Guia para o gerenciamento da temperatura no processamento de alimentos na cadeia de frio

Disparidade térmica ambiental e isolamento térmico

Em julho, as temperaturas ambientes externas nas instalações de produção da Tianbao Food Company (天宝食品公司) criam constantemente ambientes de alta temperatura, com as temperaturas da superfície do solo atingindo níveis máximos. Por outro lado, as oficinas de processamento de congelamento rápido devem manter níveis básicos de baixa temperatura para evitar a deterioração dos alimentos e controlar o crescimento bacteriano.

Uma porta com barreira de isolamento térmico de alto desempenho separa essas duas zonas, mantendo uma diferença de temperatura ($\Delta T$) de quase $40^\circ\text{C}$. Essa barreira funciona como o principal sistema de defesa técnico para preservar o frescor da matéria-prima e garantir um rigoroso controle de qualidade.

Dinâmica da transferência térmica entre as fronteiras das oficinas

Para manter o ambiente de processamento a baixa temperatura exigido, os sistemas de resfriamento devem compensar constantemente o calor que entra na oficina. A taxa de transferência de calor através das paredes divisórias e das portas isoladas da oficina é calculada utilizando a Lei de Condução Térmica de Fourier:

$$Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}$$

Onde:

• $Q$ = Taxa de transferência de calor ($\text{W}$)
• $k$ = Condutividade térmica do painel isolante de poliuretano ($0,022 \text{ W / (m} \cdot \text{K)}$ [1])
• $A$ = Área da porta da barreira de isolamento ($\text{m}^2$)
• $\Delta T$ = Diferença de temperatura entre o ambiente externo e a oficina de baixa temperatura ($^\circ\text{C}$ ou $\text{K}$)
• $d$ = Espessura do painel de barreira de isolamento ($\text{m}$)

Por exemplo, considerando uma porta isolante com área de $6,0\text{ m}^2$, espessura de $0,15\text{ m}$ ($150\text{ mm}$) e uma diferença de temperatura ($\Delta T$) de $40^\circ\text{C}$ ($38^\circ\text{C}$ no exterior contra $-2^\circ\text{C}$ no interior), a taxa de condução de calor em estado estacionário é calculada da seguinte forma:

$$Q = \frac{0,022 \cdot 6,0 \cdot 40}{0,15} = 35,2\text{ W}$$

Essa carga térmica, juntamente com as cargas térmicas do ar de infiltração provenientes das aberturas das portas, deve ser continuamente removida pelo sistema de refrigeração para evitar flutuações de temperatura [1].

Normas técnicas para salas de processamento de alimentos a baixa temperatura

As oficinas de baixa temperatura são divididas em zonas distintas, de acordo com os requisitos de segurança alimentar e de processamento. Dentro da área de processamento do alho ultracongelado, os operadores realizam operações de classificação, pesagem e selagem.

A tabela abaixo apresenta os padrões de temperatura, umidade relativa e higienização mantidos nesses ambientes de processamento a frio:

Ergonomia Humana e Protocolos de Equipamentos de Proteção

Trabalhar em uma oficina com temperatura baixa enquanto se enfrenta o calor do verão ao ar livre representa sérios desafios ergonômicos. Os funcionários precisam se deslocar frequentemente entre diferentes zonas climáticas, o que causa desgaste físico ao corpo humano.

Para reduzir os riscos à saúde e preservar as habilidades motoras finas durante tarefas de alta precisão, como classificação e pesagem, a Tianbao Food Company implementa um protocolo obrigatório de Equipamentos de Proteção Individual (EPI).

• Camadas térmicas: Os operadores devem usar jaquetas com várias camadas e isolamento de fibra sintética para reter o calor corporal.
• Barreiras respiratórias: É necessário o uso de máscaras contra poeira de alta filtragem para proteger as vias respiratórias do ar seco e frio e das partículas de poeira de alho transportadas pelo ar.
• Proteção tátil: Os trabalhadores usam luvas isolantes de nitrilo que evitam queimaduras pelo frio, ao mesmo tempo em que mantêm a destreza necessária para remover os dentes de alho com defeito.

Otimização de processos e fluxos de trabalho de controle de qualidade

Para garantir a segurança alimentar e minimizar os gargalos no processamento, a linha de processamento de alho está organizada em um fluxo de trabalho linear e unidirecional. Esse layout evita a contaminação cruzada entre as matérias-primas e os produtos finais embalados:

• Classificação visual: Os trabalhadores inspecionam os dentes de alho em mesas de aço inoxidável para remover os que estão descoloridos, danificados ou com defeito.
• Calibração de precisão: As balanças digitais pesam o alho classificado para garantir que cada embalagem atenda aos requisitos de peso líquido.
• Vedação hermética: As máquinas de embalagem automatizadas selam os sacos para proteger o produto da umidade e do ar durante o armazenamento.

Referências e normas de engenharia

• [1] Manual da ASHRAE — Refrigeração, Capítulo 14: Química dos sistemas de refrigeração e normas de isolamento.
• [2] ISO 22000:2018 Sistemas de Gestão da Segurança Alimentar, Requisitos para qualquer organização da cadeia alimentar – Controles de temperatura no processamento da cadeia de frio.