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MARGARINAS E CREMES VEGETAIS
As margarinas e cremes vegetais são produtos com aspecto e funcionalidade
similar a da margarina e são compostos basicamente de:
1. gorduras vegetais hidrogenadas
2. óleos vegetais
3. leite
4. água
5. sal
6. aditivos
1. GORDURAS VEGETAIS HIDROGENADAS
As gorduras vegetais hidrogenadas ou interesterificadas são o constituinte
principal das margarinas e cremes vegetais entrando em até 82% nas margarinas,
64% nos cremes vegetais e menor proporção nas halvarinas (~ 40%), porém é
efetivamente o que representa o maior custo no produto.
Seu ponto de fusão é sempre ligeiramente inferior a temperatura do corpo
humano (38C) de forma a fundir rapidamente quando ingerida.
Sua composição, através da mistura de gorduras de pontos de fusão diversos
determina a maior ou menor untabilidade do produto e a maior ou menor
resistência a temperatura ambiente elevada.
2. ÓLEOS VEGETAIS
A adição de certo percentual de óleo vegetal a gordura que irá compor a
margarina tem por função:
diminuir o custo pela diminuição da quantidade de produto hidrogenado
aumentar a untabilidade do produto pois o óleo age como lubrificante entre os
cristais de gordura
diminuir o teor de gordura, caracterizando o produto como "diet"
Os óleos comumente utilizados são o soja e palma e eventualmente de algodão,
canola e milho.
3. LEITE
O leite tem como única função tornar o produto mais similar à manteiga dando
um sabor mais próximo, apesar da porcentagem relativamente pequena em que
entra na formulação.
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O leite originalmente entrava na formulação da margarina sob a forma de iogurte
exigindo, portanto um pré-tratamento por fermentação o que encarecia bastante o
produto. Atualmente é utilizada a acidulação química com ácido láctico que
também acentua o sabor do leite a ser adicionado e aumenta a acidez da
margarina.
4. ÁGUA
A água entra na formulação para obter-se a emulsão característica no produto e
diminuir o teor de gordura o que tem sido buscado nos cremes vegetais e
halvarinas. É ainda o veículo para o sal, vitaminas e outros aditivos
hidrossolúveis.
5. SAL
Entra na composição em teores da ordem de 1,5% para os produtos com teor
normal de sal e 0,5% para produtos "sem sal". É importante pela formação do
eletrólito que quando da ingestão do produto facilita a quebra da emulsão
realçando o sabor da margarina.
6. ADITIVOS
Os aditivos básicos são os emulsificantes, estabilizantes, vitaminas e corantes. Os
aditivos são classificados como hidrossolúveis e lipossolúveis ou seja, solúveis
em água ou solúveis em gordura o que determina a maneira como os mesmos são
preparados para entrarem na formulação.
Os emulsificantes são responsáveis pela mistura entre a fase aquosa e a gordura;
os estabilizantes, pela manutenção da emulsão; as vitaminas pelas características
alimentícias do produto e os corantes para que a margarina tenha aspecto mais
próximo a da manteiga.
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O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE MARGARINAS
O processo de fabricação de margarinas consta das seguintes etapas:
- Preparação de ingredientes
- Formulação do produto
- Pré-emulsão
- Resfriamento
- Plastificação
- Embalagem
- Refusão
1. PREPARO DE INGREDIENTES
1.1 Gordura
A gordura para margarina é uma mistura de gorduras vegetais hidrogenadas de
características específicas e óleo vegetal. Esta mistura de gorduras é preparada
em tanques aquecidos com água quente, dotados de agitador e revestidos
internamente (ou inoxidável). Somente no caso de uma alta produção de um
determinado tipo de margarina as gorduras podem ser pré misturadas antes da
desodorização de forma a chegar aos tanques de alimentação da planta de
margarina já formulada.
Geralmente os fabricantes de margarinas tem diversos produtos como sejam
diversas margarinas de mesa, margarinas para culinária e industriais para
diversas aplicações. Portanto é mais conveniente a produção dos produtos base
em maior quantidade e a posterior mistura nas quantidades requeridas para cada
produto.
A utilização de balanças eletrônicas para esta preparação e atualmente a
utilização de medidores de vazão mássicos e magnéticos facilitam e garantem a
constância dos produtos finais.
1.2 - Leite
A preparação do leite para a produção de margarinas é a parte mais suscetível a
contaminações. O leite pode ser recebido "in natura" e armazenado em tanques
isotérmicos, ou mais frequentemente, em pó, e reconstituído.
Em ambos os casos é conveniente que o mesmo seja pasteurizado e filtrado.
A reconstituição do leite em pó é feita em tanques agitados ou através de
equipamento especialmente desenhado para esta finalidade, denominado
“blender", diluidor ou misturador de líquidos e pós.
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Este equipamento é basicamente uma bomba centrífuga sanitária montada com
seu eixo na posição vertical dotada de um funil acoplado a sua sucção e de um
dispositivo de entrada de água com válvula dosadora. A bomba aspira o leite em
pó do funil e recebe a água pressurizada no dispositivo de dosagem posicionado
entre o funil e a sucção da bomba.
A mistura é feita no rotor da bomba e enviada ao tanque de leite diluído. A
seguir o leite é pasteurizado num pasteurizador convencional, dotado de estágio
de regeneração de calor, aquecimento até a temperatura de pasteurização (68C),
retardador tubular e resfriado até a temperatura de armazenagem (5C).
O pasteurizador trabalha normalmente apenas no primeiro turno e em seguida é
feita a limpeza CIP do sistema. O leite é pasteurizado na quantidade necessária
para a produção diária. A seguir o leite é acidulado com ácido láctico e enviado
ao setor de produção.
1.3 Água
A água é utilizada em diversas fases da produção da margarina como sejam, na
diluição do leite, na preparação da salmoura, na preparação dos compostos
hidrossolúveis e na própria formulação do produto final.
A água deve ser potável, de boa qualidade e sofrer um tratamento antes de entrar
no processo produtivo. Como uma das etapas de tratamento da água é a cloração,
é importante que a mesma passe por um processo de remoção do cloro, por
filtração com carvão ativo, que adsorve substâncias que poderiam dar gosto a
água. Uma passagem através de esterilizador por lâmpadas ultravioleta garante a
esterilidade da água e uma filtração final, com filtro de polimento, elimina o
arraste de materiais indesejáveis. A partir deste ponto a água deverá ser
conduzida por tubulação de inoxidável, com acabamento polido (sanitário).
1.4 Salmoura
O sal é adicionado à margarina sob a forma de salmoura. Esta é preparada pela
diluição do sal em tanques normalmente construídos em resina (plástico
reforçado com fibra de vidro). A diluição do sal é feita com agitação e a salmoura
é recirculada através de filtro de polimento a fim de eliminar as impurezas que
acompanham normalmente o sal. Para a diluição é utilizada a água previamente
esterilizada.
1.5 Pré-mix - fase aquosa
Sob este título designamos a preparação dos ingredientes solúveis em água
(hidrossolúveis) tais como ácido cítrico, vitaminas solúveis em água, corantes,
benzoato de sódio, sorbato de potássio, aromas, etc.
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Estes ingredientes em vista da pequena quantidade em que entram na formulação
e de seu alto custo são pesados em laboratório e pré diluídos em água
constituindo-se no que chamamos de pré-mix - fase aquosa. Este produto bem
diluído e misturado será dosado na preparação da margarina.
1.6 - Pré-mix - fase gordura
Sob este título designamos a preparação dos ingredientes solúveis em gordura
(lipossolúveis) tais como os emulsificantes, estabilizantes, lecitina, vitaminas,
corantes, etc.
Como no caso anterior, estes ingredientes também são pesados, formulados e
diluídos em gordura afim possibilitar sua dosagem na margarina.
2 - FORMULAÇÃO DO PRODUTO
Existem várias maneiras de formular o produto, seja margarina ou creme vegetal,
de forma contínua ou semi contínua.
2.1 Formulação semi-contínua
Os processos semi contínuos mais comuns são através de balanças eletrônicas
programadas para trabalhar com os diversos produtos ou "receitas" ou
eventualmente medidores de fluxo dotados de integrador.
No primeiro caso, através do CLP ou programador da balança, é ligada
inicialmente a bomba de transferência de gordura, aberta a válvula de controle de
dosagem correspondente, sendo que ao ser atingida 90% da quantidade do
componente a válvula é fechada parcialmente para permitir o ajuste fino da
quantidade de produto e ao atingir 100%, fechada e a bomba desligada.
A seguir o mesmo procedimento é feito para o pré-mix de gordura, e
sequencialmente para o leite, pré-mix aquoso, salmoura e água. O peso total
resultante é verificado e comparado com o total programado. Caso haja
divergência, a formulação pode ser corrigida manualmente.
A balança é normalmente dotada de um agitador, que neste momento é ligado, e
após um tempo de mistura, o produto é transferido para os tanques de pré-
emulsão que alimentam o resfriador-cristalizador automaticamente.
No caso do uso de medidores de fluxo dotados de integradores, são usados
medidores mássicos para a fase gordurosa e medidores de vazão indutivos para a
fase aquosa, sendo as formulações pré-fixadas em um CLP e válvulas similares
às utilizadas com balanças.
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O produto é dosado da mesma forma, porém diretamente nos tanques de pré-
emulsão (sempre um em operação e outro em formulação/mistura).
2.2 - Formulação contínua
A formulação contínua pode ser feita através de bomba dosadora a pistões de
múltiplas cabeças ou através de medidores de massa/vazão e válvulas
controladoras.
No segundo caso são usados medidores mássicos para a fase gordurosa e
medidores de vazão indutivos para a fase aquosa, sendo as formulações pré
fixadas em um CLP, enviando sinal de controle para as válvulas moduladoras do
tipo agulha.
No caso da dosagem através de bomba, esta pode ser dotada de misturadores "on
line" para a gordura e pré-mix gordura e misturadores para mistura final,
podendo ainda alimentar diretamente o resfriador caso a bomba seja
dimensionada para a pressão necessária (até 30 bar).
No caso de controladores de vazão, há necessidade do tanque de pré-emulsão
como pulmão de alimentação do resfriador e uma bomba de alta pressão.
No caso da bomba dosadora, apesar da simplicidade do processo, os riscos de
erros de formulação são muito maiores e não existem meios simples de detectá-
lo, havendo, portanto grandes chances de perda do produto acabado sem
possibilidade de correção.
3 - PRÉ EMULSÃO
Uma vez formulado o produto, este é enviado a um tanque intermediário de pré
emulsão, dotado de camisa de água quente e agitação.
Este tanque tem como finalidade pré homogeneizar o produto antes do
resfriamento, agir como pulmão para absorver as variações de vazão entre a
formulação e as etapas seguintes de resfriamento, plastificação e embalagem.
4 - RESFRIAMENTO
O resfriamento das margarinas e cremes vegetais é feito em resfriadores de
superfície raspada com expansão direta de amônia, alimentados por bomba de
alta pressão.
Para se obter uma excelente cristalização é conveniente aquecer previamente o
produto em um trocador de calor a placas até 68C e em seguida resfriá-lo até
aproximadamente 45C para evitar sobrecarga do resfriador final.
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Isto propicia ainda uma "pasteurização" do produto garantindo sua qualidade e
vida de prateleira (shalf life). Este equipamento é denominado como "trocador de
têmpera e refusão".
O produto bombeado com uma bomba de pistões de alta pressão é resfriado até
aproximadamente 12C no resfriador de superfície raspada, temperatura na qual é
plastificado e embalado.
A alta pressão é necessária para vencer as perdas de carga causadas pelo
resfriador, plastificador e linhas até a máquina de acondicionamento, visto que a
margarina passa por este circuito em estado semi sólido.
Para melhor homogeneidade na cristalização do produto, o resfriamento deve ser
feito em duas etapas, com controles de temperatura independentes e ainda
instalando-se entre os tubos resfriadores, plastificadores (batedeiras de pinos)
intermediários.
5 - PLASTIFICAÇÃO
No caso de margarinas de mesa, normalmente acondicionadas em potes plásticos,
a cristalização final se dá dentro do pote e portanto para ser possível a dosagem e
o perfeito acondicionamento da margarina é necessário que a mesma passe por
um plastificador final.
Este equipamento é uma batedeira dotada de eixo com pinos espaçados dispostos
em espiral e sua carcaça dotada de pinos fixos alinhados. Tem como função
tornar a margarina fluida e cremosa (plástica).
6 - EMBALAGEM
As embalagens mais usuais para as margarinas de mesa são os potes plásticos e o
papel parafinado aluminizado. No primeiro caso é indispensável a utilização do
plastificador para permitir o acondicionamento. No caso da embalagem em papel
parafinado aluminizado, ao contrário, utiliza-se um tubo cristalizador para que a
margarina adquira consistência dura e permita tal tipo de embalagem.
Já as margarinas industriais são embaladas em sachês plásticos, em caixas de
papelão dentro de sacos plásticos ou em latões ou mesmo em papel parafinado
aluminizado.
7 - REFUSÃO
Para permitir uma boa precisão de dosagem das máquinas de acondicionamento e
embalagem, as mesmas necessitam ser alimentadas com uma vazão superior a
sua produção, sendo o excedente retornado ao processo.
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Deveremos, porém lembrar que este retorno é de margarina no estado sólido ou
pastoso e deve ser totalmente refundida antes de voltar ao resfriador afim de não
interferir na cristalização.
Isto pode ser feito de diferentes maneiras:
7.1 Intercalando-se um aquecedor de superfície raspada na linha de retorno.
7.2 Utilizando-se um tanque de refusão auxiliar, dotado de agitação e
aquecimento.
7.3 Retornando-se o produto até a sucção da bomba de transferência do produto
do tanque de pré-emulsão ao resfriador, através do trocador de têmpera e refusão
(vide item 4) até a bomba de alta pressão.
Neste caso, a bomba de transferência deve ser de lóbulos e o trocador deve ser
dimensionado para refundir a totalidade da vazão de margarina, para o caso de
paradas curtas da máquina de acondicionamento e embalagem.
HOMOGENEIZAÇÃO DE MARGARINAS E CREMES VEGETAIS
O aumento da utilização de óleos não hidrogenados assim como o aumento do
teor de umidade nos cremes vegetais e halvarinas em relação às margarinas
implicaram na utilização de maior quantidade de emulsificantes e estabilizantes.
Estes produtos além de terem alto custo, tornam os produtos cada vez menos
"naturais".
A fim de evitar estes inconvenientes, podem-se utilizar, para esta finalidade,
homogeneizadores de alta pressão, similares aos utilizados na reincorporação de
creme (gordura) ao leite desnatado.
Estes homogeneizadores substituem as bombas de alta pressão, sendo
dimensionados para trabalharem com pressão de homogeneização de ~100 bar e
pressão de saída, após a válvula homogeneizadora de até 30 bar (pressão total de
130 bar).
Como vantagens adicionais, além da melhoria das características da margarina,
diminuição da quantidade de emulsificantes e estabilizantes em até 80%, as
dimensões das gotículas de água ficam inferiores a 2 impedindo o crescimento
bacteriológico pela inexistência de água livre.
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TANQUES DE GORDURA PARA MARGARINA
FLUXOGRAMA DA FABRICAÇÃO DE MARGARINAS
PROCESSO SEMI-CONTÍNUO
tanque de
água quente
Fig. 1
Fig. 2
para fábrica
de margarina
vapor
água retorno
gordura I gordura II
gordura I
retorno do
acondicionamento
para o
acondicionamento
bomba alta pressão pasteurizador balança de
formulação
tanques de
pré-emulsão
água
quente água fria
leite
fase
aquosa fase
gordura
salmoura água
bomba de
lóbulos
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RECONSTITUIÇÃO E PASTEURIZAÇÃO DE LEITE
CIRCUITO FRIGORÍFICO PARA O SISTEMA DE RESFRIAMENTO
DE MARGARINA E LEITE
Fig. 3
Fig. 4
compressor
condensador
reservatório de liquido
separador
de óleo
separador
de líquido
resfriador de
margarina
geração de água gelada
(resfriamento de leite)
água
pasteurizador
diluidor
de leite
retardador
tanque de leite
pasteurizado
tanque de
leite cru
água fria
vapor
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FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO DE CRISTALIZAÇÃO E
EMPACOTAMENTO DE MARGARINAS
Empacotamento de margarinas
Refusão
Bomba de alta pressão
Pré emulsão
Cristalizadores Batedeiras
Massa folhada
Tubo de repouso
retorno
Fig. 5
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SHORTENING
Shortening pode ser definido como uma gordura vegetal utilizada para limitar
características ou amaciar produtos de panificação. Sendo insolúvel em água, a
gordura evita a coesão do glúten durante a mistura, literalmente limitando as
características do mesmo e fazendo o produto mais macio. A gordura altera
também outras características funcionais como aeração do produto final.
As propriedades funcionais da gordura dependem dos seguintes fatores:
a) plasticidade
b) consistência
c) estrutura
As três condições essenciais para obtenção da plasticidade são:
a) A gordura deve ser composta por duas fases. Uma das fases deve ser sólida
enquanto que a outra deve ser líquida.
b) A fase sólida deve estar em um estado suficiente fino de dispersão na gordura
para ser efetivamente mantida suspensa pelas forças de coesão. A distância
entre as partículas sólidas devem ser tão pequenas que a tendência da fase
líquida se separar seja minimizada.
c) Deve existir uma proporção adequada entre as duas fases. A fase sólida não
deve formar uma estrutura rígida.
A consistência ou firmeza de qualquer destas gorduras é uma função do esforço
requerido para o crescimento e fluidez. O fator predominante que afeta este valor
é a relação de volumes entre a fase sólida e a líquida. Quanto maior a fase sólida,
maior a probabilidade das partículas se tocarem e o produto ficar mais firme. O
limite superior da fase sólida é da ordem de 52% em volume. O limite inferior
varia consideravelmente com o tamanho das partículas e a característica do
material, mas está geralmente na faixa de 5 a 25%.
Outro fator que influencia a consistência de uma gordura plástica é o tipo de
sólido. A parte sólida tende a definir o tipo de cristalização. A forma polimórfica
' tende a cristalizar-se sob a forma de pequenas agulhas. Estas gorduras são
mais macias, proporcionam melhor aeração, tem excelentes propriedades de
cremosidade e são adequadas para bolos e sorvetes. Contrariamente, uma
gordura que cristalize na forma polimórfica tendem a formar cristais
granulares, proporcionam pior aeração, porém funcionam bem na confecção de
tortas (massas quebradiças). As gorduras vegetais com tendência a cristalização
na forma ' são as de algodão e palma e as com tendência a cristalização na
forma são as de canola, milho, soja e girassol.
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Fluxograma Simplificado de Planta para Shortening
Dorsa & Dorsa Engenharia S.S. Ltda. Sapienza Engenharia e Consultoria
Eng. Renato Dorsa Eng. José C. Caranti
[email protected] [email protected]
(19) 3305-5203 (11) 5686-6358 (19) 99848-1441 (11) 99987-1515 (19) 98158-8073 (11) 98406-0110
Envase
N2
Batedeira
de pinos
Resfriador com
cristalizadores Gordura
Válvula
homogeneização
Filtros
Fig. 6