucleação e Crescimento Cristal

interação duas etapas determina características do Cristal Gelo como

Tamanho distribuição e MorfologiaCristal Gelo

Pressão Atmosférica Gelo Densidade inferior H2O dano a Célula e Tecido congelado

Alta Pressão não ocorre Fase Transição = Expansão Volume Gelo densidade superior H2O dano Tecidual preservandoAlimento Congelado

Cristal Gelo hexágono regular Cristal Gelo dentrito irregular

Cristal de Gelo esférico

11 5.5.2. NUCLEAÇÃO

Nucleação passo importante para controlar distribuição do

Tamanho do Cristal de Gelo durante Cristalização

Nucleação ou formação Estrutura minúscula de rede Cristalina a partir

Solução

No processo inicial de Congelamento grau de subresfriamento determina aparecimento da

Nucleação de Gelo passo que antecede a completa Solidificação Pontes Hidrogênio

formadas espontaneamente formação Núcleo estável Gelo adição moléculas a superficie do Cristal de Gelo formação vários Núcleos NUCLEAÇÃO

TaxaNucleação do cristal de Gelo reduzida com Soluto principalmente Soluto de Alto Peso Molecular

(baixo Coeficiente Difusão ) afetando NucleaçãoSecundária

adsorção Macromolécula Tamanho Cristal

12

Tecnologias de Controle da Cristalização e Nucleação dos

Cristais de Gelo

wAgente na Nucleação Gelo (INA) (Microrganismos)

wProteína Anticongelante (Peixe de regiões baixa T°C) wUltra-Som wCongelamento por Alta Pressão

para Crescimento Cristal Gelo Equilíbrio no Cristal Gelo necessita ser atingido

Figura: ≠ Tipo Cristal Gelo a Pressão Atmosférica função

T°CÁgua e supersaturaçãoVapor

13

5.5.3. CRESCIMENTO DO CRISTAL DE GELO

Formação Núcleo estável Gelo adição moléculas a interface Cristal Gelo com

crescimento Cristal Gelo

Crescimento cristal de Gelo controlado através

1.Taxa de Calor Latente liberado mudança Fase

2.Taxa de Transferência Massa: difusão moléculas de Água na Solução da rede

cristalina e contra difusão dos Solutos distantes da superfície do Cristal de Gelo em crescimento

Tamanho e forma do Cristal de Gelo fundamental na Qualidade do Alimento e Tecido descongelado

Sorvete Cristal Gelo pequeno (tamanho < 50 mm não percebido) preferido

Textura não agradável Paladar Cristal Gelo Grande

Taxa Congelamento importante porque determina Tamanho e localização Cristal Gelo dentro Alimento

14

No Futuro modulação morfologia Gelo trará melhorias na Qualidade Produto Congelado

com desenvolvimento novos Alimentos através progressos no Congelamento

5.5.4. ARMAZENAMENTO CONGELADO {Recristalização}

EstabilidadeAlimento Congelado depende fundamentalmente da sua

TemperaturaArmazenamento

importante durante Armazenamento Congelado = evitar RECRISTALIZAÇÃO (reorganização Estrutura Cristalina) devido flutuação de T°C pois Cristal Gelo relativamente

instável vai buscar menor estado Energia mudança Número, Tamanho {Cristal menor se

alarga passando a Cristal grande} e Forma perda de Qualidade do Alimento Congelado

VaporÁgua/T°C constante transferência naturalCristal Gelo pequeno e redondo(região alta

Pressão Vapor) Cristal Maiorregião menor Pressão Vapor

=

5.6. MÉTODOS DE CONGELAMENTO NO CONTROLE DA CRISTALIZAÇÃO E NUCLEAÇÃO

15

5.6.1. ULTRASSOM Onda Ultrassom {frequência 16-100 kHz preferencialmente 20-40 kHz} transmitido interior

Alimento

Cavitação (Movimento) formação Bolhas Gás Calor e Taxa Transferência

Massa T°C Nucleação Gelo Fragmentação Nucleo Cristalização

Tamanho e Forma (cristal fino) n° Núcleos Cristalização melhorando eficiência

Congelamento melhor preservação Micro - Estrutural Alimento Congelado

Liofilização com Onda Ultrassom T°C Ponto Congelamento/1–5s Cristal Gelo Número pequeno e grande Tamanho

torna Alimento Liofilizado poroso

Comparado a outros Métodos Congelamento Ultrassom eficiente pois um-dois Pulsos Ultrassom acelera

Nucleação Gelo promissora ferramenta melhorar Processo Congelamento {a nivel Cristalização}

5.6.2. CONGELAMENTO por ALTA PRESSÃO (0,1–210 MPa)

Congelamento Alta Pressão 0,1- 400 MPa (MiliPascal)/T°C -21°C {Custo Elevado} produz alto grau Super-Resfriamento

Congelamento Pressão Atmosférica T°C Água 0°C

Gelo

formação grande quantidade Cristal Gelo pequeno/fino sobre Toda Amostra

Nucleação Crescimento Cristais Gelo Uniforme/Instântaneo/Homogêneo Qualidade do Alimento melhor Preservada

Aplicação Congelamento Alimento de Grandes dimensões necessita distribuição Cristal Gelo uniforme com

Gradiente Térmico pronunciado sofrendo dano por rachadura em Métodos de Congelamento Clássico

incluindo Congelamento por Criogenia Sorvete obrigatoriamente necessita Cristal Gelo Pequeno Tamanho

16

5.6.3. PROTEÍNA ANTICONGELANTE (AFPs) Insetos, Plantas, Bactérias Solo e Peixe (regiões baixa T°C) vivem em T°C 1- -1,9°C abaixo do Ponto de

Congelamento possuindo AFPs no Sangue/Tecido evitam seu Congelamento

Proteínas AFPs se ligam ao Gelo interferindo propagação moléculas Água na superfície Cristal Gelo

T°C Congelamento suprime Crescimento do Núcleo Gelo inibe formação Gelo inibe Recristalização no

Armazenamento Congelado ainda alto custo

5.6.4.PROTEÍNA NA NUCLEAÇÃO GELO (INA)

Espécie Bactéria Ativador Nucleação Gelo (INA) muito potente na sua Membrana Externa T°C

abaixo 0°C influencia Tamanho/Estrutura Cristal Gelo no interior Alimento

T°C na Nucleação Gelo Grau Super Resfriamento mudança morfologia Gelo T°C Nucleação

Gelo Cristais Gelo Tamanho muito reduzido Tempo Congelamento com melhora na Qualidade Alimento

custo Gênero Bactéria (patogênicas)

w Pseudomonas {Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas viridiflava e Pseudomonas syringae (+ amplamente usada)} w Erwinia {Erwinia herbicola, Erwinia ananás e Erwinia uredovora} w Xanthomonas {Xanthomonas campestris}

Aplicação AFPs/INA

Liofilização Criopreservação

[Congelamento] Produção Neve Indústria de Alimentos (preocupação) Nucleadores de Gelo Bacteriano devem ser:

Seguro Não-Tóxico Nem Patogênico

Célula Bacteriana quando adicionada Alimento deverá estar completamente

morta antes Alimento ser consumido

17

5.6.5. SUPRESSÃO DA FORMAÇÃO DE GELO Métodos que Suprimem formação Gelo

1. Proteína Anticongelante promissora preservação Materiais Biológicos

Peixes, Plantas, Insetos ou Bactérias vivem T°C abaixo zero produzem sistemas Proteínas que controlam fenômeno formação Gelo Proteínas agem contra Cristalização Água produzindo alto Grau

Super-resfriamento no Congelamento

Supressão Formação Cristais Gelo = inibição formação Cristais Gelo

Formação Cristais Gelo + finos melhora Qualidade Alimentos/Materiais Biológicos Congelados

Inibição formação Gelo efetivo Injúria por Congelamento

2. Irradiação de Microondas durante Congelamento formação região livre Gelo

(vitrificação) próximo ao bloco congelado

Microondas + Substância Crioprotetora (Etileno glicol) significativamente quantidade Gelo formado

3. Congelamento por Ressonância Magnética (MRF) T°C abaixo Ponto Inicial

Congelamento de Alimento ou Material Biológico

Zona Crítica Cristalização Água ultrapassada rapidamente formando Cristais Gelo Fino migração Água e

Transferência Massa indesejáveis

Desidratação Celular Rachadura Integridade Tecido preservada Dano ao Alimento

Evitando

18

5. 7. IMPLICAÇÕES TECNOLÓGICAS NA MORFOLOGIA DO GELO

5.7.1. LIOFILIZAÇÃO Remoção Água por Sublimação e Dessorção

H2O na Fase Líquida Congelamento com Vácuo {TC inferior ao Ponto Triplo da Água (0,006 atm/0,01°C)}

sublimação do Gelo (sólido gasoso) dessorção H2O pela Secagem

Etapas Processo Liofilização

1.Congelamento Rápido/Vácuo principal Etapa Liofilização afeta

significativamente desempenho todo Processo determinando morfologia

(Tamanho, Forma e Dimensão) e distribuição Cristal Gelo influenciando

vários Parâmetros Críticos como Tempo de Sublimação

Formação de grande número de cristais pequenos mantém estrutura alimento mas

dificulta saída vapor Alimento Vácuo sublimação água

2. Secagem Primária com Vácuo velocidade secagem lenta com calor

latente sublimação apenas gerado

3. Secagem secundária com Vácuo velocidade secagem rápida não danifica material

Liofilização (+ cara Técnica Desidratação) proporciona Estrutura Porosa no Alimento pequeno ou

nenhum Encolhimento boa capacidade Reidratação mudança Cor e Nutriente mínima comparada Secagem Adiabática (Circulação Forçada Ar) Produto alta Qualidade

19

Morfologia Gelo

Congelamento 0°C

Produto Liofilizado

{1% umidade}

Morfologia Atividade Biológica Estabilidade Cor Capacidade Reidratação

Transporte Calor e Massa na Sublimação Secagem {Primária (elimina 90% Água) e Secundária (elimina 10%

Água)} Permeabilidade

5.7.2. CONCENTRAÇÃO POR CONGELAMENTO

T°C Solução Aquosa suficientemente Congelamento Água parcialmente Suspensão Cristais Gelodispersos na [Solução] Cristalização controlada originando grandes Cristais Gelo facilitando separação Cristais Gelo da [Solução Mãe] Cristal Gelo

Tamanho Uniforme e pequena superfície/massa específica Perda [Suco] minimizado

Método Concentração por Congelamento

(a) Método Convencional Suspensão Cristalizada (PCSC): Cristal Gelo muito pequeno amadurecimento

ampliação Tamanhocristal Gelo

(b) Concentração Congelamento Progressivo (PFC): Superfície Refrigerada num Vaso Cristalização

produzindo um Cristal Gelo Grande e Único

Figura: Direção setas representa Transferência de calor

20

Futuro [Congelamento] depende evolução PFC [progressiva] que FCSC passo separação + simples eficiência depende implementação outras Técnicas (Texturização por Congelamento)

5.7.3. TEXTURIZAÇÃO POR CONGELAMENTO Estágios Texturização por Congelamento

Separação das Fases no Congelamento orientação Cristal Gelo Fixação da Estrutura

Baseia-se no Congelamento Lento Taxa Crescimento Cristais Gelo excede Taxa Nucleação Taxa Transferência de Calor e [Soluto] muda com

avanço da frente Congelamento cria Texturauniforme principalmente em Géis

de Proteína usado Japão {antigo processo produzir kori-Tofu (Coalhada de Soja tendo Esponja Porosa)}

5.8. SISTEMAS DE CONGELAMENTO

MÁQUINA FRIGORÍFICA: composta {Compressor; Condensador; Válvula Expansão;

Evaporador e Depósito Líquido} Ciclo Refrigeração pressurização Substância Refrigerante Compressor mudança

estado físico = Liquefação Gás reação exotérmica liberação Calor Refrigerante quente

resfriado = Aleta dissipa Calor Condensador Líquido resfriado conduzido Válvula Expansão

Líquido retorna Estado Gasoso absorvendo Calor retirado Paredes Evaporador Fluído volta Compressor fechando Ciclo

PCSC: [Suco Tomate] : 4.3 18.8 % peso

PFC eficaz [Alimento Líquido] alta qualidade produtividade muito comparado FCSC

21

5.8.1.CIRCULAÇÃO FORÇADA DE AR Transferência de Calor por convecção Ar a alta velocidade (3-8 m/s)/baixa T°C

Estático

distribuição do Ar do Ventilador instalado ao longo do comprimento do Túnel com comportamento na

Taxa Secagem entre Caixas nas posições da Pila Transferência Calor não uniforme = Coeficiente Transferência Calor afeta exatidão Método

Automatizado

Alimento transportado ao longo Túnel sistema mecânico permanecendo tempo exigido congelamento

Esteira Horizontal

Túnel Retenção variável Horizontal (Túnel Circulação Forçada Ar)

Tipo Espiral: espaço grande versatilidade permite Limpeza sistema contínuo CIP

Tipos compreendem

Alimento disposto em bandeja/Carrinho ou Palete no interior Túnel sempre Embalado pois o Congelamento Granel proporciona formação de aglomerados ou congelamento do Alimento junto a superfície Equipamento com perda de Água e perda peso significativo

22 5.8.2. LEITO FLUIDIZADO

manutenção Alimento flutuando ou em fluxo constante do Ar

em movimento a baixa T°C cada Partícula exposta ao Ar

congelamento bastante rápido Alimento congelado

individualmente

Princípio

Alimento pequeno Tamanho submetido ao Refrigerante Criogênico {Nitrogênio Líquido (-196°C) e

Dióxido Carbono (-78°C)} alta velocidade = condição Fluidização Transferência Calor por Condução

mudança Fase com remoção de calor do Alimento congelamento rápido individualmente

custo aceitável com Qualidade

Desvantagem Perda Peso Alimento comparado Congelamento convencional por

Circulação forçada Ar Aplicação

Congelamento grandes quantidades Produto individualmente

Ervilha Milho (grão) Cenoura (picada) Morango Batata Pré-Frita Congelada Arroz Cogumelos

Pêssego Mirtilo Amora Cereja Groselha Framboesa Abacaxi (cubo) Maçã (fatia)

23

5.8.3. CONGELAMENTO DE PLACAS

Transferência Calor por Condução entre duas

superfícies de Placas Metálicas Alimento fica entre

Placas Alimento sofrerá pressão ou não no interior

Placas circula Líquido Refrigerante baixa T°C -35°C

Alimento disposto na Embalagem {dimensão uniforme, forma

retangular e espessura 25-100 mm}

Usado principalmente Congelamento Polpa Fruta

Aplicação

Congelador de Placas com Termômetro de Infra vermelho

24

Processo Produção Polpa de Fruta Congelada

Recepção Lavagem/Enxague Pesagem

Descascamento e Corte Branqueamento

Despolpamento e/ou Branqueamento

Pasteurização Acondicionamento e Envase

Congelamento (-18 - -20°C)

Armazenamento sob Congelamento

Não realizando processamento quando chegada Matéria-Prima Refrigeração 5°C-12°C dependendo Fruta

Lavagem Fruta: quando Imersão 20-30 minutos em Água Clorada 50-100 ppm Cloro livre Enxague em Água Clorada 20 ppm Cloro livre

HTST preferido {alta T°C/curto Tempo} causa menor dano Produto Enzimas (Hidrolíticas: atuam Polissacarídeos Parede Celular) que devem ser inativada Polpa Fruta Poligalacturonase (PG) Pectinesterase (PE) Polifenoloxidase Peroxidase

Pasteurização principais objetivos Destruição Células Vegetativas Microrganismos Patogênicos e Deteriorantes

Inativação Enzimática Polpa Estabilização Produto

Qualidade final pode ser afetada Pasteurização perda composto Aroma e Sabor característico Fruta In natura T°C contribui Degradação Cor e Escurecimento Não Enzimático

Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) Resolução RDC Nº 12 de 02 de Janeiro de 2001 Padrões

Microbiológicos Polpa Fruta comercialização Coliformes a 45 °C e Salmonella

Destruição do Sistema Enzimático

25

5.8.4. CONGELAMENTO CRIOGÊNICO

Fruta/Hortaliça recebida Planta Processamento Pré-Limpeza Corte

Limpeza/Lavagem Branqueamento Congelamento Criogênico

Congelamento Fruta/Hortaliça Ciclo Ultra Rápido (minutos) uniformidade Matéria-Prima obtida Perda Peso (inferior 1%) dano menor a estrutura vegetal

Vantagem

Cenoura (cubo)

Cebola (cubo)

Couve-Flor cortada

Brócolis cortado,

Aspargos cortado

Couve Bruchelas

Frutas

Aplicação Ervilha

Feijão Verde

Milho

Cogumelo

Batata Pré-Frita Congelada

Milho

Usa Refrigerante Criogênico {Nitrogênio Líquido (-196°C) ou Dióxido

de Carbono (-78°C)}

26

5.8.5. CONGELAMENTO POR ALTA PRESSÃO (PSF)

Congelamento a Pressão Atmosférica substancial grau Super-resfriamento Gelo densidade inferior Água Liquida

volume Cristal Gelo dano ao Tecido Vegetal

Alta Pressão 200-600 Mpa (Milipascais) Ponto Congelamento Água {de 0°C à -21°C} região Água Não-

Congelada no Estado Líquido inferior 0°C Pressão liberada Super-resfriamento Gelo não se expande

em volume Densidade maior que Água grande na Taxa Nucleação Gelo Nucleação Gelo

Uniforme/Instantânea CrescimentoCristal Gelo de pequeno Tamanho através de Toda Amostra sem

danoTecido Vegetal com melhor Textura Qualidade Alimentopreservada

Alimento grande dimensão necessita remoção de Parte da Água

Secagem Adiabática ou Desidratação Osmótica

desidrataçãoparcial

Cuidado escolha SOLUTO da Solução Aquosa evitando Pressão Osmótica alta evitando modificação substancial Composição Química Alimento evitando impacto negativo na Característica Sensorial

Desidratação Osmótica Fruta Sacarose, Glicose, Frutose, Lactose, Maltodextrina, Xarope de Milho

Desidratação Osmótica Hortaliça Cloreto Sódio (NaCl)

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5.9. DESCONGELAMENTO

Métodos Inovadores

wŸDescongelamento por Alta Pressão wŸDescongelamento por Microondas wDescongelamento Ôhmico

FIGURA: Curvas de Congelamento e Descongelamento para Centro Geométrico de um Cilindro com Gel Amido

Fonte: FENNEMA; POWRIE; MARTH (1973)

5.9.1. Descongelamento POR Alta Pressão

Descongelamento Alta Pressão Pressão transmitida uniformente pela Amostra nível Pressão e Tempo

Tratamento afeta a Taxa Descongelamento Tamanho e T°C inicial Alimento não afeta Descongelamento

Limitação Descongelamento por Alta Pressão

Alto Custo

Igual limitação do Congelamento por Alta Pressão

Pressão desnaturação Proteína descoloração Carne

28

5.9.2. Descongelamento POR Microondas

Microondas penetra e produz calor profundamente no interior Alimento acelerando

Descongelamento

Descongelamento por Microondas requer w Tempo Descongelamento

w perda Gotejamento

w problemas Microbiológicos

w Deterioração Química

Super aquecimento localizado + absorção preferencial das Microondas por Água Líquida com

perda excesso Água e deterioração química térmica principal fuga deste tipo Alimento limitando descongelamento Microondas em Alimentos

Propriedade do Alimento Dimensão do Alimento Magnitude-Freqüência Radiação Eletromagnética

Propriedades Térmicas variam T°CAlimento Formairregular Alimento HeterogeneidadeAlimento Processo Descongelamento + complicado

DescongelamentoMicroonda resulta formação região livre Gelo (vitrificada) próxima ao Bloco Congelado

Taxa Descongelamento Microondas depende

29

Aquecimento Ôhmico = Aquecimento Elétrico do Alimento corrente alta resistência elétrica calor

gerado instântaneamente no interior Alimento sem limite de Profundidade de Penetração T°CAlimento

w Aquecimento Ôhmico + eficiente que Aquecimento por Microondas

Vantagem Aquecimento Ôhmico sobre Aquecimento Convencional Alta Taxa de Aquecimento

Eficiência na Conversão em alta Energia Aquecimento Volumétrico

Amostra descongelada Ôhmicamente (baixa Voltagem) perda por gotejamento de Água melhora capacidade retenção Água

5.9.4. Descongelamento Acústico

Figura: Efeito Frequência Ondas Acústicas na Região de Modificação de Fase comparado Aquecimento Condução Passivo

Energia Acústica descongela AlimentoCongelado com alta qualidade

Tecnologia promissora Indústria Alimentos Frequência e Potência Acústica

escolhida adequadamente com Freqüência Relaxamento Cristal Gelo

Aspectos negativos Energia Acústica Baixa capacidade de Penetração Aquecimento Localizado exigência de Alta Potência

prejudicam desenvolvimento Método

ŸDescongelamento Acústico Tempo Descongelamento

perda por Gotejamento melhorando qualidade Alimento

5.9.3. Descongelamento Ôhmico (Descongelamento Elétrico)

30

Alimento Congelado Tipos Deterioração

Carne Gado e Porco e Alimento Marinho Rancidez, Desnaturação da Proteína,

Descoloração e Desidratação (queima pelo Gelo)

Fruta e Vegetal Perda Nutriente (vitamina), Textura (abuso T°C),

Sabor (Lipoxigenase e Peroxidase), Umidade

Tecido e Perda Cor

Suco Concentrado Perda Nutriente (vitamina), Textura (abuso T°C),

Sabor, Turbidez, Cor e desenvolvimento

Levedura

Produto de Laticínio Recristalização Cristais Gelo, Cristalização

Lactose, Perda Sabor, Ruptura Emulsão

Alimento Conveniência Congelado Rancidez porção Cárnea, Gotejamento e

Coagulação do Molho, Perda Sabor,

Descoloração e Empacotamento Cristal

Produtos Panificação Queimadura, Perda Capacidade Fermentativa,

Envelhecimento e Perda Aroma de Frescor

TABELA: Tipos de Deterioração de Alimentos Congelados

Fonte: Erickson & Hung (1997)

Tabela: Métodos para avaliar o Processo e Características do Cristal de Gelo

31

Referência Bibliográfica

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