Resfriamento de carcaças de frango por imersão em água e ar forçado

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2013.

O Brasil e principalmente o estado de Santa Catarina ocupam uma posição de destaque no mercado internacional com respeito à produção e a exportação de carne de frango. Em uma linha de processamento industrial, a etapa de resfriamento de carcaças de frango até a temperatura central do músculo peitoral atingir 4 °C, é de suma importância para garantir a segurança alimentar e a qualidade do produto final. O resfriamento em tanques de imersão em água (chillers), em câmaras frias com circulação de ar forçado e o resfriamento evaporativo são os métodos mais utilizados industrialmente para o resfriamento de carcaças. A técnica de resfriamento de frangos por imersão com água fria é a mais utilizada no Brasil e EUA. No entanto, mercados mais exigentes, como a Europa, restringem esta técnica devido à água absorvida pelas carcaças durante o processamento. Sendo assim, o estudo de métodos alternativos ao resfriamento de carcaças de frangos por imersão que relacionem as condições de operação desta importante etapa industrial do processamento de carne de frango se faz necessário. A primeira etapa deste estudo buscou determinar o coeficiente de transferência de calor convectivo (h) entre uma esfera de alumínio metálica modelo coberta por um tecido de algodão inicialmente molhado ou seco e o ar refrigerado. Evoluções temporais de temperatura da esfera durante o resfriamento foram utilizadas para determinação dos valores de h para diferentes arranjos experimentais (p. ex., esfera descoberta ou coberta por um tecido de algodão molhado ou seco). Os resultados indicaram que, para as mesmas condições experimentais, o recobrimento da esfera com o tecido molhado aumentou o valor de h em aproximadamente três vezes, o que levou a uma grande redução do tempo de processo quando comparado com a esfera descoberta ou coberta com um tecido seco. Na segunda etapa o objetivo foi estudar o processo de resfriamento de carcaças de frango pelos métodos de imersão em água (IA), ar forçado (AF) e um processo combinado de ar frio-imersão em água (CO) em um aparato experimental especialmente desenvolvido para este trabalho. Foram avaliados a evolução temporal da temperatura do músculo peitoral, a variação da massa durante o resfriamento, a modelagem matemática do tempo de resfriamento e as analises termográficas de carcaças de frango submetidas aos processos de resfriamento. Os resultados obtidos indicaram uma tendência de redução da variação da massa e do tempo de resfriamento quando se utilizou um processo CO na comparação com um processo AF, nas mesmas condições de velocidade e UR do ar. Os ajustes da variação da massa e a simulação do tempo de resfriamento foram capazes de descrever os resultados experimentais. Complementando o estudo, as imagens termográficas de infravermelho de carcaças de frango resfriadas permitiram a medição da distribuição das temperaturas internas e superficiais das amostras.<br>

Abstract : Brazil and particularly the state of Santa Catarina occupy a prominent position in the international market with respect to production and export of poultry meat. In a line of industrial processing, the cooling step of poultry carcasses until the core temperature of the muscle pectoralis reaches 4 ° C, is important to ensure food safety and product quality. The water immersion cooling tanks (chillers), in cold rooms with forced air circulation and evaporative air cooling are the most widely used methods for industrial cooling of carcasses. The cooling technique of poultry by immersion in cold water is the most widely used in Brazil and the USA. However, the most demanding markets, such as Europe, restricting this technique due to the water uptake by the carcases during processing. Thus, the alternative methods study to cooling poultry carcasses by immersion that relate operating conditions of this important stage in the industrial processing of poultry meat is required. The first step of this study determine the coefficient of convective heat transfer (h) between a metallic spherical model covered by cotton tissue initially wet or dry, and cooling air. Temporal temperature evolutions during cooling of the sphere were used to determine the values of h for different experimental arrangements (e. g. Uncovered sphere or sphere covered with wet or dry cotton tissue). The results indicated that for the same experimental conditions, the coating of the sphere with wet cotton increased the h value about three times, resulting in a large reduction of processing time when compared with the uncovered and with the sphere covered by dry tissue. In the second stage the aim was to study the cooling process of poultry carcasses by water immersion (WI), forced air (FA) and a combined process of forced air-water immersion (CO) in an experimental apparatus specially developed for this work. The evaluated parameters were the temporal temperature evolution of the pectoral muscle, the mass variation during cooling, the mathematical modeling of the cooling time and thermographic analysis of carcasses subjected to cooling processes. The results indicated a decreasing trend in the mass variation and cooling time when using a CO process compared with the AF under the same conditions of velocity and RH air. The mass variation adjustments and the simulation of the cooling time were able to describe the experimental results. Complementing the study, infrared thermographic images of poultry carcasses cooled allowed the measurement of the distribution of internal and surface temperatures of the samples.