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Minimização das perdas de peso de batata durante o corte numa linha de produção de batata frita Ana Luísa Nunes Hortas Biscaia Relvas Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biológica Orientadores: Prof.ª Marília Clemente Velez Mateus Eng.º Nuno Miguel Antunes Moreira Júri: Presidente: Prof.ª Helena Maria Rodrigues Vasconcelos Pinheiro Orientador: Eng.º Nuno Miguel Antunes Moreira Vogal: Prof.ª Maria de Fátima Guerreiro Coelho Soares Rosa Outubro 2018

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Minimização das perdas de peso de batata durante o corte

numa linha de produção de batata frita

Ana Luísa Nunes Hortas Biscaia Relvas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Biológica

Orientadores: Prof.ª Marília Clemente Velez Mateus

Eng.º Nuno Miguel Antunes Moreira

Júri:

Presidente: Prof.ª Helena Maria Rodrigues Vasconcelos Pinheiro

Orientador: Eng.º Nuno Miguel Antunes Moreira

Vogal: Prof.ª Maria de Fátima Guerreiro Coelho Soares Rosa

Outubro 2018

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E o percurso natural para se passar da nulidade à grandeza é esquecermo-nos de que

somos um grama e sentirmos que somos a milionésima parte de uma tonelada.

Zamiatine em Nós

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Agradecimentos

Gostaria de começar por agradecer a todas as pessoas que me acompanharam na fábrica na realização do

trabalho prático da tese. Em primeiro lugar, ao Engenheiro Nuno Moreira por me ter dado a oportunidade de

realizar o trabalho prático da minha tese na fábrica. Em segundo lugar, à Engenheira Tânia Fernandes por

todo o apoio e disponibilidade demonstrada ao longo destes meses de trabalho. Em terceiro lugar, quero

agradecer a todos os operadores e restantes trabalhadores que me prestaram tão preciosa ajuda, sem a qual

a realização desta tese teria sido impossível, e que me fizeram companhia ao longo do estágio, nos quais se

incluem a Teresa Machado, o João Francisco, o José Santos, o João Franco, o Mário Santiago, o Ricardo

Anacleto, entre tantos outros. Obrigada a todos por me terem recebido tão calorosamente na fábrica e peço

desculpa, em particular aos operadores, por estar constantemente a chatear!

Quero também agradecer à minha orientadora interna, a Profª Marília Mateus, pelo interesse que demonstrou

logo desde início nesta tese e por todo o apoio incansável que me prestou ao longo destes meses de trabalho.

Um agradecimento enorme vai para os meus colegas do IST, em particular para as minhas grandes amigas

Ana Pereira, Catarina Oliveira, Beatriz Godinho e Filipa Pereira. Conseguimos ultrapassar muitas barreiras

juntas ao longo destes anos passados na faculdade. O meu percurso, que foi tão difícil em certos pontos, foi

tornado tão mais fácil pela vossa companhia, apoio e amizade incondicional. A vossa amizade é, e digo-o

com toda a certeza, o melhor que trago da minha estadia no IST.

Quero também agradecer aos meus amigos de longa data João Crastes, Maria Bagulho, Sara Silva e Sofia

Pires. A vossa contribuição para o meu sucesso académico, apesar de que indireta, não foi menos importante.

Espero que, e apesar de já termos uma emigrante no grupo, consigamos manter esta amizade por muitos

mais longos anos.

Por fim, e não menos importante, quero agradecer à minha família, em particular à minha mãe, ao meu pai,

ao meu irmão, à minha madrinha e à minha mãe emprestada, a Rosa, por tudo. Devo agradecer, em particular,

aos meus pais por me darem a oportunidade de estudar em Lisboa e por todo o apoio incondicional que me

deram não só ao longo destes últimos anos, mas durante toda a minha vida.

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Resumo

A batata branca é um alimento que faz parte da dieta humana há 8000 anos. Com o desenvolvimento da

indústria alimentar, esta tem tomado diversas formas, sendo uma delas as batatas fritas. Na fábrica de

produção industrial deste produto, onde foi realizado o presente o projeto, podem-se encontrar duas linhas

de produção deste produto, a linha P e a K.

O presente projeto teve como objetivo a minimização das perdas de peso de batata na operação de corte da

linha K, perdas que, em 2016, foram de 13%, em média. Identificaram-se fatores de potencial influência nestas

perdas, sendo estes: o desgaste das cabeças de corte, o caudal de água aplicado, a forma de alimentação

da batata e o desgaste das lâminas. O efeito de cada fator estudou-se individualmente, sendo que as perdas

foram medidas pela aplicação dum procedimento operatório standard da empresa. Com base nos resultados

obtidos, apresentaram-se soluções e avaliou-se o respetivo impacto económico. Concluiu-se que uma

redução de caudal de água e um novo regime de substituição de lâminas, poderão ser as melhores soluções,

podendo gerar poupanças até 6,4E+04€/ano, sendo necessária a realização de testes de validação para

comprovar os resultados obtidos. Com vista a melhorar a confiança nos resultados, sugerem-se alterações

ao procedimento operatório standard bem como um melhor planeamento no futuro de experiências deste tipo.

Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de

perdas.

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Abstract

The white potato is a food product that has been a part of the human diet for about 8000 years. With the

development of the food industry, it has taken various forms, one of them being potato chips. In the potato chip

factory where the present work was conducted there are two distinct chip production lines, line P and line K.

The main goal of the present work was to minimize potato weight loss in the slicing operation of the K line,

which were, in average, of 13% in 2016. Factors with potential influence in these losses were identified, them

being: slicer head wear, applied water flow, potato feeding conditions and blade wear. The effect of each factor

over was studied individually, with the potato weight losses being measured by the company’s standard

operating procedure for this purpose. Based on the results that were obtained, solutions were presented, and

their respective economical impact evaluated. It was concluded that a reduction in water flow and a new regime

of blade replacement could be the better solutions, resulting in savings that can reach 6.4E+04€/year. Further

validation tests of these solution should be done. Also, to get more precise results in the future, changes to

the standard operating procedure and a better planning of experiences of this type are suggested.

Keywords: Potato Chips; Slicing Operation; Potato weight loss; Loss minimization.

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Índice

Agradecimentos .........................................................................................................................................i

Resumo ................................................................................................................................................... iii

Abstract.....................................................................................................................................................v

Índice ...................................................................................................................................................... vii

Índice de figuras ...................................................................................................................................... ix

Índice de tabelas .................................................................................................................................... xii

Lista de abreviaturas ............................................................................................................................. xiv

1. Contextualização do projeto ............................................................................................................. 1

1.1. A fábrica de produção de batata frita ...................................................................................... 1

1.2. Declaração do problema ......................................................................................................... 1

1.3. Objetivo e planeamento do projeto ......................................................................................... 1

2. Introdução ............................................................................................................................................ 2

2.1. Origem e história do consumo da batata ................................................................................ 2

2.2. Biologia da batata .................................................................................................................... 3

2.2.1. A planta da batata ........................................................................................................... 3

2.2.2. Composição química geral .............................................................................................. 4

2.2.3. Morfologia e microestrutura ............................................................................................. 7

2.3. A batata frita ............................................................................................................................ 9

2.3.1. História da batata frita e mercado ................................................................................... 9

2.3.2. Produção industrial de batata frita: descrição do processo geral de produção ............ 10

2.3.3. As linhas de produção de batata frita da fábrica ........................................................... 16

3. Materiais e métodos ....................................................................................................................... 23

3.1. Amostras de batata ............................................................................................................... 23

3.2. Pesagem das amostras pré- e pós-corte: o procedimento standard da empresa ................ 23

3.3. Efeito da variação dos fatores identificados na perda de peso da batata na operação de corte:

estratégia experimental ...................................................................................................................... 24

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3.3.1. Desgaste das cabeças de corte .................................................................................... 24

3.3.2. Caudal de água de lubrificação ..................................................................................... 24

3.3.3. Condições de alimentação ............................................................................................ 25

3.3.4. Desgaste das lâminas ................................................................................................... 25

3.4. Estratégia analítica ................................................................................................................ 26

3.4.1. Análise do efeito (%) do desgaste da cabeça de corte, do caudal de água e das condições

de alimentação ............................................................................................................................... 26

3.4.2. Análise do efeito do desgaste das lâminas ................................................................... 27

3.4.3. Avaliação do impacto económico de alterações na operação de corte da linha K ....... 27

4. Resultados e discussão ................................................................................................................. 28

4.1. Efeito dos fatores identificados na perda de peso da batata na operação de corte em rodelas

28

4.1.1. Efeito do desgaste das cabeças de corte, do caudal de água e das condições de

alimentação .................................................................................................................................... 28

4.1.2. Impacto do desgaste das lâminas ................................................................................. 36

4.1.3. Análise da variabilidade dos resultados obtidos ........................................................... 39

4.2. Alterações nas condições da operação de corte da linha K: Avaliação da sua possibilidade e

impacto económico ............................................................................................................................ 41

4.2.1. Investimento em novas cabeças de corte ..................................................................... 41

4.2.2. Diminuição do caudal de água ...................................................................................... 42

4.2.3. Alteração às condições de alimentação ........................................................................ 44

4.2.4. Alteração ao regime de substituição de lâminas ........................................................... 44

5. Conclusões e trabalho futuro ......................................................................................................... 47

6. Referências .................................................................................................................................... 49

7. Anexos ........................................................................................................................................... 53

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Índice de figuras

Figura 2.1. – Representação gráfica das quotas de produção mundial de batata por continente (FAO,

2016). ....................................................................................................................................................... 2

Figura 2.2. – Representação ilustrativa da planta da batata e seus constituintes (adaptada de International

Potato Center, n.d.) ................................................................................................................................. 4

Figura 2.3. – Representação dos polímeros de amilose (acima) e amilopectina (meio), com as ligações

alfa-1-4 e alfa-1-6 entre os monómeros de D-glucose destacadas, e das micelas cristalinas de amilopectina

(baixo) (Huang e Rooney, 2001). ............................................................................................................ 6

Figura 2.4. – Perfil genérico da evolução do conteúdo em açúcares redutores (%, a verde) e em sólidos

totais (%, a laranja) ao longo do tempo, desde a floração até à colheita (adaptado de documentação

fornecida pela empresa) .......................................................................................................................... 7

Figura 2.5. – Corte longitudinal de um tubérculo, com os tecidos celulares que o compõem em destaque

(adaptado de Fedec et al., 1997) ............................................................................................................ 7

Figura 2.6. – Imagem obtida através de SEM de um tubérculo da variedade Russet Burbank onde se pode

observar a camada de células superficiais da periderme desprovida de grânulos de amido e as do córtex,

contendo grânulos de amido no seu interior (Fedec et al., 1997). .......................................................... 8

Figura 2.7. – Distribuição do tamanho de partículas (em %) de grânulos de amido para 21 variedades da

batata (%matéria seca ± SD): Atrice (16,03±0,98), Adora (14,03±0,11), Arielle (15,07±0,42), Arizona

(15,06±0,21), Asterix (27,22±0,98), Belline (18,76±0,34), Berber (18,96±0,34), Colomba (16,63±0,19),

Crisper (25,70±0,53), Fontana (27,17±0,91), Inova (21,34±0,55), Laura (15,56±0,69), Marlene

(24,84±0,75), Red Scarlet (18,10±0,05), Safrane (22,63±0,16), Sinora (22,37±0,31), Soprano (18,69±0,11),

Triplo (24,16±0,20), Universa (17,28±0,20), Vivaldi (19,68±0,31) e Volumia (18,77±0,23). A cor preta

corresponde a grânulos com área superficial menor que 350 μm2, cinzento escuro entre 350 e 1250 μm2

e cinzento claro maior que 1250 μm2 (Romano et al., 2017). ................................................................. 9

Figura 2.8 - Digrama geral das operações unitárias de uma linha de produção de batata frita (adaptado de

Gould, 2001) .......................................................................................................................................... 10

Figura 2.9 – Relação entre o rendimento final de fritura (%) (A) e do conteúdo final de óleo (%) (B) com a

espessura da rodela de batata (polegadas) para tempos de fritura de 3; 3,5; 4; 4,5 e 5 minutos de fritura

(Gamble e Rice, 1988) .......................................................................................................................... 13

Figura 2.10 – Galeria de imagens selecionadas de uma célula de batata obtidas por microscopia ótica

numa experiência simulada de fritura a 180 °C a 1,0 s (A); 3,0 (B); 3,5s (C); 3,7s (D); 12,2 s (E); 20,0s (F);

60,0s (G) e 180s (H) de fritura (Aguilera et al., 2001) ........................................................................... 14

Figura 4.1 – Efeito do desgaste das cabeças de corte com 0,7 anos de utilização (gráfico A) e com 9 anos

de utilização (gráfico B) nos valores (pontos negros) de perda de peso da batata (Perda, em %) obtidos

por ordem cronológica para 23 testes para cada nível, num total de 46 amostras independentes de 10kg

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de batata branca. Os testes realizaram-se no período entre 11/12/2017 e 20/12/2017 nas cortadoras da

linha P, a um caudal de água de lubrificação médio de 16,4 l/min, com alimentação singular de batata e

lâminas com 0h de desgaste. Os pontos circulares representam testes na cortadora 1, os quadrados na

2, os losangos na 3 e os triângulos na 4. Estão também representados os valores de Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ (em %) (linha

verde contínua) e desta mais (LS) e menos o SD (LI) (linha continua vermelha superior e inferior,

respetivamente) para os dois níveis. As linhas verticais negras a tracejado representam mudança no lote

de batata usado para recolha das amostras. As características do lote bem como os valores de Perda de

todas as amostras podem-se encontrar na Tabela 7.1 do Anexo C…………………………………..….29

Figura 4.2 – Representação gráfica dos valores de desvio obtidos (pontos negros) para cada uma das

cortadoras da linha P. Os pontos ligados por uma linha contínua correspondem aos calculados a partir dos

valores de Perda para as cabeças de corte com 0,7 anos de utilização (nível A) e os pontos ligados pela

linha tracejada correspondem aos obtidos para as cabeças de corte com 9,0 anos de utilização (nível B).

Os pontos circulares correspondem à cortadora 1, os quadrados à 2, os losangos à 3 e os triângulos à 4.

Todos os valores de desvio apresentam-se na Tabela 7.6 do Anexo C………………………………….30

Figura 4.3 - Efeito do desgaste do caudal de água de 17,4 l/min (gráfico A) e de 67,0 l/min (gráfico B) nos

valores (pontos negros) de perda de peso da batata (Perda, em %) obtidos por ordem cronológica para 25

testes para cada nível, num total de 50 amostras independentes de 10kg de batata branca. Os testes

realizaram-se no período entre 21/12/2017 e 30/01/2018 na cortadora 4 da linha P, usando uma cabeça

de corte com 0,7 anos de utilização, com alimentação singular de batata e lâminas com 0h de desgaste.

Estão também representados os valores de percentagem de Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ (em %) (linha verde contínua) e desta

mais (LS) e menos o SD (LI) (linha continua vermelha superior e inferior, respetivamente) para os dois

níveis. As linhas verticais negras a tracejado representam mudança no lote de batata usado para recolha

das amostras. As características do lote bem como os valores de Perda de todas as amostras podem-se

encontrar na Tabela 7.2 do Anexo C……………………………………………………………………….33

Figura 4.4 - Representação gráfica dos valores de desvio obtidos (pontos negros) para cada um dos testes

com repetições do estudo do efeito do caudal de água de lubrificação, sendo estes os testes nº1, 5, 6 e

20. Os pontos ligados por uma linha contínua correspondem aos calculados a partir dos valores de Perda

para uma caudal de água de 17,4 l/min (nível A) e os pontos ligados pela linha tracejada correspondem

aos obtidos a um caudal de 67,0 l/min (nível B). Todos os valores de desvio apresentam-se na Tabela 7.7

do Anexo C…………………………………………………………………………………………………….34

Figura 4.5 - Efeito da alimentação de batata singular (gráfico A) e de alimentação agrupada (gráfico B) nos

valores (pontos negros) de perda de peso da batata (Perda, em %) obtidos por ordem cronológica para 23

testes para cada nível, num total de 46 amostras independentes de 10kg de batata branca.. Os testes

realizaram-se no período entre 11/01/2018 e 20/02/2018 na cortadora 2 da linha K, usando uma cabeça

de corte com 9 anos de utilização, a um caudal de água de lubrificação de 100 l/min e lâminas com 0h de

desgaste. Estão também representados os valores Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ (em %) (linha verde contínua) e desta mais (LS)

e menos o desvio padrão (LI) (linha continua vermelha superior e inferior, respetivamente) para os dois

níveis. As linhas verticais negras a tracejado representam mudança no lote de batata usado para recolha

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das amostras. As características do lote bem como os valores de Perda de todas as amostras podem-se

encontrar na Tabela 7.3 do Anexo C…………………………………………………………………………35

Figura 4.6 - Representação gráfica dos valores de desvio obtidos (pontos negros) para cada um dos testes

com repetições do estudo do efeito das condições de alimentação de batata, sendo estes os testes nº2, 3,

4, 5, 6 e 11. Os pontos ligados por uma linha contínua correspondem aos calculados a partir dos valores

de Perda para alimentação singular (nível A) e os pontos ligados pela linha tracejada correspondem aos

obtidos para alimentação agrupada (nível B). Todos os valores de desvio apresentam-se na Tabela 7.8 do

Anexo C………………………………………………………………………………………………………….36

Figura 4.7 – Representação gráfica de 6 estudos independentes (linhas negras) da evolução dos valores

(pontos negros) de perda de peso de batata (Perda, em %) ao longo do tempo (em horas). Em cada estudo

os testes foram realizados na mesma cabeça de corte com o mesmo conjunto de lâminas de corte e com

amostras de 10kg de batata pertencentes ao mesmo lote. Os pontos correspondem a testes realizados às

0, às 4 e às 8h. O estudo 1 corresponde à linha com marcadores circulares, o estudo 2 aos triângulos, o 3

aos losangos e o 4 aos quadrados. Para o estudo 2 e 3, o que possui uma linha continua representa a

repetição “a” e a linha a tracejado representa a repetição “b”. Os testes realizaram-se no período entre

21/02/2018 e 26/04/2018 na cortadora 2 da linha K, a um caudal de água de lubrificação de 100 l/min e

com uma alimentação agrupada de batata. As características do lote bem como os valores de Perda de

todas as amostras podem-se encontrar nas Tabelas 7.4 e 7.5 no Anexo C…………………………….37

Figura 4.8 – Ajuste de uma evolução exponencial da perda (em %) ao longo do tempo de utilização do

mesmo conjunto de lâminas de corte ao estudo 1 (pontos circulares) e 2a (pontos triangulares)

correspondentes ao melhor e pior cenários de perdas (em %) ao longo do tempo (em h). Ao estudo 1

adaptou-se um modelo exponencial de equação Perda (t) = 15,4e1,08E-02t com um coeficiente de

determinação (r2) de 0,976. Ao estudo 2a adaptou-se um modelo exponencial de equação Perda (t) =

14,6e5,23E-02t com um coeficiente de determinação (r2) de 0,984……………………………………….38

Figura 7.1 - Tabela de consulta fornecida pela empresa onde se pode fazer a conversão entre massa

volúmica, em g/ml (blocos a vermelho), e conteúdo em sólidos (% (m/m)) da batata. ........................ 53

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Índice de tabelas

Tabela 2.1. – Composição química de um tubérculo de batata (Talburt et al., 1975; Miranda e Aquilera,

2006). ....................................................................................................................................................... 5

Tabela 2.2 – Pontos críticos de controlo e respetivos limites aceitáveis na avaliação dos lotes recebidos.

............................................................................................................................................................... 16

Tabela 3.1 – Níveis estudados e condições experimentais para cada um dos fatores identificados como

potenciais influenciadores da perda de peso da batata na operação de corte. Nas condições incluem-se:

o local de realização, ou seja, a linha de produção e nº de cortadora; o desgaste das cabeças de corte

usadas, em anos de utilização; o caudal de água de lubrificação, em l/min; alimentação de batata singular

ou agrupada; e desgaste das lâminas, em horas de utilização. ........................................................... 25

Tabela 4.1 – Valores de perda média (em %), desvio padrão (SD, em %), desvio global para cada nível (A

e B) estudado dos fatores desgaste das cabeças de corte (em anos), caudal de água (em l/min), condições

de alimentação. Os valores do efeito (em %) da variação de cada um destes fatores nas perdas são

também listados, bem o local de realização dos testes. ....................................................................... 28

Tabela 4.2 – Valores dos incrementos (em kg) de peso de batata desperdiçada ao longo de 8h devido ao

desgaste das lâminas com e sem mudança de lâminas às 4h, calculados para o pior e melhor cenários de

perda, correspondentes aos estudos 1 e 2a, respetivamente, com base nos modelos exponenciais

adaptados a estes dois estudos independentes. São incluídos aqui também os valores do peso total

acumulado (em kg) ao longo das 8h para todos os cenários e as poupanças finais de batata para os dois

cenários (em kg/turno). .......................................................................................................................... 39

Tabela 4.3 – Valores auxiliares ao cálculo da estimativa do pay-back time do investimento em 8 novas

cabeças de corte. São incluídos os valores investidos ou poupados mensalmente (em €) ao longo de 12

meses e respetivos valores acumulados. ............................................................................................. 42

Tabela 4.4 – Poupança anual de batata, gastos e poupança anual final (em €/ano) estimadas associadas

a cada alteração proposta às condições operatórias da linha K, sendo estas o investimento em novas

cabeças de corte, diminuição do caudal de água e um novo regime de substituição de lâminas. ...... 45

Tabela 7.1 – Valores de perda (em %) para os níveis A e B (*) de todos os testes realizados no estudo do

efeito do desgaste da cabeça de corte, em anos. São incluídas as correspondentes características do lote

de batata das respetivas amostras recolhidas, tais como o conteúdo em sólidos (em % (m/m)), o nº

tubérculos (por 10kg), se é batata ou não lavada. São também incluídas as datas de realização de cada

teste e as cortadoras onde foram realizados. ....................................................................................... 56

Tabela 7.2 - Valores de perda (em %) para os níveis A e B (*) de todos os testes realizados no estudo do

efeito do caudal de água de lubrificação, em l/min. São incluídas as correspondentes características do

lote de batata das respetivas amostras recolhidas, tais como o conteúdo em sólidos (em % (m/m)), o nº

tubérculos (por 10kg), se é batata lavada ou não lavada. São também incluídas as datas de realização de

cada teste. ............................................................................................................................................. 57

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Tabela 7.3 - Valores de perda (em %) para os níveis A e B (*) de todos os testes realizados no estudo do

efeito das condições de alimentação de batata. São incluídas as correspondentes características do lote

de batata das respetivas amostras recolhidas, tais como o conteúdo em sólidos (em % (m/m)), o nº

tubérculos (por 10kg), se é batata lavada ou não lavada. São também incluídas as datas de realização de

cada teste. ............................................................................................................................................. 58

Tabela 7.4 - Valores de perda (em %) às 0, 4 e 8h para todos os estudos realizados ao efeito do desgaste

das lâminas, em horas de utilização. .................................................................................................... 59

Tabela 7.5 – Características dos lotes das amostras recolhidas para todos os estudos ao efeito do desgaste

das lâminas, em horas de utilização, onde se incluem o conteúdo em sólidos (% (m/m)), o nº tubérculos

(por 10kg), se é batata lavada ou não lavada. ...................................................................................... 59

Tabela 7.6 – Valores dos desvios de cada cortadora da linha P, calculados para os níveis A e B do estudo

do efeito do desgaste das cabeças de corte, baseados nos valores de Perda (em %) listados na Tabela

7.1. ......................................................................................................................................................... 59

Tabela 7.7 – Valores dos desvios de cada teste com repetições do estudo do efeito do caudal de água de

lubrificação, calculados para os níveis A e B, com base nos valores e perda (em %) da Tabela 7.2.. 59

Tabela 7.8 - Valores dos desvios de cada teste com repetições do estudo do efeito das condições de

alimentação de batata, calculados para os níveis A e B, com base nos valores e perda (em %) da Tabela

7.3. ......................................................................................................................................................... 60

Tabela 7.9 – Dados necessários ao cálculo da poupança anual em batata crua................................. 61

Tabela 7.10 – Dados necessários aos cálculos auxiliares da avaliação do impacto económico do

investimento em novas cabeças de corte, da diminuição do caudal de água de lubrificação e da alteração

ao regime de substituição das lâminas. ................................................................................................ 61

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xiv

Lista de abreviaturas

FAO Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura

K Linha de menor capacidade de produção de batatas fritas da fábrica onde foi realizado o projeto

LI Limite inferior, representa o valor de percentagem de perda de peso de batata média na operação de corte

em rodelas de um conjunto de amostras menos o desvio padrão

LS Limite superior, representa o valor de percentagem de perda de peso de batata média de um conjunto de

amostras mais o desvio padrão

OIT Terminal de interface do operador

P Linha de maior capacidade de produção de batatas fritas da fábrica onde foi realizado o projeto

QI Índice de qualidade, medido de 0 a 10 mil, atribuído a rodelas de batata frita à saída da fritura

SD Desvio padrão

SEM Microscopia eletrónica de varrimento

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1

1. Contextualização do projeto

1.1. A fábrica de produção de batata frita

A presente tese enquadra-se num projeto realizado numa fábrica onde se encontram duas linhas distintas de

produção de batata frita. A primeira, de maior capacidade, que será doravante designada como linha P, e a

segunda, que será designada de linha K. O projeto focou-se maioritariamente na segunda, mais

especificamente na redução de desperdício da operação de corte da batata em rodelas desta linha. Este

projeto foi proposto e orientado pelo gestor de operações Engº Nuno Moreira e realizado com o apoio da Engª

Tânia Fernandes, especialista e coordenadora de receção de batata.

1.2. Declaração do problema

De acordo com dados de 2016, as perdas de peso de batata observadas na operação de corte em rodelas

na linha P e na linha K apresentavam valores de 11% e de 13%, respetivamente. As perdas superiores em

2% da linha K representaram um custo adicional de batata crua 64.000 €/ano, associado a um consumo

acrescido de batata crua, ou seja, de matéria-prima, para compensar o desperdício observado.

1.3. Objetivo e planeamento do projeto

O objetivo do presente projeto prendeu-se assim com a minimização dos valores (em %) das perdas de peso

da batata na operação de corte da linha K, sendo que para tal foram previstas cinco fases para o

desenvolvimento do mesmo:

• Identificação dos diferentes fatores que afetam a operação de corte e que, consequentemente, podem

estar a afetar as perdas, na linha P e na linha K;

• Avaliação do impacto da variação de cada fator identificado nas perdas de peso;

• Proposta e teste de soluções que otimizem a operação de corte na linha K, que garantam que nem a

qualidade do produto final seja afetada negativamente e que nem a operação normal da linha seja

prejudicada;

• Avaliação da viabilidade económica das soluções encontradas;

• Controlo visando verificar se as soluções encontradas efetivamente garantem a minimização da perda de

peso da batata na operação de corte na linha K.

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2

2. Introdução

2.1. Origem e história do consumo da batata

A batata branca (Solanum tuberosum) pertence à família de plantas Solanaceae e é nativa da região

montanhosa dos Andes na América do Sul onde é consumida há cerca de 8000 anos, sendo originalmente

denominada de papas pelos povos nativos, os Incas (Miranda e Aquilera, 2006). Os tubérculos da planta eram

consumidos nesta altura cozinhados e principalmente sob a forma seca, um produto a que se chamava de

chuño, que servia de alimento entre colheitas. Este produto era obtido por secagem ao ar livre de batatas

cortadas. Estas congelavam durante a noite e de manhã descongelavam, sendo de seguida pisadas, o que

resultava na libertação da água. Ao repetir estes passos durante vários dias, as batatas secavam sob a forma

de um pó que era seguidamente armazenado (Brown,1993).

A introdução da batata na Europa deu-se no século XVI, sendo que se acredita que tal tenha ocorrido pelo

ano de 1570 em Espanha. Deste país, foi levada para Itália e Inglaterra em 1596 e Alemanha em 1601, tendo-

se espalhado pelo resto do continente durante o primeiro quarto do século XVII (Miranda e Aquilera, 2006).

Pela sua adaptabilidade e capacidade de produzir boas culturas, a batata, em particular a branca, tornou-se

na terceira planta alimentar mais importante em todo o mundo a seguir ao arroz e ao trigo (Gould, 1999a),

fazendo parte da dieta base de quase todos os países civilizados. De acordo com a Organização das Nações

Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO, em inglês), a produção global total excedeu os 350 milhões de

toneladas em 2016, sendo que o maior produtor é a China, que atingiu os 100 milhões de toneladas nesse

ano. Graças à contribuição deste país, a Ásia é assim o maior produtor mundial de batata, contribuindo em

metade para a produção global, seguindo-se a Europa com 31,2%, como se pode observar na Figura 2.1.

(FAO, 2016).

Figura 2.1. – Representação gráfica das quotas de produção mundial de batata por continente (FAO, 2016).

Assim que introduzida num país, novas variedades de batata foram e são desenvolvidas que se adaptam às

condições de cultivo e preferências de consumo locais. Atualmente existem centenas de variedades deste

vegetal em todo o mundo, diferindo em textura, sabor, forma e cor, de acordo com o produto final desejado

(Miranda e Aquilera, 2006).

Atualmente, a batata serve uma variedade de propósitos para além do consumo doméstico. Na verdade,

menos de 50% da batata cultivada no mundo é consumida fresca, sendo que a restante é processada em

produtos e ingredientes alimentares, utilizada como alimentação para gado, transformada em amido para a

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indústria ou reutilizada como semente para a colheita seguinte. Dos produtos alimentares processados

destacam-se as batatas fritas congeladas, as chamadas french fries nos EUA e as batatas fritas de pacote,

conhecidas como chips nos EUA; os flocos de batata desidrata, usados ou na confeção industrial de puré ou

como ingrediente em snacks; e a farinha de batata, usada na indústria alimentar como agente ligante em

misturas de carnes e como espessante de molhos e sopas. O amido de batata, que se apresenta como um

pó fino e sem sabor, é também usado como espessante de molhos e caldos e ligante em misturas para bolos,

bolachas ou gelados. Para além de ser usada como alimento, a batata, em particular o amido e as cascas e

outros resíduos resultantes do processamento da mesma, apresenta ainda outros usos: o amido é usado

como adesivo, agente ligante ou agente texturizante nas indústrias farmacêutica, têxtil, da madeira e do papel

e, sendo 100% biodegradável, como substituto de alguns plásticos usados, por exemplo, no fabrico de pratos

e talheres descartáveis; e os resíduos da batata podem ser liquefeitos e fermentados para a produção de

bioetanol (International Potato Center, n.d.).

2.2. Biologia da batata

2.2.1. A planta da batata

A planta da batata, ilustrada na Figura 2.2. é uma planta herbácea anual que pode crescer até aos 100 cm

(International Potato Center, n.d.). A formação dos tubérculos de batata é normalmente iniciada na fase de

floração, e dá-se graças à formação de glucose e frutose a partir do processo de fotossíntese nas folhas

compostas. Estes açúcares combinam-se para formar sacarose que é depois transportada destas folhas para

as pontas dos estolhos (ou estolões) onde é transformada em amido para armazenamento. A proliferação de

tecido de armazenamento neste local resulta na formação de tubérculos, sendo que cada planta pode formar

entre 5 a 20 que podem diferir em tamanho e forma e pesar até 300 g cada um. A quantidade de tubérculos,

tamanho, forma e cor dos mesmos pode ser afetada pela temperatura, disponibilidade de humidade e

nutrientes no solo, duração do período de luz e formação efetiva de amido na planta, bem como pela variedade

da planta cultivada (Gould, 1999b; Jadhav e Kadam, 1998).

A planta da batata pode propagar-se vegetativamente, o que significa que uma nova planta pode ser gerada

a partir de uma batata ou de uma porção da mesma (tubérculo-mãe) a partir dos olhos/butões presentes na

sua superfície. Esta nova planta pode produzir novos tubérculos que serão clones do tubérculo-mãe. A planta

da batata pode também propagar-se por plantação das sementes provenientes do seu fruto, sendo que neste

caso os novos tubérculos já serão geneticamente diferentes do tubérculo-mãe da planta que gerou as

sementes (International Potato Center, n.d.).

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Figura 2.2. – Representação ilustrativa da planta da batata e seus constituintes (adaptada de International Potato Center, n.d.)

2.2.2. Composição química geral

A composição química da batata depende maioritariamente da época em que é cultivada, incluindo a

temperatura e humidade sentidas na mesma; do tipo de solo em que é cultivada e dos nutrientes que o

compõem e das características genéticas da variedade (Gould, 2001). Este último fator é a causa principal de

variabilidade da composição química, levando a que a seleção adequada de variedades seja de enorme

importância para a indústria de processamento de batata (Gould, 1999a).

A batata usualmente usada na indústria alimentar é a branca, cuja composição química média, se apresenta

na Tabela 2.1 (Talburt et al., 1975). Esta batata é constituída em média por 77,5% de água e 22,5% de sólidos

totais, sendo que estes correspondem na sua maioria a amido sob a forma de grânulos, mas também a outros

hidratos de carbono, como sacarose (açúcar não redutor) ou glucose e frutose (açúcares redutores),

aminoácidos e proteínas, lípidos e vitaminas. O conteúdo em sólidos totais pode ser também expresso sob a

forma de massa volúmica, em g/ml, sendo apresentada em na Figura 7.1 do anexo A uma tabela de conversão

entre as duas formas.

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Tabela 2.1. – Composição química de um tubérculo de batata (Talburt et al., 1975; Miranda e Aquilera, 2006).

Substância Valor Médio Gama

Água (%) 77,5 63,2 – 86,9

Sólidos Totais (%) 22,5 13,1 – 36,8

Hidratos de Carbono Totais (%) 19,4 13,3 – 30,53

Massa Volúmica (g/ml)(*) 1,087 1,080 – 1,095

Fibra bruta (%) 0,6 0,17 – 3,48

Proteína (%) 2,0 0,7 – 4,6

Lípidos (%) 0,1 0,02 – 0,96

Cinzas (%) 1,0 0,44 – 1,9

Vitamina C (mg/g sólidos)(*) 12 5,0 - 20

(*) Miranda e Aquilera, 2006

A planta da batata, tal como a maioria das plantas, armazena energia sob a forma de amido nos seus

tubérculos. O amido representa aproximadamente 80% dos sólidos totais presentes num tubérculo (Gould,

1999a) e é o componente nutricional de maior importância, visto que a sua concentração e características

físicas, químicas e histológicas estão diretamente relacionadas com vários parâmetros de qualidade na

indústria de processamento de batata, para além de influenciar as condições operacionais do processo

(Torres e Parreño, 2009). Os grânulos de amido contêm dois tipos de polissacarídeos compostos por cadeias

lineares de D-glucose ligadas por ligações α-1-4. Um deles denomina-se de amilose quando estas cadeias

existem isoladamente. Se o polissacarídeo formado tiver ramificações através de ligações α-1-6, é

denominado de amilopectina (Figura 2.3.) (Huang e Rooney, 2001). O rácio de amilose para amilopectina no

amido presente numa espécie afeta significativamente as suas propriedades, sendo que, no caso da batata,

o amido apresenta-se, aproximadamente, entre 21 a 25% sob a forma de amilose e entre 75 a 95% sob a

forma de amilopectina (Gould, 1999a).

A configuração ramificada da amilopectina, cujos ramos podem cada um ter entre 15 a 45 monómeros de D-

glucose, contribui para a natureza cristalina desta, sendo que os conjuntos de ramificações formam micelas

cristalinas que são assim responsáveis pelo arranjo estrutural do amido nos grânulos (Huang e Rooney,

2001).

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Figura 2.3. – Representação dos polímeros de amilose (acima) e amilopectina (meio), com as ligações alfa-1-4 e alfa-1-6 entre os monómeros de D-glucose destacadas, e das micelas cristalinas de amilopectina (baixo) (Huang e Rooney,

2001).

Os grânulos de amido têm visto a sua estrutura ser alvo de investigação desde a invenção do microscópio,

existindo na literatura descrições detalhadas do seu arranjo molecular (Gallant et al. 1997; Tang et al., 2006).

A estrutura destes grânulos é formada por regiões cristalinas criadas pelas micelas de amilopectina e regiões

amorfas não cristalinas, sendo que que são estas as primeiras a ser degradadas por ação de água e enzimas.

Na região cristalina, as cadeias de amilopectina das micelas cristalinas interagem por pontes de hidrogénio,

dificultando a penetração da água e das enzimas. Apenas por ação conjunta de calor e água, as micelas

irreversivelmente perdem a sua estrutura, num processo a que se chama de gelatinização, durante o qual os

grânulos incham até se desintegrarem (Huang e Rooney, 2001).

Para além do amido, a proteína apresenta-se como o segundo componente nutricional de maior importância,

representando aproximadamente 8,8% do conteúdo em sólidos da batata. A proteína presente na batata é

constituída por todos os aminoácidos essenciais, e corresponde principalmente a palatinas e inibidores de

protéases, que aparentam ter ambos como principal função a defesa contra fungos, insetos e outras pragas

(Kärenlampi e White, 2009).

O conteúdo em sólidos totais de um tubérculo é dependente do seu respetivo estado de maturidade. Este é

atingida quando a pele se encontra completamente formada e a foliação da planta já se encontra morta por

um período de duas a quatro semanas, sendo que é nesta fase que deve ocorrer a colheita. A maturidade

pode ser medida quimicamente pelo conteúdo em açúcares redutores do tubérculo, sendo que a colheita deve

ocorrer quando este se encontra abaixo dos 1,5% (Gould, 2001). Um perfil genérico da evolução do conteúdo

em açúcares redutores e em sólidos totais de um tubérculo é apresentado na Figura 2.4., sendo notório que

após a floração e até à morte de 80% da foliação há uma diminuição do conteúdo em açúcares redutores,

que estão a ser armazenados sob a forma de amido, levando consequentemente a um aumento do conteúdo

em sólidos. Até à colheita, estes valores apresentam-se aproximadamente constantes.

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Figura 2.4. – Perfil genérico da evolução do conteúdo em açúcares redutores (%, a verde) e em sólidos totais (%, a laranja) ao longo do tempo, desde a floração até à colheita (adaptado de documentação fornecida pela empresa)

O processo já descrito de conversão de açúcares em sacarose e desta a amido na planta da batata pode ser

revertido durante a respiração, afetando assim o conteúdo em amido da mesma e consequentemente o

conteúdo de sólidos totais. O processo de respiração pode ser excessivo sob condições de stress sobre a

planta, sendo estas a falta de água ou excesso da mesma, temperaturas elevadas, uso errado de fertilizantes,

danos causados por insetos, doenças ou seca dos solos. A acumulação de sólidos totais é assim também

determinada pelo crescimento e saúde da planta (Gould, 1999b).

2.2.3. Morfologia e microestrutura

Cada tubérculo é essencialmente um caule subterrâneo que engrossou, assemelhando-se morfologicamente

com o caule aéreo da planta. Um tubérculo maduro divide-se essencialmente por várias camadas de tecido

celular distintas (Figura 2.5.): a periderme, o córtex (floema externo), o anel vascular, a zona perimedular

(floema interno) e o núcleo central. Estas camadas diferem no tipo de células que as compõem e em

composição química, particularmente em grânulos de amido (Miranda e Aquilera, 2006). As diferenças

microestruturais dos tecidos do tubérculo podem ser observadas por microscopia eletrónica de varrimento

(SEM) (Fedec et al., 1997; Romano et al., 2017).

Figura 2.5. – Corte longitudinal de um tubérculo, com os tecidos celulares que o compõem em destaque (adaptado de Fedec et al., 1997)

Com base no estudo de Fedec e colegas (1997), é possível observar que um tubérculo maduro possui uma

camada externa, a periderme, mais comumente designada de pele, constituída por células mortas

desprovidas de grânulos de amido e de proteínas, podendo atingir uma profundidade até 11 células. Esta

camada, que substituí a epiderme quando atingida a maturidade, tem como função a proteção do tubérculo,

sendo que as células que a constituem possuem paredes celulares mais grossas que as do tecido adjacente.

Este é o córtex ou floema externo, que se apresenta como uma camada de tecido do parênquima de

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armazenamento, cujas células contêm numerosos grânulos de amido, na sua maioria de forma oval, com

dimensões nos eixos em média de 32 x 54 μm. Estas células são as de maior dimensão no tubérculo, com

dimensões que podem chegar aos 146 x 189 μm, mas apresentam paredes celulares com um terço da

espessura das da periderme. Os tecidos da periderme e do córtex podem-se observar na Figura 2.6. A região

seguinte, denominada de anel vascular, é constituída por traquídeos de xilema dispersos em feixes de 30 a

40 células. Adjacente a este tecido vascular, encontra-se mais uma camada de células de armazenamento

do parênquima, que contêm grânulos de amido redondos e de pequena dimensão (16,8±4.6 μm, em média).

A zona do floema interno ou zona perimedular, que ocupa cerca de 75% do volume total do tubérculo, é

caracterizada por células do parênquima armazenadoras de amido com dimensões, em média de 136 x 169

μm, contendo grânulos de amido de tamanho semelhante aos encontrados no córtex. Por fim, o núcleo central

ou medula, caracteriza-se por conter células menores e com um conteúdo mais baixo em grânulos de amido,

comparativamente aos tecidos adjacentes. Em média, as dimensões das células nesta zona são 383 x 145

μm e dos grânulos 12,4±5,9 μm para grânulos esféricos e 26 x 41 μm para ovais (Fedec et al., 1997). Os

resultados deste estudo ilustram a variabilidade histológica encontrada num só tubérculo, bem como a

distribuição variável de amido, não só em quantidade, mas também em tamanho e forma nos tecidos do

mesmo. Estas características tornam os tubérculos de batata um material extremamente anisotrópico

(Miranda e Aquilera, 2006).

Figura 2.6. – Imagem obtida através de SEM de um tubérculo da variedade Russet Burbank onde se pode observar a camada de células superficiais da periderme desprovida de grânulos de amido e as do córtex, contendo grânulos de

amido no seu interior (Fedec et al., 1997).

Para além da distribuição variável de grânulos de amido no interior de um só tubérculo, a distribuição dos

mesmo em tubérculos de diferentes variedades de batata com diferentes conteúdos em sólidos totais é

também variável. Um estudo de Romano e colegas (2017) demonstra isso onde, através de SEM e análise

de partículas, se obteve a distribuição do tamanho dos grânulos pela sua área superficial (em μm2) para 21

variedades diferentes de batata, com diferentes teores de sólidos, expressos em matéria seca (Figura 2.7). A

variação na morfologia dos grânulos de amido verificada pode ser atribuída não só ao genótipo de cada

variedade, mas também à bioquímica do amiloplasto, organelo responsável pela síntese e armazenamento

do amido, bem como à fisiologia da planta (Romano et al., 2017).

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Figura 2.7. – Distribuição do tamanho de partículas (em %) de grânulos de amido para 21 variedades da batata (%matéria seca ± SD): Atrice (16,03±0,98), Adora (14,03±0,11), Arielle (15,07±0,42), Arizona (15,06±0,21), Asterix

(27,22±0,98), Belline (18,76±0,34), Berber (18,96±0,34), Colomba (16,63±0,19), Crisper (25,70±0,53), Fontana (27,17±0,91), Inova (21,34±0,55), Laura (15,56±0,69), Marlene (24,84±0,75), Red Scarlet (18,10±0,05), Safrane

(22,63±0,16), Sinora (22,37±0,31), Soprano (18,69±0,11), Triplo (24,16±0,20), Universa (17,28±0,20), Vivaldi (19,68±0,31) e Volumia (18,77±0,23). A cor preta corresponde a grânulos com área superficial menor que 350 μm2,

cinzento escuro entre 350 e 1250 μm2 e cinzento claro maior que 1250 μm2 (Romano et al., 2017).

Já foi também verificado que o conteúdo em sólidos está correlacionado com o tamanho das células e

consequentemente com o tamanho dos grânulos de amido (Barrios et al., 1963), ou seja, tubérculos com um

conteúdo mais elevado em sólidos possuem células de maior dimensão contendo grânulos maiores do que

tubérculos com um conteúdo mais baixo.

O conteúdo em amido apresenta-se como um dos critérios de seleção da batata e principal indicador do

rendimento do processo e da qualidade do produto final numa indústria de processamento de batata, em

particular para a produção de batata frita. Este conteúdo está principalmente associado à variedade de batata

(Barrios et al., 1961; Barrios et al., 1963) e afeta a textura e qualidade dos produtos processados de batata.

No processo já referido de gelatinização, os grânulos de amido começam a absorver água e incham

aproximadamente à temperatura de 50°C, sendo que é entre os 64 e os 71°C que a gelatinização se inicia e

as células se começam a separar. A separação excessiva das células resulta em descamação, o que é

importante ter em conta quando se cozinha a batata. É o conteúdo de amido presente individualmente nas

células ao invés do conteúdo total no tubérculo que influencia a separação celular e as diferenças texturais

(Torres e Parreño, 2009).

Por tudo isto, é importante ter em conta a anisotropia observada na batata, e a variabilidade entre as diferentes

variedades e até dentro da mesma variedade (Unrau e Nylund, 1957), no momento de seleção da matéria-

prima para indústria e da análise da respetiva qualidade processual.

2.3. A batata frita

2.3.1. História da batata frita e mercado

As batatas fritas, conhecidas como chips, são finas rodelas de batata, com uma espessura entre 1 a 1,5 mm,

fritas em óleo e temperadas com sal e/ou especiarias ou aromas, e apresentam um conteúdo final em óleo e

humidade aproximadamente de 35% e 1,7%, respetivamente (Moreira et al., 1999). Este produto foi

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desenvolvido em Saratoga Springs no estado de Nova Iorque nos EUA no ano de 1853, onde, de forma a

satisfazer um cliente difícil, um chef nativo-americano no restaurante do hotel Moon’s Lake House preparou

french fries tão finas que já não poderiam categorizar-se como tal. Desta forma satisfez o cliente e o produto

tornou-se popular neste hotel. Mas foi em 1895 que William Tappenden de Cleveland, Ohio, que começou

por vender batatas fritas no seu restaurante e às lojas da vizinhança, criou a primeira fábrica de batatas fritas

num celeiro nas traseiras de sua casa (Gould, 1999a). A indústria cresceu mas foi na década de 1930 em que

este produto atingiu popularidade generalizada, quando Herman Lay começou a produzir as batatas fritas

Lay’s, criando a primeira marca comercializada com sucesso (Miranda e Aquilera, 2006). Em 2016, o mercado

global de batata frita atingiu um valor de 26 mil milhões de dólares e é previsto que chegue aos 127 mil

milhões de dólares em 2022, de acordo com um estudo de mercado a este produto (Food Dive, 2017).

2.3.2. Produção industrial de batata frita: descrição do processo geral de produção

Um esquema geral de uma linha de produção industrial de batata frita apresenta-se na Figura 2.8.

Figura 2.8 - Digrama geral das operações unitárias de uma linha de produção de batata frita (adaptado de Gould, 2001)

Para qualquer fábrica de produção de batata frita, a seleção apropriada da matéria-prima, ou seja, da

variedade e respetiva região de cultivo, é crucial à obtenção de um produto final de qualidade e à maximização

dos volumes de produção e minimização dos desperdícios. A variedade selecionada deve atender às

especificações da empresa que a vai processar devendo cumprir com alguns requisitos básicos: fritar até uma

cor aceitável, ou seja, ter um conteúdo baixo em açúcares redutores; produzir um volume aceitável de batata,

ou seja, ter um conteúdo de sólidos elevado; produzir uma baixa percentagem de resíduos, principalmente

na remoção da pele; apresentar-se livre de defeitos, ou seja, livre de danos mecânicos (“pancadas”) e

doenças, prevenindo a obtenção de produto final defeituoso (Gould, 2001); e permitir a obtenção de um

produto final com a textura e sabor pretendidos (Gould, 1999c).

A batata para armazenamento na indústria que a processará deve apresentar um conteúdo em açúcares

redutores, ou seja, em glucose e frutose, abaixo de 1%. Tal é necessário pois, acima deste nível, a reação de

formação de acrilamida, decorrente da conhecida reação de Maillard, durante o processo de fritura da batata

é potenciada. Esta reação ocorre quando, a glucose e frutose provenientes da hidrólise da sacarose reagem

a altas temperaturas com a amina livre do aminoácido asparagina presente nas proteínas da batata, para

formarem posteriormente acrilamida e produtos de cor castanha. Com isto, existe uma correlação entre a cor

da batata frita e a respetiva concentração de acrilamida. O potencial carcinogéneo da acrilamida é conhecido

(International Agency for Research on Cancer, 1994), sendo que a batata escurecida produzida representa

não só produto defeituoso como também produto potencialmente contendo níveis de acrilamida perigosos

para a saúde do consumidor.

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Na receção de um novo lote de batata numa fábrica de produção de batata frita, vários fatores devem ser

analisados para a sua respetiva aceitação, estando os procedimentos de análise dos mesmos descritos na

literatura (Gould e Plimpton, 1985). Essencialmente, deve-se primeiro realizar uma análise geral da aparência

e condições da batata, como a presença de rebentos, objetos ou odores estranhos, presença de solo, firmeza

dos tubérculos, e seguidamente ser retirada uma amostra aleatória de peso definido para a análise mais

detalhada do lote. Nesta fase é determinado o conteúdo em sólidos, recorrendo por exemplo ao método do

hidrómetro que se baseia em pesagens da batata debaixo de água (Gould e Plimpton, 1985); o tamanho dos

tubérculos; a presença de defeitos externos ou internos; e a aparência da pele. Parte desta amostra pode ser

frita de forma a analisar a qualidade da batata frita obtida, em particular a cor da mesma. Cumpridos todos os

requisitos da empresa necessários à aceitação de um lote, este é aceite e é encaminhado ou para

armazenamento ou diretamente para a linha de produção (Gould, 2001).

Os períodos de armazenamento podem variar de 1 semana a 10 meses e é estritamente necessária a

manutenção de condições adequadas durante esse período de forma a evitar a perda de peso dos tubérculos,

causada por perda água e dióxido de carbono por respiração, por perda de água por transpiração e por

crescimento de rebentos, e evitar alterações no conteúdo em açúcares (Gould e Plimpton, 1985). A

temperaturas demasiado baixas ou noutras condições de stress, a formação de açúcares redutores é

potenciada. Para além disso, a variedade pode influenciar o conteúdo de açúcares redutores, bem como

outros fatores como a perda de peso e o crescimento de rebentos, sendo que por isso é importante não só

conhecer as condições ideais de armazenamento de cada variedade, mas também conhecer que variedades

têm melhor desempenho de armazenamento. Kyriacou e colegas (2009) demonstraram, num estudo de

armazenamento das variedades de batata branca Diamant, Lady Rosetta, Hermes e Spunta, a 4.5, 8.5 e 11°C

durante 150 dias, que a variedade Hermes se destacou pela menor perda de peso, crescimento mais lento

de rebentos, baixa acumulação de açúcares redutores e melhor cor final de batata frita nesse período.

Verificaram também que o conteúdo em sólidos totais de cada variedade não influenciou os parâmetros de

armazenamento estudados (Kyriacou et al., 2009). Regra geral, no armazenamento prolongado de batata

devem ser evitadas temperaturas abaixo dos 10°C e acima dos 15°C e deve ser mantida uma ventilação

adequada, que permita ao mesmo tempo evitar diminuições de oxigênio e manter uma humidade relativa

acima dos 85% (Gould e Plimpton, 1985).

O processamento da batata inicia-se pela operação de lavagem, onde são principalmente removidos os solos

agregados. a pedra e outros materiais de densidade elevada que podem estar presentes no lote. O passo de

“despedramento” essencial visto que a presença de pedra pode causar danos nos equipamentos

subsequentes. Por exemplo, a passagem de pedra nas cortadoras, causaria danos irreversíveis nas lâminas,

prejudicando a obtenção de rodelas de batata com a qualidade pretendida (Gould, 2001).

A operação da pelagem consiste na remoção da pele (periderme) da batata lavada, que pode ocorrer em

equipamentos de funcionamento continuo ou em batch (Gould, 1999d). O método usualmente utilizado na

indústria é o da pelagem abrasiva, que consiste na remoção da pele por fricção da batata contra um material

abrasivo, embora outros métodos como a pelagem a vapor (Garrote et al., 1997) ou de pelagem química com

recurso a soda cáustica (Garrote et al., 1993) já tenham sido sugeridos. A preferência pela pelagem abrasiva

está provavelmente associada aos baixos custos energéticos por operar a temperatura ambiente, aos baixos

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custos do equipamento, à ausência de danos causados por calor, à boa aparência final do produto e por evitar

o recurso a agentes corrosivos e tóxicos (Fellows, 2000b). As perdas no passo de pelagem podem ultrapassar

os 20% em massa dos tubérculos, e estão dependentes do tamanho dos mesmos, da sua idade, ou seja,

tempo de armazenamento, que afeta a espessura da periderme, tempo de permanência na peladora e método

de pelagem usado (Gould, 1999d).

As duas operações de inspeção/seleção visual por aspeto geral e cor, ou seja, após a remoção da pele dos

tubérculos e após a fritura das rodelas, podem ser efetuadas por operadores ou por equipamento eletrónico

especializado (Fellows, 2000a). A superfície dos tubérculos pelados é analisada para a presença de defeitos

ligados a doenças ou “pancadas” sofridas no seu manuseamento. Se a batata for identificada aqui como

defeituosa, a área que apresenta o defeito pode ser removida ou, se batata for de pequenas dimensões, a

batata é completamente descartada. A remoção dos defeitos antes da operação de fritura resulta em

poupanças energéticas na fritura e em óleo e num aumento da eficiência da operação (Gould, 1999d). Após

a fritura, todas as batatas fritas descoloradas, queimadas e/ou que apresentem a presença de cores

indesejadas são descartadas (Gould, 1999e).

Como afirmado por Gould, a operação de corte da batata em rodelas é a operação mais importante no fabrico

industrial de batatas fritas, sendo dos processos críticos à obtenção de um produto frito de elevada qualidade.

Um corte de batata eficiente produz rodelas “limpas”, com a ausência de bordas “desfareladas” e de rodelas

rasgadas (Gould, 1999e). Para além disto, é nesta operação que efetivamente se obtêm rodelas finas de

batata, a forma que define a essência deste produto. No corte da batata dá-se o rompimento celular e

consequente libertação do amido armazenado e restantes conteúdos celulares para a superfície das rodelas.

Estes serão provavelmente removidos num passo subsequente de lavagem, que consiste da passagem das

rodelas por água que deve estar a um pH próximo do das rodelas, aproximadamente de 6,2, e a uma dureza

entre 250 e 350 ppm (Gould, 1999e). Este desperdício em solutos, essencialmente em amido, pode ser

recuperado e vendido, podendo servir um dos propósitos destacados na secção 2.1.

Na indústria alimentar, uma operação de corte consiste simplesmente de uma operação de redução de

tamanho da matéria-prima por ação combinada de vários tipos de forças, resultando num aumento da razão

entre a área superficial e o volume do alimento. Esta ação combinada de forças, ao ultrapassar o chamado

“limite de stress elástico”, resulta numa deformação permanente do alimento e, se aplicada continuamente, o

“ponto de rutura” é atingido, resultando na quebra do alimento ao longo de uma linha de fraqueza (Fellows,

2000b). No caso da batata, que se categoriza como um alimento sólido e fibroso, as forças envolvidas são

principalmente de impacto e fricção.

A operação de corte em rodelas é geralmente feita em cortadoras centrífugas de alta velocidade, onde a

batata é forçada pela ação centrífuga das mesmas contra as lâminas, com cada rodela formada a cair

livremente. Com isto, é eliminado um problema encontrado em cortadoras mais antigas, em que as lâminas

causavam compressão e danos nos alimentos, à medida que as lâminas os percorriam (Fellows, 2000b). A

configuração da cortadora, em particular das suas lâminas, deve ser a adequada tendo em conta a espessura

das rodelas e tipo de corte pretendidos, que mudam de acordo com o produto. O tipo de corte pode ser liso,

ondulado ou sulcado (Gould, 2001).

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A uniformidade da espessura das rodelas obtidas bem como a qualidade de corte deve ser testada

regularmente, tanto dentro de uma rodela como entre várias rodelas, de forma a concluir se há necessidade

de ajuste ou substituição das lâminas, sendo que a manutenção da qualidade das lâminas é o grande fator

de controlo desta operação. Lâminas danificadas ou mal ajustadas resultam tanto na obtenção de rodelas

defeituosas, como causam variabilidade na espessura das rodelas obtidas. Para além disso, o rendimento da

fritura e o conteúdo final de óleo nas rodelas são função linear da espessura. Por cada 0,127 mm retirados à

espessura, o rendimento de fritura aumenta em média 1,5% e o conteúdo em óleo aumenta 2% (Figura 2.9)

(Gamble e Rice, 1988). Sendo assim, para a manutenção de um conteúdo de óleo constante, a espessura

das rodelas deve ser controlada devidamente, o que resultará não só na consistência da espessura do produto

final, mas também na obtenção de rodelas “limpas”. Fatores que podem causar problemas nas lâminas podem

ser um lote de batata de conteúdo em sólidos elevado ou a presença de sujidade e pedra que não foram

removidas nos passos anteriores de lavagem.

Figura 2.9 – Relação entre o rendimento final de fritura (%) (A) e do conteúdo final de óleo (%) (B) com a espessura da rodela de batata (polegadas) para tempos de fritura de 3; 3,5; 4; 4,5 e 5 minutos de fritura (Gamble e Rice, 1988)

Lotes com conteúdos em sólidos elevados apresentam maior resistência no corte, o que pode resultar em

tempos de produção mais elevados. Lotes com estas características requerem forças superiores de corte, ou

seja, velocidades de rotação da cortadora superiores (Yee et al., 2012). Os mesmos autores demonstraram

que um conteúdo mais elevado em humidade facilita a operação pela sua ação lubrificante, resultando em

taxas de produção superiores. É também requerida uma força superior de corte na produção de rodelas de

maior área superficial de contacto (Singh et al., 2016), fator afetado pelo tamanho dos tubérculos e posição

em que entram na cortadora, dada a sua forma elipsoide.

As rodelas de batata são cozinhadas na operação de fritura por imersão. Este tipo de fritura caracteriza-se

pela ocorrência de fenómenos de transferência de massa e calor entre o alimento e o óleo e envolve

significativas mudanças microestruturais no produto. As altas temperaturas, que ultrapassam o ponto de

ebulição da água e que rondam os 160 a 180°C, resultam na evaporação da água presente no alimento.

Daqui resulta um mecanismo de transferência de massa onde o vapor de água e o óleo fluem em direções

opostas, sendo que o óleo vai substituir parte da água libertada. As alterações físico-químicas que advém da

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fritura, como as reações de Maillard, a gelatinização e posterior retrogradação do amido, em que as cadeias

de amilopectina e amilose se rearranjam durante o arrefecimento pós-fritura, resultam na obtenção de um

produto de sabor, textura e cor característicos (Mellema, 2003).

Os fatores que irão afetar a transferência de massa durante a fritura prendem-se com as propriedades

térmicas e físico-químicas do alimento e do óleo de fritura, da geometria do alimento e da temperatura do óleo

(Pedreschi, 2009). É a interação entre as várias variáveis envolvidas no processo de fritura da batata que

determina as características do produto final (Navas, 2005). Estas podem dividir-se em três categorias:

dependentes do processo (temperatura e tempo de fritura, fritura continua ou em batch e variedade da batata)

dependentes do tipo de óleo (composição e aditivos); dependentes da matéria-prima (razão

superfície/volume, conteúdo em gordura, conteúdo em humidade). A fritura em batch ou em contínuo está

associada ao tipo de produto. O processo batch é utilizado na produção de batata frita comercializada como

“caseira”, tendo esta batata uma textura mais firme e estaladiça. A temperatura de fritura é normalmente mais

baixa e o conteúdo em óleo mais elevado do que as obtidas por fritura em contínuo (Gould, 1999e).

A estrutura da batata frita é resultado de várias alterações que ocorrem nas camadas celulares superficiais

do produto, muitas das quais ocorrem a nível celular e subcelular, sendo estas: danos físicos resultantes do

corte, que causam rutura das células e posterior libertação do seu conteúdo; gelatinização dos grânulos de

amido, amolecimento das paredes celulares, desidratação rápida dos tecidos e formação e libertação de

bolhas de vapor durante a fritura (Bouchon e Aguilera, 2001). As alterações numa célula individual durante

uma experiência de fritura simulada, a 180°C, foram observadas por microscopia ótica, evidenciando-se o

inchaço dos grânulos de amido entre os 1 e os 3s (Figura 2.10A-B) após imersão no óleo e o início da

desidratação aos 12,2s (Figura 2.10E). Ao fim dos 180s (Figura 2.10H) observou-se considerável

encolhimento celular, mas não foi observada nenhuma libertação dos seus conteúdos (Aguilera et al., 2001).

Na verdade, foi já demonstrado que para além do rompimento celular não ocorrer na fritura e advir apenas do

corte (Reeve e Neel, 1960; Bouchon e Aguilera, 2001), a presença de células rotas na superfície deixa esta

repleta de regiões côncavas, denominadas de poros, resultando numa acumulação de óleo superior nestes

locais (Pedreschi e Aguilera, 2002).

Figura 2.10 – Galeria de imagens selecionadas de uma célula de batata obtidas por microscopia ótica numa experiência

simulada de fritura a 180 °C a 1,0 s (A); 3,0 (B); 3,5s (C); 3,7s (D); 12,2 s (E); 20,0s (F); 60,0s (G) e 180s (H) de fritura

(Aguilera et al., 2001)

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As atuais tendências de consumo de uma dieta saudável criam a necessidade de um controlo apertado do

conteúdo final de óleo da batata frita. Na indústria, este controlo é geralmente atingido por: seleção de

variedades com conteúdo elevado em sólidos, visto que quanto mais elevado for este mais baixo o conteúdo

final de óleo (Plimpton, 1985); espessura o mais elevada possível (Gamble e Rice, 1988), por ter menor área

superficial por unidade de volume possibilitando menor absorção de óleo; e, por fim, fritura a temperatura

elevada e tempo de permanência baixo (Pedreschi et al., 2008; Pedreschi e Moyano, 2004). Para além disso,

é necessário ter um entendimento claro dos mecanismos de absorção de óleo na fritura por imersão, que já

se encontram descritos (Bouchon et al., 2003) e demonstrados na literatura para rodelas de batata (Pedreschi

et al., 2008). A absorção de óleo é essencialmente um fenómeno superficial, com a maior fração de óleo

confinada à superfície da rodela, sendo que a maior parte do óleo é absorvido durante o arrefecimento após

a fritura, graças à pressão negativa gerada nos poros da batata criada pela diferença de temperatura entre a

superfície e o interior, que resulta na migração do óleo para o interior da rodela (Bouchon et al., 2003).

Os principais parâmetros de qualidade da fritura são, para além do conteúdo em óleo, a humidade, a textura,

a cor e o sabor da batata frita obtida, sendo que alguns destes parâmetros podem ser melhorados pela

otimização da fritura ou pela aplicação de pré-tratamentos. A cor da batata frita encontra-se, como já referido,

potencialmente associada à presença de acrilamida, que por sua vez está associada ao conteúdo em

açúcares redutores e de aminoácido asparigina da matéria-prima. Pedreschi e colegas (2005) testaram o

efeito da temperatura de fritura e da aplicação de tratamentos de branqueamento pré-fritura, que envolveram,

neste caso, a imersão das rodelas em água destilada, a diferentes combinações de temperatura e tempo de

tratamento. Verificaram que a diminuição da temperatura de fritura de 190 para 170°C e de 170 para 150°C

reduzia a formação de acrilamida em 68% e 88%, respetivamente. Quanto ao pré-tratamento, foi verificada

uma redução do conteúdo em glucose e asparigina para branqueamentos a 50°C por 70 min e 70°C por 40

min, o que reduziu o conteúdo de acrilamida após a fritura em 97% e 91%, respetivamente e relativamente a

rodelas não tratadas. De forma a reduzir o conteúdo em óleo e a melhorar a textura da batata frita, pode ser

feito um passo de secagem das rodelas antes da fritura. Pedreschi e Moyano (2004) estudaram o efeito da

secagem em rodelas branqueadas a 85°C durante 3,5 min e secas a 60°C até à humidade de 60%, tendo-se

verificado uma redução em 24% na absorção de óleo apenas relativamente a rodelas pré-tratadas por

branqueamento.

As batatas fritas e inspecionadas passam depois por uma operação de aromatização, onde é adicionado sal

e/ou aromas para conferir o aroma pretendido do produto final. Este passo é preferencialmente feito

diretamente após a fritura de forma a tirar proveito do óleo quente na superfície das batatas, que permite uma

melhor aderência dos cristais de sal (Gould,1999e).

Para a obtenção de produto expedível, a batata frita e aromatizada deve ser embalada em pacotes de material

adequado tendo em conta o tempo de prateleira pretendido, sendo que geralmente é usada folha metalizada

como material de embalagem. O pacote deve ficar cheio, sendo que pode ser embalado com um gás inerte

como o azoto de forma a manter a qualidade do produto até ao consumo. Os pacotes são depois colocados

em caixas de cartão que facilitam o manuseamento dos mesmos, sendo que devem ser sempre manuseados

com cuidado de forma a manter a integridade e qualidade do produto (Gould, 2001). As caixas são colocadas

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em armazéns até à sua expedição, os quais se devem encontrar a temperatura ambiente ou inferior de forma

a aumentar o tempo de prateleira do produto (Gould, 1999e).

2.3.3. As linhas de produção de batata frita da fábrica

Na fábrica onde se realizou o presente projeto existem duas linhas de produção de batata frita: a linha P e a

linha K. A primeira, com uma capacidade de processamento de batata crua de aproximadamente 7 ton/h e

segunda com uma capacidade de 2 ton/h. Esta aumentou de capacidade em Abril de 2018, sendo que

presentemente processa 3,1 ton/h de batata crua. A diferença crucial entre as duas linhas prende-se com o

modo de processamento e de fritura da batata: a linha P opera em modo contínuo, ao invés da linha K, que

opera em modo batch e sem lavagem das rodelas antes da fritura. A ausência deste passo é crucial, pois

assim o amido libertado no corte permanece na superfície das rodelas, impedindo a exposição dos poros aí

presentes à absorção de óleo. O amido superficial gelatiniza em contacto com o óleo e a posterior

retrogradação após a fritura resulta numa dureza superior, conferindo a textura característica “caseira” das

batatas fritas produzidas nesta linha. Existem mais diferenças entre as duas linhas, sendo que serão descritas

em mais pormenor de seguida. De qualquer modo, o processamento da batata nas linhas de produção desta

fábrica segue o diagrama de operações apresentado previamente na Figura 2.8.

Antes do início do processamento, os lotes de batata são recebidos na fábrica. Os objetivos principais da

operação de receção são o fornecimento de um fluxo constante de batata com qualidade para as operações

seguintes, a remoção de batatas defeituosas do lote e a remoção de objetos estranhos ao lote. As funções

desempenhadas na receção são a avaliação do lote feita pelo fornecedor, a inspeção do lote, a descarga do

camião e a avaliação interna do lote. A avaliação interna é feita à batata crua e à batata frita, sendo que no

caso da crua é recolhida uma amostra de 10kg de tubérculos de onde é determinado o conteúdo de sólidos,

o tamanho, a contagem de tubérculos e a percentagem de terra agregada. Parte dessa amostra passa por

um teste de mini-fritura, de onde são avaliados os defeitos e cor presentes na batata frita. Os limites aceitáveis

dos pontos críticos de controlo desta avaliação apresentam-se na Tabela 2.2., podendo existir cedências.

Tabela 2.2 – Pontos críticos de controlo e respetivos limites aceitáveis na avaliação dos lotes recebidos.

Ponto Crítico de Controlo Limite aceitável

Batata Crua

Objetos estranhos 0 (zero)

Sólidos (%) 19,2-25,5

Solo/Debris/Pedra <=1%

Tamanho tubérculos 40 a 85 mm >=95%

Batata frita Defeitos totais <17,5%

Cor >=55 (*)

(*) ver Figura 7.2 do Anexo C

O equipamento de receção de batata compreende: a báscula, onde é feita a pesagem do camião à entrada e

saída da fábrica e é definido o peso do lote; o sistema de descarga; o calibrador, onde é removida terra e

batata com dimensão inferior a 40mm; tulhas de armazenamento, seis com capacidade de 25 a 30 ton cada

uma, que servem de armazenagem temporária de, regra geral, 4h e no máximo durante 8h; câmaras

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ventiladas de capacidade de 1200 ton de batata para um armazenamento mais prolongado, até 3 meses; e

tapetes transportadores (do calibrador para as tulhas, do calibrador para as câmaras e das câmaras e tulhas

para as lavadoras). Os lotes de batata que passam por um período de armazenamento prolongado

classificam-se como batata “velha” e os que são logo encaminhados após a receção para uso imediato nas

linhas de batata “nova”. Os lotes rececionados são também classificados como batata lavada ou não lavada,

se antes da receção já passaram por um passo de lavagem ou não, respetivamente.

Das tulhas ou das câmaras de armazenamento os tubérculos são encaminhados para a operação de lavagem,

sendo que é aqui se separam as duas linhas, estando sempre a ser processados lotes diferentes de uma

linha para a outra. Esta operação tem como principal objetivo a remoção do fluxo de batata da terra agregada,

de material de alta densidade, como pedras, areias ou bolas de barro, e de baixa densidade, como madeiras

e batata oca que podem acompanhar o influxo de batata. É feita numa lavadora de serpentinas, que se

caracteriza pelo transporte da batata ao longo de um circuito de água onde são primeiro removidos os

materiais de baixa densidade por flutuação e os de alta densidade por gravidade, permitido por uma purga e

um arranjo de válvulas que possibilita, quando a descarga de pedra é acionada, que a batata não seja também

purgada e se mantenha no circuito de lavagem. A terra agregada é removida ao longo percurso no flume e

no tapete de rolos graças à fricção sentida entre os tubérculos, ao amolecimento da terra permitido por um

tempo de permanência nos dois circuitos de água do flume de aproximadamente 90s e pela barreira de sprays

de água a alta pressão do tapete de rolos. A circulação de água na lavadora está associada a um circuito de

hidrociclones, que têm como função a filtragem e limpeza da água de lavagem e a remoção por gravidade

dos sólidos presentes na água.

As batatas lavadas são transportadas nas duas linhas para a operação de pelagem. Este passo tem como

principais objetivos a remoção de no mínimo 90 a 95% da pele, pois a presença de pele causa desgaste nas

cortadoras, maior absorção de óleo e afeta negativamente o sabor e aparência final do produto, a prevenção

de perdas de batata crua superiores a 4% e a manutenção de um fluxo consistente de batata para as unidades

operacionais seguintes. O método de pelagem aplicado é o da pelagem abrasiva, e é feito em 4 peladoras na

linha P e na linha K em 2 (4 desde Abril de 2018). O processo de pelagem inicia-se pelo transporte das batatas

através de um tapete inclinado até uma mesa vibratória, que por sua vez alimenta as tremonhas pesadoras

onde as batatas são pesadas, de acordo com um peso pré-definido pelo operador, entre os 45 e os 55kg.

Com o peso pré-definido atingido, as batatas são descarregadas por gravidade para uma das peladoras. A

ação centrífuga proporcionada por um disco rotativo permite a fricção da batata contra o abrasivo do corpo

da peladora e do próprio disco, proporcionando a remoção da pele. Durante a centrifugação, um fluxo de água

de aproximadamente 20 l/min é adicionado por um spray, que é responsável pelo deslocamento da pele

removida, sujidade e outras matérias estranhas da batata e pela limpeza do abrasivo. Estas matérias são

escoadas pelo sistema de drenagem na parte inferior das peladoras.

As batatas passam da operação de pelagem para a operação de calibração, corte e inspeção. Os objetivos

desta operação são a garantia de um fluxo de batatas de tamanho adequado para as operações unitárias

seguintes e a remoção de todos os defeitos superficiais notáveis da batata. Batatas grandes (>85 mm)

originam rodelas que se partem com maior facilidade e causam entupimentos nas cortadoras; batatas

pequenas (<40 mm na linha P e <45 mm na linha K) produzem troços e rodelas pequenas. Nesta operação

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são assim selecionadas e cortadas todos as batatas grandes e removidas as batatas pequenas e as

defeituosas, sendo estas funções desempenhadas por operadoras numa mesa de inspeção na linha K, e na

linha P a calibração, corte das batatas grandes e inspeção é feita, respetivamente, por um calibrador, um

equipamento de corte com lâminas rotativas, e um equipamento eletrónico de inspeção ótica. Este

equipamento faz uma análise à forma, para rejeitar objetos estranhos, tamanho e cor, para rejeitar batata com

cor/defeitos associados a pancadas e apodrecimento, com cor verde e com pele excessiva. Da passagem da

batata por este equipamento a batata pode ser aceite, rejeitada ou encaminhada para re-peel, para ser

novamente pelada.

Segue-se a operação de corte em rodelas, que tem com objetivos principais a obtenção de rodelas de

espessura correta, de acordo com o produto pretendido, a garantia de que a variação numa rodela e entre

rodelas se encontra dentro de especificação e a minimização da ocorrência de danos na superfície das

rodelas durante o corte. O incumprimento destes objetivos resulta, respetivamente, na produção rodelas fritas

com centros crus ou queimadas, dependendo se as rodelas têm espessura superior ou inferior ao

especificado, variabilidade na fritura das rodelas, que resulta em produto defeituoso, e maior absorção de

óleo na superfície das rodelas.

Apesar de algumas diferenças pontuais na operação de corte das duas linhas, o corte da batata em rodelas

é feito nos dois casos por um equipamento que se baseia num mecanismo de corte por ação centrífuga. Este

equipamento, efetua o corte por ação centrífuga de um impulsor rotativo, em que a batata entra e é forçada

contra a superfície interior da cabeça de corte. A cabeça de corte consiste de oito estações individuais de

corte, constituídas cada uma por uma sapata e um porta-lâminas onde se insere a lâmina. À medida que a

batata passa por cada lâmina de forma contínua e lisa é produzida uma rodela, sendo que o comprimento de

corte é determinado, neste caso, pelo tamanho da batata à entrada da cortadora. A linha P possui 4

equipamentos de corte, tal como a linha K até Abril de 2018, à qual foram adicionadas dois novos

equipamentos.

O conjunto da cortadora é ainda constituído nas duas linhas, para além da cabeça de corte por: uma caída,

através da qual a batata entra na cortadora; um sistema de adição de água, que fornece água e anti-espuma

à cortadora para lubrificar o corte e remover o excesso de amido e troços de batata formados; um impulsor,

constituído por uma caixa de velocidades, um motor, um variador de frequências, que permitem uma rotação

de 230 rpm, uma cabeça, que possui pás com ranhuras que previnem que a batata rode sobre si mesma e

pinos para facilitar a remoção de pedra e um cone dispersor de água, que dispersa a água proveniente do

sistema de adição da mesma de forma uniforme para a cabeça de corte; um anel de suporte, que suporta a

cabeça de corte e possui rasgos que facilitam o escoamento; tampas protetoras, que protegem os

componentes em movimento das cortadoras, previnem a entrada de objetos estranhos no interior das mesmas

e impedem que as rodelas girem para fora da cortadora e, por fim, um painel de controlo, apenas na linha P,

localizado junto das cortadoras e que permite que o seu manuseio (arranque, paragem e paragem de

emergência) seja feito rápida e eficazmente, sendo este controlo feito nos ecrãs de OIT (Operator Interface

Terminal) na linha K.

Para garantir um corte correto e o cumprimento dos objetivos de corte previamente mencionados, é

necessária a monotorização e controlo de três fatores: o fluxo de água, a velocidade do impulsor e a

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performance da cabeça de corte. Um fluxo de água abaixo do especificado resulta na fraca lubrificação do

corte e na acumulação de amido e resíduos na cabeça de corte, originando variação no corte e lâminas

“cegas” que são lâminas que, pela acumulação de resíduos, não efetuam qualquer corte. Um fluxo de água

acima do especificado resulta no desperdício de água. Na linha P este caudal deve ser de aproximadamente

de 11 l/min e na linha K é de aproximadamente de 100 l/min. No caso da velocidade do impulsor, que deve

ser nas duas linhas igual a 230 rpm, se esta for muito elevada (>5%), a espessura das rodelas produzidas

será abaixo do pretendido, a variação de espessura da rodela ficará fora de especificação e haverá produção

excessiva de troços. Se a velocidade for baixa (<5%), aparecerão rodelas presas pelas pontas, a variação de

espessura de rodela ficará também fora de especificação e haverá também produção excessiva de troços.

Dos três fatores acima mencionados, o mais crítico é a performance da cabeça de corte, controlada pela

configuração das lâminas (e respetivo ajuste) e pelo desgaste das mesmas. As cabeças de corte requerem

assim substituição periódica ou excecional. Cada cabeça de corte é substituída por uma igual com lâminas

novas, que são ajustadas para a posição que corresponde à espessura do produto através de parafusos de

afinação e de um relógio de afinação. A configuração e ajuste das lâminas é controlada assim pela

substituição a intervalos pré-definidos das cabeças de corte que dependem do tipo de produto e também pela

verificação de hora em hora da espessura das rodelas produzidas, através da recolha de uma amostra de 10

rodelas de cada uma das cortadoras e medição da respetiva espessura. Os intervalos de mudança de lâminas

na linha P e K são de, respetivamente, 1,5 e 8h. As condições das lâminas são também controladas pela

verificação mencionada da espessura das rodelas cada hora e também quando é verificada a passagem de

pedra pelas cortadoras, que pode causar deformação irreversível não só das lâminas, mas também de outras

peças.

A entrada de batata nas cortadoras é possibilitada por equipamentos diferentes nas duas linhas. Na linha P,

a batata aceite na inspeção é transportada até uma mesa vibratória, que graças à sua vibração separa a

batata em filas individuais a cada uma das 4 cortadoras. Já na linha K, a batata inspecionada é transportada

a um “pulmão” que por sua vez alimenta uma balança que controla o peso do batch, que é de

aproximadamente 40kg. Desta balança, o batch é encaminhado a uma das 6 cortadoras de acordo com a

necessidade, sendo guardado na tremonha que se encontra associada a cada uma das cortadoras (Figura

2.19-B) (ou tapete, no caso das cortadoras mais recentes) até ao corte. Nesta linha o corte funciona por

pulsos, sendo apenas acionado quando a tremonha se encontra cheia e não existe já um batch de rodelas

pronto a ser encaminhado a uma das duas fritadeiras às quais cada cortadora está associada.

Ao longo das duas linhas existe uma borracha azul em variados locais que permite o amortecimento da queda

em zonas de transporte de batata, prevenindo a ocorrência de pancadas, que originam defeitos na batata,

que resultam na rejeição de batata crua ou de produto após a fritura, e também em perdas de peso causadas

pela rutura celular provocada pelo impacto, que resultam numa diminuição do rendimento de batata.

O passo que se segue é o da lavagem das rodelas. Este passo está apenas presente na linha P e tem como

objetivos: (i) a remoção do amido superficial, visto que a sua presença resulta em que as rodelas se colem

entre si ao entrar na fritadeira; (ii) a remoção de lascas e resíduos de rodelas, pois desperdiçam óleo na fritura;

(iii) a remoção da água superficial, por esta degradar o óleo e dificultar atingir a humidade pretendida no final

da fritura; e (iv) transferir uniformemente as rodelas para a fritadeira. Na linha K, a lavagem das rodelas é

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proporcionada apenas pelo sistema de adição de água das cortadoras durante o corte e pequenas barras de

sprays no tapete de recolha das rodelas, sendo que não é pretendida aqui uma total remoção do amido

superficial pois é este que irá proporcionar a textura crocante associada aos produtos produzidos nesta linha.

O equipamento de lavagem da linha P é constituído primeiro por um tanque, onde um fluxo de alta pressão

de água remove o amido e resíduos de rodelas e dispersa as rodelas e move-as para o tapete de drenagem,

que transporta as rodelas através de barras de sprays e de um sistema de sucção de ar, onde são lavadas e

secas, respetivamente, até à fritadeira. O sistema de sucção de ar é o que permite a remoção da água

superficial das rodelas por secagem, por combinação da passagem de um fluxo de ar na superfície superior

das rodelas e de um “vácuo” que “suga” a água da superfície inferior das rodelas.

Após a lavagem e após o corte, as rodelas são encaminhadas para a fritura na linha P e na linha K,

respetivamente. Esta operação tem como principais objetivos estabelecer o sabor, textura e cor do produto

base e a garantia de um conteúdo de humidade final dentro do objetivo (aim).

A operação de fritura é feita de modo e em equipamentos diferentes. Na linha P, a fritura é feita em modo

contínuo numa única fritadeira multi-zonas. Este equipamento caracteriza-se principalmente por ser fechado

e por ter um sistema de manuseamento de produto no seu interior, através do qual se dá a passagem das

rodelas ao longo de três zonas distintas: a Área 1, onde as rodelas numa fase inicial flutuam livremente sobre

o óleo quente e são dispersadas uniformemente ao longo da largura da fritadeira pela presença de pás

rotativas, que também travam o fluxo de rodelas de forma a manter o tempo de residência requerido; a Área

2, onde as rodelas são submergidas no óleo de forma a garantir que as duas superfícies da rodela são

igualmente expostas ao óleo, e, por fim, a Descarga, onde as rodelas saem do óleo e são retiradas da

fritadeira através de um tapete, onde é também drenado o excesso de óleo das rodelas, dando-se assim por

terminada a operação de fritura. Já na linha K, cada uma das 6 cortadoras alimenta os batch de rodelas a 2

fritadeiras estilo K, num total de 12 fritadeiras. Estes equipamentos caracterizam-se por serem fritadeiras

abertas e onde as rodelas são suspensas no óleo quente e agitadas por um volteador ao longo de toda a

fritura, o que permite a obtenção de rodelas “dobradas”. Um ciclo de fritura compreende o tempo de fritura e

o tempo de descarga das rodelas da fritadeira, durante a qual as batatas fritas são drenadas do excesso de

óleo pela elevação do cesto. As batatas fritas de todas as fritadeiras desta linha são descarregadas a uma

mesa vibratória que as alimenta à operação seguinte.

Nas duas linhas a batata frita produzida passa por uma operação de inspeção visual. Aqui a batata frita é

selecionada com base na presença de cor indesejada (preto, castanho e/ou verde) e pela área ocupada por

esta na superfície da rodela em pixéis, sendo atribuído um índice de qualidade (Quality Index, QI) de 0 a 10

mil, sendo 0 uma rodela frita sem quaisquer defeitos. Valores de QI para diferentes níveis de defeito para

cada cor indesejada apresentam-se na Figura 7.2 do Anexo C. As batatas fritas ao passarem neste sistema

eletrónico de inspeção podem ser imediatamente aceites ou levadas a uma segunda passagem neste

sistema. Após esta segunda passagem pode ser aceite ou rejeitada completamente.

As batatas fritas aceites na inspeção visual são encaminhadas de seguida para a operação de aromatização.

Esta operação tem como principais objetivos a aplicação de uma camada uniforme e consistente de aroma

em pó e assegurar um nível correto de aromatização de acordo com o produto, e tem como principais funções

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o transporte de aroma e a aplicação do mesmo. O transporte de aroma é feito desde uma tremonha de

fornecimento de aroma e de uma linha de transferência de aroma até ao parafuso aplicador de aroma. A

aplicação de aroma é feita por este parafuso dentro de um tambor rotativo, pela criação de uma cortina de

aroma ao longo do comprimento deste. No interior do tambor o aroma é combinado com o produto, que vai

“rolando” graças à ação rotativa do tambor e pela existência de nervuras no seu interior. O tambor está

montado de forma inclinada permitindo que as batatas fritas rolem até à saída do mesmo. A linha K possui

um único tambor de aromatização e a linha P possui três. Usualmente, encontram-se dois em funcionamento,

que aplicam aromas diferentes, possibilitando a produção simultânea de dois produtos distintos.

As batatas fritas aromatizadas seguem para embalagem em pacotes, que por sua vez são encaixotados para

posterior armazenamento.

2.3.3.1. Perda de peso de batata na operação de corte

Como já referido anteriormente, a operação de corte da batata em rodelas provoca a rutura das células em

contacto com as lâminas e a consequente libertação dos conteúdos das mesmas, sendo estes

maioritariamente amido e outros hidratos de carbono e proteínas (ver Tabela 2.1). Com esta libertação dos

conteúdos celulares, as rodelas obtidas pesam menos do que as batatas que as originaram, ou seja, dá-se

uma perda de peso da batata no corte, que se designa de forma comum de “perda de amido”. O peso perdido

de batata na operação de corte representa assim um desperdício do processamento da batata, e quanto maior

for a perda de peso maior será a massa de batata necessária para a mesma produção de rodelas de produto

final.

Nas duas linhas de produção de batata frita da fábrica, a massa de batata desperdiçada na operação de corte

encontra-se diluída em água, seja nas águas de lavagem na linha P ou na água do sistema de adição da

operação de corte na linha K, sendo esta encaminhada para uma estação de recuperação de amido sob a

forma de pó para posterior venda.

De acordo com dados de 2016, a linha K apresenta perdas de peso superiores em 2% relativamente à linha

P. Apesar da operação de corte se basear no mesmo equipamento nas duas linhas, as condições em que a

operação ocorre diferem em alguns aspetos, e podem ser precisamente essas diferenças que representam

os fatores que estão a influenciar as perdas superiores encontradas na operação de corte da linha K. Esses

fatores podem ser o caudal de água, as condições de alimentação da batata, o desgaste das cabeças de

corte e o desgaste das lâminas.

A – Caudal de Água

Como já referido, as cortadoras de ambas as linhas possuem um sistema de adição de água que permite a

lubrificação do corte bem como a remoção do amido e troços de batata libertados no corte. Na linha P o

caudal é alimentado continuamente e deve ser de aproximadamente 11 l/min a cada cortadora (para

aproximadamente 23kg/min de batata alimentada “uma-a-uma”) e na linha K é de aproximadamente 100 l/min

a cada cortadora (para cada batch de 40 kg de batata), estando apenas ligado durante o corte de cada batch

e batata,que dura 40s. O caudal aplicado na linha K é bastante superior, pela inexistência de uma operação

de lavagem das rodelas nesta linha e também para prevenir a formação de aglomerados de rodelas. Apesar

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disso, o caudal aplicado é bastante superior ao da linha P, podendo estar a afetar as perdas superiores

sentidas.

B – Condições de alimentação da batata

Como já descrito na secção 2.3.3, a batata é alimentada continuamente “uma a uma” às cortadoras da linha

P. Esta condição permite que cada batata seja cortada individualmente e aproximadamente sempre na

mesma direção longitudinal. Já na linha K, o batch de batata, armazenado nas tremonhas que precedem cada

uma das cortadoras, é alimentado através de um sem-fim até à cortadora, não existindo nenhum equipamento

que individualize a batata, caindo esta de forma agrupada em posição aleatória relativamente à cortadora.

Esta forma de alimentação resulta assim que a batata não seja por vezes cortada na posição devida, e pode

levar a que haja um aumento da superfície exposta da batata por unidade de volume relativamente às lâminas,

o que pode resultar num aumento da rutura celular e maior perda de peso da batata.

C – Desgaste das cabeças de corte

As cabeças de corte usadas na linha P e as da linha K são em tudo iguais, menos no que se refere aos anos

de utilização. As cabeças de corte da linha P foram compradas a Maio de 2017, ao invés das da linha K, cuja

compra foi feita em 2008. Para além da substituição frequente das lâminas e, por vezes, de outros

componentes se forem irremediavelmente danificados, por exemplo, pela passagem de pedra na cortadora,

a estrutura da cabeça de corte mantém-se a mesma desde a compra. O desgaste da cabeça de corte é notório

pelo desgaste superficial das sapatas, visível pelo intervalo entre a sapata e o porta-lâminas, o gap, que mede

a distância entre o nível da sapata e do porta-lâminas na sua face interior à cabeça de corte, e que, acima de

um dado valor, requer substituição das sapatas. A passagem da batata pelas sapatas desgastadas pode

afetar assim a obtenção de rodelas lisas e provocar maior rutura celular, e, consequentemente, aumentar a

perda de peso durante o corte. Para além disso, os anos de utilização levam a que as cabeças de corte não

encaixem corretamente no impulsor, podendo causar oscilação durante o corte e prejudicando a correta

operação do equipamento.

D – Desgaste das lâminas

De forma a minimizar a força necessária ao corte do alimento e reduzir a rutura celular e consequentes danos

no produto e redução dos rendimentos, é necessário manter lâminas afiadas em qualquer operação de corte

na indústria alimentar (Fellows, 2000b). Impõem-se a sua substituição periódica ou sempre que forem

identificados danos nas mesmas.

Como já foi referido, estão definidos períodos de substituição das cabeças de corte para substituição de

lâminas nas duas linhas de produção de batata frita. Na linha P a substituição é feita a cada 1,5h na produção

de um produto semelhante ao da linha K. Nesta linha a substituição é feita apenas uma vez por turno, ou seja,

a cada 8h. Tendo em conta o consumo por hora de batata crua e o número de cortadoras em cada linha, um

conjunto de 8 lâminas na linha K processa aproximadamente o dobro da batata crua que um da linha P. As

lâminas das cortadoras irão apresentar progressivamente cada vez mais desgaste, sendo que na linha K há

uma maior massa de batata a ser processada com lâminas potencialmente mais desgastadas. Lâminas

desgastadas impossibilitam um corte “limpo” da batata, potencialmente resultando numa rutura mais

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acentuada dos tecidos da batata e libertação do amido e restantes conteúdos celulares, consequentemente

resultando numa maior perda de peso da batata na operação de corte.

3. Materiais e métodos

3.1. Amostras de batata

As amostras de batata branca recolhidas para a realização das experiências apresentam características

distintas de acordo com o lote a que pertencem, sendo estas, conteúdo em sólidos (em %) e tamanho (número

de tubérculos numa amostra de 10 kg). Esta informação está disponibilizada no Anexo C para todas as

amostras recolhidas, sendo que o conteúdo de sólidos global variou entre 20,1 e 24,9% e o número de

tubérculos entre 63 e 78.

3.2. Pesagem das amostras pré- e pós-corte: o procedimento standard da

empresa

A análise da perda de peso de todas as amostras recolhidas de batata baseou-se no procedimento operatório

standard da empresa. Este procedimento baseia-se na pesagem da amostra de batata em suspensão em

água, antes e após o corte em rodelas. O set-up inclui uma balança da marca OHAUS modelo SCOUT Pro

SPU2001 (sensibilidade de 0,1g), uma cesta de pesagem, uma corrente que liga a balança à cesta, um tanque

e água. As cortadoras onde se efetuou o corte das batatas em rodelas são as cortadoras centrífugas de alta

velocidade pertencentes às linhas de produção P e K.

A aplicação deste procedimento inicia-se com a recolha de uma amostra de 10 batatas no local que

imediatamente precede as cortadoras. Com o set-up de pesagem já previamente preparado, a balança é

tarada, sendo que a água do tanque tem de estar imóvel para tal. A amostra recolhida é colocada no cesto e

é registado o respetivo peso, a que se dá o nome de “Peso 1”. De seguida, a cortadora onde se pretende

analisar a amostra é desligada e é retirada a respetiva cabeça de corte. Toda a restante estrutura da cortadora

e estrutura adjacente, como a caída e a tampa, é lavada de forma a remover todas as rodelas e troços de

batata residuais. De seguida, é colocada uma nova cabeça de corte com lâminas novas e é colocado o

tabuleiro de recolha de baixo da cortadora. A cortadora é depois ligada sem se ligar a respetiva alimentação

e a amostra recolhida é colocada de forma adequada na cortadora, sendo assim cortadas e obtidas as rodelas.

Seguidamente e com a cortadora desligada e o tabuleiro de recolha ainda debaixo da mesma, são lavadas

todas as rodelas e troços de batata que possam ter ficado presos na estrutura. O tabuleiro é depois retirado

cuidadosamente de baixo do equipamento de corte de forma a não se perder nenhuma porção da amostra.

As rodelas obtidas são lavadas com água durante aproximadamente 30 segundos. A balança é novamente

tarada e cuidadosamente as rodelas são colocadas no mesmo cesto de forma a remover o ar. Após a amostra

estabilizar no cesto é registado o respetivo peso, o “Peso 2”. A descrição detalhada da aplicação do

procedimento de pode ser feita por consulta do procedimento operatório standard, no Anexo B.

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3.3. Efeito da variação dos fatores identificados na perda de peso da batata na

operação de corte: estratégia experimental

Na secção 2.3.3.1. foram identificados os quatros fatores de interesse ao estudo do seu efeito na perda de

peso da batata na operação de corte em rodelas. Estes são: o desgaste da cabeça de corte, em anos de

utilização; o caudal de água de lubrificação aplicado durante o corte, em l/min; as condições de alimentação

de batata às cortadoras, que podem variar entre alimentação singular (“uma-a-uma”) a alimentação agrupada;

e o desgaste das lâminas desde a sua mudança, em horas de utilização. Cada um destes fatores foi estudado

individualmente e a estratégia experimental aplicada ao estudo do respetivo efeito sobre as perdas de peso

da batata durante o corte diferiu para cada um dos fatores identificados, sendo descrita de seguida. Apesar

da estratégia diferir, envolveu sempre a aplicação repetida do procedimento standard da empresa. Cada

aplicação deste procedimento operatório será doravante numerada, por ordem de aplicação, e designada por

“teste”. Todos os testes foram realizados nas cortadoras das duas linhas de produção, implicando sempre

assim pausas ao funcionamento das mesmas durante a produção. A realização de testes às mesmas

condições experimentais e com amostras de batata do mesmo lote considera-se aqui como realização de

repetições, sendo independentes entre si. Testes repetidos foram designados com mesmo número, sendo

que a distinção entre repetições do mesmo teste é feita através da designação de a,b,c ou d, se fôr a primeira,

segunda, terceira ou quarta repetição do teste. No caso do estudo do efeito do desgaste das lâminas, os

estudos independentes realizados são distinguidos da mesma forma que os testes para os restantes fatores.

3.3.1. Desgaste das cabeças de corte

O efeito do desgaste das cabeças de corte foi estudado pelo corte de 23 amostras de batata usando uma

cabeça de corte com 0,7 anos de utilização (nível A) e de outras 23 amostras usando uma cabeça de corte

com aproximadamente 9 anos de utilização (nível B), num total de 23 testes sem repetições para cada nível.

Os testes foram realizados aleatoriamente entre as quatro cortadoras da linha P, a um caudal de água em

média de 16,4 l/min, alimentação singular de batata e sempre com lâminas novas, ou seja, com 0h de

desgaste. O mesmo nº de teste para o nível A e para o nível B deste fator correspondem a amostras de batata

do mesmo lote, sendo amostras independentes. Os valores de perda bem como as características de todas

as amostras usadas neste estudo apresentam-se na Tabela 7.1 do Anexo C.

3.3.2. Caudal de água de lubrificação

O efeito do caudal de água foi estudado pelo corte de 25 amostras de batata a um caudal de 17,4 l/min (nível

A) e de outras 25 amostras a um caudal aproximadamente de 67,0 l/min (nível B), num total de 25 testes para

cada nível, existindo repetições. Todos os testes foram realizados na cortadora nº4 da linha P, por ser a que

permite variação de caudal mais fácil, usando cabeças de corte com 0,7 anos de utilização, alimentação

singular de batata e sempre com lâminas com 0h de desgaste. O mesmo nº de teste para o nível A e para o

nível B deste fator correspondem a amostras de batata do mesmo lote, sendo amostras independentes. Os

valores de perda bem como as características de todas as amostras usadas neste estudo apresentam-se na

Tabela 7.2 do Anexo C.

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3.3.3. Condições de alimentação

O efeito das condições de alimentação de batata foi estudado pelo corte de 23 amostras de batata aplicando

uma alimentação singular de batata (nível A) e de outras 23 amostras aplicando uma alimentação agrupada

de batata, num total de 23 testes para cada nível, existindo repetições. Todos os testes foram realizados

sempre na cortadora nº2 da linha K, com uma cabeça de corte com 9 anos de utilização, a um caudal de água

de 100 l/min e sempre com lâminas com 0h de desgaste. O mesmo nº de teste para o nível A e para o nível

B deste fator correspondem a amostras de batata do mesmo lote, sendo amostras independentes. Os valores

de perda bem como as características de todas as amostras usadas neste estudo apresentam-se na Tabela

7.3 do Anexo C.

3.3.4. Desgaste das lâminas

O efeito do desgaste das lâminas ao longo do tempo de corte até sua substituição foi estudado pela realização

de estudos independentes numa cortadora da linha K. Estes estudos envolveram a realização de testes a

intervalos definidos de tempo desde a mudança da cabeça de corte, ou seja, desde o momento de mudança

para uma cabeça de corte possuindo lâminas novas. Realizaram-se 3 estudos durante 4h e 3 durante 8 h,

num total de 6 estudos independentes. Para os estudos de 4h realizaram-se testes às 0 e às 4h, sendo o

tempo 0 correspondente a lâminas novas. Para os estudos de 8h realizaram-se testes às 0, 4 e 8h. Todos os

testes foram realizados sempre na mesma cortadora da linha K, a 2, com uma cabeça de corte com 9 anos

de utilização, um caudal de água 100 l/min e alimentação agrupada de batata. Os valores de perda bem como

as características de todas as amostras usadas neste estudo apresentam-se nas Tabelas 7.4 e 7.5,

respetivamente, do Anexo C.

Na Tabela 3.1 encontram-se resumidas as condições experimentais para os quatros fatores identificados.

Tabela 3.1 – Níveis estudados e condições experimentais para cada um dos fatores identificados como potenciais influenciadores da perda de peso da batata na operação de corte. Nas condições incluem-se: o local de realização, ou seja, a linha de produção e nº de cortadora; o desgaste das cabeças de corte usadas, em anos de utilização; o caudal de água de lubrificação, em l/min; alimentação de batata singular ou agrupada; e desgaste das lâminas, em horas de

utilização.

Fatores

Níveis estudados Condições de realização dos testes

A B Local

Desgaste das

cabeças de corte (anos)

Caudal de Água (l/min)

Condições de

alimentação

Desgaste das

lâminas (h)

Desgaste das cabeças de corte (anos)

0,7 9 P - 17,4 Singular 0

Caudal de água (l/min)

16,4 ~67,0 P (4) 0,7 - Singular 0

Condições de alimentação

Singular Agrupada K (2) 9 100 - 0

Desgaste das lâminas (h)

Estudos durante 4 ou 8h K (2) 9 100 Agrupada -

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3.4. Estratégia analítica

3.4.1. Análise do efeito (%) do desgaste da cabeça de corte, do caudal de água e das

condições de alimentação

Da aplicação do procedimento operatório standard da empresa a todas as amostras recolhidas, descrito na

secção 3.2., foi possível obter o peso de uma amostra de rodelas de batata antes da operação de corte, o

“Peso 1”, e o da mesma amostra após o corte, o “Peso 2”. Com estes valores foi possível calcular a

percentagem de perda de peso da batata (Perda, em %) através da equação 1 para todas as amostras

testadas. Como descrito na secção 3.3, excetuando para o estudo do desgaste das lâminas, para os dois

níveis de estudo de cada fator foram utilizadas n amostras. Para n amostras, o valor médio de Perda (Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ,

em %) para um dado nível de um dado fator foi calculado através da média aritmética, tal como descrito pela

equação 2. O valor do desvio padrão (SD, em %) da perda para um dado nível de um dado fator foi calculado

de acordo com a equação 3. O valor do efeito (EfeitoA→B, em %) que um dado fator tem sobre as perdas de

peso da batata de acordo com os níveis estudados às condições experimentais estudadas é dado pela

diferença entre o valor médio de perda ao nível B (Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅B, em %) e o valor médio de perda ao nível A (Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅

A,

em %), tal como descrito pela equação 4. Este valor representa o aumento em perda de peso de batata no

corte (em %) da alteração de um fator do nível A para o nível B do mesmo.

Perda (%)=Peso 1-Peso 2

Peso 1×100 (1)

Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ (%)=%Perda1+%Perda2+... +%Perdan

n n≤25 (2)

SD (%) =√∑ (Perda-Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ )2

(n-1) (3)

EfeitoA→B (%)=Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅𝐵-Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅

𝐴 (4)

Os valores de Perda obtidos para todos os testes foram depois representados de forma gráfica (Figuras 4.1,

4.2, 4.4, 4.5, 4.7 e 4.8), onde cada nível de cada fator estudado possui um respetivo gráfico onde um ponto

representa um teste, estando estes representados por ordem cronológica de realização dos mesmos. Para

uma melhor análise dos resultados, foi também incluída nesta representação gráfica uma linha contínua verde

correspondente à respetiva Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ e duas linhas contínuas, que representam os limites superiores (LS, em %)

e inferiores (LI, em %) dos resultados, sendo calculados, respetivamente, pelas equações 5 e 6, sabendo os

respetivos valores de SD.

LS (%)=Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ +SD (5)

LI (%)=Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ -SD (6)

Para avaliação da reprodutibilidade da estratégia experimental implementada, a diferença entre o maior e o

menor valor de perda foi também calculada para cada conjunto de testes para cada nível de cada fator

estudado. Este valor, a que se denominou de desvio de nível, foi calculado através da equação 7. No caso

dos fatores em que foi possível obter repetições, foi calculado o valor de desvio também através da equação

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7 entre a repetição de maior valor e a de menor valor de perda. No caso do fator de desgaste da cabeça de

corte, foram também calculados os desvios sentidos em cada cortadora para um dado nível de um dado fator,

também com base na equação 7. Tanto os desvios associados às cortadoras como os associados às

repetições foram representados graficamente, correspondendo, respetivamente, à Figura 4.3 e às Figuras 4.6

e 4.9.

DesvioNível; Repetições; Cortadora (%)=Maior Perda (%) - Menor Perda (%) (7)

3.4.2. Análise do efeito do desgaste das lâminas

A percentagem de perda de peso da batata dos testes feitos aos intervalos de tempo determinados (ver

secção 3.3.4.) foi calculada da mesma forma para este estudo como nos restantes, recorrendo à equação 1.

A progressão da perda de batata ao longo de 4 ou 8h foi representada individualmente para cada estudo

realizado. Dos estudos obtidos, foi aplicado um modelo exponencial, como descrito pela equação 8, aos dois

estudos que representaram o melhor e o pior cenário de perdas, ou seja, aos cenários que apresentaram,

respetivamente, as progressões de aumento de Perda mais rápida e mais lenta. Na equação 8, Perda0

corresponde à percentagem de perda às 0h e b à constante de progressão exponencial. Os modelos

exponenciais obtidos foram representados graficamente.

Perda (%) (t)=Perda0ebt(h) (8)

3.4.3. Avaliação do impacto económico de alterações na operação de corte da linha K

Para estimar se alterações às condições operatórias da operação de corte da linha K são economicamente

viáveis foram usados os resultados obtidos da estratégia experimental descrita na secção 3.3. Os cálculos e

raciocínios associados a esta avaliação são descritos em detalhe na secção 4.2.

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4. Resultados e discussão

Com a identificação dos fatores de interesse feita previamente (ver secção 2.3.3.1.), o presente capítulo

prende-se com a apresentação e análise dos resultados obtidos da experiência conduzida (secção 4.1). Dos

resultados obtidos, é depois também feita uma análise económica com o objetivo de verificar se alterações

às condições operatórias da operação de corte da linha K são economicamente viáveis (secção 4.2).

4.1. Efeito dos fatores identificados na perda de peso da batata na operação de

corte em rodelas

4.1.1. Efeito do desgaste das cabeças de corte, do caudal de água e das condições de

alimentação

Na Tabela 4.1 são resumidamente apresentados os resultados obtidos nos estudos conduzidos ao desgaste

das cabeças de corte, ao caudal de água de lubrificação e às condições de alimentação de batata, onde são

incluídos os valores médios de perda para cada nível de cada fator, e os respetivos desvios padrão, desvios

globais e efeitos obtidos.

Tabela 4.1 – Valores de perda média (em %), desvio padrão (SD, em %), desvio global para cada nível (A e B) estudado dos fatores desgaste das cabeças de corte (em anos), caudal de água (em l/min), condições de alimentação. Os valores do efeito (em %) da variação de cada um destes fatores nas perdas são também listados, bem o local de realização dos

testes.

Local Níveis Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅

(%) SD (%) DesvioNível EfeitoA→B (%)

Desgaste das cabeças de corte (anos)

P 0,7 (A) 11,8 1,6 8,2

0,4 9 (B) 12,3 1,6 6,8

Caudal de água (l/min) P 17,4 (A) 11,6 1,1 4,2

0,2 67 (B) 11,8 1,2 4,1

Condições de alimentação

K Singular (A) 13,1 1,0 3,9

0,5 Agrupada (B) 13,6 1,1 4,5

Dos valores apresentados na Tabela 4.1 é possível fazer uma primeira análise global aos resultados das

experiências conduzidas. Dos três fatores listados, a alteração nas condições de alimentação de batata de

agrupada (B) para singular (A) aparenta ter o maior efeito (0,5%) sobre as perdas de peso da batata na

operação de corte, para a gama de níveis estudados deste dos restantes fatores. É também possível

demonstrar as diferenças entre a operação de corte das duas linhas de produção no que se deve às perdas

de peso de batata. Os valores médios de perda dos testes do nível A de desgaste da cabeça de corte e do

nível A de caudal de água correspondem a valores médios de perda (11,8 e 11,6%, respetivamente, 11,7%

em média) na operação de corte da linha P às respetivas condições operatórias normais. Já os valores médios

de perda dos testes ao nível B de condições de alimentação correspondem a valores médios de perda (13,6%)

na operação de corte da linha K às respetivas condições operatórias normais. De acordo com a experiência

conduzida, a diferença entre a operação de corte das duas linhas relativamente a este desperdício é assim

de 1,9%, valor próximo do apresentado na declaração do problema do projeto de 2% (ver secção 1.2). Uma

discussão mais detalhada da variabilidade, associada aos valores de desvio global, sentida ao longo da

realização das experiências será feita ao na secção 4.1.3.

Page 47: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

29

4.1.1.1. Análise do efeito do desgaste das cabeças de corte

A Figuras 4.1 apresenta representações gráficas dos valores de perda obtidos cronologicamente para todos

os testes utilizando cabeças de corte com 0,7 (nível A) e com 9 anos de utilização (nível B), respetivamente.

Figura 4.1 – Efeito do desgaste das cabeças de corte com 0,7 anos de utilização (gráfico A) e com 9 anos de utilização (gráfico B) nos valores (pontos negros) de perda de peso da batata (Perda, em %) obtidos por ordem cronológica para 23 testes para cada nível, num total de 46 amostras independentes de 10kg de batata branca. Os testes realizaram-se no período entre 11/12/2017 e 20/12/2017 nas cortadoras da linha P, a um caudal de água de lubrificação médio de 16,4 l/min, com alimentação singular de batata e lâminas com 0h de desgaste. Os pontos circulares representam testes na cortadora 1, os quadrados na 2, os losangos na 3 e os triângulos na 4. Estão

também representados os valores de Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ (em %) (linha verde contínua) e desta mais (LS) e menos o SD (LI) (linha continua

vermelha superior e inferior, respetivamente) para os dois níveis. As linhas verticais negras a tracejado representam mudança no lote de batata usado para recolha das amostras. As características do lote bem como os valores de Perda de todas as amostras podem-se

encontrar na Tabela 7.1 do Anexo C.

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Per

da

(%)

Nº Teste

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Per

da

(%)

Nº Teste

A

B

Page 48: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

30

Por análise da Figuras 4.1, que correspondem aos resultados obtidos para os testes utilizando cabeças de

corte com 0,7 (nível A) e com 9 anos de utilização (nível B), respetivamente, para os quais se obtiveram

valores médios de perda de 11,8% e de 12,3%, para um efeito de variação de 0,4% (ver Tabela 4.1). Uma

observação global destas figuras indica uma tendência global semelhante de perdas para os dois níveis

estudados. De salientar que, para os dois níveis deste fator e dos restantes, o mesmo número de teste

corresponde a amostras independentes, mas que não só correspondem a amostras pertencentes ao mesmo

lote, mas que foram recolhidas no mesmo dia em momentos próximos, nunca separados de mais de 1h. É

possível também observar um claro ponto outlier nos dois níveis, correspondente ao teste nº18. Estes pontos

correspondem a amostras de um lote da variedade de batata VR808, diferente da variedade das restantes

amostras (Hermes). As perdas bastante mais elevadas observadas de 17,3% e de 17,0% para o nível A e B,

respetivamente, podem estar ligadas à variedade, mas também ao lote em particular. Seria necessária a

realização de mais testes com amostras de diferentes lotes desta variedade para perceber a razão desta

discrepância mas, visto que ocorreu nos testes aos dois níveis, não se pensa que o valor elevado de perda

esteja associado a um erro experimental. De qualquer forma, se o teste nº18 for excluído, os valores de desvio

global diminuem de 8,2 para 4,5 para o nível A, e de 4,5 para 3,6 para o nível B.

Visto que os testes ao efeito do desgaste das cabeças de corte foram realizados de forma aleatória pelas

quatro cortadoras da linha P, foram calculados os valores dos desvios sentidos em cada uma das cortadoras,

cujos valores se encontram representados na Figura 4.2. De salientar que, para uma análise consistente

destes valores, os valores de perda do teste 18 dos dois níveis foram excluídos.

Figura 4.2 – Representação gráfica dos valores de desvio obtidos (pontos negros) para cada uma das cortadoras da linha P. Os pontos ligados por uma linha contínua correspondem aos calculados a partir dos valores de Perda para as cabeças de corte com 0,7 anos de

utilização (nível A) e os pontos ligados pela linha tracejada correspondem aos obtidos para as cabeças de corte com 9,0 anos de utilização (nível B). Os pontos circulares correspondem à cortadora 1, os quadrados à 2, os losangos à 3 e os triângulos à 4. Todos os

valores de desvio apresentam-se na Tabela 7.6 do Anexo C.

Por observação do gráfico da Figura 4.2 pode concluir-se com base nesta experiência que a cortadora 3, por

apresentar os desvios superiores para os dois níveis (4,5 e 3,5, respetivamente para o nível A e B) estará a

realizar um corte menos consistente ao longo da produção, indicando que esta cortadora possa necessitar de

uma revisão mecânica por parte da manutenção. possivelmente criando inconsistência nas rodelas e

consequentemente na qualidade do produto final. Apesar de os valores de desvio mais baixos serem sentidos

na cortadora 1 (1,3) e na cortadora 4 (1,7), a cortadora 2 aparenta ser a cortadora mais fidedigna para futuras

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

1 2 3 4

Des

vio

Nº cortadora

Page 49: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

31

experiências deste tipo. Para além de nesta cortadora os desvios serem mais baixos nos dois níveis do que

os da 4 (2,2 e 2,0, para o nível A e B, respetivamente), existe convergência nestes mesmos valores indicando

que, pelo menos no que toca à utilização de cabeças de corte diferentes, esta cortadora não é afetada pela

variação desta condição experimental. O mesmo não ocorre para as cortadoras 1 e 4.

Page 50: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

32

4.1.1.2. Análise do efeito do caudal de água

A Figura 4.3 apresentam representações gráficas dos valores de perda obtidos cronologicamente para todos

os testes a um caudal de água de 17,4 l/min (nível A) e a um caudal de 67 l/min (nível B), respetivamente.

Figura 4.3 - Efeito do desgaste do caudal de água de 17,4 l/min (gráfico A) e de 67,0 l/min (gráfico B) nos valores (pontos negros) de perda de peso da batata (Perda, em %) obtidos por ordem cronológica para 25 testes para cada nível, num total de 50 amostras

independentes de 10kg de batata branca. Os testes realizaram-se no período entre 21/12/2017 e 30/01/2018 na cortadora 4 da linha P, usando uma cabeça de corte com 0,7 anos de utilização, com alimentação singular de batata e lâminas com 0h de desgaste. Estão

também representados os valores de percentagem de Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ (em %) (linha verde contínua) e desta mais (LS) e menos o SD (LI) (linha continua vermelha superior e inferior, respetivamente) para os dois níveis. As linhas verticais negras a tracejado representam mudança

no lote de batata usado para recolha das amostras. As características do lote bem como os valores de Perda de todas as amostras podem-se encontrar na Tabela 7.2 do Anexo C.

Analisando agora os resultados obtidos nesta experiência de variação do caudal de água de lubrificação, que

se apresentam na Figura 4.3 A e B, respetivamente para um caudal de 17,4 l/min (nível A) e de 67,0 l/min

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

1a 1b 1c 2 3 4 5a 5b 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20a 20b

Per

da

(%)

Desginação do teste

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

1a 1b 1c 2 3 4 5a 5b 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20a 20b

Per

da

(%)

Designação do teste

B

A

Page 51: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

33

(nível B). Os valores médios de Perda, às condições experimentais estudadas, para o nível A e B são de

respetivamente, 11,6 e 11,6%, para um efeito igual a 0,2% (ver Tabela 4.1). Neste caso, já não é observada

uma tendência semelhante no decorrer da experiência entre os valores de perda dos dois níveis, mas a

variabilidade entre os valores de perda volta a ser evidente, sendo que os valores de desvio global são,

respetivamente, para o nível A e B de 4,2 e de 4,1. Se os valores de perda correspondentes ao teste nº17

forem excluídos, os desvios do nível A e B tomam os valores 3,2 e 4,0, respetivamente. Os valores de perda

mais baixos sentidos nestes testes (9,2% no nível A e 9,6% no B) devem estar provavelmente associados a

uma característica inerente do lote das amostras usadas. Os valores de desvio global são mais baixos do que

os sentidos nos testes ao desgaste das cabeças de corte. Tal deve estar provavelmente associado à

realização dos testes sempre na mesma cortadora da linha P, a cortadora 4. Apesar disso, os desvios

observados podem estar associados a outros fatores. Para além da variação óbvia das características das

amostras, estes testes foram realizados aleatoriamente em vários dias de produção em que os produtos

produzidos na linha diferiram. Isto significa que as lâminas usadas no corte tiveram características variáveis

de geometria, para além das cabeças de corte também terem algumas características diferentes, apesar de

apresentarem os mesmos anos de desgaste. Os valores médios de perda para testes às condições do nível

A, que correspondem testes às condições operatórias normais da linha P, associados ao produto semelhante

ao da linha K e associados ao de geometria diferente observados nesta experiência são de, respetivamente

11,4 e 11,6%.

Visto que se realizaram repetições nos testes ao efeito do caudal de lubrificação, foram calculados os desvios

entre os valores de perda das repetições do mesmo teste. Os valores destes desvios são apresentados

graficamente na Figura 4.4. Os testes com repetições são o 1, o 5, o 6 e o 20, sendo que todos correspondem

a testes associados à produção do mesmo produto, sendo os valores de desvio comparáveis. Idealmente os

desvios deveriam tomar valores baixos, constantes para testes do mesmo nível e convergentes entre os testes

dos dois níveis.

Figura 4.4 - Representação gráfica dos valores de desvio obtidos (pontos negros) para cada um dos testes com repetições do estudo do efeito do caudal de água de lubrificação, sendo estes os testes nº1, 5, 6 e 20. Os pontos

ligados por uma linha contínua correspondem aos calculados a partir dos valores de Perda para uma caudal de água de 17,4 l/min (nível A) e os pontos ligados pela linha tracejada correspondem aos obtidos a um caudal de 67,0 l/min (nível

B). Todos os valores de desvio apresentam-se na Tabela 7.7 do Anexo C.

Por análise da Figura 4.4, é mais uma vez evidenciada a inexistência de uma tendência semelhante entre os

dois níveis, pela falta de convergência entre os desvios dos dois níveis, com exceção do teste 6. Apesar disso,

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

1 5 6 20

Des

vio

Nº Teste

Page 52: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

34

os desvios variaram dentro uma gama menor (entre 0,4 e 2,2) do que a observada para os desvios de cada

uma das cortadoras da linha P (entre 1,3 e 4,5, ver Figura 4.2), no estudo do efeito do desgaste das cabeças

de corte, evidenciando que a realização dos testes sempre na mesma cortadora aumenta a fidelidade dos

resultados. Para além disso, o facto de os desvios tomarem globalmente valores mais baixos do que os das

cortadoras, que se baseiam em valores de perda de amostras pertencentes a lotes variáveis, evidencia que

a utilização de amostras pertencentes ao mesmo lote aumenta também a fidelidade dos resultados. Apesar

disso, a existência de um valor de desvio para repetições do mesmo teste é indicadora da variabilidade

inerente à batata como a forma e o tamanho, e a heterogeneidade dos seus tecidos, mesmo que pertencente

ao mesmo lote, algo que vai ser analisado em mais detalhe na secção 4.1.3.

4.1.1.3. Análise do efeito das condições de alimentação

A Figura 4.5 apresenta as representações gráficas dos valores de perda obtidos cronologicamente para todos

os testes a alimentação singular de batata (nível A, correspondente à Figura 4.5-A) e a alimentação agrupada

de batata (nível B, correspondente à Figura 4.5-B). Analisando os resultados obtidos nesta experiência de

variação das condições de alimentação de batata observa-se que os valores médios de perda de batata

respetivamente para o nível A e B são de 13,1 e 13,6%, tendo-se verificado um efeito de 0,5% (ver Tabela

4.1). A variabilidade entre os valores de perda de todas as amostras recolhidas volta a ser evidente, apesar

de neste caso as tendências de variação entre os valores de Perda serem semelhantes entre os dois níveis.

Os valores de desvio para os níveis A e B são, respetivamente, de 3,9 e de 4,5, sendo o primeiro o valor mais

baixo deste desvio até agora. Tal pode ser justificado pelos testes terem sidos realizados sempre na mesma

cortadora da linha K, a nº2 e terem sido realizadas mais repetições. O valor mais baixo de desvio para o nível

A, comparativamente ao do B, pode-se justificar pelo facto da batata, ao entrar individualmente na cortadora,

ser geralmente cortada sempre ao longo do mesmo eixo, o que não ocorre em alimentação agrupada, em

que batata é cortada em posições variáveis. Este fator variabilidade vai ser discutido na secção 4.1.3. O teste

nº 6 corresponde a valores de perda para um produto de espessura infeiror, o que significa a utilização das

mesmas cabeças de corte mas com lâminas afinadas para uma espessura inferior (ver Tabela 2.3). Excluindo

os valores de perda do teste nº6 (14,5(a) e 14,4%(b), e 15,7(a) e 15,8%(b), para o nível A e B, respetivamente),

os desvios globais para o nível A e B tomam os valores de 3,9 e 4,3, respetivamente. Isto pode indicar que a

ligeira diferença de espessura das rodelas de batata não afetou significativamente os desvios globais nesta

experiência. De qualquer forma, seria necessária a realização de testes em que se faria a comparação entre

as duas espessuras, utilizando amostras do mesmo lote de batata para os dois casos.

Page 53: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

35

Figura 4.5 - Efeito da alimentação de batata singular (gráfico A) e de alimentação agrupada (gráfico B) nos valores (pontos negros) de perda de peso da batata (Perda, em %) obtidos por ordem cronológica para 23 testes para cada nível, num total de 46 amostras independentes de 10kg de batata branca.. Os testes realizaram-se no período entre

11/01/2018 e 20/02/2018 na cortadora 2 da linha K, usando uma cabeça de corte com 9 anos de utilização, a um caudal

de água de lubrificação de 100 l/min e lâminas com 0h de desgaste. Estão também representados os valores Perda̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ (em %) (linha verde contínua) e desta mais (LS) e menos o desvio padrão (LI) (linha continua vermelha superior e inferior,

respetivamente) para os dois níveis. As linhas verticais negras a tracejado representam mudança no lote de batata usado para recolha das amostras. As características do lote bem como os valores de Perda de todas as amostras

podem-se encontrar na Tabela 7.3 do Anexo C.

Foram também calculados os desvios para os testes com repetições, estando estes valores representados

graficamente na Figura 4.6. Os testes com repetições são neste caso os de nº2, 3, 4, 5, 6, 11 e 12. Nesta

experiência, os desvios apresentaram tendências semelhantes, com exceção do teste 4, e existe uma boa

convergência entre os desvios dos mesmos testes, indicando que, para amostras dos mesmo lote, a variação

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

1 2a 2b 2c 3a 3b 3c 4a 4b 5a 5b 5c 6a 6b 7 8 9 10 11a 11b 12a 12b 12c

Per

da

(%)

Designação do teste

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

1 2a 2b 2c 3a 3b 3c 4a 4b 5a 5b 5c 6a 6b 7 8 9 10 11a 11b 12a 12b 12c

Per

da

(%)

Designação do teste

B

A

Page 54: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

36

nas condições de alimentação não afetou a fidelidade da experiência. Tal pode indicar que, usando amostras

do mesmo lote, a variação da posição em que a batata é cortada já não afeta de forma tão evidente a

variabilidade dos resultados. Os valores de desvio dos testes com repetições são próximos dos observados

para os do estudo do caudal, devendo estar associados à já mencionada variabilidade inerente à batata,

mesmo que pertencente ao mesmo lote. O único teste que apresenta desvios mais elevados é o 2. Visto que

há convergência nos dois níveis deste desvio, deve estar possivelmente associado às características do lote

do qual as amostras foram recolhidas.

Figura 4.6 - Representação gráfica dos valores de desvio obtidos (pontos negros) para cada um dos testes com repetições do estudo do efeito das condições de alimentação de batata, sendo estes os testes nº2, 3, 4, 5, 6 e 11. Os pontos ligados por uma linha contínua correspondem aos calculados a partir dos valores de Perda para alimentação

singular (nível A) e os pontos ligados pela linha tracejada correspondem aos obtidos para alimentação agrupada (nível

B). Todos os valores de desvio apresentam-se na Tabela 7.8 do Anexo C.

4.1.2. Impacto do desgaste das lâminas

O impacto do desgaste das lâminas foi observado pela realização de estudos independentes às perdas de

peso de batata ao longo de períodos de 4 e de 8h. Estes estudos, que envolveram a realização de testes às

0h, ou seja, em lâminas novas e a cada intervalo de 4h, encontram-se apresentados na Figura 4.7. Apesar

dos resultados apresentarem resultados variáveis, aqui principalmente ligados às amostras e no

procedimento (ver secção 4.1.1.), é possível observar um claro aumento das perdas de peso de batata com

aumento do desgaste das lâminas.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

2 3 4 5 6 11 12

Des

vio

Nº Teste

Page 55: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

37

Figura 4.7 – Representação gráfica de 6 estudos independentes (linhas negras) da evolução dos valores (pontos negros) de perda de peso de batata (Perda, em %) ao longo do tempo (em horas). Em cada estudo os testes foram

realizados na mesma cabeça de corte com o mesmo conjunto de lâminas de corte e com amostras de 10kg de batata pertencentes ao mesmo lote. Os pontos correspondem a testes realizados às 0, às 4 e às 8h. O estudo 1 corresponde à linha com marcadores circulares, o estudo 2 aos triângulos, o 3 aos losangos e o 4 aos quadrados. Para o estudo 2 e 3,

o que possui uma linha continua representa a repetição “a” e a linha a tracejado representa a repetição “b”. Os testes realizaram-se no período entre 21/02/2018 e 26/04/2018 na cortadora 2 da linha K, a um caudal de água de lubrificação de 100 l/min e com uma alimentação agrupada de batata. As características do lote bem como os valores de Perda de

todas as amostras podem-se encontrar nas Tabelas 7.4 e 7.5 no Anexo C.

Como salientado na secção 2.3.3.1-D uma alteração para uma mudança de lâminas a cada 4h, ou seja, duas

vezes por turno, ao invés do que ocorre atualmente, que corresponde apenas a uma mudança a cada 8h, ou

seja, uma vez por turno, pode aproximar as condições operatórias da operação de corte da linha K às da linha

P. Neste caso, a alteração da frequência de substituição de lâminas poderá resultar numa redução das perdas

de peso de batata ao longo do turno e, consequentemente, ao longo de 1 ano de produção. Esta redução,

que se traduz numa poupança de batata, foi calculada para os estudos que representam os cenários de maior

perda e de menor perda ao longo de 8h, que correspondem, respetivamente, ao estudo 2a e 1. Para tal estes

dois estudos foram adaptados a modelos exponenciais, por serem os que ofereceram melhor correlação com

os dados. Os modelos obtidos para os dois cenários apresentam-se graficamente na Figura 4.8.

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

21,0

22,0

23,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Per

da

(%)

tempo (h)

Page 56: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

38

Figura 4.8 – Ajuste de uma evolução exponencial da perda (em %) ao longo do tempo de utilização do mesmo conjunto de lâminas de corte ao estudo 1 (pontos circulares) e 2a (pontos triangulares) correspondentes ao melhor e pior

cenários de perdas (em %) ao longo do tempo (em h). Ao estudo 1 adaptou-se um modelo exponencial de equação

Perda (t) = 15,4e1,08E-02t com um coeficiente de determinação (r2) de 0,976. Ao estudo 2a adaptou-se um modelo exponencial de equação Perda (t) = 14,6e5,23E-02t com um coeficiente de determinação (r2) de 0,984.

A partir dos modelos obtidos é possível calcular o incremento de peso de batata (Incremento (t), em kg)

perdido por hora causado pelo desgaste laminar através da equação 9, sabendo que são consumidos 2000

kg/h (Consumo) de batata crua na linha K. Dos incrementos por hora pode-se calcular o total de peso

acumulado às 8h (Acumulado, em kg) através da equação 10, sendo que este valor representa o total de peso

desperdiçado num turno pelo desgaste das lâminas. Os mesmos cálculos podem ser feitos, mas para um

cenário em que seja feita uma mudança de lâminas às 4h, ou seja, a meio do turno. Nesse caso, o incremento

de peso de batata perdido às 4h volta a ser o sentido na primeira hora. Daí pode calcular-se também o total

de peso perdido acumulado ao longo da duração de um turno. A diferença entre o desperdício de batata

acumulado ao longo do turno sem mudança às 4h (Acumulados, em kg) e o acumulado (Acumuladoc, em kg)

com a mudança às 4h de lâminas dá uma estimativa da poupança de batata que é possível com esta

alteração, como descrito pela equação 11. Estes cálculos foram feitos para o pior e melhor cenário de perda

(ver Figura 4.7 e 4.8), estando os valores apresentados na Tabela 4.2, tendo sido obtido reduções no

desperdício de batata de 309 e 55,8kg respetivamente. A poupança anual será posteriormente calculada na

secção 4.2.4.

Incremento (t)=Consumo (kg/h)

100×(Perda0ebt(h)-Perda0) (9)

Acumulado (kg)= ∑ Incremento (t)8t=1 (10)

Poupança batata (kg/turno)=Acumulados (kg)- Acumuladoc (kg) (11)

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

21,0

22,0

23,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Per

da

(%)

tempo (h)

Page 57: Minimização das perdas de peso de batata durante o corte ... · Palavras-chave: Batata frita; Operação de corte em rodelas; Perdas de peso de batata; Minimização de perdas.

39

Tabela 4.2 – Valores dos incrementos (em kg) de peso de batata desperdiçada ao longo de 8h devido ao desgaste das lâminas com e sem mudança de lâminas às 4h, calculados para o pior e melhor cenários de perda, correspondentes aos

estudos 1 e 2a, respetivamente, com base nos modelos exponenciais adaptados a estes dois estudos independentes. São incluídos aqui também os valores do peso total acumulado (em kg) ao longo das 8h para todos os cenários e as

poupanças finais de batata para os dois cenários (em kg/turno).

t (h)

Incrementos de batata desperdiçada (kg)

Pior cenário Melhor cenário

Sem mudança de lâminas

Mudança de lâminas às 4h

Sem mudança de lâminas

Mudança de lâminas às 4h

1 15,6 15,6 3,34 3,34

2 32,1 32,1 6,71 6,71

3 49,4 49,4 10,1 10,1

4 67,7 67,7 13,6 13,6

5 87,0 15,6 17,1 3,34

6 107 32,1 20,6 6,71

7 129 49,4 24,1 10,1

8 151 67,7 27,7 13,6

Acumulado (kg) 639 330 123 67,5

Poupança batata (kg/turno)

309 55,8

4.1.3. Análise da variabilidade dos resultados obtidos

Dos resultados obtidos dos estudos feitos e discutidos nas secções 4.1.1 e 4.1.2, é possível salientar alguns

pontos importantes relacionados com a dispersão dos resultados e que podem afetar a fidelidade dos

mesmos, sendo estes enumerados e discutidos de seguida.

Idealmente, certas condições experimentais deveriam ter sido mantidas constantes para todos os testes

realizados, tais como: o local de realização, ou seja, a linha de produção e a cortadora; as cabeças de corte,

lâminas usadas e afinação das mesmas para a mesma espessura. Tal não ocorreu, como já descrito ao longo

deste texto. As decisões tomadas quanto aos estudos efetuados estão ligadas a um aumento da facilidade e

rapidez de realização dos testes. Por exemplo, a realização de testes na linha P é facilitada pelo layout da

mesma, para além de ser também mais fácil variar o caudal das cortadoras, em particular da 4, nesta linha.

O objetivo final de cada estudo era sempre obter o valor do efeito, em %, que é a diferença entre os valores

médios de perda dos dois níveis estudados para cada fator. Se as condições experimentais estabelecidas

para o estudo de impacto de cada fator tivessem sido mantidas constantes, a diferença isolaria apenas a

condição que variou, tornando os valores de efeito de cada fator comparáveis entre si. Quando o impacto de

certas variáveis numa experiência é desconhecido, as suas respetivas condições devem ser mantidas

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constantes, e tal não foi feito. É importante assim destacar que a estratégia implementada pode não ter sido

a adequada.

Para além da questão acima mencionada, a dispersão dos valores de perda ocorreu mesmo para valores

ligados a testes realizados exatamente às mesmas condições experimentais e até para repetições dos

mesmos, onde para além da manutenção dessas mesmas condições foram usadas amostras pertencentes

ao mesmo lote de batata. Estes pontos são comprovados pelos valores de desvio calculados para cada

cortadora da linha P (ver Figura 4.2) e pelos valores de desvio das repetições (ver Figura 4.4 e 4.6). Esta

dispersão pode estar ligada a vários fatores que serão enumerados e discutidos seguidamente.

O fator mais óbvio estará relacionado com a variabilidade inerente das amostras recolhidas. A diferença entre

valores obtidos para amostras pertencentes a lotes diferentes era já esperada. De lote para lote características

como a variedade, fornecedor, conteúdo em sólidos, tamanho variam (ver Anexo C). Para além disso, as

condições da batata foram também variando entre “nova” e “velha” e “lavada” e “não lavada” (ver secção

2.3.3.), adicionando ainda mais um fator de variabilidade entre lotes. Mas foi também sentida variabilidade

dentro de amostras do mesmo lote, demonstrada pelos valores de desvio das repetições (ver Figuras 4.4 e

4.6). Apesar de pertencer a um mesmo lote, existe uma variabilidade inerente a esta matéria prima: não

existem duas batatas iguais, isto é, com a mesma forma, tamanho e conteúdo em sólidos. Para além disso,

a heterogeneidade histológica e o conteúdo variável de sólidos ao nível celular (ver secção 2.2.3.) introduzem

uma variabilidade em rodelas que possam ter sido cortadas a diferentes posições no mesmo tubérculo,

ocorrendo assim uma libertação variável de sólidos entre rodelas do mesmo tubérculo. Até para estas rodelas

podem ser assim obtidos dados altamente dispersos (Miranda et al., 2006). Com isto, a reprodutibilidade do

método usado pode ser posta em causa. Uma solução poderia passar pela recolha de amostras contendo

mais do que os 10 tubérculos descritos no procedimento. Esta solução poderia tornar as amostras mais

representativas do lote a que pertencem e reduzir os desvios das repetições. Lulai e Orr, 1979) construíram

curvas de tolerância de forma a determinar o número de tubérculos necessário para estimar a gravidade

específica média (massa volúmica, em g/ml), ou seja, o conteúdo em sólidos médio, de um lote de batata

para um nível de confiança definido e um desvio à média aceitável. Destas curvas, os autores concluíram que

a precisão da estimativa da média da gravidade específica decresce rapidamente quando menos de 10

tubérculos são usados, até para níveis de confiança baixos, o que corrobora que as amostras recolhidas neste

trabalho possam não ter o tamanho adequado. Estudos como este poderiam ser conduzidos no futuro de

forma a determinar um número de tubérculos representativo e adequado ao procedimento standard da

empresa.

Outro fator responsável pela dispersão dos valores está relacionado com a aplicação do procedimento. As

pesagens eram realizadas na linha de produção. Com isto, e graças à vibração inerente ao funcionamento

simultâneo de todos os equipamentos da linha, a leitura do valor do peso na balança das amostras era

dificultada, com os valores a variarem entre várias casas decimais e por vezes até entre unidades de g. Para

além deste problema, após a amostra de batata ser cortada, podem por vezes terem ficado troços de batata

presos na cortadora que não foram detetados no momento de lavagem da mesma, e por vezes, no momento

de retirada do tabuleiro de recolha de debaixo da cortadora, rodelas caíam para a linha de produção. Quando

esta ocorrência era detetada essas amostras eram imediatamente descartadas, mas podem ter sido incluídos

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41

valores em que a mesma não foi detetada. Estes dois últimos fatores podem ter afetado os valores medidos

de “Peso 2”.

4.2. Alterações nas condições da operação de corte da linha K: Avaliação da

sua possibilidade e impacto económico

Apesar da dispersão dos resultados, os valores dos efeitos (ver Tabela 4.1) e das poupanças de batata nos

estudos das lâminas (ver Tabela 4.2) obtidos foram tomados como válidos de forma a estimar a viabilidade

económica de possíveis alterações a fazer na linha K de forma a minimizar as perdas de peso na operação

de corte em rodelas. As alterações propostas seriam: o investimento em novas cabeças de corte, a diminuição

do caudal de água de 100 l/min para 80 l/min, mudança para uma alimentação singular de batata e/ou

alteração da frequência de mudança de lâminas para 2 vezes por turno (de 4 em 4h).

A avaliação do impacto económico das alterações foi feita com base de que as mesmas não iram influenciar

o funcionamento correto e, por consequência, o rendimento, das operações posteriores à de corte. O

rendimento global será assim apenas afetado pelas alterações feitas na operação de corte. Sendo assim, o

novo rendimento (ηglobal novo

, em %) será calculado de acordo com a equação 12.

Considerou-se que o efeito de passar do nível A para o nível B (EfeitoA→B) é igual, em valor absoluto, ao de

passar do B para o A (EfeitoA→B), que é o efeito pretendido da implementação das alterações, tendo sido

utilizados os valores apresentados na Tabela 4.1 na equação 12. Para uma mesma produção anual de

produto final (Produção anual, em ton/ano), o novo consumo de batata crua anual (Novo Consumo anual, em

ton/ano) foi calculado através da equação 13 e a poupança de batata anual (Poupança batata, em ton/ano)

foi calculada através da equação 14 sabendo o consumo atual anual de batata crua (Consumo anual, em

ton/ano). Por fim a poupança monetária (Poupança anual, em €/ano) foi calculada através da equação 15

conhecendo o valor médio do custo da batata crua (Custo batata, em €/ton). Os valores de rendimento,

consumo e produção referem-se a dados de 2017 e estes dados, em conjunto com o custo da batata podem-

se encontrar na Tabela 7.9 do Anexo F.

ηglobal novo

(%)=ηglobal atual

(%)+|EfeitoB→A|(%) (12)

ηglobal novo

(%)=Produção anual(ton/ano)

Novo Consumo anual (ton/ano)×100 ⇔ Novo Consumo anual (ton/ano)=

Produção anual(ton/ano)

ηglobal novo(%)

×100 (13)

Poupança batata(ton/ano)=Consumo anual(ton/ano) - Novo Consumo anual(ton/ano) (14)

Poupança anual(€/ano)=Custo batata(€/ton) × Poupança batata(ton/ano) (15)

A avaliação da viabilidade económica das alterações propostas à operação de corte foi feita pelo balanço

entre a poupança anual em batata crua e os gastos associados a essas alterações. Nas subsecções seguintes

esta avaliação é feita em detalhe para cada uma das alterações propostas.

4.2.1. Investimento em novas cabeças de corte

O valor de efeito obtido no estudo do desgaste das cabeças de corte e usado para a avaliação do investimento

em equipamentos novos baseia-se na diferença de resultados ao usar cabeças de corte com 8 meses ou com

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42

9 anos de utilização. Visto que a diferença de anos de utilização é elevada, considera-se que o valor de efeito

corresponde à diferença entre usar cabeças de corte novas e com 9 anos de utilização. Dos cálculos através

das equações 12 a 15 obteve-se, para este caso, uma poupança anual de batata de 51E+04 €/ano, de acordo

com dados de 2017. Neste cálculo assume-se que se estão sempre usar cabeças de corte novas ao longo

dos anos, o que tal não corresponde à realidade. Estes equipamentos são comprados ao fim de um período

determinado de tempo por avaliação do seu desempenho na fábrica.

A avaliação do investimento em novas cabeças de corte foi feita com base na compra de duas novas cabeças

por cortadora da linha K, excluindo as duas cortadoras novas que possuem já equipamentos novos. Sendo

assim, este investimento envolve a compra de 8 novas cabeças de corte, o que resulta num investimento de

4,2E+04 €, baseado no valor de mercado em 2017. Os dados do custo de uma cabeça de corte apresentam-

se em na Tabela 7.10 do Anexo E. De forma a perceber se este investimento teria retorno e, se fosse o caso,

ao fim de que período de tempo, recorreu-se ao método de cálculo usualmente usado em economia para

estimar o pay-back time, ou seja, o tempo de recuperação de um capital investido. O valor obtido aqui

considera-se como uma estimativa aproximada do pay-back time, visto que não estão a ser considerados os

fluxos de caixa mensais, mas apenas a estimativa do valor poupado em batata crua mensalmente (calculada

a partir da poupança anual de batata em €/ano) com a utilização de cabeças de corte novas. Na Tabela 4.3

apresentam-se os valores investidos e poupados mensalmente desde o momento do investimento nos novos

equipamentos e os valores acumulados mensalmente. Destes dados é possível estimar que o retorno do

investimento dar-se-á entre 10 a 11 meses após o investimento, visto que é no mês 11 que o primeiro valor

investido (poupado) acumulado é positivo. Ao fim de 1 ano a poupança resultante desta mudança seria de

8,1E+03 €. A poupança nos anos seguintes irá ter tendência a diminuir com o aumento do desgaste das

cabeças de corte compradas.

Tabela 4.3 – Valores auxiliares ao cálculo da estimativa do pay-back time do investimento em 8 novas cabeças de corte. São incluídos os valores investidos ou poupados mensalmente (em €) ao longo de 12 meses e respetivos valores

acumulados.

Período (meses) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Valor Investido (Poupado) (€)

-4,2E+04 4,2E+04 -4,2E+04 -4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04 4,2E+04

Valor Investido (Poupado)

Acumulado (€)

-4,2E+04 -3,9E+04 -3,4E+04 -3,0E+04 -2,6 E+04 -2,2 E+04 -1,7E+04 -1,3E+04 -8,9E+03 -4,7E+03 -4.2 E+02 3,8 E+03 8,1 E+02

4.2.2. Diminuição do caudal de água

A alteração que se pretende fazer na linha K é de diminuir o caudal de 100 para 80 l/min por se ter

conhecimento na fábrica desse caudal não afetar o correto funcionamento da linha. Baixar o caudal até menos

que 80 l/min pode resultar em formação de aglomerados de batata que, após a fritura, podem conter centros

crus no seu interior, resultando assim na formação de produto defeituoso. Isto porque com menos água

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43

durante o corte, e não existindo um passo de lavagem após esta operação nesta linha, uma maior quantidade

do amido libertado no corte ficará na superfície das rodelas, levando a que estas se colem umas às outras.

O valor de efeito obtido no estudo do caudal de água baseou-se na diferença entre aplicar um caudal de 17,4

l/min e aplicar um caudal de aproximadamente 67,0 l/min. Este estudo por ter sido realizado na linha P,

possibilitou apenas a variação de caudal entre 17,4 e 67,0 l/min e tinha como principal objetivo observar se o

caudal efetivamente influenciava as perdas de peso de batata. Não foi possível, até ao final de realização

projeto realizar testes na linha K aos caudais referidos e de forma a obter um valor do efetivo efeito desta

alteração. De qualquer forma, visto que vai haver sempre um balanço económico positivo desta alteração por

haver uma diminuição dos gastos de água, estimou-se a poupança final associada apenas à diminuição do

caudal e a associada à poupança combinada da diminuição de caudal e de batata usando o valor do efeito

obtido da experiência. Este último, calculado através das equações 12 a 15, é igual a 2,3E+04 €/ano.

Para o cálculo da poupança anual de água associada à diminuição de caudal foi necessário ter conhecimento

de vários dados decorrentes do processo. Para estes cálculos foram consideradas apenas as 4 cortadoras

antigas da linha K, visto que nas duas novas o caudal de 80 l/min já está a ser implementado. Sabendo a

duração de um ciclo de fritura (ciclo fritura, em min) foi possível calcular, através da equação 16, o nº de

frituras que ocorrem numa fritadeira por hora (nºfrituras, por h e por fritadeira). Tendo em conta o número de

fritadeiras ligadas a cada cortadora (nºfritadeiras/cortadora) e o número total de cortadoras (nºcortadoras)

ficou-se a conhecer, através da equação 17, o nº de batches processados por hora por todas as cortadoras,

ou seja, o número de cortes realizados por hora (nºcortes/h). Sabendo o tempo por corte que o caudal de

água se encontra aberto (t caudal aberto em s por corte) e o caudal de água das cortadoras (Caudal água ,

em l/min) foi possível calcular pela equação 18 consumo de água por h (Consumo água , em l/h). O consumo

anual de água (Consumo anual água, em l/h) pode ser finalmente calculado, recorrendo à equação 19,

sabendo o total de horas de produção anual da linha K (Total horas produção, em h/ano). Os gastos em água

(Gastos água, em €/ano) para um caudal de água de lubrificação podem ser finalmente calculados sabendo

os custos de água (Custo água, em €/m3), através da equação 20.

nºfrituras/(h.fritadeira)=60 min

ciclo fritura/fritadeira (min) (16)

nºcortes/h =nºfrituras/(h.fritadeira)*nºfritadeiras/cortadora*nºcortadoras (17)

Consumo água (l/h)=nºcortes/h × t caudal aberto (s/corte)×1min

60s×Caudal água (l/min) (18)

Consumo anual água (l/ano)=Consumo água (l/h)×Total horas produção (h/ano) (19)

Gastos água (€/ano)=Consumo água (l/ano)×Custo água (€/m3)×1 m3

103 l (20)

A poupança de água (Poupança água, em €/ano) pela diminuição do caudal de 100 para 80 l/min passa fazer

o cálculo através das equações 18 a 20 para os dois caudais e fazer a diferença entre os gastos associados

a cada caudal, através da equação 21. Todos os dados usados para a realização destes cálculos referem-se

a dados de 2017 da linha K, apresentados na Tabela 7.10 do Anexo E.

Poupança água (€/ano)=Gastos água100

(€/ano)-Gastos água80

(€/ano) (21)

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44

A poupança anual associada apenas à diminuição do caudal é de 1,0E+04€ e, se simultaneamente for tomado

em conta o efeito do caudal, a poupança global estimada pode chegar a 3,3E+04€.

4.2.3. Alteração às condições de alimentação

Apesar dos resultados do estudo ao efeito das condições de alimentação terem dos resultados mais

fidedignos da experiência conduzida, a alteração efetiva das condições de alimentação nas cortadoras da

linha K, pelo menos na parte antiga da mesma não é possível. Para proporcionar uma alimentação “singulada”

de batata às cortadoras, uma alteração ao software que controla esta operação era suficiente, e implicaria

apenas fazer com que a batata caísse singularmente dos tapetes de alimentação a cada cortadora na

respetiva tremonha. Com isto, deixaria de ser possível ter um batch de batata em espera na tremonha, o que

poderá representar um risco na entrega atempada dos batch de batata às fritadeiras. Feita esta alteração, as

fritadeiras ficariam à espera de batata, resultando em: perda de capacidade linha, ou seja, menos produto

frito produzido no mesmo período de tempo; e degradação da qualidade do óleo, visto que óleo quente iria

permanecer em espera nas fritadeiras, levando a um aumento da respetiva acidez. Também não foi

encontrada nenhuma solução a nível de equipamentos que pudesse proporcionar esta a alteração na

alimentação de batata. De qualquer forma, se esta alteração fosse possível resultaria numa poupança anual

de batata de 1,4 E+04 €, calculada através das equações 12 a 15. Apesar disto, as duas novas cortadoras

instaladas este ano (2018) já têm uma alimentação singular de batata.

4.2.4. Alteração ao regime de substituição de lâminas

A alteração ao regime de substituição de lâminas passa por fazer esta substituição a cada 4h em vez de a

cada 8h. Para esta alteração já foi calculada, para dois cenários, a poupança de batata por turno, ou seja, a

cada 8h (ver Tabela 4.2). A poupança anual de batata (Poupança batata, em ton/ano) é calculada, neste caso,

pela equação 22, sabendo o total de horas de produção da linha K. Este dado, referente a 2017, apresenta-

se na Tabela 7.10 do Anexo F.

Poupança batata(ton/ano)=Poupança batata (kg/turno)

8h×

1ton

1000kg (22)

A poupança anual estimada associada a esta mudança é de, respetivamente para o pior e melhor cenários,

6,1E+04 e 1,1E+04 €/ano. De seguida, foi necessário calcular os gastos acrescidos em lâminas para os dois

cenários modelados. O custo de uma lâmina (Custo lâmina, em €, foi calculado, através da equação 23,

sabendo o custo de uma caixa de lâminas (Custo caixa, em €) e o número de lâminas numa caixa

(nºlâminas/caixa). O número de lâminas (Lâminas/ano) utilizadas anualmente foi calculado através da

equação 24, sabendo o número de lâminas que se inserem numa cabeça de corte (nºlâminas/cortadora), o

número total de cortadoras (nºcortadoras), o número de substituições de lâminas feitas por turno

(nºsubstituições/8h), o total de horas de produção anual da linha (Total horas produção, em h/ano) e a duração

de um turno (8h). Com estes dois cálculos, pode-se ficar a conhecer os gastos anuais associados à compra

de lâminas (Gastos lâminas, em €/ano), calculados através da equação 25.

Custo lâmina (€)=Custo caixa (€)

nºlâminas/caixa (23)

Lâminas/ano=nºlâminas/cortadora × nºcortadoras × nºsubstituições/8h ×Total horas produção (h/ano)

8h(24)

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45

Gastos lâminas (€/ano)=Custo lâmina (€) × Lâminas/ano (25)

Os gastos acrescidos (Gastos lâminas acr, em € por ano) associados a fazer a alteração para duas mudanças

de lâminas por turno foram calculados através da equação 26, pela diferença entre os gastos associados a

duas mudanças (Gastos lâminas2×, em €/ano), e os associados a uma mudança (Gastos lâminas1×, em

€/ano). A poupança global foi finalmente estimada, recorrendo à equação 27, pela diferença entre os gastos

acrescidos e a poupança anual de batata associada à alteração do regime de substituição de lâminas.

Gastos lâminas acr (eur/ano)=Gastos lâminas2×(€/ano)-Gastos lâminas1×(€/ano) (26)

Poupança global lâminas (€/ano)=Poupança anual(€/ano) - Gastos lâminas acr (€/ano) (27)

A poupança global de lâminas estimada para o pior e melhor cenário é igual, respetivamente, a 5,1E+04 e

9,4E+02 €/ano, observando-se assim poupanças nos dois cenários.

Na Tabela 4.4 apresenta-se, em resumo, os gastos associados a cada alteração às condições operatórias do

corte em rodelas na linha K, bem como as respetivas poupanças em batata e poupanças globais estimadas.

Tabela 4.4 – Poupança anual de batata, gastos e poupança anual final (em €/ano) estimadas associadas a cada alteração proposta às condições operatórias da linha K, sendo estas o investimento em novas cabeças de corte,

diminuição do caudal de água e um novo regime de substituição de lâminas.

Alteração Poupança batata

(€/ano) Gastos associados

(€/ano)

Poupança final (€/ano)

Investimento em novas cabeças de

corte 5,1E+04 -4,3E+04 8,1 E+03 (no final do 1ºano)

Diminuição do caudal de água

2,3E+04 +1,0E+04 1,0 E+04 ou 3,3E+04

(com poupança batata)

Novo regime de substituição de

lâminas

6,1E+04 (Pior cenário)

1,1E+04 (Melhor cenário) -1,0E+04

5,1E+04 (Pior Cenário)

9,4E+02(Melhor cenário)

Pode concluir-se que, primeiramente, a diminuição do caudal deve ser obviamente realizada. A estimativa de

poupança de batata para este cenário necessitaria da realização de testes na linha K aos caudais

mencionados, mas, tendo conhecimento de que a alteração não afeta o funcionamento correto da linha, esta

alteração oferece sempre uma poupança anual à fábrica pela redução dos gastos de água, podendo

compensar, em parte, os custos associados às perdas de peso de batata no corte da linha K. Para além disso

e não menos importante, os ganhos ambientais associados a uma redução de consumo de água são

extremamente relevantes tendo em conta a situação mundial atual e contribuem para um dos pilares

fundamentais da política da empresa.

Para além disso, propõe-se, em conjunto com a diminuição do caudal, uma alteração do regime de

substituição de lâminas. Como observado para os dois cenários analisados, as poupanças podem ser

variáveis consoante as características do lote. Tendo sido verificadas poupanças nos dois cenários esta

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46

alteração parece ser assim benéfica para a minimização das perdas de peso na operação de corte da linha

K. Apesar disto, dever-se-á, numa análise futura, analisar o tempo despendido pelos operadores na

substituição extra imposta. A contratação de mais operadores pode ser considerada, sendo que os custos

associados a isso devem ser tidos em conta no balanço final das poupanças desta alteração no regime de

alteração de substituição de lâminas.

Quanto ao investimento em novas cabeças de corte, seria interessante no futuro avaliar as perdas de peso

médias anuais desde a compra destes equipamentos para ter conhecimento da evolução das mesmas e de

forma a avaliar o momento mais adequado de investimento nestes equipamentos, ou seja, o momento em

que já não serão verificadas poupanças de batata. Para além disso, para um cálculo mais correto do pay-

back time deveriam ser incluídos mais dados que não só as poupanças de batata estimadas.

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47

5. Conclusões e trabalho futuro

O objetivo principal sobre o qual se baseou este projeto prendia-se com a minimização dos valores de perda

(em %) de peso de batata na operação de corte da linha K de produção industrial de batata frita. Para tal

foram identificados possíveis fatores que estariam a influenciar as perdas superiores sentidas nesta linha de

produção da batata frita comparativamente à outra linha desta fábrica, a linha P. Os fatores identificados

foram: o uso de cabeças de corte com níveis de desgaste diferente, medidos em anos de utilização; a

aplicação de caudais de água de lubrificação de corte diferentes, medidos em l/min; a aplicação de uma

alimentação de batata diferente, variável entre singular e agrupada; e, por fim, o nível de desgaste das lâminas

usadas no corte, medido em horas de utilização. Desta identificação, o impacto da variação de cada fator foi

estudado, foram propostas soluções de forma a otimizar a operação de corte da linha K associadas a cada

fator e a viabilidade económica das mesmas foi também avaliada. Com tudo isto, pode concluir-se

primeiramente que ficaram por cumprir dois pontos correspondentes às fases de desenvolvimento do projeto,

listadas na secção 1.3. Estes foram o teste, em linha, de todas as soluções propostas e o controlo, também

em linha, destas soluções de forma a verificar se efetivamente as perdas de peso de batata desta operação

são minimizadas pelas alterações feitas.

As soluções de otimização da operação de corte propostas foram: o investimento em novas cabeças de corte,

a diminuição do caudal de água de lubrificação por cortadora de 100 para 80 l/min, a mudança de uma

alimentação agrupada para uma alimentação singular de batata e alteração do regime de substituição de

lâminas das cortadoras, de uma vez por turno (a cada 8h) para duas vezes (a cada 4h). Destas soluções

propõem-se, não só com base nas poupanças finais obtidas, mas também com base no conhecimento do

funcionamento das linhas e, principalmente, como base na fidelidade dos resultados obtidos das experiências

conduzidas, que o caudal seja diminuído para os 80 l/min, por gerar uma poupança anual garantida de

1,0E+04 € e alteração ao regime de substituição de lâminas, que pode gerar uma poupança anual que pode

variar entre os 9,7E+02 e os 5,1E+04 €. É de salientar que, para o caso do caudal, esta poupança pode ainda

ser superior, mas para tal é necessária a condução de testes em linha a este caudal, visto que esta poupança

é calculada apenas com base na poupança em água, pelo que o valor do efeito de variação de caudal ficou

por validar. A alteração ao regime de substituição de lâminas já era anteriormente prevista na fábrica, mas,

para além dos resultados de poupança anual obtidos baseados na experiência conduzida, devem-se também

ter em conta fatores como o tempo despendido pelos operadores nesta tarefa e até a contratação de mais

operadores para a manutenção do correto funcionamento da linha. De qualquer forma, também neste caso

devem-se realizar mais testes em linha que comprovem os resultados obtidos e um controlo desta alteração

a longo prazo, se a mesma for imposta.

Com isto, o mais importante a concluir deste projeto esteve ligado às experiências conduzidas em linha, tendo

em conta as dificuldades sentidas associadas à variabilidade dos resultados obtidos, isto é, dos valores de

perda de peso (em %) medidos.

Para experiências deste género conduzidas no futuro, propõem-se a aplicação de uma estratégia

experimental adequada, em que sejam mantidas, dentro do possível, todas as condições operatórias

constantes no decorrer da realização de testes, com exceção, é claro, da que se pretende estudar a respetiva

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48

variação. Essas condições compreendem, por exemplo, a realização de testes sempre na mesma linha de

produção, na mesma cortadora e usando cabeças de corte semelhantes e com o mesmo nível de desgaste.

É importante destacar a variabilidade inerente ao tipo de amostras usadas nas medições, mesma para

amostras que pertençam ao mesmo lote, ou seja, que são da mesma variedade, e com conteúdos muitos

próximos de sólidos e cujos tubérculos têm tamanhos muito semelhantes. Esta variabilidade nas

características das amostras de batata recolhidas, associada em grande parte à heterogeneidade dos tecidos

da batata e do conteúdo variável de sólidos dos mesmos, pode ter afetado os resultados obtidos, tendo em

conta que tal já foi salientado em experiências anteriores (Miranda e Aguilera, 2006). Para solucionar este

problema, sugere-se que seja recolhido um número superior de batatas por amostra, sendo que atualmente,

de acordo com o procedimento operatório standard (ver Anexo C) aplicado na fábrica, são recolhidos apenas

10 tubérculos por amostra. Este aumento pode melhorar a reprodutibilidade do método aplicado, por se estar

a usar uma amostra potencialmente mais representativa do lote a que pertence, diminuindo assim os desvios

entre valores de perda para testes a amostras do mesmo lote. Lulai e Orr (1979) construíram curvas de

tolerância às quais se pode recorrer para estimar o número de tubérculos requeridos na determinação da

gravidade específica (massa volúmica, em g/ml) média do lote a que pertencem, de forma a fornecer um

desejado nível de confiança para um dado desvio à média. Esta curvas baseiam-se obviamente em desvios

de g/ml, não sendo diretamente transponíveis à experiência em presente análise. Apesar disto, experiências

como a conduzida por Lulai e Orr poderiam ser realizadas de forma a determinar um número apropriado e

representativo de tubérculos para o procedimento.

Sugerem-se também algumas alterações nas condições em que o procedimento é aplicado. Foram sentidas

dificuldades no decorrer do projeto ligadas às leituras dos pesos das amostras recolhidas, associadas à

vibração dos equipamentos da fábrica. Uma solução seria a passagem da localização do local de pesagem

das amostras para laboratório, onde esta vibração não é sentida. Para além disso, a aquisição de uma

“cortadora-piloto”, ou seja, de uma cortadora cujo único prepósito é o corte de amostras de batata, poderia

também ser benéfica, não só porque permitiria uma maior facilidade de realização de experiências deste

género, não interrompendo o funcionamento das linhas de produção, como também porque não seriam

perdidas pequenas quantidades das amostras para a linha de produção, permitindo a leitura de valores

corretos de peso de batata.

O método utilizado baseado no procedimento operatório standard da fábrica pode também ser posto em causa

embora, até à data, não tenham sido encontrados outros métodos que permitam uma análise deste

desperdício na operação de corte da batata em rodelas que sejam tão rápidos e pouco dispendiosos como o

presentemente utilizado.

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49

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53

7. Anexos

A. Conversão entre massa volúmica (g/ml) e conteúdo em sólidos (%(m/m) da batata

Figura 7.1 - Tabela de consulta fornecida pela empresa onde se pode fazer a conversão entre massa volúmica, em g/ml (blocos a vermelho), e conteúdo em sólidos (% (m/m)) da batata.

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B. Procedimento operatório standard da empresa

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55

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C. Valores de perda (em %) de todos os testes conduzidos dos fatores estudados e desvios

calculados

Tabela 7.1 – Valores de perda (em %) para os níveis A e B (*) de todos os testes realizados no estudo do efeito do desgaste da cabeça de corte, em anos. São incluídas as correspondentes características do lote de batata das

respetivas amostras recolhidas, tais como o conteúdo em sólidos (em % (m/m)), o nº tubérculos (por 10kg), se é batata ou não lavada. São também incluídas as datas de realização de cada teste e as cortadoras onde foram realizados.

Nº Teste

Perda A (%)

Perda B (%)

Nº cortadora

Nºlote Sólidos (% m/m)

Nº tubérculos Lavada Data

1 10,6 11,1 P 2 1981 20,3 68 Lavada 11/12/2017

2 11,4 10,9 P 3 1987 20,9 70 Lavada 12/12/2017

3 12,5 12,4 P 1 1987 20,9 70 Lavada 12/12/2017

4 11,8 10,2 P 4 1987 20,9 70 Lavada 12/12/2017

5 11,4 11,4 P 2 1987 20,9 70 Lavada 12/12/2017

6 10,3 11,0 P 3 1987 20,9 70 Lavada 12/12/2017

7 12,2 11,4 P 4 2007 20,6 68 Lavada 18/12/2017

8 13,7 13,9 P 3 2007 20,6 68 Lavada 18/12/2017

9 12,3 13,0 P 2 2007 20,6 68 Lavada 18/12/2017

10 13,6 13,8 P 1 2007 20,6 68 Lavada 18/12/2017

11 12,1 11,8 P 4 2014 23,0 70 Lavada 19/12/2017

12 11,2 10,7 P 3 2014 23,0 70 Lavada 19/12/2017

13 11,4 11,8 P 2 2014 23,0 70 Lavada 19/12/2017

14 9,2 10,4 P 3 2014 23,0 70 Lavada 19/12/2017

15 12,0 13,5 P 1 2014 23,0 70 Lavada 19/12/2017

16 10,3 12,6 P 2 2014 23,0 70 Lavada 19/12/2017

17 11,6 12,1 P 3 2014 23,0 70 Lavada 19/12/2017

18 17,3 17,0 P 4 2012 20,1 78 Não lavada 19/12/2017

19 11,0 10,6 P 3 2020 22,9 78 Lavada 20/12/2017

20 11,8 13,7 P 1 2020 22,9 68 Lavada 20/12/2017

21 10,5 12,7 P 4 2020 22,9 68 Lavada 20/12/2017

22 12,5 13,1 P 2 2020 22,9 68 Lavada 20/12/2017

23 11,4 13,5 P 3 2023 21,2 73 Não lavada 20/12/2017

Média 11,8 12,3

(*) Nível A corresponde a cabeças de corte com 0,7 anos de utilização e nível B com 9 anos de utilização. Os 23 testes realizaram-se a um caudal de água de lubrificação médio de 16,4 l/min, com alimentação singular de batata e lâminas

com 0h de desgaste.

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Tabela 7.2 - Valores de perda (em %) para os níveis A e B (*) de todos os testes realizados no estudo do efeito do caudal de água de lubrificação, em l/min. São incluídas as correspondentes características do lote de batata das

respetivas amostras recolhidas, tais como o conteúdo em sólidos (em % (m/m)), o nº tubérculos (por 10kg), se é batata lavada ou não lavada. São também incluídas as datas de realização de cada teste.

Designação do

teste

Perda A (%)

Perda B (%)

Nº lote

Sólidos (% m/m)

Nº tubérculos

Lavada Data

1a 12,7 13,0 2028 22,3 68 Lavada 21/12/2017

1b 12,5 13,3 2028 22,3 68 Lavada 21/12/2017

1c 11,3 12,6 2028 22,3 68 Lavada 21/12/2017

2 11,9 13,4 2029 21,1 70 Não

Lavada 21/12/2017

3 11,6 13,4 9 22,1 67 Não

Lavada 03/01/2018

4 12,7 11,7 16 21,1 68 Não

Lavada 04/01/2018

5a 12,7 11,5 34 20,8 66 Não

Lavada 09/01/2018

5b 13,5 13,7 34 20,8 66 Não

Lavada 09/01/2018

6a 11,4 13,0 37 20,7 68 Não

Lavada 09/01/2018

6b 12,0 12,3 37 20,7 68 Não

Lavada 09/01/2018

7 10,6 11,4 46 20,8 - Não

Lavada 10/01/2018

8 11,8 11,0 - 20,5 - Não

Lavada 15/01/2018

9 11,7 9,7 59 21,4 - Não

Lavada 15/01/2018

10 13,3 13,4 66 22,0 - - 16/01/2018

11 10,3 11,5 75 20,3 74 Não

lavada 17/01/2018

12 10,2 10,0 83 20,2 76 Não

lavada 18/01/2018

13 10,5 11,5 84 20,4 72 Não

lavada 18/01/2018

14 11,2 11,5 98 20,3 - Não

lavada 22/01/2018

15 13,3 11,4 98 20,4 - Não

lavada 22/01/2018

16 11,1 10,4 105 21,6 74 Não

lavada 23/01/2018

17 9,2 9,6 106 20,9 66 Não

lavada 23/01/2018

18 10,6 11,7 118 20,6 77 Lavada 29/01/2018

19 11,0 11,0 124 20,6 69 Lavada 30/01/2018

20a 11,0 11,3 126 20,3 70 Lavada 30/01/2018

20b 10,9 10,6 126 20,3 70 Lavada 30/01/2018

Média 11,6 11,8

(*) Nível A corresponde a um caudal de água de lubrificação de 17,4 l/min e nível B a 67,0 l/min. Os 25 testes realizaram-se com cabeças de corte com 0,7 anos de utilização, com alimentação singular de batata e lâminas com 0h

de desgaste.

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Tabela 7.3 - Valores de perda (em %) para os níveis A e B (*) de todos os testes realizados no estudo do efeito das condições de alimentação de batata. São incluídas as correspondentes características do lote de batata das respetivas amostras recolhidas, tais como o conteúdo em sólidos (em % (m/m)), o nº tubérculos (por 10kg), se é batata lavada ou

não lavada. São também incluídas as datas de realização de cada teste.

Designação do

teste

Perda A (%)

Perda B (%)

Nº lote

Sólidos (% m/m)

Nº tubérculos

Lavada Data

1 12,3 13,4 53 22,0 74 Não

lavada 11/01/2018

2a 12,0 12,9 54 20,5 - Não

lavada 12/01/2018

2b 13,2 14,3 54 20,5 - Não

lavada 12/01/2018

2c 15,0 15,7 54 20,5 - Não

lavada 12/01/2018

3a 13,0 13,6 130 21,3 - - 31/01/2018

3b 13,1 12,3 130 21,3 - - 31/01/2018

3c 12,6 13,6 130 21,3 - - 31/01/2018

4a 14,4 14,4 138 20,8 - - 01/02/2018

4b 12,8 13,8 138 20,8 - - 01/02/2018

5a 12,1 12,5 141 20,9 70 Lavada 02/02/2018

5b 12,9 13,6 141 20,9 70 Lavada 02/02/2018

5c 13,6 13,3 141 20,9 70 Lavada 02/02/2018

6a 14,5 15,7 146 21,1 72 Lavada 05/02/2018

6b 14,4 15,8 146 21,1 72 Lavada 05/02/2018

7 12,7 13,7 156 21,7 67 Lavada 06/02/2018

8 12,9 12,7 163 22,1 68 Lavada 07/02/2018

9 14,1 13,8 167 22,1 63 Lavada 08/02/2018

10 12,1 13,2 173 20,8 66 Lavada 09/02/2018

11a 11,1 11,3 208 21,3 67 Lavada 20/02/2018

11b 12,4 12,8 208 21,3 67 Lavada 20/02/2018

12a 13,0 13,1 212 20,3 - Lavada 20/02/2018

12b 14,0 13,1 212 20,3 - Lavada 20/02/2018

12c 13,2 14,3 212 20,3 - Lavada 20/02/2018

Média 13,1 13,6

(*) Nível A corresponde a alimentação de batata singular e nível B a agrupada. Os 25 testes realizaram-se com cabeças de corte com 9 anos de utilização, a um caudal de água de 100 l/min e lâminas com 0h de desgaste.

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Tabela 7.4 - Valores de perda (em %) às 0, 4 e 8h para todos os estudos realizados ao efeito do desgaste das lâminas, em horas de utilização.

Nº Estudo

Perda 0h (%)

Perda 4h (%)

Perda 8h (%)

1 15,4 15,9 16,8

2a 14,8 17,4 22,5

2b 15,8 16,5 22,3

3a 14,4 15,0 -

3b 14,3 15,8 -

4 15,2 17,1 -

Média 15,0 16,3 20,5

(*) Estudos realizados com cabeças de corte com 9 anos de utilização, caudal de água de 100 l/min e alimentação agrupada de batata.

Tabela 7.5 – Características dos lotes das amostras recolhidas para todos os estudos ao efeito do desgaste das lâminas, em horas de utilização, onde se incluem o conteúdo em sólidos (% (m/m)), o nº tubérculos (por 10kg), se é

batata lavada ou não lavada.

Nº Estudo

Nºlote Sólidos (% m/m)

Nº tubérculos

Lavada Data

1 215 20,8 - Lavada 21/02/2018

2a 461 22,4 72 Lavada 10/04/2018

2b 461 22,4 72 Lavada 10/04/2018

3a 512 24,1 69 Não

lavada 17/04/2018

3b 512 24,1 69 Não

lavada 17/04/2018

4 540 24,9 69 Não

lavada 20/04/2018

Tabela 7.6 – Valores dos desvios de cada cortadora da linha P, calculados para os níveis A e B do estudo do efeito do desgaste das cabeças de corte, baseados nos valores de Perda (em %) listados na Tabela 7.1.

Nº Cortadora

Desvio A Desvio B

1 3,3 1,3

2 2,2 2,0

3 4,5 3,5

4 1,7 2,4

Tabela 7.7 – Valores dos desvios de cada teste com repetições do estudo do efeito do caudal de água de lubrificação, calculados para os níveis A e B, com base nos valores e perda (em %) da Tabela 7.2.

Nº Teste Desvio A Desvio B

1 1,4 0,4

5 0,8 2,2

6 0,7 0,7

20 0,1 0,6

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Tabela 7.8 - Valores dos desvios de cada teste com repetições do estudo do efeito das condições de alimentação de batata, calculados para os níveis A e B, com base nos valores e perda (em %) da Tabela 7.3.

Nº Teste Desvio A Desvio B

2 3,0 2,7

3 0,5 1,3

4 1,5 0,6

5 1,5 1,1

6 0,1 0,1

11 1,4 1,4

12 1,0 1,2

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D. Dados para a avaliação económica

Tabela 7.9 – Dados necessários ao cálculo da poupança anual em batata crua.

Rendimento K 2017 (%) 28,4

Produção K 2017 (ton/ano) 4518

Consumo batata crua 2017 (ton/ano) 15886

Custo médio batata crua (€/ton) 208

Tabela 7.10 – Dados necessários aos cálculos auxiliares da avaliação do impacto económico do investimento em novas cabeças de corte, da diminuição do caudal de água de lubrificação e da alteração ao regime de substituição das

lâminas.

Custo de uma cabeça de corte (€, em 2017) 5350

Nº cortadoras da linha K 4 (antes das obras)

Nº fritadeiras/cortadora 2

t caudal aberto (s) 40

Total tempo produção K 2017 (h) 7587

Custo água (€/m3) 2,08

Custo caixa lâminas (€) 53,08

Nº lâminas por caixa 160