Abastecimento vertical reduz em 3,5 horas o tempo para pernil suíno atingir -18°C

Embalagem, movimentação das caixas e ventilação foram avaliadas no congelamento do pernil

A investigação buscou estratégias industriais para reduzir o tempo de permanência de pernis suínos em um túnel contínuo de congelamento e diminuir o reprocessamento de produtos que não alcançavam -18°C. Foram utilizados pernis com aproximadamente 10 kg e até 10% de gordura superficial.

Os pesquisadores avaliaram dois fatores diretamente ligados à transferência de calor: a presença ou retirada de uma embalagem secundária de polietileno de baixa densidade e a forma de abastecer o túnel, comparando os sistemas horizontal e vertical. Também monitoraram diferentes níveis do equipamento para verificar a distribuição das temperaturas e os efeitos do degelo. Essa etapa permitiu identificar problemas no sistema de ventilação e avaliar mudanças destinadas a tornar o congelamento mais uniforme.

Temperaturas foram acompanhadas em diferentes embalagens, posições e níveis do túnel

O estudo foi realizado em um túnel industrial contínuo com 32 níveis, sendo um deles destinado ao retorno, e capacidade total para 12.896 caixas. Os pernis tinham aproximadamente 10 kg e eram acondicionados individualmente em embalagem primária de polietileno de baixa densidade. Em parte dos testes, foi acrescentada uma embalagem secundária do mesmo material, e as peças eram colocadas em caixas de papelão ondulado.

Foram comparados os abastecimentos horizontal e vertical. Sondas inseridas no centro das peças acompanharam a evolução da temperatura do produto. Para avaliar o funcionamento do túnel, sete sondas foram posicionadas nos níveis 1, 7, 13, 18, 23, 28 e 31, com leituras a cada 10 minutos durante 54 horas, incluindo avaliações com e sem a etapa de degelo.

Os dados também foram analisados por controle estatístico do processo, utilizando gráficos de média e amplitude. Depois da identificação de problemas na ventilação, foram implementadas ações corretivas e realizado um novo monitoramento de 54 horas.

Abastecimento vertical e retirada da embalagem secundária melhoraram o desempenho do congelamento

No abastecimento horizontal, os pernis acondicionados somente na embalagem primária atingiram -18°C após aproximadamente 27 horas no ponto de menor troca térmica. Já os produtos com embalagem primária e secundária não alcançaram -18°C mesmo após 36 horas.

Com apenas a embalagem primária, mudar o abastecimento de horizontal para vertical reduziu em 3,5 horas o tempo necessário para atingir -18°C, correspondendo a um ganho de 12,5% no tempo de congelamento. No abastecimento vertical, o produto atingiu -18°C em 24 horas e 30 minutos. Após 29 horas, chegou a -27,9°C.

Os dados de reprocessamento mostraram outra mudança importante. Com embalagem primária e secundária e abastecimento horizontal, a taxa era de 0,47%. Após retirar a embalagem secundária e manter o abastecimento horizontal, caiu para 0,04%. Posteriormente, com apenas a embalagem primária e abastecimento vertical, chegou a 0,01%. Em termos relativos, os autores descrevem reduções de aproximadamente 91% e 78% nessas duas etapas, respectivamente.

As intervenções no sistema de ventilação também melhoraram a distribuição térmica durante a operação normal do túnel: a diferença máxima observada entre os níveis avaliados caiu de 9,4°C para 2,4°C.

Menos barreiras térmicas e melhor exposição ao ar frio ajudam a explicar os resultados

Nas condições avaliadas, a embalagem secundária acrescentava uma barreira à transferência de calor. Além dela, o calor precisava atravessar a embalagem primária e as próprias estruturas do produto até alcançar seu centro térmico. Os autores também apontam que bolsas de ar no interior das embalagens podem atuar como isolantes.

O abastecimento vertical, por sua vez, modificou a posição das caixas durante sua passagem pelo túnel e favoreceu a exposição às regiões de maior troca térmica. Com isso, os pernis acondicionados apenas na embalagem primária atingiram -18°C mais rapidamente.

Os resultados indicam, portanto, que o desempenho do congelamento não depende somente da temperatura programada para o túnel. Embalagem, posição das caixas e funcionamento da ventilação também interferem na transferência de calor e no tempo necessário para resfriar o centro do produto.

Os resultados são diretamente aplicáveis ao processo industrial avaliado

Os achados são especialmente relevantes para agroindústrias que utilizam túneis contínuos para congelar cortes suínos e precisam assegurar que o centro do produto alcance a temperatura estabelecida sem prolongar desnecessariamente sua permanência no equipamento.

O trabalho mostra que, no sistema estudado, alterações relativamente simples na embalagem e no fluxo das caixas reduziram o tempo de congelamento e o reprocessamento. Os autores apontam ainda potencial de aplicação do abastecimento vertical em outras linhas de produção de carnes, como bovina e de aves, mas ressaltam que devem ser respeitadas as características físicas e térmicas de cada produto.

O estudo avaliou mudanças operacionais diretamente em um túnel industrial

A contribuição do trabalho está em avaliar conjuntamente fatores de embalagem, movimentação das caixas e funcionamento do sistema de ventilação em condições industriais. Em vez de analisar apenas a temperatura nominal do túnel, o estudo acompanhou quanto tempo o centro do pernil levava para atingir -18°C e como a temperatura se distribuía entre diferentes níveis do equipamento.

O monitoramento permitiu identificar um problema no bloco central de ventilação. Entre as ações adotadas estiveram a substituição do equipamento danificado, a instalação de um sensor para sinalizar falhas, a aquisição de um ventilador reserva e a solicitação de aumento da demanda de energia da unidade. Após as intervenções, o túnel foi novamente monitorado.

O desempenho do congelamento depende de todo o caminho térmico até o centro do produto

A principal interpretação do estudo é que atingir a temperatura desejada no centro de uma peça de carne depende de mais fatores do que simplesmente manter o ar do túnel em baixa temperatura. As embalagens criam resistências à transferência de calor, enquanto a posição das caixas influencia sua exposição ao fluxo de ar frio.

Nas condições testadas, os pernis com embalagem secundária não atingiram -18°C dentro dos tempos de retenção avaliados, tanto no abastecimento horizontal quanto no vertical. Já com apenas a embalagem primária, a mudança para o abastecimento vertical permitiu atingir essa temperatura 3,5 horas mais cedo.

O monitoramento dos níveis do túnel também mostrou que problemas mecânicos de ventilação podiam gerar diferenças de temperatura. A identificação e correção dessas falhas reduziu a diferença máxima entre níveis durante a operação normal, mostrando a importância de avaliar não apenas o produto, mas também a uniformidade térmica do equipamento.

Menos reprocessamento significa menos caixas retornando ao túnel

Antes da mudança de embalagem, a taxa de reprocessamento era de 0,47%. Após a retirada da embalagem secundária, caiu para 0,04%, o que corresponde à redução relativa de aproximadamente 91% relatada pelos autores. Depois, com a mudança do abastecimento horizontal para o vertical, a taxa caiu novamente, de 0,04% para 0,01%, equivalente a uma redução relativa de aproximadamente 78%.

Essa redução é relevante porque caixas que não atingem a temperatura necessária precisam retornar ao processo, ocupando novamente espaço e tempo do túnel. Os autores também discutem que as flutuações de temperatura associadas ao reprocessamento podem prejudicar características do produto. Assim, as mudanças testadas reduziram o retrabalho e melhoraram o aproveitamento do processo industrial.