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Sistemas de Embalagens
(assépticos e outros)
José de Assis Fonseca Faria
Faculdade de Engenharia de Alimentos da Unicamp
TA623/2009
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Sistemas Assépticos
José de Assis Fonseca Faria
Faculdade de Engenharia de Alimentos da Unicamp
TA623-711/2008
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A QUALIDADE DO PRODUTO IN NATURA DEVERIA SER O
REFERENCIAL
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OBJETIVO DO SISTEMA OBJETIVO DO SISTEMA ASSÉPTICOASSÉPTICO
Comercialização de alimentos à temperatura ambiente, com boa qualidade e vida útil suficiente para atender ao mercado.
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? ?
APLICAÇÃO DE TECNOLOGIA PARA APLICAÇÃO DE TECNOLOGIA PARA OBTENÇÃO DA ESTABILIDADE DO PRODUTO À OBTENÇÃO DA ESTABILIDADE DO PRODUTO À
TEMPERATURA AMBIENTETEMPERATURA AMBIENTE
INATIVAÇÃO MICROBIOLÓGICA E INATIVAÇÃO MICROBIOLÓGICA E ENZIMÁTICAENZIMÁTICA
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Esquema Básico deEsquema Básico de Sistemas Sistemas AssépticosAssépticos
PRODUTO EMBALAGEM
EMBALAGEM ASSÉPTICA
Área Limpa
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ESTERILIZAÇÃO COMERCIAL DO PRODUTO
ESTERILIZAÇÃO DA EMBALAGEM
ACONDICIONAMENTO ASSÉPTICO
PRODUTO ASSÉPTICO
FECHAMENTO E MANUTENÇÃO DA INTEGRIDADE DA EMBALAGEM
COMPONENTES DOS SISTEMAS ASSÉPTICOS
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ALTERNATIVAS DE PROCESSOS E SISTEMAS DE PARA ALTERNATIVAS DE PROCESSOS E SISTEMAS DE PARA PROBIÓTICOS LÍQUIDOSPROBIÓTICOS LÍQUIDOS
Resfriamento
Envase a frio(adição de
conservadores) Resfriamento
Envase a quente
Fechamento
Elaboração do Produto
Tratamento térmico
Envase e fechamentoassépticos
Resfriamento
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PROCESSO TÉRMICO CONVENCIONAL
CONVENCIONAL ESTERILIZAR O PRODUTO E A EMBALAGEM
ENLATAMENTO
ENCHIMENTO A QUENTE
(REQUER EMBALAGENS TERMORESISTENTES)
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Características do produtoCaracterísticas do produto
Alta acidez (pH < 4,5)
Esterilidade comercial
Baixa acidez (pH > 4,5)
Pasteurização Tratamento UHT
Acondicionamento asséptico
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PROCESSOS DE INDUSTRIALIZAÇÃO PROCESSOS DE INDUSTRIALIZAÇÃO PARA SISTEMAS ASSÉPTICOSPARA SISTEMAS ASSÉPTICOS
TÉRMICOS (CONVENCIONAIS: HTST E UHT)
PROCESSOS ALTERNATIVOS:
IRRADIAÇÃOCAMPO MAGNÉTICO
PULSO ELÉTRICOALTA PRESSÃO
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Efeito cascata de pressões
ΔP1 ΔP2
AC
SISTEMA DE DUTOS DE AR
Fonte: Petrus (2007)
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Contaminação ambiental
Ar sala limpaAr sala limpa
Ar ambienteAr ambiente
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TROCADOR DE CALOR A PLACASTROCADOR DE CALOR A PLACASTROCADOR DE CALOR A PLACASTROCADOR DE CALOR A PLACAS
EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA
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TROCADOR DE CALOR TUBULAR E SUPERFÍCIE TROCADOR DE CALOR TUBULAR E SUPERFÍCIE RASPADARASPADA
EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA
16EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA
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EFEITO DO EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO TRATAMENTO TÉRMICO NONO LEITE LEITEEFEITO DO EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO TRATAMENTO TÉRMICO NONO LEITE LEITE
EMBALAGENS/DTA/FEAEMBALAGENS/DTA/FEA
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QUAIS SERÃO AS QUAIS SERÃO AS CARACTERÍSTICAS DAS CARACTERÍSTICAS DAS
EMBALAGENS ?EMBALAGENS ?
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EMBALAGENS TERMORESISTENTES
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FIMFIM
ENCHIMENTO A QUENTE
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TERMOSENSÍVEIS
PP Coex
PET?
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FIMFIM
ENCHIMENTO A QUENTE ?
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Tratamento Térmico de AlimentosMicrorganismos Temperatura ( º C ) Valor D ( min)
Esporos
Bacillus stearothermophilus 121,1 4,0 - 5,0
Clostridium botulinum 121,1 0,1 - 0,2
Células Vegetativas de Bactéria
Brucella spp 65,5 0,5 - 1,0Salmonella spp 65,5 0,02 - 0,25Staphylococcus aureus 65,5 0,2 - 2,0Lactobacillus spp 65,5 0,5 - 1,0Bolores e Leveduras
Células Vegetativas e Micélio 65,5 0,5 - 3,0
Zygosaccharoyces bailii 60,0 7,0 - 14,2
Saccharomyces cerevisiae 60,0 8,2 - 22,2
Cálculo do tempo de tratamento a uma determinada temperatura:
Tempo = D * (log (contagem inicial) – log(contagem final))
Esterilização comercial
Pasteurização
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Requerimentos para Embalagens
Alimentos enchidos à quente:
- Resistência mecânica às diferenças de pressão
- Formação de vácuo dentro da embalagem
- Colapsagem
- Resistência Térmica
- Enchimento à 88ºC, manutenção por 3 minutos
- Se polimérica, não pode atingir Tg
Alimentos enchidos à frio:
- Ambiente Asséptico Segurança/ $$$$
- Com adição de conservantes
(McLellan e Padilla-Zakour, 2005)
(Ansari e Datta, 2003)
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Embalagens Plásticas – Enchimento a Quente
Ponto fusão Falta rigidez
Colapso da embalagem
DeformaçãoPerda de
hermeticidade
Contração da parede por
diferença de pressão
Perda de
estrutura no
fechamento (Board, Steele e Kelly, 2001)
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Embalagens Plásticas – Enchimento a QuenteAlterações propostas
nas geometrias das embalagens:
A, US 4.610.366 (1986).B, US 0129598 (2004).C, US0125743A1
(2007). D, US 0039918A1
(2007).
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Assepsia das embalagens
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Ação esporicida
Efeito da temperatura sobre esporos de B. subtilis var. globigii expostos a solução de ácido peracético 0,03%. 8ºC (▼), 20ºC (●) e 40ºC (♦)
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Mercado nacional de sistemas assépticos
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PESQUISAS SOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOS
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOSFACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
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DESENVOLVIMENTO E ADEQUAÇÃO EM ESCALA PILOTO DE
PROCESSAMENTO E ENVASE ASSÉPTICO EM EMBALAGENS
PLÁSTICAS
DE LEITE FLUIDO, SUCOS, BEBIDAS ISOTÔNICAS E ÁGUA DE
COCO
PESQUISAS PESQUISAS SOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOSSOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOS
NA UNICAMP NA UNICAMP
PESQUISAS PESQUISAS SOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOSSOBRE SISTEMAS ASSÉPTICOS
NA UNICAMP NA UNICAMP
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INFRAESTRUTURA
Planta Piloto
Trocadores de Calor
Sistema de Esterilização
Sala Limpa
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TANQUE DE RECEPÇÃO/PREPARO DE MATÉRIA-PRIMA (200L)
TANQUE DE EQUILÍBRIO (70L)
TROCADOR DE CALOR A PLACAS (300L/h)
CONTENTOR ASSÉPTICO
VÁLVULA DE ENVASE
SALA LIMPA
LINHA DE PROCESSAMENTO
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FILTRO DE ÁGUA BIOLÓGICO
EQUIPAMENTO DE ASSEPSIA POR
ASPERSÃO
ÁGUA DE ENXÁGÜE ESTÉRIL
ASSEPSIA DE GARRAFAS
SOLUÇÃO ESTERILIZANTE (0,1 – 0,5%APA)
SANIFICAÇÃO DA SUPERFÍCIE EXTERNA DAS EMBALAGENS (APA 0,05%)
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EQUIPAMENTO PARA ASSEPSIA EQUIPAMENTO PARA ASSEPSIA
DE EMBALAGENS DE EMBALAGENS
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CLASSE DE LIMPEZA
100
1 000
10 000
100 000
NÚMERO DE RECIRCULAÇÕES/H
> 150
> 65
> 35
> 15
PRESSÃO AMBIENTAL (mmca)
> 1,2
> 1,2
> 1,2
> 1,2
CONVENÇÕES DE MEDIDAS PARA SALAS LIMPASCONVENÇÕES DE MEDIDAS PARA SALAS LIMPAS
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SALA LIMPA CLASSE 10.000SALA LIMPA CLASSE 10.000SALA LIMPA CLASSE 10.000SALA LIMPA CLASSE 10.000
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SALA LIMPA PARA ENVASE ASSÉPTICO ISO CLASSE 7 (CLASSE 10 000)
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OPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADOOPERADOR PARAMENTADO
45 AMOSTRAS DA BEBIDA ISOTÔNICA OBTIDA PELO NOVO PROCESSO
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PRODUTO ASSÉPTICO COMERCIALMENTE
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DESAFIOS ENCONTRADOS
Produtos d baixa acidez
Atividade enzimática residual
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ENVASE ASSÉPTICOENVASE ASSÉPTICO DE LEITE UHT DE LEITE UHT
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Água de coco / processo asséptico com inativação enzimática
50
Água de coco / processo asséptico sem inativação enzimática
51
Leite Longa Vida em Flexíveis
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OBRIGADO PELA ATENÇÃOOBRIGADO PELA ATENÇÃO