O Trabalho de Refrigeração

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS

IT 233 – Fundamentos de Refrigeração

Trabalho sobre a determinação prática do tempo congelamento de uma fruta

Objeto de estudo: Maça

Thais Wilhelm Caldas

201321527-2

Professores André V. Rondow e Mariana Machado

Seropédica, 2018.

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INTRODUÇÃO

        As frutas são organismos vivos que utilizam substâncias de reserva no processo de respiração, sendo a intensidade respiratória influenciada pela temperatura em que são mantidas. Temperaturas baixas retardam as alterações típicas do amadurecimento, bem como a síntese de etileno (hormônio do amadurecimento) e o desenvolvimento de microrganismos (fungos).

Dentre elas, a maçã é o fruto da macieira, árvore da família Rosaceae. Existem mais de 2,5 mil espécies de maçã, sendo as variedades mais cultivadas são: gala, golden delicious e fuji. A maçã é rica em fibras, vitaminas B1, B2 e sais minerais (fósforo e ferro).

        O congelamento é um dos vários métodos de conservação de alimentos que mantém o alimento mais próximo do seu estado natural com o mínimo de perda na cor e textura, mantendo suas propriedades nutritivas. A função dele é baixar a temperatura do alimento a um ponto onde as mudanças químicas são reduzidas e os microorganismos ficam inativos. Desta forma, a deterioração dos alimentos é retardada.

        

MATERIAIS E MÉTODOS

O método consistiu deixar a maça, objeto de estudo, no congelador e ir medindo a temperatura do fruto a cada 5 minutos com o auxílio de um termômetro de espeto até alcançar à temperatura de congelamento referenciada na literatura.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

A partir dos resultados apresentados na Tabela 1.0 foi construída uma curva de Temperatura X Tempo representada pela Figura 1.0 para que fosse possível estimar o tempo de congelamento da maça.

Tabela 1: Tempos e temperaturas experimentais.

Tempo (min)	Temperatura (°C)
0	22,0
5	20,9
10	17,6
15	11,5
20	9,7
25	8,5
30	7,0
35	6,2
40	5,2
45	3,5
50	2,8
55	1,2
60	-0,9
65	-1,2
70	-1,0
75	-1,2
80	-1,4
85	-1,5
90	-1,5
95	-1,6
100	-1,9
105	-2,8

[pic 1]

Figura 1.0: Curva do congelamento em função do tempo e temperatura da maça.

O experimento realizado com a maça durou 105 minutos. Inicialmente, há uma queda de temperatura rápida e a partir dos 85 minutos quando alcança o ponto de congelamento a temperatura se tornou estável a -1,5 °C. é possível notar no gráfico que continua reduzindo, mas de forma lenta. Em pesquisas, a temperatura de congelamento encontrada na literatura por BRACKMANN et. al (2010) da maça foi a alcançada no experimento.

Por se tratar de um parâmetro de difícil padronização, devido ao formato do fruto, % de água, formação dos cristais, dentre outros, o tempo de congelamento é determinado através de modelos teóricos de determinação. Dentre eles, destaca-se o modelo de Plank por descrever a cinética e determinar o tempo de congelamento para alimentos, enquanto que o modelo de Pham surgiu como uma adaptação.

Neste trabalho, foi avaliado o tempo de congelamento calculado através de dois modelos matemáticos, o de Planck:

[pic 2]

Para os parâmetros, foram utilizados valores encontrados em literatura, são eles:

ρ = 1350 kg/m³

L = 285219,2 J/Kg

Tc = -1,5 °C

Tm = -13 ºC

a = 0,07

 m

h = 46,84 W/m².ºC ¹

k = 0,393 W/m.°C ¹

*P = 1/6 ²

*R = 1/24 ²

*Parâmetros da forma considerando uma esfera

Tc = 2,9 h

O método estima que, para um congelador que atingisse a temperatura de -30ºC, o tempo para congelar uma maça seria de aproximadamente 3 horas. De acordo com o gráfico do experimento é possível observar que a maça atingiu seu ponto de congelamento após 1,4h por se tratar de um freezer de alta potência.

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