Tecnólogo em Mecatrônica - Universidade Anhanguera
CONG-UNI FED CAMPINA GRANDE
1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR
UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
CAMPUS DE POMBAL – PB
Discente: Anderson dos Santos Formiga
Disciplina: Operações Unitárias II
Doscente: Morgana Fabíola Cunha Canuto
CONGELAMENTO
2. Introdução
É a operação unitária na qual a
temperatura de um alimento é
reduzida abaixo do seu ponto
de congelamento e uma
proporção de água sofre
mudanças no seu estado
formando cristais de gelo.
A preservação é alcançada
pela combinação de baixas
temperaturas e redução de
atividade de água.
4. Teoria
• Quantidade de calor necessária para que
uma unidade de massa de uma
substância altere sua temperatura em 1
grau.
Calor
Sensível
• Calor produzido pela respiração
em alimentos frescos.
Carga
calorífica
• Quantidade de calor que uma
determinada substância deve receber
ou ceder para mudar de fase
Calor
latente
•Grandeza física que define a variação
térmica de determinada substância ao
receber determinada quantidade de calor.
Calor
específico
5. Teoria
Orientação e
combinação das
moléculas são casuais.
Formação de um núcleo
ao redor de partículas
suspensas ou em parede
celular
Nucleação
Homogênea Heterogênea
Cristais de gelo
Formação de cristais de gelo
7. Teoria
Temperatura eutética
• É a temperatura na qual um cristal de um determinado
soluto existe em equilíbrio com a solução não-congelada e
o gelo;
• Só é possível formação máxima de cristais quando a
temperatura eutética for alcançada;
• Os alimentos comerciais não são congelados nessas
temperaturas tão baixas, tornando-se mais concentrado e
formando um “estado vítreo”, que engloba os cristais de
gelo;
• A formação do estado vítreo protege a textura do
alimento e proporciona uma boa estabilidade ao
armazenamento.
Concentração de solutos
8. Teoria
Conteúdo de umidade U V
•Arranjo celular
Concentração de solutos CS V
•Temperatura do congelador
Mudanças no volume
Componentes cristalizados
9. Teoria
Durante o congelamento, o calor é conduzido do interior
do alimento para a superfície e removida pelo
congelamento, os fatores que influenciam a taxa de
transferência são:
• Condutividade térmica do alimento;
• Área de transferência do calor;
• Distância que o calor percorre dentro do alimento;
• Temperatura do alimento;
• Embalagem.
• Tempo efetivo de congelamento: Mede o tempo em que
o alimento dentro do congelador (usado para calcular o
rendimento do processamento);
• Tempo nominal: Pode ser utilizado como um indicador dos
danos ao produto.
Tempo de congelamento
10. Equipamentos
Congeladores
• Evaporam e comprimem um fluido refrigerante em
um ciclo contínuo, usam o ar, líquidos ou
superfícies refrigeradas para remover o calor dos
alimentos.
Mecânicos
• Usam o dióxido de carbono sólido ou líquido e o
nitrogênio líquido em contato direto com o alimento.
Criogênicos
Congeladores lentos e intensos: Congeladores de cabine e câmaras frias
Congeladores rápidos: Congeladores a ar forçado e de placa.
Congeladores muito rápidos: Congeladores de leito fluidizado.
Congeladores ultra-rápidos: Congeladores Criogênicos.
11. Congeladores e ar refrigerado
Congeladores de Câmara
•O alimento é congelado com ar estacionário
entre -20 e -30 °C.
Congeladores a ar forçado
• O ar é recirculado pelos alimentos a uma temperatura
entre -30 e -40 °C e uma velocidade de 1,5 a 6,0 m/s, a
alta velocidade aumenta o coeficiente de transferência
de calor.
Congeladores de esteira
• Possuem uma esteira transportadora contínua de malha
flexível que forma camadas em espiral que transportam
o alimento dentro de uma câmara refrigerada.
12. Congeladores e ar refrigerado
Congeladores de leito fluidizado
• São congeladores de ar forçado modificados nos
quais o ar a uma temperatura entre -25 e -35 °C
passa em alta velocidade 2 á 6 m/s através de uma
camada de alimento de 2 a 13 cm, contido em uma
bandeja ou esteira transportadora perfurada.
13. Congeladores a líquido
refrigerado
Congeladores de imersão
• O alimento é conduzido por um banho com
solução refrigerada de propilenoglicol, salmoura,
glicerol ou cloreto de cálcio em um transportador
de tela submerso;
• É um método que possui uma alta taxa de
transferência de calor e um custo muito baixo;
14. Congeladores de superfície
resfriada
Congeladores de placas
• Consiste em uma pilha horizontal ou vertical de
placas ocas, das quais é bombeado um fluido
refrigerado a -40 °C;
• Sistemas contínuos, semicontínuos ou em batelada.
Congeladores de superfície raspada
• São utilizados para alimentos líquidos ou semi-
sólidos;
• O congelamento é muito rápido, sendo mais de
50% da água congelada em poucos segundos.
15. Congeladores Criogênicos
• São caracterizados por uma mudança de estado
no fluido refrigerante (ou criogênico) pela
absorção do calor pelo alimento em
congelamento;
• O calor proveniente do alimento, proporciona o
calor latente de vaporização ou sublimação do
fluido criogênico;
• O fluido criogênico fica em contato com o
alimento e remove rapidamente o calor de toda a
superfície do alimento, produzindo altos
coeficientes de transferência de calor e um
congelamento rápido.
16. Congeladores Criogênicos
• Os refrigerantes mais comuns são o nitrogênio líquido e
o dióxido de carbono;
• Em congeladores que utilizam nitrogênio líquido, o
alimento é transportado em uma esteira perfurada
através de um túnel, onde é congelado pelo nitrogênio;
• As taxas de produção são de 45 a 1550 kg/h.
Vantagens
- Operação contínua e
simples;
- Menores perdas de
peso;
- Congelamento rápido;
- Remoção do oxigênio;
- Baixo consumo de
energia.
Desvantagens
- Alto custo do gás
refrigerante.
17. Mudanças nos alimentos
• O maior efeito do congelamento na qualidade do
alimento é o dano causado às células pelo
crescimento dos cristais de gelo;
• Enzimas não são inativadas pelo congelamento;
• Alguns microrganismos (bactérias Gram-positivas)
são resistentes.
18. Mudanças nos alimentos
Principais mudanças nos alimentos geradas
pela estocagem.
Degradação de pigmentos
Perdas de vitaminas (Vit. C)
Atividade enzimática residual
Oxidação de lipídeos
Efeitos da estocagem sob congelamento
19. Mudanças nos alimentos
• Existe um longo período em que a temperatura do
alimento é próxima à do gelo fundente, durante
esse período, qualquer dano celular causado pelo
congelamento resulta nas perdas dos constituintes
celulares;
• Há perda de nutrientes solúveis em água;
• Essas perdas constituem substratos para as enzimas
e o crescimento microbiano.
Descongelamento